Mikä on ero IPC: n ja HMI: n välillä

Esittely

Nykyaikaisissa älykkäissä tehtaissa voimme usein nähdä teollisuuden PC: n (IPC) ja Human Machine -rajapinnan (HMI) kohtauksen työskentelevän yhdessä. Kuvittele, että autojen osissa tuotantolinjassa teknikot HMI: n reaaliaikaisen tarkkailun avulla laitteiden käyttötilassa säätävät tuotantoparametreja, kun taas IPC on monimutkaisten automaatio-ohjelmien taustalla stabiilissa toiminnassa, joka käsittelee suuria määriä tuotantotietoja. Joten mitä eroa IPC: n ja HMI: n välillä on? Tässä artikkelissa analysoidaan näiden kahden välisiä eroja, joiden avulla lukijat voivat tehdä sopivamman valinnan teollisuussovelluksissa.

Mikä onTeollisuustietokone (IPC)?

Peruskonsepti: Teollinen ”tietokone”

Laitteisto -arkkitehtuurissa ja muistikirjojen päivittäisessä käytöllä, työpöytätietokoneissa on monia samankaltaisuuksia, jotka on varustettu myös mikroprosessorilla (CPU), tallennusvälineillä, muistilla (RAM) ja erityyppisillä rajapinnoilla ja porteilla, mutta myös samanlaisissa ohjelmistoominaisuuksissa. Samanlaiset ohjelmistotoiminnot. IPC: t ovat kuitenkin lähempänä ohjelmointiominaisuuksien suhteen ohjelmoitavia logiikkaohjaimia (PLC). Koska IPC -ohjaimilla on PC -alustalla, IPC -ohjaimilla on enemmän muistia ja tehokkaampia prosessoreita kuin PLC: t ja jopa jotkut ohjelmoitavat automaatioohjaimet (PAC).

Rugged: Rakennettu ankarille ympäristöille

IPC on erottuva tavallisesta tietokoneesta sen "karkean" luonteensa perusteella. Räätälöity ankarille ympäristöille, kuten tehdaslattioille, se kestää äärimmäisiä lämpötiloja, korkeaa kosteutta, tehon nousua ja mekaanista iskua ja tärinää. Sen kestävä muotoilu voi kestää myös suuria määriä pölyä, kosteutta, roskia ja jopa jonkin verran palovaurioita.

IPC: n kehittäminen alkoi 1990-luvulla, kun automaatiotoimittajat yrittivät käyttää hallintaohjelmistoja tavanomaisissa tietokoneissa, jotka simuloivat PLC-ympäristöjä, mutta luotettavuus oli heikko esimerkiksi epävakaiden käyttöjärjestelmien ja ei-teollisuuslaitteiden takia. Nykyään IPC-tekniikka on edennyt pitkälle, ja siinä on vakaampi käyttöjärjestelmät, kovetetut laitteistot, ja jotkut valmistajat ovat kehittäneet räätälöityjä IPC-järjestelmiä, joissa on reaaliaikaiset ytimet, jotka erottavat automaatioympäristön käyttöjärjestelmäympäristöstä, priorisoimalla ohjaustehtävät (kuten syöttö / lähtörajapinnat) käyttöjärjestelmään.

Ominaisuudetteollisuustietokone

Tuulettimen suunnittelu: Tavalliset kaupalliset tietokoneet luottavat yleensä sisäisiin tuulettimiin lämpöä hävittämiseen, ja fanit ovat tietokoneen vika-alttiimpia komponentteja. Kun tuuletin vetää ilmaan, se kantaa myös pölyä ja muita epäpuhtauksia, jotka voivat kertyä ja aiheuttaa lämmön hajoamisongelmia, mikä johtaa järjestelmän suorituskyvyn tai laitteistovirheen heikkenemiseen. IPC käyttää omaa jäähdytyselementtiä, joka johtaa passiivisesti emolevyn ja muiden herkkien sisäisten komponenttien lämpöä runkoon, missä se sitten häviää ympäröivään ilmaan, joten se on erityisen sopiva käytettäväksi pölyisissä ja vihamielisissä ympäristöissä.

Teollisuusluokan komponentit: IPC käyttää teollisuusluokan komponentteja, jotka on suunniteltu tarjoamaan maksimaalinen luotettavuus ja käyttöaika. Nämä komponentit kykenevät 7 × 24 tunnin keskeytymättömään toimintaan, jopa ankarissa ympäristöissä, joissa tavalliset kuluttajaluokan tietokoneet voivat vaurioitua tai romuttaa.

Erittäin konfiguroitavissa: IPC pystyy laajaan valikoimaan tehtäviä, kuten tehdasautomaatio, etätiedon hankkiminen ja seuranta. Sen järjestelmät ovat erittäin muokattavissa vastaamaan projektitarpeisiin. Luotettavan laitteiston lisäksi se tarjoaa OEM -palveluita, kuten räätälöityjä tuotemerkkejä, peilaamista ja BIOS -räätälöintia.

Ylivoimainen suunnittelu ja suorituskyky: Suunniteltu käsittelemään ankaria ympäristöjä, IPC: t mahtuvat laajempaan käyttölämpötila -alueeseen ja vastustamaan ilmassa olevia hiukkasia. Monet teollisuustietokoneet kykenevät 7 × 24 tunnin toimintaan erilaisten erityissovellusten tarpeiden tyydyttämiseksi.

Rikas I / O -vaihtoehdot ja toiminnallisuus: Jotta voitaisiin kommunikoida tehokkaasti anturien, PLC: ien ja vanhojen laitteiden kanssa, IPC on varustettu rikkaalla I / O -vaihtoehdoilla ja lisätoiminnoilla vastaamaan sovellusten tarpeita perinteisen toimistoympäristön ulkopuolella ilman lisämuodollisia tai dongleja.

Pitkä elinkaari: IPC ei ole vain erittäin luotettava ja pitkäkestoinen, vaan myös pitkä tuotteen elinkaari, jonka avulla organisaatiot voivat käyttää samaa tietokonemallia enintään viiden vuoden ajan ilman suuria laitteistokorvauksia, mikä takaa sovellusten pitkäaikaisen vakaan tuen.

Mikä on HMI?

Määritelmä ja toiminta: ”silta” ihmisen ja koneen välillä

Ihmisen koneen rajapinta (HMI) on rajapinta, jonka kautta operaattori on vuorovaikutuksessa ohjaimen kanssa. HMI: n kautta käyttäjä voi seurata ohjatun koneen tai prosessin tilaa, muuttaa ohjaustavoitteita muuttamalla ohjausasetuksia ja ohittaa automaattiset ohjaustoimet manuaalisesti hätätilanteessa.

Ohjelmistotyypit: Erilaiset komentokeskukset

HMI-ohjelmisto jaetaan tyypillisesti kahteen perustyyppiin: koneen taso ja valvonta. Konetason ohjelmisto on rakennettu konekanavan laitteisiin kasvitilassa ja vastaa yksittäisten laitteiden toiminnan hallinnasta. Valvonta-HMI-ohjelmistoa käytetään ensisijaisesti kasvien valvontahuoneissa, ja sitä käytetään yleisesti myös SCADA: ssa (järjestelmä tiedonkeruun ja valvontakäyttöön), jossa myymäläkerroksen laitetiedot kerätään ja siirretään keskustietokoneeseen käsittelyä varten. Vaikka useimmissa sovelluksissa hyödynnetään vain yhtä HMI-ohjelmistoa, jotkut sovellukset käyttävät molempia, jotka ovat kalliimpia eliminoivat järjestelmän redundanssin ja vähentävät pitkäaikaisia ​​kustannuksia.

Tiukka korrelaatio laitteiston ja ohjelmiston välillä

HMI-ohjelmistoa ohjaavat yleensä valitut laitteistot, kuten operaattorin rajapintapääte (OIT), PC-pohjainen laite tai sisäänrakennettu tietokone. Tästä syystä HMI-tekniikkaa viitataan joskus operaattoripäätteinä (OTS), paikallisina operaattorin rajapinnoina (LOIS), operaattorin rajapintapäätteinä (OIT) tai ihmisen koneen rajapinnoilla (MMIS). Oikean laitteiston valitseminen yksinkertaistaa usein HMI -ohjelmiston kehittämistä.

HMI Vs.IPC: Mikä ero on?

Suoritin ja suorituskyky: Power -ero

IPC: t on varustettu korkean suorituskyvyn prosessoreilla, kuten Intel Core I -sarjalla ja suuremmilla määrillä muistia. Koska IPC: t toimivat PC -alustalla, IPC: llä on enemmän prosessointitehoa ja enemmän tallennus- ja muistitilaa. Sitä vastoin HMI: t hyödyntävät enimmäkseen alhaisemman suorituskyvyn suorittimia, koska niiden on suoritettava vain tiettyjä tehtäviä, kuten yksi koneen tason tai valvontatason tehtävä, eikä heidän tarvitse varata paljon käsittelyvoimaa muiden ohjelmistojen tai ohjaustehtävien suorittamiseen. Lisäksi HMI -valmistajien on punnittava suorituskyky ja kustannukset laitteiston suunnittelun optimaalisen tasapainon saavuttamiseksi.

Näytöt: Koko tekee eron

IPC: t on usein varustettu suuremmilla näytöillä, jotka voivat näyttää lisää tietoa samanaikaisesti tarjoamalla operaattoreille laajemman näkökentän. Perinteinen HMI-näyttökoko on suhteellisen pieni, yleensä välillä 4 tuumaa ja 12 tuumaa, vaikka jotkut HMI-valmistajat alkavat nyt tarjota suurempia näytöitä huippuluokan sovelluksiin.

Viestintärajapinnat: Erot joustavuudessa

IPC tarjoaa runsaasti viestintärajapintoja, mukaan lukien useita USB -portteja, kaksois -Ethernet -portteja ja / tai sarjaportteja, mikä helpottaa yhteyden muodostamista laitteistoon ja helpompi sopeutua tulevien sovellusten laajennustarpeisiin. Samanaikaisesti PC-pohjainen IPC toimii visualisointityökaluna, joka voidaan integroida joustavasti muihin käyttöjärjestelmän kanssa yhteensopiviin viestintäprotokolliin ja sovelluksiin. Päinvastoin, perinteinen HMI on suhteellisen vähemmän joustava riippuvuuden vuoksi erityisistä viestintäprotokollista ja sovellusohjelmistoista.

Teknologian päivitys: vaikeuserot

Teknologian kehityksen myötä laitteiston laajennuksen tarve kasvaa. Tässä suhteessa IPC-laitteistojen laajennus on helpompaa ja kustannustehokkaampaa. HMI: lle, jos joudut vaihtamaan laitteistotoimittajaa, ei usein pysty siirtämään visualisointiprojektia suoraan, sinun on kehitettävä visualisointisovellus uudelleen, mikä ei vain lisää kehitysaikaa ja kustannuksia, vaan myös automaatiojärjestelmässä ylläpitovaikeuksien käyttöönoton jälkeen.

KestäväIPCSja HMIS

IPC: n kestävyys

IPC: t ovat kestäviä vakaata toimintaa varten ankarissa ympäristöissä, kuten äärimmäisissä lämpötiloissa, pölyssä ja värähtelyssä. Tuulettimen suunnittelu, teollisuusluokan komponentit ja luotettava rakenne mahdollistavat sen kestämään teollisuusympäristöjen haasteet ja varmistaa vakaa toiminta pitkään.

HMI: n kestävät ominaisuudet

Teollisuusautomaation alalla HMI: llä varustetut laitteet ovat usein ankarissa ympäristöissä, joten HMI: llä on oltava seuraavat kestävät ominaisuudet:

Iskunkestävyys: HMI: t on usein asennettu ympäristöihin, joissa on jatkuvaa tärinää, kuten tuotantolaitoksia tai liikkuvia laitteita, ja niiden on kyettävä kestämään jatkuvaa tärinää ja satunnaisia ​​iskuja keskeytymättömän toiminnan varmistamiseksi.

Laaja lämpötila -alue: HMI: ien käyttölämpötila -alue on - 20 ° C - 70 ° C, jotta ympäristöt vaihtelevat jäädytettyjen elintarvikkeiden jalostuslaitosten alhaisista lämpötiloista terästehtaiden korkeisiin lämpötiloihin.

Suojausluokitus: Paikoissa, joissa laitteet on puhdistettava usein, kuten elintarvikkeiden jalostuslaitokset, HMI: t on ainakin IP65 -luokiteltu suojaamaan pölynsuojeluvesiä ja roiskevettä varmistaakseen laitteiden turvallisuuden.

Tuulettimen muotoilu: Sahojen ja takojen kaltaisissa paikoissa tuulettimen muotoilu estää hiukkasia, kuten sahanpurua ja rautahakemuksia pääsemästä laitteisiin, pidentäen sen käyttöikä.

Tehonsuojaus: HMIS: llä tulisi olla laaja jännitealue (9-48VDC), samoin kuin ylijännitteen, ylivirta- ja sähköstaattisen purkautumisen (ESD) suojaus stabiilisuuden ja luotettavuuden varmistamiseksi monissa teollisuusympäristöissä.

Milloin valita IPC?

IPC on parempi valinta, kun se kohtaa laajamittaisen, tietointensiivisen tehdasautomaatioprojektin, joka vaatii monimutkaisten ohjelmistojen suorittamista, suurten tietokantojen hallintaa tai edistyneiden ominaisuuksien toteuttamista. Esimerkiksi automaattisen autoteollisuuden tuotantolinjan automatisoidussa ohjausjärjestelmässä IPC pystyy käsittelemään suuria määriä laitetietoja, suorittamaan monimutkaisia ​​aikataulutusalgoritmeja ja pitämään linjan käynnissä tehokkaasti.

Milloin valita HMI?

HMI on kustannustehokas valinta sovelluksille, jotka vaativat yksinkertaista PLC: n seurantaa ja hallintaa. Esimerkiksi pienessä elintarvikkeiden jalostuslaitoksessa käyttäjä voi helposti seurata ja säätää pakkauskoneen käyttöparametreja HMI: n kautta päivittäisten tuotantotarpeiden tyydyttämiseksi.

Johtopäätös

Teollisuustietokoneet(IPC: t) ja ihmisen koneen rajapinnoilla (HMI) ovat erilaisia ​​rooleja teollisuusautomaatiossa, mutta molemmat ovat välttämättömiä: IPC: t sopivat monimutkaisiin, laajamittaisiin teollisuusprojekteihin niiden voimakkaan suorituskyvyn ja skaalautuvuuden vuoksi, kun taas HMI: t vastaavat yksinkertaisen seurannan ja hallinnan tarpeita heidän kätevällä ihmisen koneen vuorovaikutuksella ja kustannustehokkaalla suorituksellaan. Käytännöllisissä sovelluksissa näiden kahden välisten erojen ymmärtäminen projektivaatimusten mukaisesti optimaalisen valinnan tekemiseksi siten, että teollisuusautomaatiojärjestelmä maksimoidaan suorituskyky.