IPCとHMIの違いは何ですか

導入

現代のインテリジェント工場では、産業用PC（IPC）とヒューマンマシンインターフェイス（HMI）のシーンが一緒に機能することがよくあります。自動車部品の生産ラインでは、技術者が機器の動作ステータスのHMIリアルタイム監視を通じて、生産パラメーターを調整し、複雑な自動化プログラムのバックグラウンドで安定した動作のIPCが大量の生産データを処理することを想像してください。では、IPCとHMIの違いは何ですか？この記事では、2つの違いを分析して、読者が産業用アプリケーションでより適切な選択をするのに役立ちます。

何ですか産業用PC（IPC）?

基本概念：産業「コンピューター」

ハードウェアアーキテクチャでの産業用PC（IPCと呼ばれる工業用PC）とノートブックの毎日の使用には、デスクトップコンピューターには多くの類似点があり、マイクロプロセッサ（CPU）、ストレージメディア、メモリ（RAM）、およびさまざまな種類のインターフェイスとポートも装備されていますが、同様のソフトウェア機能もあります。同様のソフトウェア関数。ただし、IPCは、プログラミング機能の観点からプログラム可能なロジックコントローラー（PLC）に近いものです。 PCプラットフォームで実行されるため、IPCコントローラーはPLCやプログラム可能な自動化コントローラー（PAC）よりも多くのメモリと強力なプロセッサを備えています。

頑丈：過酷な環境向けに構築されています

IPCは、その「頑丈な」性質により、通常のPCと区別されます。工場の床などの厳しい環境に合わせて調整され、極端な温度、高湿度、電力サージ、機械的な衝撃と振動に耐えることができます。その頑丈なデザインは、大量のほこり、水分、破片、さらにはある程度の火災損傷に耐えることもできます。

IPCの開発は、1990年代に自動化ベンダーがPLC環境をシミュレートした標準のPCで制御ソフトウェアを実行しようとしたときに始まりましたが、不安定なオペレーティングシステムや非産業化されたハードウェアなどの問題により信頼性は低かったです。今日、IPCテクノロジーは、より安定したオペレーティングシステム、硬化ハードウェアを備えた長い道のりを歩んできました。一部のメーカーは、オペレーティングシステム環境から自動化環境を分離するリアルタイムカーネルを備えたカスタマイズされたIPCシステムを開発し、オペレーティングシステム上の制御タスク（入力 /出力インターフェイスなど）に優先順位を付けています。

の機能産業用PC

ファンレスデザイン：通常のコマーシャルPCは通常、内部ファンに依存して熱を放散し、ファンはコンピューターの最も失敗しやすいコンポーネントです。ファンは空気を引き込んでいる間、それはまた、粉塵や他の汚染物質に持ち込まれ、蓄積して熱散逸の問題を引き起こし、システムのパフォーマンスやハードウェアの故障の低下につながります。 IPCは、マザーボードやその他の敏感な内部コンポーネントからシャーシに熱を受動的に伝導する独自のヒートシンク設計を利用しており、そこで周囲の空気に放散され、ほこりっぽい敵対的な環境での使用に特に適しています。

産業用グレードのコンポーネント：IPCは、最大の信頼性と稼働時間を提供するように設計された産業用グレードのコンポーネントを利用しています。これらのコンポーネントは、通常の消費者グレードのコンピューターが破損または廃棄される可能性のある過酷な環境であっても、7×24時間の途切れない動作を可能にします。

高度に構成可能：IPCは、工場の自動化、リモートデータ収集、監視などの幅広いタスクが可能です。そのシステムは、プロジェクトのニーズを満たすために非常にカスタマイズ可能です。信頼できるハードウェアに加えて、カスタムブランディング、ミラーリング、BIOSカスタマイズなどのOEMサービスを提供しています。

優れた設計とパフォーマンス：過酷な環境を処理するように設計されたIPCは、より広い動作温度範囲に対応し、空中粒子に抵抗できます。多くの産業用PCは、さまざまな特別なアプリケーションのニーズを満たすために、7×24時間の操作を可能にします。

リッチI / oオプションと機能性：センサー、PLC、およびレガシーデバイスと効果的に通信するために、IPCには、追加のアダプターやドングルを必要とせずに、従来のオフィス環境以外のアプリケーションのニーズを満たすI / Oオプションのリッチセットと追加の機能を備えています。

長いライフサイクル：IPCは非常に信頼性が高く、長持ちするだけでなく、組織が主要なハードウェア交換なしで最大5年間コンピューターのモデルを使用できるようにする長い製品ライフサイクルもあり、アプリケーションの長期的な安定したサポートを保証します。

HMIとは何ですか？

定義と機能：人と機械の間の「橋」

ヒューマンマシンインターフェイス（HMI）は、オペレーターがコントローラーと対話するインターフェイスです。 HMIを介して、オペレーターは制御されたマシンまたはプロセスのステータスを監視し、制御設定を変更して制御目標を変更し、緊急の場合に自動制御操作を手動でオーバーライドできます。

ソフトウェアの種類：さまざまなレベルの「コマンドセンター」

HMIソフトウェアは通常、マシンレベルと監督の2つの基本タイプに分けられます。機械レベルのソフトウェアは、プラント施設内の機械レベルの機器に組み込まれており、個々のデバイスの動作を管理する責任があります。監督HMIソフトウェアは主にプラント制御室で使用されており、SCADA（データ収集と監督アクセスの制御システム）でも一般的に使用されています。ここでは、ショップフロアの機器データが収集され、処理のために中央コンピューターに送信されます。ほとんどのアプリケーションは1つのタイプのHMIソフトウェアのみを使用していますが、一部のアプリケーションは両方を使用していますが、より費用がかかりますが、システムの冗長性を排除し、長期コストを削減します。

ハードウェアとソフトウェアの間の厳しい相関

HMIソフトウェアは通常、オペレーターインターフェイス端末（OIT）、PCベースのデバイス、または組み込みPCなどの選択されたハードウェアによって駆動されます。このため、HMIテクノロジーは、オペレーター端子（OT）、ローカルオペレーターインターフェイス（LOI）、オペレーターインターフェイス端子（OITS）、またはマンマシンインターフェイス（MMI）と呼ばれることもあります。適切なハードウェアを選択すると、HMIソフトウェアの開発が簡素化されることがよくあります。

HMI Vs.IPC：違いは何ですか？

プロセッサとパフォーマンス：パワーの違い

IPCには、Intel Core Iシリーズや大量のメモリなどの高性能プロセッサが装備されています。彼らはPCプラットフォームで実行されるため、IPCにはより多くの処理能力があり、より多くのストレージとメモリスペースがあります。対照的に、HMIは、単一のマシンレベルまたは監視レベルのタスクなどの特定のタスクのみを実行する必要があり、他のソフトウェアを実行したり制御タスクを制御するために多くの処理能力を予約する必要はないため、主に低パフォーマンスCPUを利用しています。さらに、HMIメーカーは、ハードウェア設計の最適なバランスを達成するために、パフォーマンスとコストを比較検討する必要があります。

ディスプレイ：サイズは違いをもたらします

IPCには、多くの場合、より多くの情報を同時に表示できる大きなディスプレイが装備されており、オペレーターにより広い視野を提供します。従来のHMIディスプレイサイズは比較的小さく、通常は4インチから12インチですが、一部のHMIメーカーは現在、ハイエンドアプリケーションに大きな画面を提供し始めています。

通信インターフェイス：柔軟性の違い

IPCは、複数のUSBポート、デュアルイーサネットポート、 /またはシリアルポートなどの豊富な通信インターフェイスを提供します。同時に、PCベースのIPCは、オペレーティングシステムと互換性のある他の通信プロトコルやアプリケーションと柔軟に統合できる視覚化ツールとして機能します。それどころか、従来のHMIは、特定の通信プロトコルとアプリケーションソフトウェアに依存するため、比較的柔軟性が低くなります。

テクノロジーのアップグレード：難易度の違い

テクノロジーの開発により、ハードウェアの拡張の必要性が高まっています。この点で、IPCハードウェアの拡張はより簡単で費用対効果が高くなります。 HMIの場合、ハードウェアサプライヤーを変更する必要がある場合、視覚化プロジェクトを直接移行することはできない場合は、視覚化アプリケーションを再開発する必要があります。これにより、開発時間とコストが増加するだけでなく、メンテナンスの困難の展開後も自動化システムにもなります。

の頑丈さIPCSとhmis

IPCの頑丈さ

IPCは、極端な温度、ほこり、振動などの過酷な環境で安定した操作のために頑丈です。ファンレスデザイン、産業用グレードのコンポーネント、信頼できる建設により、産業環境の課題に耐え、長期間安定した操作を確保することができます。

HMIの頑丈な特性

産業自動化の分野では、HMIを装備した機器はしばしば過酷な環境にあるため、HMIには次の頑丈な特性が必要です。

衝撃耐性：HMIは、製造植物やモバイル機器などの一定の振動を伴う環境にしばしば設置されており、連続振動と時折のショックに耐えることができる必要があります。

広い温度範囲：HMIは、凍結食品加工プラントの低温から鉄鋼工場の高温までの環境に対応するために、20°Cから70°Cの動作温度範囲を持つ必要があります。

保護評価：食品加工プラントなどの機器を頻繁に洗浄する必要がある場所では、HMIは、機器の安全性を確保するために、ほこりの侵入と水上水を防ぐために、少なくともIP65の定格が必要です。

ファンレスデザイン：製材や偽造などの場所では、ファンレスデザインは、おがくずや鉄のファイリングなどの粒子が機器に入り、サービス寿命を延ばすのを防ぎます。

電源保護：HMISには、さまざまな産業環境で安定性と信頼性を確保するために、幅広の電圧範囲（9-48VDC）と過電圧、過電流、静電放電（ESD）保護を持つ必要があります。

いつIPCを選択しますか？

複雑なソフトウェアの実行、大規模なデータベースの管理、または高度な機能の実装を必要とする大規模でデータ集約型のファクトリーオートメーションプロジェクトに直面した場合、IPCはより良い選択です。たとえば、自動車生産ライン用の自動制御システムでは、IPCは大量の機器データを処理し、複雑なスケジューリングアルゴリズムを実行し、ラインを効率的に実行し続けることができます。

いつHMIを選ぶのですか？

HMIは、PLCの簡単な監視と制御を必要とするアプリケーションの費用対効果の高い選択肢です。たとえば、小さな食品加工工場では、オペレーターは、毎日の生産ニーズを満たすために、HMIを介して包装機の操作パラメーターを簡単に監視および調整できます。

結論

産業用PC（IPC）およびHuman-Machineインターフェイス（HMI）は、産業自動化で異なる​​役割を果たしていますが、どちらも不可欠です。IPCは、強力なパフォーマンスとスケーラビリティのために複雑で大規模な産業プロジェクトに適していますが、HMIは、便利なヒューマンマシンの相互作用と費用対効果の高いパフォーマンスで簡単な監視と制御のニーズを満たしています。実際のアプリケーションでは、プロジェクトの要件に応じて最適な選択をするために、2つの違いを理解して、産業自動化システムがパフォーマンスを最大化するようにします。