¿Cuál es la diferencia entre IPC y HMI?

Introducción

En las fábricas inteligentes modernas, a menudo podemos ver la escena de la PC industrial (IPC) y la interfaz de la máquina humana (HMI) trabajando juntos. Imagine, en una línea de producción de piezas automotrices, los técnicos a través del monitoreo en tiempo real de HMI del estado operativo del equipo, ajustar los parámetros de producción, mientras que el IPC en el fondo de operación estable de programas de automatización complejos, procesando grandes cantidades de datos de producción. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre IPC y HMI? Este artículo analizará las diferencias entre los dos, para ayudar a los lectores a tomar una decisión más apropiada en las aplicaciones industriales.

¿Qué es unPC industrial (IPC)?

Concepto básico: "computadora" industrial

La PC industrial (PC industrial, denominada IPC) en la arquitectura de hardware y nuestro uso diario de cuadernos, las computadoras de escritorio tienen muchas similitudes, también equipadas con un microprocesador (CPU), medios de almacenamiento, memoria (RAM) y varios tipos de interfaces y puertos, pero también con características de software similares. Funciones de software similares. Sin embargo, los IPC están más cerca de los controladores lógicos programables (PLC) en términos de capacidades de programación. Debido a que se ejecutan en una plataforma de PC, los controladores IPC tienen más memoria y procesadores más potentes que los PLC e incluso algunos controladores de automatización programables (PAC).

Resistente: construido para entornos duros

El IPC se distingue de una PC regular por su naturaleza "resistente". A medida para entornos duros como pisos de fábrica, puede soportar temperaturas extremas, alta humedad, sobretensiones y choques mecánicos y vibraciones. Su diseño resistente también puede soportar grandes cantidades de polvo, humedad, escombros e incluso cierto grado de daño por fuego.

El desarrollo de IPC comenzó en la década de 1990 cuando los proveedores de automatización intentaron ejecutar software de control en PC estándar que simulaban entornos PLC, pero la confiabilidad era deficiente debido a problemas como sistemas operativos inestables y hardware no industrializado. Hoy, la tecnología IPC ha recorrido un largo camino, con sistemas operativos más estables, hardware endurecido, y algunos fabricantes han desarrollado sistemas IPC personalizados con núcleos en tiempo real que separan el entorno de automatización del entorno del sistema operativo, priorizando las tareas de control (como las interfaces de salida de entrada /) sobre el sistema operativo.

Características de unPC industrial

Diseño sin ventilador: las PC comerciales ordinarias generalmente dependen de los ventiladores internos para disipar el calor, y los ventiladores son el componente más propenso a las fallas de una computadora. Si bien el ventilador se basa en el aire, también transporta polvo y otros contaminantes que pueden acumularse y causar problemas de disipación de calor, lo que lleva a la degradación del rendimiento del sistema o la falla del hardware. IPC utiliza un diseño de disipador térmico patentado que conduce pasivamente el calor desde la placa base y otros componentes internos sensibles al chasis, donde luego se disipa al aire circundante, lo que lo hace especialmente adecuado para su uso en entornos polvorientos y hostiles.

Componentes de grado industrial: el IPC utiliza componentes de grado industrial diseñados para proporcionar la máxima confiabilidad y tiempo de actividad. Estos componentes son capaces de operación ininterrumpida de 7 × 24 horas, incluso en entornos hostiles donde las computadoras de grado consumidor comunes pueden dañarse o desecharse.

Altamente configurable: IPC es capaz de una amplia gama de tareas, como la automatización de fábrica, la adquisición de datos remotos y el monitoreo. Sus sistemas son altamente personalizables para satisfacer las necesidades del proyecto. Además del hardware confiable, ofrece servicios OEM como marca personalizada, reflejo y personalización del BIOS.

Diseño y rendimiento superiores: diseñado para manejar entornos hostiles, los IPC pueden acomodar un rango de temperatura de funcionamiento más amplio y resistir las partículas en el aire. Muchas PC industriales son capaces de operar 7 × 24 horas para satisfacer las necesidades de varias aplicaciones especiales.

Rich i / o Opciones y funcionalidad: para comunicarse de manera efectiva con sensores, PLC y dispositivos heredados, el IPC está equipado con un conjunto rico de opciones i / o y funcionalidad adicional para satisfacer las necesidades de aplicaciones fuera del entorno de oficina tradicional sin la necesidad de adaptadores o dongles adicionales.

Ciclo de vida largo: el IPC no solo es altamente confiable y duradero, sino que también tiene un ciclo de vida largo de productos que permite a las organizaciones usar el mismo modelo de computadora por hasta cinco años sin reemplazos importantes de hardware, garantizando un soporte estable a largo plazo para aplicaciones.

¿Qué es un HMI?

Definición y función: el "puente" entre el hombre y la máquina

Una interfaz humana-máquina (HMI) es la interfaz a través de la cual un operador interactúa con un controlador. A través del HMI, el operador puede monitorear el estado de la máquina o proceso controlado, cambiar los objetivos de control modificando la configuración de control y anular manualmente las operaciones de control automático en caso de emergencia.

Tipos de software: diferentes niveles de "centros de comando"

El software HMI generalmente se divide en dos tipos básicos: a nivel de máquina y supervisión. El software a nivel de máquina está integrado en el equipo a nivel de máquina dentro de una instalación de planta y es responsable de administrar la operación de dispositivos individuales. El software HMI supervisor se utiliza principalmente en las salas de control de las plantas, y también se usa comúnmente en SCADA (sistema para el control de la adquisición de datos y el acceso de supervisión), donde los datos del equipo del piso de la tienda se recopilan y se transmiten a una computadora central para su procesamiento. Si bien la mayoría de las aplicaciones utilizan solo un tipo de software HMI, algunas aplicaciones usan ambas, lo que, aunque es más costoso, elimina la redundancia del sistema y reduce los costos a largo plazo.

Correlación estrecha entre hardware y software

El software HMI generalmente es impulsado por hardware seleccionado, como un terminal de interfaz de operador (OIT), un dispositivo basado en PC o una PC incorporada. Por esta razón, la tecnología HMI a veces se conoce como terminales de operador (OTS), interfaces de operadores locales (LOI), terminales de interfaz de operador (OIT) o interfaces de máquinas de hombre (MMI). Elegir el hardware correcto a menudo simplifica el desarrollo del software HMI.

HMI vs.IPC: ¿Cuál es la diferencia?

Procesador y rendimiento: la diferencia de potencia

Los IPC están equipados con procesadores de alto rendimiento, como la serie Intel Core I y mayores cantidades de memoria. Debido a que se ejecutan en una plataforma de PC, los IPC tienen más potencia de procesamiento y más espacio de almacenamiento y memoria. Por el contrario, las HMI utilizan principalmente CPU de bajo rendimiento porque solo necesitan realizar tareas específicas, como una sola tarea a nivel de máquina o de monitoreo, y no necesitan reservar una gran cantidad de potencia de procesamiento para ejecutar otros software o tareas de control. Además, los fabricantes de HMI deben sopesar el rendimiento y el costo para lograr el equilibrio óptimo del diseño de hardware.

Pantallas: el tamaño hace la diferencia

Los IPC a menudo están equipados con pantallas más grandes que pueden mostrar más información al mismo tiempo, proporcionando a los operadores un campo de visión más amplio. El tamaño tradicional de pantalla HMI es relativamente pequeño, generalmente entre 4 pulgadas y 12 pulgadas, aunque algunos fabricantes de HMI ahora están comenzando a proporcionar pantallas más grandes para aplicaciones de alta gama.

Interfaces de comunicación: diferencias en flexibilidad

IPC proporciona una gran cantidad de interfaces de comunicación, incluidos múltiples puertos USB, puertos Ethernet duales y puertos seriales, lo que facilita la conexión al hardware y más fácil de adaptarse a las necesidades de expansión de futuras aplicaciones. Al mismo tiempo, el IPC basado en PC sirve como una herramienta de visualización que puede integrarse de manera flexible con otros protocolos de comunicación y aplicaciones compatibles con el sistema operativo. Por el contrario, el HMI tradicional es relativamente menos flexible debido a su dependencia de protocolos de comunicación específicos y software de aplicación.

Actualización tecnológica: diferencias en la dificultad

Con el desarrollo de la tecnología, la necesidad de expansión de hardware está aumentando. En este sentido, la expansión de hardware de IPC es más fácil y más rentable. Para HMI, si necesita cambiar el proveedor de hardware, a menudo no puede migrar directamente el proyecto de visualización, debe volver a desarrollar la aplicación de visualización, lo que no solo aumentará el tiempo y el costo de desarrollo, sino también en el sistema de automatización después de la implementación de dificultades de mantenimiento.

Rugosidad deIPCSy hmis

Ruggedness of IPCS

Los IPC son resistentes para una operación estable en entornos hostiles, como temperaturas extremas, polvo y vibración. El diseño sin ventilador, los componentes de grado industrial y la construcción confiable le permiten resistir los desafíos de los entornos industriales y garantizar una operación estable durante largos períodos de tiempo.

Características resistentes de HMI

En el campo de la automatización industrial, el equipo equipado con HMI a menudo se encuentra en entornos hostiles, por lo que HMI debe tener las siguientes características resistentes:

Resistencia al choque: los HMI a menudo se instalan en entornos con vibración constante, como plantas de fabricación o equipos móviles, y deben poder resistir la vibración continua y los choques ocasionales para garantizar una operación ininterrumpida.

Rango de temperatura amplia: HMIS debe tener un rango de temperatura de funcionamiento de - 20 ° C a 70 ° C para acomodar ambientes que van desde bajas temperaturas en plantas de procesamiento de alimentos congelados hasta altas temperaturas en molinos de acero.

Calificación de protección: en los lugares donde el equipo debe limpiarse con frecuencia, como las plantas de procesamiento de alimentos, los HMI deben tener al menos IP65 clasificados para proteger contra la entrada de polvo y salpicar agua para garantizar la seguridad del equipo.

Diseño sin ventilador: en lugares como aserraderos y forras, un diseño sin ventilador evita que partículas como el aserrín y las archivos de hierro ingresen al equipo, extendiendo su vida útil.

Protección de potencia: HMIS debe tener un amplio rango de voltaje (9-48 VCC), así como protección excesiva de descarga de flujo excesivo y electrostático (ESD) para garantizar la estabilidad y la confiabilidad en una variedad de entornos industriales.

¿Cuándo elegir IPC?

Cuando se enfrenta a un proyecto de automatización de fábrica a gran escala intensivo en datos que requiere ejecutar software complejo, administrar grandes bases de datos o implementar características avanzadas, IPC es una mejor opción. Por ejemplo, en un sistema de control automatizado para una línea de producción automotriz, IPC puede manejar grandes cantidades de datos de equipos, ejecutar algoritmos de programación complejos y mantener la línea en funcionamiento de manera eficiente.

¿Cuándo elegir HMI?

HMI es una opción rentable para aplicaciones que requieren monitoreo y control simples de un PLC. Por ejemplo, en una pequeña planta de procesamiento de alimentos, un operador puede monitorear y ajustar fácilmente los parámetros operativos de una máquina de envasado a través de un HMI para satisfacer las necesidades de producción diaria.

Conclusión

PC industrial(IPC) y las interfaces de máquina humana (HMI) juegan diferentes roles en la automatización industrial, pero ambas son indispensables: las IPC son adecuadas para proyectos industriales complejos y a gran escala debido a su poderoso rendimiento y escalabilidad, mientras que las HMI satisfacen las necesidades de monitoreo y control simples con sus convenientes interacciones de máquina humana y un rendimiento rentable. En aplicaciones prácticas, comprender las diferencias entre los dos, para tomar la decisión óptima de acuerdo con los requisitos del proyecto, de modo que el sistema de automatización industrial maximice el rendimiento.