داخل أداة معالجة الرقائق، تحدث العديد من العمليات قبل أن تغادر الرقاقة الحجرة أو محطة المناولة. تبدأ المضخات، وتتحول الصمامات، وتعيد المستشعرات قراءات، وتحرك آليات النقل الرقاقة، ويتتبع برنامج المعالجة كل خطوة.

يمكن لجهاز كمبيوتر صغير بدون مروحة أن يتواجد داخل خزانة المعدات ويدعم هذه التسلسلات من جانب البرنامج. وظيفته هي الحفاظ على تطبيقات الجهاز، واتصال الأجهزة الطرفية، وبيانات الإنتاج متاحة طوال دورة المعالجة.

1. خلفية التطبيق

تغطي معدات معالجة الرقائق أكثر من نوع واحد من الأجهزة. اعتمادًا على مرحلة الإنتاج، قد يتعامل النظام مع التنظيف، أو توصيل المواد، أو نقل الرقائق، أو مراقبة المعالجة، أو دعم وظائف التحكم حول الحجرة.

تدعم هذه الأنظمة عادةً تصنيع الرقائق في مجالات التشغيل الأساسية:

• محطات تنظيف الرقائق، حيث يجب أن تعمل المضخات والصمامات والمستشعرات وتسلسلات المعالجة معًا.
• أنظمة نقل الرقائق، حيث تحرك آليات المناولة الرقائق بين منافذ التحميل، أو الحجرات، أو مواضع المعالجة.
• معدات توصيل الغاز أو المواد الكيميائية، حيث يجب أن تظل ظروف التشغيل وحالة الإمداد مرئية لبرنامج التحكم.
• مراقبة درجة الحرارة والضغط والتدفق، حيث تعيد أدوات المعالجة باستمرار بيانات المعدات.
• وحدات معالجة داعمة، حيث تحتاج العديد من الأجهزة الطرفية إلى الاتصال بتطبيق جهاز واحد.

في هذه الأجهزة، يصبح الكمبيوتر عادةً جزءًا من خزانة التحكم بدلاً من الظهور كمحطة عمل منفصلة. هذا الموقع يغير ما هو الأكثر أهمية. يحتاج النظام إلى مسارات اتصال كافية للأجهزة الموجودة، ومساحة للتوسع الخاص بالجهاز، وترتيب طاقة يناسب التصميم الكهربائي للمعدات.

2. تنفيذ الحل

يتم تثبيت الكمبيوتر الصغير بدون مروحة داخل غلاف معدات معالجة الرقائق ويتم توصيله وفقًا لتخطيط الجهاز.

• قد تشغل الأجهزة التسلسلية عدة منافذ COM لأن معدات المعالجة غالبًا ما تتضمن وحدات تحكم أو أدوات لا تزال تستخدم RS232 أو RS422 أو RS485. يمكن للمنصة المتاحة دعم ما يصل إلى ستة منافذ COM، مع إمكانية تكوين أحدها لـ RS232/422/485.
• يمكن بعد ذلك فصل اتصالات الشبكة وفقًا لتصميم الجهاز. مع منفذي Gigabit Ethernet، يمكن أن يظل أحد الاتصالات على جانب المعدات بينما يتم تخصيص اتصال آخر للتواصل مع شبكة عليا أو نظام فرعي آخر للجهاز.
• يتم التعامل مع التوسع بشكل مختلف عندما تتطلب المعدات بطاقة واجهة مخصصة. تدعم المنصة تكوينات بما في ذلك PCIe x4 و PCIe x1، مما يمنح مُنشئ الجهاز خيارًا آخر عندما لا تكون الواجهات القياسية المدمجة كافية.
• يعد تكامل الطاقة أيضًا مباشرًا لخزائن الأجهزة التي تستخدم توزيع التيار المستمر الصناعي. يقبل النظام مدخلات 9-36 فولت تيار مستمر ويتضمن حماية من القطبية العكسية.

بدلاً من بناء الجهاز حول الكمبيوتر، يتم تركيب الكمبيوتر حول بنية المعدات التي يحددها المعالج بالفعل. هذا يجعله مناسبًا للمشاريع التي قد تحتاج فيها نفس منصة التحكم الأساسية إلى دعم مجموعات مختلفة من الأجهزة الطرفية عبر إصدارات متعددة من الأجهزة.

3. فوائد المشروع

بمجرد نشره داخل المعدات، فإن الفائدة الرئيسية هي سهولة تكامل الجهاز. يمكن لفرق الهندسة الاحتفاظ ببرنامج المعالجة، واتصال الجهاز، ومعالجة بيانات المعدات على منصة حوسبة مدمجة واحدة مع ترك مهام التحكم المتخصصة مع وحدات التحكم والأدوات المقابلة.

من الناحية العملية، يمكن لهذا الجهاز دعم:

• تكامل أسرع للخزانةعندما يتم تحديد العديد من الأجهزة التسلسلية والإيثرنت بالفعل في تصميم الجهاز.
• تغييرات تكوين أسهلعندما تحتاج إصدارات المعدات المختلفة إلى مجموعات واجهات مختلفة.
• اتصال أنظف للجهازبين أجهزة المعالجة والبرامج المحلية وأنظمة الإنتاج العليا.
• توسع أكثر مرونةعندما يتطلب المشروع بطاقة اتصال أو تحكم إضافية.
• وصول صيانة أبسطلأن السجلات والبرامج واتصال الأجهزة الطرفية تظل مركزة حول عقدة حوسبة واحدة.

بالنسبة لمُصنّع المعدات، يساعد ذلك في تقليل مقدار إعادة التصميم المطلوبة عند تكييف الجهاز لخطوة معالجة رقائق أخرى أو تكوين عميل. تكمن القيمة بشكل أساسي في الحفاظ على بنية الجهاز قابلة للإدارة من التجميع الأولي إلى التشغيل والصيانة اللاحقة.

4. شهادة عميل

“يتكامل الكمبيوتر اللوحي بسلاسة ضمن تخطيط معداتنا بأقل تعديل. يدعم اختيار المنافذ الغني جميع اتصالات الأجهزة الطرفية المطلوبة، ويتناسب تمامًا مع تركيب الخزانة. كما أن التصميم بدون مروحة عمل بشكل جيد لتركيب الخزانة.” — — مُدمج معدات أشباه الموصلات من كوريا الجنوبية

تعتمد معدات معالجة الرقائق على اتصال مستقر بين أجهزة المعالجة وبرامج الجهاز وأنظمة الإنتاج.

يمكن لجهاز كمبيوتر صغير بدون مروحة مع اتصال تسلسلي، وإيثرنت، وقدرة توسع، ومدخل تيار مستمر واسع الجهد أن يوفر قاعدة حوسبة عملية لهذا النوع من المعدات. يجب أن يتبع التكوين النهائي تخطيط الجهاز الفعلي، والأجهزة المتصلة، ومتطلبات البرامج.