Este artículo se adentra en el mundo de los chasis informáticos industriales, las robustas carcasas diseñadas para proteger e integrar componentes electrónicos sensibles en entornos exigentes. Exploraremos por qué estos chasis especializados son cruciales para un funcionamiento fiable en diversos entornos industriales y en qué se diferencian de los chasis informáticos estándar. Merece la pena leer este artículo porque ofrece una visión general de los chasis para ordenadores industriales, sus características, ventajas y criterios de selección, lo que le ayudará a tomar decisiones con conocimiento de causa a la hora de elegir la solución adecuada para su aplicación industrial específica.

1. ¿Qué es exactamente un chasis de ordenador industrial?

Un chasis informático industrial es una carcasa especializada diseñada específicamente para alojar y proteger los componentes informáticos en entornos industriales hostiles. A diferencia de los chasis informáticos estándar utilizados en hogares u oficinas, un chasis informático industrial está diseñado para soportar temperaturas extremas, vibraciones, polvo, suciedad y otras condiciones difíciles que suelen darse en plantas de fabricación, fábricas y otros entornos industriales. Se utilizan para integrar la informática en muchas industrias. Los sistemas informáticos industriales suelen utilizarse en fábricas. Se construyen con materiales duraderos, como acero o aluminio de alta resistencia, y a menudo cuentan con mecanismos de refrigeración especializados, como ventiladores de alto flujo de aire o diseños sin ventilador. El chasis también ofrece opciones de montaje seguras para los componentes internos, como la placa base, la CPU, las unidades de almacenamiento y las ranuras de expansión para añadir tarjetas especializadas.

Los chasis industriales son componentes críticos de los sistemas informáticos industriales utilizados para una amplia gama de aplicaciones, como la automatización industrial, el control de procesos, la adquisición de datos, la visión artificial y la computación de borde. Estos sistemas suelen estar diseñados para funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y requieren altos niveles de fiabilidad y durabilidad. El chasis del ordenador industrial desempeña un papel fundamental a la hora de garantizar que los componentes electrónicos sensibles que contiene estén protegidos de las inclemencias del entorno y puedan funcionar de forma fiable durante periodos prolongados. Al pensar en el chasis de ordenador industrial, no debemos olvidarnos del chasis de montaje en bastidor.

2. ¿Por qué los PC industriales son diferentes de los PLC?

Los PC industriales y los PLC (controladores lógicos programables) se utilizan en la automatización industrial para controlar máquinas y procesos, pero tienen diferencias clave. Los PLC son ordenadores industriales especializados diseñados para controlar máquinas y procesos en tiempo real.

Los PC industriales son ordenadores de uso más general adaptados al uso industrial, que utilizan un chasis de ordenador industrial para proporcionar la protección necesaria. Los PC industriales están diseñados para poder ejecutar diversas aplicaciones y programas que se encontrarían en los PC normales. Pueden ejecutar software y sistemas operativos más complejos (como Windows o Linux). Los PLC se programan utilizando lógica de escalera u otros lenguajes especializados, mientras que los PC industriales pueden programarse utilizando una gama más amplia de lenguajes.

He aquí un cuadro que resume las principales diferencias:

Mientras que los PLC son excelentes para el control dedicado en tiempo real, los PC industriales ofrecen mayor flexibilidad y capacidad de procesamiento para aplicaciones más complejas. La elección entre uno y otro depende de las necesidades específicas de la aplicación. Algunos sistemas de control modernos utilizan incluso un enfoque híbrido, combinando los puntos fuertes de los PLC y los PC industriales.

3. En qué se diferencia un chasis de ordenador industrial de un armario de PC estándar?

Los chasis para ordenadores industriales están diseñados y fabricados para ser robustos y duraderos, por lo que son muy diferentes de las carcasas estándar para PC. Un chasis de ordenador estándar suele estar diseñado para su uso en entornos de clima controlado, como hogares u oficinas. Los entornos industriales son mucho más exigentes y requieren una solución mucho más robusta. Los chasis de ordenador estándar no están diseñados específicamente para entornos industriales. He aquí en qué se diferencian:

• Durabilidad: Los chasis industriales se construyen con materiales resistentes, como acero o aluminio gruesos, para soportar condiciones duras, como impactos, vibraciones y temperaturas extremas. Las carcasas estándar para PC suelen estar fabricadas con materiales más finos y son más susceptibles de sufrir daños. No están diseñadas específicamente para entornos difíciles.
• Protección del medio ambiente: Los chasis industriales suelen estar sellados para protegerlos del polvo, los residuos y la humedad. También pueden tener juntas y filtros especializados. Las carcasas de PC estándar ofrecen una protección mínima contra estos elementos.
• Refrigeración: Los entornos industriales pueden llegar a ser muy calurosos. Los chasis industriales suelen incorporar mecanismos de refrigeración avanzados, como ventiladores de alto flujo de aire, disipadores de calor o incluso diseños sin ventilador para disipar el calor de forma eficaz. Las carcasas de PC estándar se basan en ventiladores básicos que pueden no ser suficientes en entornos industriales exigentes. Los PC industriales están diseñados para mantenerse fríos.
• Opciones de montaje: Los chasis industriales ofrecen varias opciones de montaje, como montaje en bastidor, en pared o en panel, para adaptarse a los distintos requisitos de instalación. Las carcasas de PC estándar suelen estar diseñadas para su colocación en sobremesa o torre.

En esencia, un chasis de ordenador industrial es una carcasa reforzada diseñada para proporcionar un mayor nivel de protección y fiabilidad a los componentes informáticos que operan en entornos industriales difíciles.

4. ¿Cuáles son las principales características de un chasis industrial robusto?

Un chasis industrial robusto se caracteriza por varias características clave que contribuyen a su capacidad para proteger y permitir un funcionamiento fiable de los componentes informáticos en entornos exigentes:

• Construcción duradera: Como ya se ha mencionado, los materiales de alta resistencia, como el acero de gran espesor o el aluminio, son esenciales. El diseño del chasis debe ser capaz de soportar golpes, impactos y vibraciones constantes sin comprometer la integridad de los componentes internos. El chasis está hecho para durar.
• Sellado ambiental: Un sellado eficaz contra el polvo, la suciedad, la humedad y otros contaminantes es crucial. Esto suele implicar el uso de juntas, filtros y revestimientos especializados.
• Refrigeración eficiente: Los entornos industriales pueden experimentar altas temperaturas. Un chasis robusto incorporará soluciones de refrigeración avanzadas, como ventiladores de gran caudal de aire, rejillas de ventilación estratégicamente situadas, disipadores de calor o incluso refrigeración líquida en algunos casos. Los diseños sin ventilador también son populares en ciertas aplicaciones en las que el polvo o las piezas móviles no son deseables.
• Opciones de montaje flexibles: La posibilidad de montar el chasis de varias formas -en bastidor, en pared o en panel- proporciona flexibilidad para diferentes escenarios de instalación. Un ingeniero puede elegir la mejor opción.
• Capacidad de expansión: Las aplicaciones industriales suelen requerir tarjetas complementarias especializadas. Un buen chasis industrial proporcionará amplias ranuras de expansión (PCI, PCIe) para alojar estas tarjetas.
• Montaje seguro de componentes: Los componentes internos, como la placa base, las unidades de almacenamiento y la fuente de alimentación, deben montarse de forma segura para evitar daños por vibraciones o golpes.
• Amplio rango de temperaturas de funcionamiento: El chasis, junto con los componentes que alberga, debe estar preparado para un amplio rango de temperaturas de funcionamiento, para soportar tanto el calor como el frío extremos.

Estas características garantizan que el sistema informático industrial alojado en el chasis pueda funcionar de forma fiable y mantener su rendimiento en condiciones difíciles.

5. ¿Cuáles son las ventajas de utilizar chasis de montaje en bastidor en entornos industriales?

Los chasis de montaje en bastidor son una opción popular para aplicaciones industriales debido a sus numerosas ventajas:

• Optimización del espacio: Los chasis de montaje en bastidor están diseñados para montarse en bastidores estándar de 19 pulgadas, lo que permite un uso eficiente del espacio en salas de control o armarios de equipos. Se pueden apilar varios sistemas en vertical para maximizar la densidad de cálculo.
• Normalización: El estándar de rack de 19 pulgadas garantiza la compatibilidad e intercambiabilidad entre equipos de distintos fabricantes. El estándar de montaje en bastidor facilita el intercambio de componentes.
• Escalabilidad: Es fácil añadir más capacidad informática o de almacenamiento simplemente añadiendo más chasis de montaje en bastidor al bastidor. Esto permite a los sistemas industriales escalar a medida que evolucionan las necesidades.
• Gestión de cables: Los bastidores ofrecen una forma estructurada de gestionar los cables, lo que reduce el desorden y facilita el mantenimiento y la resolución de problemas del sistema.
• Eficiencia de refrigeración: Los chasis de montaje en bastidor están diseñados para un flujo de aire eficiente dentro del bastidor. El aire frío suele entrar por la parte delantera del rack y salir por la trasera, lo que ayuda a mantener fríos los componentes. Pueden equiparse con fuentes de alimentación industriales sin ventilador.
• Accesibilidad: Los componentes de un chasis de montaje en bastidor suelen ser fácilmente accesibles desde la parte delantera o trasera del bastidor, lo que simplifica el mantenimiento y las actualizaciones.
• Seguridad: Los bastidores pueden bloquearse para impedir el acceso no autorizado al hardware, lo que puede ser beneficioso para aplicaciones industriales críticas. El montaje en bastidor industrial es una opción segura.

Los chasis de montaje en bastidor están disponibles en varios tamaños, medidos comúnmente en unidades de bastidor (U). Un chasis 1U mide 1,75 pulgadas de alto, un chasis 2U mide 3,5 pulgadas de alto, un chasis 4U mide 7 pulgadas de alto, y así sucesivamente. La elección del tamaño del chasis de montaje en bastidor depende de los requisitos específicos de computación y almacenamiento de la aplicación.

6. ¿Cómo ofrecen los Panel PC una solución industrial que ahorra espacio?

Los Panel PC son ordenadores industriales todo en uno que integran una pantalla, una pantalla táctil y componentes informáticos en una única unidad compacta diseñada para montaje en panel. Son una gran solución para ahorrar espacio en entornos industriales donde el espacio es limitado o donde una configuración tradicional de ordenador de sobremesa no resulta práctica. Aquí encontrará más información sobre los sistemas de ordenadores industriales de panel.

• Factor de forma compacto: Al combinar la pantalla y el ordenador en una sola unidad, los PC de panel reducen considerablemente el espacio ocupado en comparación con los monitores y PC industriales independientes. Este formato compacto es ideal.
• Instalación simplificada: Los Panel PC están diseñados para montarse fácilmente en paneles de control, paredes o maquinaria. Suelen utilizar un soporte VESA u otro sistema de montaje estandarizado.
• Pantalla táctil integrada: La pantalla táctil integrada elimina la necesidad de un teclado y un ratón independientes, lo que ahorra aún más espacio y simplifica la interacción del usuario. Las pantallas táctiles también son más resistentes al polvo y la suciedad que los dispositivos de entrada tradicionales.
• Diseño robusto: Al igual que otros sistemas informáticos industriales, los ordenadores de panel están construidos con robustos chasis industriales para soportar entornos industriales adversos. A menudo presentan diseños sin ventilador y amplios rangos de temperatura de funcionamiento.
• Panel frontal sellado: El panel frontal de un PC de panel suele estar sellado para protegerlo del polvo, la suciedad y los líquidos, lo que lo hace adecuado para su uso en entornos lavables o polvorientos.

Los Panel PC se utilizan habitualmente en aplicaciones como:

• Interfaz hombre-máquina (HMI)
• Visualización de procesos
• Control de máquinas
• Adquisición de datos
• Quioscos

Proporcionan una solución informática robusta, fiable y que ocupa poco espacio para una gran variedad de aplicaciones industriales.

7. ¿Por qué es crucial la gestión térmica en el diseño de ordenadores industriales?

La gestión térmica eficaz es fundamental en el diseño de ordenadores industriales porque los entornos industriales suelen implicar altas temperaturas de funcionamiento, y el calor excesivo puede afectar significativamente al rendimiento y la fiabilidad de los componentes electrónicos. Estos pcs industriales están diseñados para soportar un amplio rango de temperaturas.

• Fiabilidad de los componentes: Las altas temperaturas pueden acelerar el envejecimiento de los componentes electrónicos y provocar fallos prematuros. Las CPU, GPU y otros circuitos integrados son especialmente susceptibles a los daños relacionados con el calor.
• Degradación del rendimiento: Cuando los componentes se calientan, pueden reducir automáticamente su velocidad de reloj (estrangulamiento térmico) para evitar el sobrecalentamiento. Esto puede provocar un descenso significativo del rendimiento.
• Estabilidad del sistema: El calor excesivo puede causar inestabilidad en el sistema, provocando bloqueos, congelaciones o reinicios inesperados.
• Integridad de los datos: El sobrecalentamiento puede aumentar el riesgo de errores o pérdida de datos, sobre todo en los dispositivos de almacenamiento.

Para hacer frente a estos retos, los chasis y sistemas informáticos industriales emplean diversas técnicas de gestión térmica:

• Ventiladores de gran caudal de aire: Se utilizan potentes ventiladores para introducir aire frío en el chasis y expulsar el aire caliente.
• Disipadores de calor: Los disipadores de calor, a menudo de aluminio o cobre, se fijan a los componentes que generan calor para disiparlo con mayor eficacia.
• Diseños sin ventilador: En algunas aplicaciones, se prefieren los diseños sin ventilador para eliminar las piezas móviles y reducir la acumulación de polvo. Estos diseños se basan en técnicas de refrigeración pasiva, como grandes disipadores de calor y convección natural.
• Refrigeración líquida: En los sistemas industriales de alto rendimiento, la refrigeración líquida puede utilizarse para evacuar el calor de los componentes con más eficacia que la refrigeración por aire.
• Control térmico: Los sensores se utilizan para controlar la temperatura de los componentes críticos, y el software puede ajustar la velocidad de los ventiladores o activar alertas si las temperaturas superan los límites de seguridad.

Una gestión térmica adecuada es esencial para garantizar la fiabilidad, el rendimiento y la estabilidad a largo plazo de los sistemas informáticos industriales. El chasis industrial desempeña un papel importante.

8. ¿Qué papel desempeñan las placas base industriales en los sistemas informáticos industriales?

Las placas base industriales son la base de los sistemas informáticos industriales. Están diseñadas y fabricadas para satisfacer los exigentes requisitos de las aplicaciones industriales, ofreciendo una mayor fiabilidad, longevidad y funciones especializadas en comparación con las placas base de sobremesa estándar. He aquí un vistazo a su papel crucial:

• Durabilidad y fiabilidad: Las placas base industriales se fabrican con componentes robustos y se someten a rigurosas pruebas para garantizar que pueden soportar entornos difíciles, como temperaturas extremas, vibraciones, golpes y humedad. Suelen tener una vida útil más larga que las placas base comerciales. Estas placas base están diseñadas para funcionar 24 horas al día, 7 días a la semana.
• Ciclo de vida ampliado: A diferencia de las placas base de consumo, que se actualizan con frecuencia con nuevos modelos, las placas base industriales suelen tener un ciclo de vida de producto prolongado, a menudo de 5 a 7 años o incluso más. Esto garantiza la disponibilidad a largo plazo y simplifica el mantenimiento y las actualizaciones. Puede confiar en que las placas base industriales estarán disponibles durante mucho tiempo.
• E/S especializadas: Las placas base industriales suelen incorporar una amplia gama de puertos de E/S especializados y ranuras de expansión para admitir periféricos y protocolos de comunicación industriales. Esto puede incluir varios puertos serie (RS-232/422/485), puertos Ethernet industriales, interfaces de bus CAN, E/S digitales, etc.
• Soporte de legado: Muchas aplicaciones industriales se basan en hardware y software heredados. Las placas base industriales suelen admitir interfaces heredadas, como ranuras ISA o puertos PS/2, para garantizar la compatibilidad con equipos antiguos.
• Amplia gama de temperaturas: Las placas base industriales están diseñadas para funcionar con fiabilidad en un amplio rango de temperaturas, normalmente de -40 °C a +85 °C o incluso más.
• Opciones de personalización: Algunos fabricantes ofrecen opciones de personalización para placas base industriales, lo que permite a los clientes especificar las características y E/S exactas que necesitan para su aplicación específica.

Las placas base industriales están disponibles en varios formatos: ATX, micro-ATX, Mini-ITX y SBC (Single Board Computer). La elección del factor de forma depende de las limitaciones de espacio y los requisitos de rendimiento de la aplicación.

9. ¿Cómo elegir el chasis de ordenador industrial adecuado a sus necesidades?

Seleccionar el chasis de ordenador industrial adecuado es crucial para garantizar la fiabilidad y longevidad de su sistema informático industrial. Estos son algunos factores clave que debe tener en cuenta:

• Medio ambiente: Evalúe las condiciones ambientales específicas en las que funcionará el sistema. Tenga en cuenta factores como temperaturas extremas, polvo, suciedad, humedad, vibraciones y posibles impactos físicos. Esto determinará el nivel de robustez y sellado necesario.
• Requisitos de la solicitud: Comprenda las necesidades de rendimiento de su aplicación. Esto influirá en la elección de la CPU, la placa base, el almacenamiento y las ranuras de expansión necesarias. Considere si necesita un sistema de alto rendimiento para tareas complejas o un sistema más básico para funciones de control más sencillas.
• Montaje: Determine cómo se montará el chasis. El montaje en bastidor es ideal para salas de servidores o armarios de equipos, el montaje en pared para zonas con poco espacio y el montaje en panel para la integración en paneles de control o maquinaria.
• Tamaño y factor de forma: Elija un tamaño de chasis y un factor de forma (p. ej., montaje en bastidor 1U, 2U, 4U, Mini-ITX, ATX) que permita alojar la placa base, las unidades de almacenamiento y otros componentes en el espacio disponible.
• Refrigeración: Seleccione una solución de refrigeración adecuada para el entorno térmico y el calor generado por los componentes. Considere ventiladores de gran caudal de aire, disipadores de calor o diseños sin ventilador en función de sus necesidades.
• Expansión: Asegúrese de que el chasis dispone de suficientes ranuras de expansión (PCI, PCIe) para alojar cualquier tarjeta complementaria especializada necesaria para su aplicación (por ejemplo, tarjetas de adquisición de datos, GPU, tarjetas de comunicación).
• Conectividad E/S: Compruebe que el chasis y la placa base proporcionan los puertos de E/S necesarios para sus periféricos y necesidades de comunicación (por ejemplo, USB, serie, Ethernet, buses de campo industriales).
• Fuente de alimentación: Elija una fuente de alimentación que cumpla los requisitos de potencia de sus componentes y esté homologada para uso industrial. Busque características como un amplio rango de tensión de entrada y protección contra sobretensiones.
• Presupuesto: Los chasis para ordenadores industriales pueden variar de precio en función de sus características y robustez. Determine su presupuesto y encuentre una solución que cumpla sus requisitos sin gastar de más.
• Reputación del vendedor: Seleccione un fabricante de renombre conocido por fabricar productos informáticos industriales de alta calidad y ofrecer un excelente servicio de atención al cliente.

Si considera detenidamente estos factores, podrá elegir el chasis de ordenador industrial adecuado para garantizar el funcionamiento fiable de su sistema informático industrial incluso en los entornos más exigentes.

10. ¿Cuáles son las últimas tendencias tecnológicas en chasis industriales?

El campo de los ordenadores y chasis industriales evoluciona constantemente para satisfacer las crecientes demandas de las aplicaciones industriales. Estas son algunas de las últimas tendencias tecnológicas:

• Edge Computing: A medida que el procesamiento de datos se acerca más a la fuente, crece la necesidad de ordenadores industriales compactos y resistentes diseñados para implementaciones periféricas. Estos sistemas suelen contar con diseños sin ventilador, amplios rangos de temperatura de funcionamiento y opciones de conectividad inalámbrica.
• IA y aprendizaje automático: El creciente uso de la inteligencia artificial y el aprendizaje automático en aplicaciones industriales está impulsando la demanda de ordenadores industriales con potentes GPU para manejar cálculos complejos. Se están diseñando chasis para alojar estas GPU de alta potencia y sus necesidades de gestión térmica.
• Conectividad mejorada: Los ordenadores industriales incorporan cada vez más opciones de conectividad avanzadas, como 5G, Wi-Fi 6 y 10 Gigabit Ethernet, para admitir la transferencia de datos de gran ancho de banda y la comunicación en tiempo real.
• Diseños modulares: Los ordenadores y chasis industriales modulares están ganando popularidad porque ofrecen mayor flexibilidad y personalización. Los usuarios pueden cambiar fácilmente los componentes o añadir nuevos módulos para adaptarse a los requisitos cambiantes de la aplicación.
• Ciberseguridad: Ante la creciente amenaza de ciberataques en los sistemas industriales, cada vez se presta más atención a la incorporación de funciones de ciberseguridad en los ordenadores y chasis industriales. Esto incluye funciones de seguridad basadas en hardware, como los módulos de plataforma de confianza (TPM) y las capacidades de arranque seguro.
• Sostenibilidad: Cada vez se presta más atención a la eficiencia energética y la sostenibilidad en la informática industrial. Los fabricantes diseñan chasis y sistemas que consumen menos energía y utilizan materiales más respetuosos con el medio ambiente.
• Miniaturización: Continúa la tendencia hacia ordenadores industriales más pequeños y compactos, impulsada por las limitaciones de espacio y la necesidad de soluciones integradas. Los chasis industriales también son cada vez más pequeños y ligeros, sin dejar de ofrecer una sólida protección.

Estas tendencias reflejan la continua evolución de la informática industrial para responder a los retos de unas aplicaciones industriales cada vez más complejas, basadas en datos e interconectadas.
Póngase en contacto con nosotros si necesita ayuda para elegir un ordenador industrial.

11.Resumen

Estas son las 10 cosas más importantes que hay que recordar sobre los chasis informáticos industriales:

• Los chasis para ordenadores industriales son carcasas especializadas diseñadas para proteger los componentes informáticos en entornos industriales hostiles.
• Están construidos con materiales duraderos, ofrecen sellado ambiental e incorporan avanzados mecanismos de refrigeración.
• Los chasis de montaje en bastidor ofrecen optimización del espacio, estandarización, escalabilidad y refrigeración eficiente en implementaciones basadas en bastidor.
• Los Panel PC ofrecen una solución compacta todo en uno para aplicaciones industriales con limitaciones de espacio, integrando una pantalla, una pantalla táctil y un ordenador en una sola unidad.
• Una gestión térmica eficaz es crucial en el diseño de ordenadores industriales para garantizar la fiabilidad de los componentes, el rendimiento y la estabilidad del sistema.
• Las placas base industriales son la base de los sistemas informáticos industriales, ya que ofrecen una mayor durabilidad, longevidad, E/S especializadas y compatibilidad con sistemas heredados.
• Elegir el chasis de ordenador industrial adecuado implica tener en cuenta factores como el entorno, los requisitos de la aplicación, las opciones de montaje, el tamaño, la refrigeración, la ampliación, las E/S, la fuente de alimentación, el presupuesto y la reputación del proveedor.
• Los PC industriales ofrecen más flexibilidad y capacidad de procesamiento que los PLC para aplicaciones complejas, ya que utilizan sistemas operativos y lenguajes de programación de uso general.
• Las últimas tendencias en chasis industriales incluyen edge computing, soporte de IA y machine learning, conectividad mejorada, diseños modulares, características de ciberseguridad, sostenibilidad y miniaturización.
• Los chasis para ordenadores industriales son esenciales para garantizar el funcionamiento fiable de los sistemas informáticos industriales en entornos exigentes, protegiendo los componentes electrónicos sensibles de las condiciones más duras.