Quelle est la différence entre IPC et HMI

Introduction

Dans les usines intelligentes modernes, nous pouvons souvent voir la scène du PC industriel (IPC) et de l'interface de machine humaine (HMI) travailler ensemble. Imaginez, dans une ligne de production de pièces automobiles, les techniciens via la surveillance en temps réel HMI de l'état de fonctionnement de l'équipement, ajustent les paramètres de production, tandis que l'IPC en arrière-plan du fonctionnement stable des programmes d'automatisation complexes, traitant de grandes quantités de données de production. Alors, quelle est la différence entre IPC et HMI? Cet article analysera les différences entre les deux, pour aider les lecteurs à faire un choix plus approprié dans les applications industrielles.

Qu'est-ce qu'unPC industriel (IPC)?

Concept de base: «ordinateur» industriel

PC industriel (PC industriel, appelé IPC) dans l'architecture matérielle et notre utilisation quotidienne des ordinateurs portables, les ordinateurs de bureau ont de nombreuses similitudes, également équipés d'un microprocesseur (CPU), de supports de stockage, de mémoire (RAM) et de divers types d'interfaces et de ports, mais également avec des fonctionnalités logicielles similaires. fonctions logicielles similaires. Cependant, les IPC sont plus proches des contrôleurs logiques programmables (PLC) en termes de capacités de programmation. Parce qu'ils s'exécutent sur une plate-forme PC, les contrôleurs IPC ont plus de mémoire et de processeurs plus puissants que les PLC et même certains contrôleurs d'automatisation programmables (PACS).

Rugged: Construit pour des environnements difficiles

L'IPC se distingue d'un PC ordinaire par sa nature «robuste». Adoumenté pour des environnements difficiles tels que les planchers d'usine, il peut résister à des températures extrêmes, une humidité élevée, des surtensions de puissance et des chocs et des vibrations mécaniques. Sa conception robuste peut également résister à de grandes quantités de poussière, d'humidité, de débris et même d'un certain degré de dégâts de feu.

Le développement de l'IPC a commencé dans les années 1990 lorsque les fournisseurs d'automatisation ont tenté d'exécuter des logiciels de contrôle sur des PC standard qui ont simulé les environnements PLC, mais la fiabilité était mauvaise en raison de problèmes tels que des systèmes d'exploitation instables et du matériel non industriel. Aujourd'hui, la technologie IPC a parcouru un long chemin, avec des systèmes d'exploitation plus stables, du matériel durci et certains fabricants ont développé des systèmes IPC personnalisés avec des noyaux en temps réel qui séparent l'environnement d'automatisation de l'environnement du système d'exploitation, hiérarchisant les tâches de contrôle (telles que les interfaces de sortie d'entrée /) sur le système d'exploitation.

Caractéristiques d'unPC industriel

Conception sans ventilateur: les PC commerciaux ordinaires reposent généralement sur des ventilateurs internes pour dissiper la chaleur, et les ventilateurs sont le composant le plus sujet aux défaillances d'un ordinateur. Alors que le ventilateur s'appuie dans l'air, il transporte également la poussière et d'autres contaminants qui peuvent s'accumuler et provoquer des problèmes de dissipation de chaleur, conduisant à la dégradation des performances du système ou de la défaillance du matériel. L'IPC utilise une conception de dissipation thermique propriétaire qui mène passivement la chaleur de la carte mère et d'autres composants internes sensibles au châssis, où il est ensuite dissipé à l'air environnant, ce qui le rend particulièrement adapté à une utilisation dans des environnements poussiéreux et hostiles.

Composants de qualité industrielle: L'IPC utilise des composants de qualité industrielle conçus pour fournir une fiabilité et une disponibilité maximales. Ces composants sont capables d'un fonctionnement ininterrompu 7 × 24 heures, même dans des environnements difficiles où les ordinateurs de qualité grand public ordinaires peuvent être endommagés ou mis au rebut.

Très configurable: IPC est capable d'une large gamme de tâches telles que l'automatisation d'usine, l'acquisition de données à distance et la surveillance. Ses systèmes sont hautement personnalisables pour répondre aux besoins du projet. En plus du matériel fiable, il offre des services OEM tels que la marque personnalisée, la mise en miroir et la personnalisation du BIOS.

Conception et performances supérieures: conçu pour gérer les environnements durs, les IPC peuvent accueillir une plage de température de fonctionnement plus large et résister aux particules en suspension dans l'air. De nombreux PC industriels sont capables d'une opération de 7 × 24 heures pour répondre aux besoins de diverses applications spéciales.

Rich I / o Options et fonctionnalités: Afin de communiquer efficacement avec les capteurs, les PLC et les appareils hérités, l'IPC est équipé d'un ensemble riche d'options i / o et de fonctionnalités supplémentaires pour répondre aux besoins des applications en dehors de l'environnement de bureau traditionnel sans avoir besoin d'adaptateurs ou de dongles supplémentaires.

Le cycle de vie long: non seulement l'IPC est très fiable et durable, mais il dispose également d'un long cycle de vie des produits qui permet aux organisations d'utiliser le même modèle d'ordinateur pendant jusqu'à cinq ans sans remplacements matériels majeurs, garantissant une prise en charge stable à long terme pour les applications.

Qu'est-ce qu'un HMI?

Définition et fonction: le «pont» entre l'homme et la machine

Une interface humaine-machine (HMI) est l'interface par laquelle un opérateur interagit avec un contrôleur. Grâce à l'IHM, l'opérateur peut surveiller l'état de la machine contrôlée ou du processus, modifier les objectifs de contrôle en modifiant les paramètres de contrôle et remplacer manuellement les opérations de contrôle automatique en cas d'urgence.

Types de logiciels: différents niveaux de «centres de commande»

Le logiciel HMI est généralement divisé en deux types de base: le niveau de la machine et la supervision. Le logiciel au niveau de la machine est intégré à l'équipement au niveau de la machine dans une installation de l'usine et est responsable de la gestion du fonctionnement des appareils individuels. Le logiciel HMI de supervision est principalement utilisé dans les salles de contrôle des usines, et est également couramment utilisé dans SCADA (système de contrôle de l'acquisition de données et de l'accès à la supervision), où les données d'équipement des étages sont collectées et transmises à un ordinateur central pour le traitement. Alors que la plupart des applications n'utilisent qu'un seul type de logiciel HMI, certaines applications utilisent les deux, qui, bien que plus coûteuses, élimine la redondance du système et réduit les coûts à long terme.

Corrélation serrée entre le matériel et les logiciels

Le logiciel HMI est généralement entraîné par le matériel sélectionné, comme un terminal d'interface d'opérateur (OIT), un appareil basé sur PC ou un PC intégré. Pour cette raison, la technologie HMI est parfois appelée bornes d'opérateur (OTS), interfaces d'opérateur local (LIS), bornes d'interface d'opérateur (OIT) ou interfaces man-machine (MMIS). Le choix du bon matériel simplifie souvent le développement du logiciel HMI.

HMI Vs.IPC: Quelle est la différence?

Processeur et performance: la différence de puissance

Les IPC sont équipés de processeurs haute performance, tels que la série Intel Core I, et de plus grandes quantités de mémoire. Parce qu'ils s'exécutent sur une plate-forme PC, les IPC ont plus de puissance de traitement et plus d'espace de stockage et de mémoire. En revanche, les HMI utilisent principalement des CPU à basse performance, car ils n'ont qu'à effectuer des tâches spécifiques, telles qu'une seule tâche au niveau de la machine ou au niveau de la surveillance, et n'ont pas besoin de réserver beaucoup de puissance de traitement pour exécuter d'autres tâches logicielles ou de contrôle. De plus, les fabricants d'IHM doivent peser les performances et les coûts pour atteindre l'équilibre optimal de la conception du matériel.

Affichages: la taille fait une différence

Les IPC sont souvent équipés de plus grands écrans qui peuvent afficher plus d'informations en même temps, offrant aux opérateurs un champ de vision plus large. La taille de l'affichage HMI traditionnelle est relativement petite, généralement entre 4 pouces et 12 pouces, bien que certains fabricants IHM commencent maintenant à fournir des écrans plus grands pour les applications haut de gamme.

Interfaces de communication: différences de flexibilité

L'IPC fournit une multitude d'interfaces de communication, y compris plusieurs ports USB, des ports Dual Ethernet et / ou des ports série, ce qui facilite la connexion au matériel, et plus facile à s'adapter aux besoins d'expansion des applications futures. Dans le même temps, l'IPC basé sur PC sert d'outil de visualisation qui peut être intégré de manière flexible à d'autres protocoles de communication et applications compatibles avec le système d'exploitation. Au contraire, l'IHM traditionnel est relativement moins flexible en raison de sa dépendance à l'égard des protocoles de communication spécifiques et des logiciels d'application.

Mise à niveau technologique: différences de difficulté

Avec le développement de la technologie, le besoin d'expansion matérielle augmente. À cet égard, l'expansion matérielle de l'IPC est plus facile et plus rentable. Pour HMI, si vous devez modifier le fournisseur de matériel, ne peut souvent pas migrer directement le projet de visualisation, vous devez redévelopper l'application de visualisation, ce qui augmentera non seulement le temps de développement et le coût, mais également dans le système d'automatisation après le déploiement de difficultés de maintenance.

Robustesse deIPCet HMI

Rougeur de l'IPC

Les IPC sont robustes pour un fonctionnement stable dans des environnements difficiles tels que les températures extrêmes, la poussière et les vibrations. La conception sans ventilateur, les composants de qualité industrielle et la construction fiable lui permettent de résister aux défis des environnements industriels et d'assurer un fonctionnement stable pendant de longues périodes.

Caractéristiques robustes de l'IHM

Dans le domaine de l'automatisation industrielle, l'équipement équipé d'IHM est souvent dans des environnements difficiles, donc l'IHM doit avoir les caractéristiques robustes suivantes:

Résistance aux chocs: les HMI sont souvent installés dans des environnements avec des vibrations constantes, comme les usines de fabrication ou l'équipement mobile, et doivent être capables de résister à des vibrations continues et des chocs occasionnels pour assurer un fonctionnement ininterrompu.

Large gamme de températures: les HMI doivent avoir une plage de température de fonctionnement de - 20 ° C à 70 ° C pour accueillir des environnements allant des basses températures dans les usines de transformation des aliments surgelés à des températures élevées dans les aciéries.

Évaluation de la protection: Dans les endroits où l'équipement doit être nettoyé fréquemment, comme les usines de transformation des aliments, les IHM doivent être évalués au moins IP65 pour protéger contre la péniche de poussière et éclabousser l'eau pour assurer la sécurité de l'équipement.

Conception sans ventilateur: Dans des endroits tels que des scieries et des forges, une conception sans fan empêche les particules telles que la sciure de sciure et les liens de fer d'entrer dans l'équipement, prolongeant sa durée de vie.

Protection de l'énergie: les IMM doivent avoir une large plage de tension (9-48VDC), ainsi qu'une protection de décharge sur tension, surexcursante et électrostatique (ESD) pour assurer la stabilité et la fiabilité dans une variété d'environnements industriels.

Quand choisir IPC?

Face à un projet d'automatisation d'usine à grande échelle à grande échelle qui nécessite l'exécution de logiciels complexes, la gestion de grandes bases de données ou la mise en œuvre de fonctionnalités avancées, l'IPC est un meilleur choix. Par exemple, dans un système de contrôle automatisé pour une ligne de production automobile, l'IPC peut gérer de grandes quantités de données d'équipement, exécuter des algorithmes de planification complexes et maintenir la ligne en marche efficacement.

Quand choisir HMI?

L'HMI est un choix rentable pour les applications qui nécessitent une surveillance et un contrôle simples d'un API. Par exemple, dans une petite usine de transformation des aliments, un opérateur peut facilement surveiller et ajuster les paramètres de fonctionnement d'une machine d'emballage via un IHM pour répondre aux besoins de production quotidiens.

Conclusion

PCS industriels(IPCS) et les interfaces humaines-machine (IHM) jouent des rôles différents dans l'automatisation industrielle, mais les deux sont indispensables: les IPC conviennent à des projets industriels complexes et à grande échelle en raison de leurs performances et de leur évolutivité puissantes, tandis que les IMM répondent aux besoins de la surveillance et du contrôle simples avec leurs interactions humaines communes et leurs performances rentables. Dans les applications pratiques, la compréhension des différences entre les deux, afin de faire le choix optimal en fonction des exigences du projet, afin que le système d'automatisation industrielle maximise les performances.