מה ההבדל בין IPC ל- HMI

מָבוֹא

במפעלים אינטליגנטים מודרניים, אנו יכולים לעתים קרובות לראות את זירת המחשב התעשייתי (IPC) וממשק מכונה אנושי (HMI) עובדים יחד. תאר לעצמך, בקו ייצור של חלקי רכב, טכנאים באמצעות ניטור HMI בזמן אמת אחר מצב ההפעלה של ציוד, מתאימים את פרמטרי הייצור, ואילו ה- IPC בפעולה יציבה ברקע של תוכניות אוטומציה מורכבות, ועיבוד כמויות גדולות של נתוני ייצור. אז מה ההבדל בין IPC ל- HMI? מאמר זה ינתח את ההבדלים בין השניים, כדי לעזור לקוראים לבחור בחירה מתאימה יותר ביישומים תעשייתיים.

מה זהמחשב תעשייתי (IPC)?

מושג בסיסי: "מחשב" תעשייתי

מחשב תעשייתי (מחשב תעשייתי, המכונה IPC) בארכיטקטורת החומרה והשימוש היומי שלנו במחברות, למחשבים שולחניים יש קווי דמיון רבים, המצוידים גם במיקרו -מעבד (CPU), מדיה אחסון, זיכרון (RAM) וסוגים שונים של ממשקים ויציאות, אך גם עם תכונות תוכנה דומות. פונקציות תוכנה דומות. עם זאת, IPCs קרובים יותר לבקרי לוגיקה הניתנים לתכנות (PLCs) מבחינת יכולות התכנות. מכיוון שהם פועלים בפלטפורמת מחשב, לבקרי IPC יש יותר זיכרון ומעבדים חזקים יותר מאשר PLCs ואפילו כמה בקרי אוטומציה לתכנות (PAC).

מחוספס: בנוי לסביבות קשות

ה- IPC נבדל ממחשב רגיל לפי אופיו "המחוספס". המותאמת לסביבות קשות כמו רצפות מפעל, היא יכולה לעמוד בטמפרטורות קיצוניות, לחות גבוהה, נחשולי חשמל והלם מכני ורטט. העיצוב המחוספס שלו יכול לעמוד גם בכמויות גדולות של אבק, לחות, פסולת ואפילו מידה מסוימת של נזקי אש.

פיתוח ה- IPC החל בשנות התשעים כאשר ספקי האוטומציה ניסו להריץ תוכנת בקרה במחשבים סטנדרטיים המדמים סביבות PLC, אך האמינות הייתה גרועה בגלל בעיות כמו מערכות הפעלה לא יציבות וחומרה לא תעשייתית. כיום, טכנולוגיית ה- IPC עשתה דרך ארוכה, עם מערכות הפעלה יציבות יותר, חומרה מוקשה, וכמה יצרנים פיתחו מערכות IPC בהתאמה אישית עם גרעינים בזמן אמת המפרידים בין סביבת האוטומציה לסביבת מערכת ההפעלה, תוך סדר עדיפות למשימות בקרה (כגון פרעות קלט / פלט) על פני מערכת ההפעלה.

תכונות שלמחשב תעשייתי

עיצוב ללא מעריצים: מחשבים מסחריים רגילים בדרך כלל מסתמכים על מאווררים פנימיים כדי לפזר חום, והמאווררים הם המרכיב המועמדים ביותר לכישלון במחשב. בעוד שהמאוורר מושך אוויר, הוא גם נושא אבק ומזהמים אחרים שיכולים להצטבר ולגרום לבעיות פיזור חום, מה שמוביל להשפלת ביצועי המערכת או כשל בחומרה. IPC משתמש בעיצוב קירור קירור קנייני המוביל באופן פסיבי חום מלוח האם ומרכיבים פנימיים רגישים אחרים לשלדה, שם הוא מתפזר לאוויר שמסביב, מה שהופך אותו למתאים במיוחד לשימוש בסביבות מאובקות ועדיפות.

רכיבי כיתה תעשייתיים: ה- IPC משתמש ברכיבים בדרגה תעשייתית שנועדו לספק אמינות וזמן מרבי. רכיבים אלה מסוגלים לפעולה ללא הפרעה של 7 × 24 שעות, אפילו בסביבות קשות בהן מחשבים רגילים בדרגה צרכנית עלולים להיפגע או לחתוך אותם.

ניתן להגדרה מאוד: IPC מסוגל למגוון רחב של משימות כמו אוטומציה של מפעל, רכישת נתונים מרחוק ומעקב. ניתן להתאמה אישית מאוד למערכות שלה כדי לענות על צרכי הפרויקט. בנוסף לחומרה אמינה, היא מציעה שירותי OEM כמו מיתוג בהתאמה אישית, שיקוף והתאמה אישית של BIOS.

עיצוב וביצועים מעולים: מיועד לטפל בסביבות קשות, IPCs יכולים להכיל טווח טמפרטורות הפעלה רחב יותר ולהתנגד לחלקיקים הנישאים באוויר. מחשבים תעשייתיים רבים מסוגלים לפעול של 7 × 24 שעות כדי לענות על צרכיהם של יישומים מיוחדים שונים.

אפשרויות ופונקציונליות עשירים I /פונקציונליות: על מנת לתקשר ביעילות עם חיישנים, PLCs ומכשירים מדור קודם, ה- IPC מצויד במערכת עשירה של אפשרויות i /o ופונקציונליות נוספת כדי לענות על צרכי היישומים מחוץ לסביבת המשרד המסורתית ללא צורך במתאמים נוספים או דונגל.

מחזור חיים ארוך: לא רק שה- IPC אמין מאוד וארוך טווח, יש לו גם מחזור חיי מוצר ארוך המאפשר לארגונים להשתמש באותו מודל של מחשב עד חמש שנים ללא החלפות חומרה עיקריות, מה שמבטיח תמיכה יציבה לטווח הארוך ליישומים.

מה זה HMI?

הגדרה ופונקציה: "הגשר" בין אדם למכונה

ממשק אנושי-מכונה (HMI) הוא הממשק דרכו מפעיל מקיים אינטראקציה עם בקר. באמצעות ה- HMI, המפעיל יכול לפקח על מצב המכונה או התהליך המבוקרים, לשנות את יעדי הבקרה על ידי שינוי הגדרות הבקרה, ולגבול באופן ידני את פעולות הבקרה האוטומטיות במקרה חירום.

סוגי תוכנה: רמות שונות של "מרכזי פקודה"

תוכנת HMI מחולקת בדרך כלל לשני סוגים בסיסיים: ברמת המכונה ופיקוח. תוכנה ברמת המכונה מובנית בציוד ברמת המכונה בתוך מתקן מפעל ואחראית על ניהול הפעלת מכשירים בודדים. תוכנת HMI פיקוח משמשת בעיקר בחדרי בקרה מפעלים, והיא משמשת בדרך כלל ב- SCADA (מערכת לבקרה על רכישת נתונים וגישה לפיקוח), שם נאספים נתוני ציוד לרצפת חנות ומועברים למחשב מרכזי לעיבוד. בעוד שרוב היישומים משתמשים רק בסוג אחד של תוכנת HMI, ישנם יישומים משתמשים בשניהם, שלמרות שהם יקרים יותר מבטלים יתירות מערכות ומפחיתה עלויות לטווח הארוך.

מתאם הדוק בין חומרה לתוכנה

תוכנת HMI מונעת בדרך כלל על ידי חומרה נבחרת, כגון מסוף ממשק מפעיל (OIT), מכשיר מבוסס מחשב, או מחשב מובנה. מסיבה זו, טכנולוגיית HMI מכונה לעיתים מסופי מפעיל (OTS), ממשקי מפעיל מקומיים (LOIS), מסופי ממשק מפעיל (OITS) או ממשקי מכונה-אדם (MMIS). בחירת החומרה הנכונה מפשטת לעתים קרובות את פיתוח תוכנת HMI.

HMI VS.IPC: מה ההבדל?

מעבד וביצועים: הפרש הכוח

IPCs מצוידים במעבדים בעלי ביצועים גבוהים, כמו סדרת Intel Core I, וכמויות זיכרון גדולות יותר. מכיוון שהם פועלים בפלטפורמת מחשב, ל- IPC יש יותר כוח עיבוד ויותר שטח אחסון וזיכרון. לעומת זאת, HMIs משתמשים בעיקר במעבדים בעלי ביצועים נמוכים יותר מכיוון שהם צריכים רק לבצע משימות ספציפיות, כמו משימה יחידה ברמת מכונה או במשימה ברמת ניטור, ואינם צריכים להזמין כוח עיבוד רב כדי להפעיל תוכנות או שליטה אחרות. בנוסף, יצרני HMI צריכים לשקול ביצועים ועלות כדי להשיג את האיזון האופטימלי של עיצוב חומרה.

תצוגות: הגודל עושה את ההבדל

IPCs מצוידים לרוב בתצוגות גדולות יותר שיכולות להציג מידע נוסף בו זמנית, ומספקות למפעילים שדה ראיה רחב יותר. גודל התצוגה המסורתי של HMI קטן יחסית, בדרך כלל בין 4 אינץ 'ל -12 אינץ', אם כי ישנם יצרני HMI מסוימים כעת מתחילים לספק מסכים גדולים יותר ליישומים מתקדמים.

ממשקי תקשורת: הבדלים בגמישות

IPC מספק שפע של ממשקי תקשורת, כולל יציאות USB מרובות, יציאות אתרנט כפולות ו- / או יציאות סדרתיות, מה שמקל על החיבור לחומרה, וקל יותר להסתגל לצרכי ההרחבה של יישומים עתידיים. במקביל, ה- IPC מבוסס המחשב משמש ככלי הדמיה שניתן לשלב בגמישות עם פרוטוקולי תקשורת אחרים ויישומים התואמים למערכת ההפעלה. נהפוך הוא, HMI מסורתי פחות גמיש בגלל התלות שלו בפרוטוקולי תקשורת ספציפיים ותוכנת יישומים.

שדרוג טכנולוגי: הבדלי קושי

עם פיתוח הטכנולוגיה, הצורך בהתרחבות חומרה הולך וגדל. בהקשר זה, הרחבת חומרת ה- IPC קלה יותר וחסכונית יותר. עבור HMI, אם אתה צריך לשנות את ספק החומרה, לעתים קרובות לא יכול להעביר ישירות את פרויקט ההדמיה, עליך לפתח מחדש את יישום ההדמיה, מה שלא רק יגדיל את זמן הפיתוח והעלות, אלא גם במערכת האוטומציה לאחר פריסת קשיי התחזוקה.

מחוספסות שלIPCsו- HMIS

מחוספסות של IPCs

IPCs מחוספסים להפעלה יציבה בסביבות קשות כמו טמפרטורות קיצוניות, אבק ורטט. עיצוב ללא מעריצים, רכיבים בדרגה תעשייתית ובנייה אמינה מאפשרים לו לעמוד באתגרים של סביבות תעשייתיות ולהבטיח פעולה יציבה לפרקי זמן ארוכים.

מאפיינים מחוספסים של HMI

בתחום האוטומציה התעשייתית, ציוד המצויד ב- HMI הוא לרוב בסביבות קשות, ולכן HMI חייב להיות בעל המאפיינים המחוספסים הבאים:

התנגדות הלם: לרוב מותקנים HMI בסביבות עם רטט מתמיד, כמו מפעלי ייצור או ציוד נייד, וצריכים להיות מסוגלים לעמוד ברטט רציף וזעזועים מדי פעם כדי להבטיח פעולה ללא הפרעה.

טווח טמפרטורות רחב: ל- HMI צריך להיות טווח טמפרטורות הפעלה של - 20 מעלות צלזיוס עד 70 מעלות צלזיוס כדי להתאים לסביבות הנעים בין טמפרטורות נמוכות במפעלי עיבוד מזון קפואים ועד טמפרטורות גבוהות בטחנות פלדה.

דירוג הגנה: במקומות שבהם יש לנקות ציוד לעיתים קרובות, כמו מפעלי עיבוד מזון, HMIS צריך להיות מדורג לפחות IP65 כדי להגן מפני כניסת אבק ולהתיז מים כדי להבטיח בטיחות ציוד.

עיצוב נטול מעריצים: במקומות כמו מסור וריסס, עיצוב נטול מאוורר מונע חלקיקים כמו מסורות מסורת ומברזל להיכנס לציוד, ולהרחיב את חיי השירות שלו.

הגנת חשמל: ל- HMIS צריך להיות טווח מתח רחב (9-48VDC), כמו גם מתח יתר, זרם יתר ואלקטרוסטטי (ESD) כדי להבטיח יציבות ואמינות במגוון סביבות תעשייתיות.

מתי לבחור IPC?

כאשר מתמודדים עם פרויקט אוטומציה של מפעל רחב היקף, אינטנסיבי נתונים, הדורש הפעלת תוכנה מורכבת, ניהול מסדי נתונים גדולים או יישום תכונות מתקדמות, IPC היא בחירה טובה יותר. לדוגמה, במערכת בקרה אוטומטית עבור קו ייצור רכב, IPC יכול להתמודד עם כמויות גדולות של נתוני ציוד, להפעיל אלגוריתמים תזמון מורכבים ולשמור על הקו פועל ביעילות.

מתי לבחור hmi?

HMI היא בחירה חסכונית עבור יישומים הדורשים ניטור ובקרה פשוטים של PLC. לדוגמה, במפעל לעיבוד מזון קטן, מפעיל יכול לפקח בקלות על פרמטרי ההפעלה של מכונת אריזה באמצעות HMI כדי לענות על צרכי הייצור היומיומיים.

מַסְקָנָה

מחשבים תעשייתיים(IPCS) וממשקי מכונה אנושיים (HMI) ממלאים תפקידים שונים באוטומציה תעשייתית, אך שניהם חיוניים: IPCs מתאימים לפרויקטים תעשייתיים מורכבים, רחבי היקף, בגלל הביצועים החזקים שלהם ומדרגיותם, בעוד ש- HMIs עונים על הצרכים של פיקוח ושליטה פשוטים עם האינטראקציות האנושיות הנוחות שלהם וביצועי האפקטיביות. ביישומים מעשיים, הבנת ההבדלים בין השניים, על מנת לבחור את הבחירה האופטימלית בהתאם לדרישות הפרויקט, כך שמערכת האוטומציה התעשייתית תמקסם את הביצועים.