第二章 工控机硬件环境准备：选型、装系统、配网络

大家好，我是老张。这一章咱们聊聊工控机的硬件环境准备。说实话，很多搞数据库的朋友觉得工控机跟普通PC差不多，插电就能用。但我在现场吃过亏——有一次在化工厂，工控机装好了，数据库也跑起来了，结果第二天就宕机。为什么？散热没考虑好，CPU直接过热保护了。所以这一章，咱们把选型、装系统、配网络这几个关键点掰开揉碎了讲。

2.1 工控机选型要点

工控机不是普通电脑。它要在粉尘、震动、高温、潮湿的环境里干活。我个人的习惯是，选型时先看三个硬指标：

  • CPU性能：跑工业数据库，建议至少i5或同等性能的处理器。如果数据量大的，直接上i7或Xeon。我在一个钢铁厂的项目里，用了i3的工控机跑SQLite，结果查询一多就卡死，后来换了i7才搞定。
  • 内存容量：工业数据库通常需要缓存大量实时数据。8GB是底线，16GB算舒服，32GB以上才叫富裕。我建议直接上16GB，别省这点钱。
  • 存储类型：必须用工业级SSD，别用消费级。工业级SSD支持宽温（-40℃到85℃），而且有掉电保护。我见过一个案例，普通SSD在车间里用了半年就坏道了，数据全丢。

重要提醒：工控机的扩展接口也很关键。至少要有2个千兆网口、4个以上USB口、1个串口（RS232/485）。很多PLC和传感器还走串口协议，没有串口你就得买转接器，麻烦得很。

另外，别忘了看防护等级。IP65以上的工控机才能防尘防水。如果现场有腐蚀性气体，还得选不锈钢外壳的。嗯，这些细节，采购单上一定要写清楚。

2.2 操作系统安装（Windows/Linux）

操作系统选哪个？这得看你的数据库和上层应用。Windows生态好，驱动全，但稳定性不如Linux。我个人偏向Linux，尤其是Ubuntu LTS或CentOS/Rocky Linux。为什么？工业数据库很多是开源的，比如InfluxDB、TimescaleDB，在Linux上跑得最稳。

2.2.1 Windows安装要点

如果你非要用Windows，我建议装Windows 10 IoT Enterprise LTSC版。这个版本没有商店、没有Cortana，干净得很。安装时注意：

  1. 关闭自动更新。工业环境最怕系统半夜重启。
  2. 禁用Windows Defender实时保护。它会影响数据库的I/O性能。
  3. 电源计划设为“高性能”，别让CPU降频。

我的小技巧：装完系统后，第一时间做系统备份。用Ghost或Dism++做个镜像，万一系统崩了，十分钟就能恢复。我在现场吃过这个亏，有一次系统蓝屏，重装花了半天，生产线停了，老板差点骂娘。

2.2.2 Linux安装要点

Linux安装相对简单。我推荐Ubuntu 22.04 LTS或Rocky Linux 9。安装时注意分区：

  • /boot分区：1GB足够
  • 根分区/：50GB以上
  • /var分区：单独分出来，至少100GB。数据库日志和缓存文件都在这里，如果和根分区共用，写满会导致系统崩溃。
  • /data分区：剩下的空间全给数据盘。工业数据库的数据文件放这里。

安装完成后，记得做两件事：

  1. 更新系统：sudo apt update && sudo apt upgrade -y
  2. 安装SSH服务：sudo apt install openssh-server。工控机通常无头运行，远程管理全靠SSH。

注意：千万别装图形界面！工控机资源有限，图形界面浪费CPU和内存。我见过有人装了Ubuntu桌面版跑数据库，结果内存被GNOME吃了2GB，数据库性能直接打折扣。用Server版，纯命令行，稳得很。

2.3 网络配置与防火墙设置

网络配置是工控机最容易被忽视的环节。你想想看，数据库要跟PLC、SCADA、上位机通信，网络不通一切白搭。

2.3.1 网络配置

工控机通常有两个网口：一个连工业网络（PLC、传感器），一个连办公网络（MES、ERP）。我建议这样配置：

  • 工业网口：设置固定IP，比如192.168.1.100/24。不要用DHCP，工业设备不支持动态IP。
  • 办公网口：可以用DHCP，也可以设固定IP，看公司网络策略。

配置命令（Linux）：

# 编辑网络配置文件
sudo nano /etc/netplan/01-netcfg.yaml

# 内容示例
network:
  version: 2
  ethernets:
    eth0:
      dhcp4: no
      addresses:
        - 192.168.1.100/24
      gateway4: 192.168.1.1
      nameservers:
        addresses: [8.8.8.8, 114.114.114.114]
    eth1:
      dhcp4: yes

# 应用配置
sudo netplan apply

Windows下更简单，直接在“网络和共享中心”里改IPv4设置就行。但我提醒一句：两个网口的网关不要设成同一个，否则路由表会乱。我曾经在一个项目里，两个网口都设了192.168.1.1的网关，结果数据包乱跑，PLC通信时断时续，排查了整整一天。

2.3.2 防火墙设置

防火墙是双刃剑。开得太严，数据库连不上；开得太松，安全没保障。我的原则是：只开放必要的端口。

工业数据库常用端口：

数据库类型 默认端口 说明
MySQL/MariaDB 3306 关系型数据库
PostgreSQL 5432 关系型数据库
InfluxDB 8086 时序数据库
SQL Server 1433 微软数据库
OPC UA 4840 工业通信协议

Linux下用ufw或firewalld配置：

# 使用ufw（Ubuntu）
sudo ufw enable
sudo ufw allow 22/tcp    # SSH
sudo ufw allow 3306/tcp  # MySQL
sudo ufw allow 8086/tcp  # InfluxDB
sudo ufw status

# 使用firewalld（Rocky Linux）
sudo systemctl start firewalld
sudo firewall-cmd --permanent --add-port=22/tcp
sudo firewall-cmd --permanent --add-port=3306/tcp
sudo firewall-cmd --reload
sudo firewall-cmd --list-all

Windows下用高级安全防火墙，新建入站规则，开放对应端口就行。注意：别把3389（远程桌面）暴露到外网，否则等着被爆破吧。

避坑指南：我曾经在一个项目里，防火墙规则配好了，但数据库还是连不上。查了半天，发现是工控机自带的硬件防火墙模块没关。有些工控机主板上有独立的防火墙芯片，需要在BIOS里禁用。所以，装完系统后，先ping一下自己，再ping一下网关，最后ping一下数据库客户端，逐层排查。

2.4 环境验证

硬件、系统、网络都配好了，最后一步是验证。我习惯写一个简单的脚本，检查所有关键点：

#!/bin/bash
# 环境验证脚本

echo "=== CPU信息 ==="
lscpu | grep "Model name"

echo "=== 内存信息 ==="
free -h

echo "=== 磁盘信息 ==="
df -h

echo "=== 网络连通性 ==="
ping -c 4 192.168.1.1

echo "=== 防火墙状态 ==="
sudo ufw status

echo "=== 数据库端口监听 ==="
ss -tlnp | grep -E "3306|5432|8086"

跑一遍这个脚本，所有信息一目了然。如果哪个环节有问题，赶紧排查。别等到上线了才发现网线没插紧——这种事我真遇到过，现场工程师把网线插到了交换机上，但交换机没通电，折腾了两小时。

好了，这一章的内容就这些。下一章咱们开始装数据库，到时候我会手把手教你怎么在工控机上部署InfluxDB和TimescaleDB。有什么问题，欢迎在评论区留言。

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