Máy tính nhúng không quạt Siemens IPC277E bỏ quạt và bỏ đĩa cứng quay, nên trong máy không còn chi tiết chuyển động nào phải thay định kỳ. Đổi lại, toàn bộ nhiệt của bộ xử lý phải đi ra bằng vỏ máy, và vỏ máy thì nằm trong tủ điện đã đóng kín. Bài toán nhiệt không biến mất, nó dịch ra phía sau cánh tủ.
Bảng thông số, mã đặt hàng và dải cỡ màn của mã này nằm ở bài trụ máy tính công nghiệp SIMATIC IPC277E. Bài này chỉ đi một trục: nhiệt độ cho phép và cách bố trí tản nhiệt cho tủ có gắn panel PC không quạt.
Không quạt nghĩa là nhiệt đi ra bằng vỏ
Trang sản phẩm nêu IPC277E được thiết kế chạy liên tục 24/7 ở nhiệt độ môi trường tới 50 °C, chịu rung và sốc cao, không cần bảo trì vì không có bộ phận quay. Con số 50 °C là nhiệt độ khí quanh máy, đo ngay tại chỗ máy nằm — không phải nhiệt độ trung bình của xưởng, cũng không phải nhiệt độ ngoài trời.
Chênh lệch giữa hai con số đó thường lớn hơn người ta tưởng. Một tủ điện kín đặt cạnh lò hoặc dưới mái tôn, bên trong có thêm biến tần và nguồn tổ ong, có thể nóng hơn không khí xưởng 15–20 °C. Xưởng 32 °C vẫn có thể cho khí trong tủ vượt 50 °C vào buổi chiều. Vì vậy điểm đo phải là khí sát máy, và phải đo lúc dây chuyền chạy đủ tải, không đo lúc nghiệm thu buổi sáng.
Ngân sách nhiệt của tủ và bốn đường thoát nhiệt
Cách làm gọn là cộng công suất tổn hao của mọi thiết bị trong tủ, so với khả năng thoát nhiệt của vỏ tủ, rồi mới chọn cách làm mát. Bốn đường thoát nhiệt hay dùng cho tủ có panel PC:
| Cách thoát nhiệt | Nguyên lý | Hợp với trường hợp nào | Điều phải kiểm |
|---|---|---|---|
| Đối lưu tự nhiên qua vỏ tủ | Nhiệt truyền qua tôn ra không khí xưởng | Tủ ít thiết bị, tổn hao nhỏ, xưởng mát | Diện tích vỏ hở ra ngoài; tủ kê sát tường mất một mặt tỏa nhiệt |
| Quạt lọc cấp và cửa hút | Đẩy khí xưởng qua tủ, mang nhiệt ra | Xưởng sạch, nhiệt độ ngoài thấp hơn ngưỡng trong tủ | Cấp bảo vệ của tủ tụt xuống mức của lưới lọc; phải thay lọc định kỳ |
| Bộ trao đổi nhiệt khí – khí | Hai vòng khí tách biệt, tủ vẫn kín | Xưởng nhiều bụi, dầu, hơi ẩm mà vẫn cần giữ kín tủ | Chỉ hạ được nhiệt xuống gần nhiệt độ khí ngoài, không thấp hơn |
| Máy lạnh tủ điện | Chu trình lạnh, hạ dưới nhiệt độ khí ngoài | Tủ đặt cạnh nguồn nhiệt, hoặc tổn hao trong tủ lớn | Nước ngưng phải có đường thoát; thêm một thiết bị cần bảo trì |
Với IPC277E, tổn hao của máy nhỏ so với biến tần hay bộ nguồn, nhưng máy lại là thiết bị nhạy nhất trong tủ với nhiệt. Nguyên tắc bố trí: đặt máy ở vùng khí vào, để biến tần và điện trở xả ở vùng khí ra, không đặt panel PC ngay phía trên một nguồn nhiệt.
Khoảng hở và vị trí gá trên cánh tủ
Khoảng hở tối thiểu quanh máy theo tài liệu hãng cho từng cỡ màn. Ngoài con số đó, có mấy điểm hay bị bỏ sót khi dựng tủ:
- Mặt sau máy không áp vào máng cáp hay tường tủ. Bó cáp chạy sát lưng máy vừa chặn đường khí vừa giữ nhiệt lại đúng chỗ nóng nhất.
- Giữ đường khí đi từ dưới lên. Khí nóng luôn dồn lên đỉnh tủ; nếu máy gắn ở nửa trên cánh tủ thì nó nhận đúng phần khí nóng nhất.
- Tủ kê sát tường mất một mặt tỏa nhiệt. Bản vẽ tính nhiệt theo bốn mặt hở, thực tế lắp có khi chỉ còn hai.
- Cánh tủ mở ra là mất luôn tính toán. Nhiều nơi vận hành để cánh tủ hé cho mát; khi đó IP65 mặt trước không còn nghĩa lý gì với phần thân máy phía sau, bụi và hơi dầu vào thẳng.
- Nguồn 24 V DC đặt xa máy. Bộ nguồn là một nguồn nhiệt liên tục; đặt nó ngay dưới panel PC là cách tự tạo ra dòng khí nóng thổi vào lưng máy.
Theo dõi nhiệt khi máy đã chạy
Quá nhiệt hiếm khi làm máy tắt ngay. Dấu hiệu thường thấy trước là máy tự hạ xung nhịp, trang WinCC vẽ chậm hẳn vào giờ nóng nhất trong ngày, rồi các lỗi ghi thẻ nhớ xuất hiện. Cách xử lý:
- Đặt một đầu đo nhiệt trong tủ, sát chỗ máy, và đưa giá trị này lên trang giám sát cùng các biến công nghệ. Một biến nhiệt độ tủ rẻ hơn nhiều so với một lần dừng dây chuyền.
- Ghi lại nhiệt độ theo giờ trong ít nhất một tuần mùa nóng, gồm cả ca đêm, rồi mới kết luận tủ đủ mát hay không.
- Ưu tiên SSD hoặc thẻ CFast dung lượng dư nhiều so với nhu cầu; thiết bị nhớ chạy nóng và gần đầy là tổ hợp hỏng sớm.
- Nếu số liệu cho thấy khí trong tủ chạm ngưỡng, xử lý bằng đường thoát nhiệt của tủ trước, đừng đổi sang máy mạnh hơn — máy mạnh hơn tỏa nhiệt nhiều hơn.
Chọn thiết bị cho tủ nóng
Nếu khí trong tủ không thể giữ dưới ngưỡng cho phép, có hai hướng thực tế. Hướng thứ nhất là giữ panel PC nhưng đầu tư làm mát tủ, chọn theo bảng ở trên. Hướng thứ hai là tách máy ra khỏi vùng nóng: đặt máy hộp ở tủ mát hơn và chỉ để lại một màn hình ở vị trí vận hành.
Cấu hình IPC277E và chính sách bảo hành ở trang SIMATIC IPC277E. Các dòng liền màn khác nằm trong danh mục SIMATIC Panel IPC; lưu ý dòng cao hơn không đồng nghĩa chịu nóng hơn — IPC677E mạnh hơn nhưng ghi nhiệt độ môi trường tới 45 °C. Các dòng không quạt khác của hãng nằm trong chuyên mục máy tính công nghiệp không quạt, và tổng quan họ máy ở bài hệ thống SIMATIC IPC là gì.
Để so nhanh nhiều hướng lắp đặt theo nhiệt độ và chỗ đặt, dùng công cụ chọn máy theo điều kiện lắp đặt; phần nền về dòng máy nằm ở chuyên trang máy tính công nghiệp Siemens.
Câu hỏi thường gặp
Siemens IPC277E chạy được ở nhiệt độ môi trường bao nhiêu?
Trang sản phẩm nêu máy được thiết kế chạy liên tục 24/7 ở nhiệt độ môi trường tới 50 °C. Đây là nhiệt độ khí quanh máy, không phải nhiệt độ ngoài xưởng, nên phải đo tại chỗ máy nằm và đo lúc dây chuyền chạy đủ tải.
Máy không quạt thì có cần quạt cho tủ điện không?
Thường vẫn cần. Máy không quạt chỉ nghĩa là bên trong máy không có quạt; nhiệt vẫn thoát ra khí trong tủ và phải có đường ra khỏi tủ. Cần hay không phụ thuộc tổng tổn hao của các thiết bị trong tủ và diện tích vỏ tủ tỏa được nhiệt.
Phải chừa bao nhiêu khoảng hở quanh IPC277E khi lắp?
Khoảng hở tối thiểu theo tài liệu hãng cho từng cỡ màn. Nguyên tắc chung là không áp sát mặt sau máy vào tường tủ hay máng cáp, giữ đường khí đi từ dưới lên trên, và không đặt máy ngay phía trên biến tần hoặc bộ nguồn.
