Quina diferència hi ha entre IPC i HMI

Presentació

A les fàbriques intel·ligents modernes, sovint podem veure l'escena de PC industrial (IPC) i la interfície de màquines humanes (HMI) treballant junts. Imagineu-vos, en una línia de producció de peces d’automòbils, els tècnics a través del control de l’HMI en temps real de l’estat de funcionament dels equips, ajusteu els paràmetres de producció, mentre que l’IPC en el fons de fons de funcionament estable de programes d’automatització complexos, processant grans quantitats de dades de producció. Quina diferència hi ha entre IPC i HMI? Aquest article analitzarà les diferències entre tots dos, per ajudar els lectors a fer una elecció més adequada en les aplicacions industrials.

Què és unPC industrial (IPC)?

Concepte bàsic: "ordinador" industrial

PC industrial (PC industrial, anomenat IPC) a l’arquitectura de maquinari i el nostre ús diari de quaderns, els ordinadors d’escriptori tenen moltes similituds, també equipades amb un microprocessador (CPU), suports d’emmagatzematge, memòria (RAM) i diversos tipus d’interfícies i ports, però també amb funcions de programari similars. Funcions de programari similars. Tanmateix, els IPC s’apropen als controladors de lògica programable (PLCS) en termes de capacitats de programació. Com que funcionen en una plataforma de PC, els controladors IPC tenen més memòria i processadors més potents que els PLC i fins i tot alguns controladors d'automatització programables (PACS).

Rugged: construït per a entorns durs

L’IPC es distingeix d’un PC habitual per la seva naturalesa “robusta”. A mida per a entorns durs com els sòls de fàbrica, pot suportar temperatures extremes, humitat elevada, augment de potència i xoc i vibració mecànics. El seu disseny resistent també pot suportar grans quantitats de pols, humitat, restes i fins i tot algun grau de danys al foc.

El desenvolupament de l’IPC va començar a la dècada de 1990 quan els venedors d’automatització van intentar executar programari de control en ordinadors estàndards que simulaven entorns PLC, però la fiabilitat era deficient a causa de problemes com els sistemes operatius inestables i el maquinari no industrialitzat. Avui en dia, la tecnologia IPC ha recorregut un llarg camí, amb sistemes operatius més estables, maquinari endurit i alguns fabricants han desenvolupat sistemes IPC personalitzats amb nuclis en temps real que separen l’entorn d’automatització de l’entorn del sistema operatiu, prioritzant les tasques de control (com ara les interfícies de sortida d’entrada / de sortida) sobre el sistema operatiu.

Característiques d'unPC industrial

Disseny sense ventiladors: els ordinadors comercials habituals solen confiar en els aficionats interns per dissipar la calor i els aficionats són el component més propens a un ordinador. Mentre que el ventilador s’atrau a l’aire, també porta pols i altres contaminants que poden acumular -se i causar problemes de dissipació de calor, provocant una degradació del rendiment del sistema o la fallada del maquinari. IPC utilitza un disseny de dissipador de calor propietari que condueix passivament la calor de la placa base i altres components interns sensibles al xassís, on es dissipa després a l’aire circumdant, cosa que la fa especialment adequada per utilitzar -la en entorns polsosos i hostils.

Components de grau industrial: l’IPC utilitza components de grau industrial dissenyats per proporcionar la màxima fiabilitat i el temps de funcionament. Aquests components són capaços de fer un funcionament ininterromput de 7 × 24 hores, fins i tot en entorns durs on els ordinadors ordinaris de qualitat dels consumidors poden ser danyats o desgastats.

Altament configurable: IPC és capaç d’una àmplia gamma de tasques com ara l’automatització de fàbriques, l’adquisició de dades remotes i el seguiment. Els seus sistemes són molt personalitzables per satisfer les necessitats del projecte. A més del maquinari fiable, ofereix serveis OEM com ara la marca personalitzada, la reflexió i la personalització de la BIOS.

Disseny i rendiment superior: dissenyats per gestionar amb entorns durs, els IPC poden adaptar -se a un rang de temperatura de funcionament més ampli i resistir les partícules a l’aire. Molts ordinadors industrials són capaços de fer un funcionament de 7 × 24 hores per satisfer les necessitats de diverses aplicacions especials.

Rich i / O Opcions i funcionalitat: per comunicar -se eficaçment amb sensors, PLC i dispositius heretats, l’IPC està equipat amb un ric conjunt d’opcions I / O i una funcionalitat addicional per satisfer les necessitats de les aplicacions fora de l’entorn d’oficina tradicional sense necessitat d’adaptadors o dongles addicionals.

Cicle de vida llarga: no només l’IPC és altament fiable i de llarga durada, sinó que també té un cicle de vida llarg del producte que permet a les organitzacions utilitzar el mateix model d’ordinador fins a cinc anys sense reemplaçaments importants de maquinari, garantint un suport estable a llarg termini per a les aplicacions.

Què és un HMI?

Definició i funció: el "pont" entre l'home i la màquina

Una interfície humana-màquina (HMI) és la interfície a través de la qual un operador interactua amb un controlador. A través de l’HMI, l’operador pot supervisar l’estat de la màquina o procés controlat, canviar els objectius de control modificant la configuració de control i substituir manualment les operacions de control automàtic en cas d’emergència.

Tipus de programari: diferents nivells de "centres de comandament"

El programari HMI es divideix normalment en dos tipus bàsics: a nivell de màquina i supervisió. El programari a nivell de màquina està integrat als equips a nivell de màquina dins d’una instal·lació vegetal i s’encarrega de gestionar el funcionament de dispositius individuals. El programari HMI de supervisió s’utilitza principalment a les sales de control de plantes i també s’utilitza habitualment en SCADA (Sistema per al control de l’adquisició de dades i l’accés de supervisió), on es recullen i es transmeten dades d’equips de la planta de botiga a un ordinador central per al processament. Si bé la majoria d’aplicacions utilitzen només un tipus de programari HMI, algunes aplicacions utilitzen ambdues, que, tot i que més costoses, eliminen la redundància del sistema i redueix els costos a llarg termini.

Correlació estreta entre maquinari i programari

El programari HMI sol ser impulsat per maquinari seleccionat, com ara un terminal d'interfície d'operadors (OIT), un dispositiu basat en PC o un PC integrat. Per aquest motiu, la tecnologia HMI de vegades es coneix com a terminals d’operadors (OTS), interfícies d’operadors locals (LOIS), terminals d’interfície d’operadors (OIT) o interfícies d’home-màquina (MMIS). L’elecció del maquinari adequat sovint simplifica el desenvolupament del programari HMI.

HMI Vs.IPC: Quina diferència hi ha?

Processador i rendiment: la diferència de potència

Els IPC estan equipats amb processadors d’alt rendiment, com ara la sèrie Intel Core I i una quantitat de memòria més gran. Com que funcionen en una plataforma de PC, els IPC tenen més potència de processament i més espai d’emmagatzematge i memòria. En canvi, els HMI utilitzen majoritàriament CPU de baix rendiment perquè només necessiten realitzar tasques específiques, com ara una tasca única a nivell de màquina o un nivell de control i no necessiten reservar molta potència de processament per executar altres tasques de programari o control. A més, els fabricants d’HMI han de pesar el rendiment i el cost per aconseguir l’equilibri òptim del disseny de maquinari.

Mostrats: la mida fa la diferència

Els IPC sovint estan equipats amb pantalles més grans que poden mostrar més informació alhora, proporcionant als operadors un camp de vista més ampli. La mida tradicional de la pantalla HMI és relativament petita, generalment entre 4 polzades i 12 polzades, tot i que alguns fabricants de l’HMI comencen a proporcionar pantalles més grans per a aplicacions de gamma alta.

Interfícies de comunicació: diferències en la flexibilitat

IPC proporciona una gran quantitat d’interfícies de comunicació, inclosos diversos ports USB, ports de doble Ethernet i / o ports de sèrie, cosa que facilita la connexió al maquinari i més fàcil d’adaptar -se a les necessitats d’expansió de les futures aplicacions. Al mateix temps, l’IPC basat en PC serveix com a eina de visualització que es pot integrar de manera flexible amb altres protocols de comunicació i aplicacions compatibles amb el sistema operatiu. Per contra, l’HMI tradicional és relativament menys flexible a causa de la seva dependència dels protocols de comunicació específics i del programari d’aplicació.

Actualització tecnològica: diferències de dificultat

Amb el desenvolupament de la tecnologia, la necessitat d’expansió del maquinari augmenta. En aquest sentit, l'expansió del maquinari IPC és més fàcil i rendible. Per a l’HMI, si necessiteu canviar el proveïdor de maquinari, sovint no podeu migrar directament el projecte de visualització, heu de tornar a desenvolupar l’aplicació de visualització, que no només augmentarà el temps i el cost de desenvolupament, sinó també en el sistema d’automatització després del desplegament de dificultats de manteniment.

Robustesa deIPCi hmis

Ruggeditat dels IPC

Els IPC es resisteixen a un funcionament estable en entorns durs com ara temperatures extremes, pols i vibracions. El disseny sense fan, els components de grau industrial i la construcció fiable li permeten suportar els reptes dels entorns industrials i assegurar un funcionament estable durant llargs períodes de temps.

Característiques robustes de l’HMI

En el camp de l’automatització industrial, els equips equipats amb HMI sovint es troben en entorns durs, de manera que l’HMI ha de tenir les següents característiques resistents:

Resistència al xoc: els HMIs sovint s’instal·len en entorns amb vibracions constants, com ara plantes de fabricació o equips mòbils, i han de ser capaços de suportar vibracions contínues i xocs ocasionals per assegurar un funcionament ininterromput.

Ampli rang de temperatura: els HMI han de tenir un rang de temperatura de funcionament de - 20 ° C a 70 ° C per allotjar ambients que van des de baixes temperatures en plantes de processament d'aliments congelats fins a temperatures altes en fàbriques d'acer.

Qualificació de protecció: En llocs on cal netejar els equips amb freqüència, com ara les plantes de processament d’aliments, l’HMIS ha de ser almenys IP65 per protegir -se de l’entrada de pols i esquitxar aigua per assegurar la seguretat dels equips.

Disseny sense fan: En llocs com Sawmills and Fores, un disseny sense ventilador impedeix que partícules com la serra i els arxius de ferro entrin a l'equip, ampliant la seva vida útil.

Protecció d'energia: els HMIs haurien de tenir un ampli rang de tensió (9-48VDC), així com una protecció sobre sobre-tensió, sobre-corrent i electrostàtica (ESD) per assegurar l'estabilitat i la fiabilitat en diversos entorns industrials.

Quan escollir IPC?

Si es troba davant d’un projecte d’automatització de fàbriques a gran escala i intensiu en dades que requereix executar programes complexos, gestionar grans bases de dades o implementar funcions avançades, IPC és una opció millor. Per exemple, en un sistema de control automatitzat per a una línia de producció d’automòbils, IPC pot gestionar grans quantitats de dades d’equips, executar algoritmes de programació complexos i mantenir la línia en funcionament de manera eficient.

Quan escollir HMI?

L’HMI és una opció rendible per a aplicacions que requereixen un seguiment i control simple d’un PLC. Per exemple, en una petita planta de processament d’aliments, un operador pot controlar i ajustar fàcilment els paràmetres de funcionament d’una màquina d’embalatge a través d’un HMI per satisfer les necessitats de producció diàries.

Conclusió

Ordinadors industrials(IPCs) i les interfícies de màquines humanes (HMIS) tenen diferents papers en l’automatització industrial, però ambdues són indispensables: els IPC són adequats per a projectes industrials complexos i a gran escala a causa del seu potent rendiment i escalabilitat, mentre que els HMIs satisfan les necessitats de control i control simples amb les seves interaccions convenients de la màquina humana i el rendiment rendible. En aplicacions pràctiques, comprendre les diferències entre ambdues, per tal de fer la tria òptima segons els requisits del projecte, de manera que el sistema d’automatització industrial per maximitzar el rendiment.