Jaka jest różnica między IPC i HMI

Wstęp

W nowoczesnych inteligentnych fabrykach często widzimy, jak scena przemysłowego PC (IPC) i ludzkiego interfejsu maszyn (HMI) współpracuje razem. Wyobraź sobie, że w linii produkcyjnej części samochodowych technicy poprzez monitorowanie HMI w czasie rzeczywistym statusu operacyjnego sprzętu, dostosuj parametry produkcji, podczas gdy IPC w tle stabilne działanie złożonych programów automatyzacji, przetwarzanie dużych ilości danych produkcyjnych. Jaka jest więc różnica między IPC i HMI? W tym artykule przeanalizuje różnice między nimi, aby pomóc czytelnikom dokonać bardziej odpowiedniego wyboru w zastosowaniach przemysłowych.

Co to jestPrzemysłowy komputer (IPC)?

Podstawowa koncepcja: „komputer przemysłowy”

Przemysłowy komputer PC (PC przemysłowy, określany jako IPC) w architekturze sprzętowej i naszym codziennym użyciu notebooków, komputery stacjonarne mają wiele podobieństw, wyposażone również w mikroprocesor (CPU), media pamięci, pamięć (pamięć RAM) oraz różne rodzaje interfejsów i portów, ale także z podobnymi funkcjami oprogramowania. Podobne funkcje oprogramowania. Jednak IPC są bliżej programowalnych kontrolerów logicznych (PLC) pod względem możliwości programowania. Ponieważ działają na platformie PC, kontrolery IPC mają więcej pamięci i mocniejszych procesorów niż PLC, a nawet niektóre programowalne kontrolery automatyzacji (PACS).

Rugged: Zbudowany dla trudnych środowisk

IPC odróżnia się od zwykłego komputera przez „wytrzymały” charakter. Dostosowane do trudnych środowisk, takich jak podłogi fabryczne, może wytrzymać ekstremalne temperatury, wysoką wilgotność, gwałtowne wzrosty oraz mechaniczne wstrząs i wibracje. Jego surowa konstrukcja może również wytrzymać duże ilości pyłu, wilgoci, zanieczyszczeń, a nawet pewnego stopnia uszkodzenia pożaru.

Rozwój IPC rozpoczął się w latach 90. XX wieku, kiedy dostawcy automatyzacji próbowali uruchomić oprogramowanie kontrolne na standardowych komputerach komputerowych, które symulowały środowiska PLC, ale niezawodność była słaba z powodu problemów, takich jak niestabilne systemy operacyjne i nieodustianowy sprzęt. Obecnie technologia IPC przeszła długą drogę, z bardziej stabilnymi systemami operacyjnymi, utwardzonym sprzętem i niektórymi producentami opracowali spersonalizowane systemy IPC z jądrami w czasie rzeczywistym, które oddzielają środowisko automatyzacji od środowiska systemu operacyjnego, priorytetem zadań sterowania (takich jak interfejsy wyjściowe wejściowe / wyjściowe) przez system operacyjny.

CechyPC PC

Projekt bezkształtny: Zwykłe komercyjne komputery zwykle polegają na wewnętrznych wentylatorach w celu rozproszenia ciepła, a wentylatory są najbardziej podatnym na awarii komponentu komputera. Podczas gdy wentylator przyciąga powietrze, ma również kurz i inne zanieczyszczenia, które mogą gromadzić się i powodować problemy z rozpraszaniem ciepła, co prowadzi do degradacji wydajności systemu lub awarii sprzętu. IPC wykorzystuje zastrzeżoną konstrukcję cieplną, która pasywnie prowadzi ciepło z płyty głównej i innych wrażliwych wewnętrznych komponentów do podwozia, gdzie jest następnie rozpraszany do otaczającego powietrza, co czyni go szczególnie odpowiednim do użytku w zakurzonym i wrogim środowisku.

Komponenty klasy przemysłowej: IPC wykorzystuje komponenty klasy przemysłowej zaprojektowane w celu zapewnienia maksymalnej niezawodności i czasu pracy. Komponenty te są zdolne do nieprzerwanej operacji 7 × 24 godziny, nawet w trudnych środowiskach, w których zwykłe komputery klasy konsumenckiej mogą być uszkodzone lub złomowane.

Bardzo konfigurowalne: IPC jest w stanie uzyskać szeroką gamę zadań, takich jak automatyzacja fabryczna, zdalne pozyskiwanie danych i monitorowanie. Jego systemy są wysoce konfigurowalne, aby zaspokoić potrzeby projektu. Oprócz niezawodnego sprzętu oferuje usługi OEM, takie jak niestandardowe branding, lustrzanie i dostosowywanie BIOS.

Najwyższa konstrukcja i wydajność: Zaprojektowany do obsługi trudnych środowisk, IPC mogą pomieścić szerszy zakres temperatur roboczych i odporić na cząsteczki w powietrzu. Wiele komputerów przemysłowych jest w stanie działać 7 × 24 godziny w celu zaspokojenia potrzeb różnych specjalnych zastosowań.

Rich I / O Opcje i funkcjonalność: Aby skutecznie komunikować się z czujnikami, PLC i Legacy Devices, IPC jest wyposażony w bogaty zestaw opcji I / O i dodatkową funkcjonalność, aby zaspokoić potrzeby aplikacji poza tradycyjnym środowiskiem biurowym bez potrzeby dodatkowych adapterów lub dopchodów.

Długi cykl życia: IPC jest nie tylko wysoce niezawodne i długotrwałe, ale ma również długi cykl życia produktu, który pozwala organizacjom korzystać z tego samego modelu komputera przez okres do pięciu lat bez większych wymiany sprzętu, gwarantując długoterminowe stabilne obsługę aplikacji.

Co to jest HMI?

Definicja i funkcja: „most” między człowiekiem a maszyną

Interfejs ludzkiej maszyny (HMI) to interfejs, za pomocą którego operator oddziałuje z kontrolerem. Za pośrednictwem HMI operator może monitorować status sterowanej maszyny lub procesu, zmienić cele sterowania, modyfikując ustawienia sterowania i ręcznie zastępować automatyczne operacje sterowania w nagłych wypadkach.

Rodzaje oprogramowania: różne poziomy „centrów dowodzenia”

Oprogramowanie HMI jest zwykle podzielone na dwa podstawowe typy: poziom maszynowy i nadzorczy. Oprogramowanie na poziomie maszynowym jest wbudowane w sprzęt na poziomie maszynowym w zakładach instalacji i jest odpowiedzialne za zarządzanie działaniem poszczególnych urządzeń. Oprogramowanie nadzorcze HMI jest wykorzystywane przede wszystkim w salach kontrolnych i jest również powszechnie stosowane w SCADA (system kontroli akwizycji danych i dostępu do nadzoru), w którym dane sprzętu na podłogach sklepowych są gromadzone i przesyłane do centralnego komputera do przetwarzania. Podczas gdy większość aplikacji korzysta tylko z jednego rodzaju oprogramowania HMI, niektóre aplikacje używają obu, które, choć bardziej kosztowne, eliminują redundancję systemu i zmniejsza koszty długoterminowe.

Ścisła korelacja między sprzętem a oprogramowaniem

Oprogramowanie HMI jest zwykle napędzane przez wybrany sprzęt, taki jak terminal interfejsu operatora (OIT), urządzenie oparte na komputerze lub wbudowany komputer. Z tego powodu technologia HMI jest czasem określana jako terminale operatora (OTS), lokalne interfejsy operatora (LOI), terminale interfejsu operatora (OIT) lub interfejsów Man-Machine (MMIS). Wybór odpowiedniego sprzętu często upraszcza rozwój oprogramowania HMI.

HMI vs.IPC: Jaka jest różnica?

Procesor i wydajność: różnica mocy

IPC są wyposażone w procesory o wysokiej wydajności, takie jak seria Intel Core I i większe ilości pamięci. Ponieważ działają na platformie PC, IPC mają większą moc przetwarzania oraz więcej miejsca do przechowywania i pamięci. W przeciwieństwie do tego, HMI wykorzystują w większości procesory o niższej wydajności, ponieważ muszą one wykonywać określone zadania, takie jak zadanie na poziomie pojedynczego poziomu maszynowego lub monitorowania, i nie muszą zarezerwować dużej mocy obliczeniowej do uruchamiania innych zadań oprogramowania lub sterowania. Ponadto producenci HMI muszą rozważyć wydajność i koszty, aby osiągnąć optymalną równowagę projektowania sprzętu.

Wyświetlacze: rozmiar robi różnicę

IPC są często wyposażone w większe wyświetlacze, które mogą wyświetlać więcej informacji jednocześnie, zapewniając operatorom szersze pole widzenia. Tradycyjny rozmiar wyświetlacza HMI jest stosunkowo niewielki, zwykle od 4 cali do 12 cali, chociaż niektórzy producenci HMI zaczynają teraz dostarczać większe ekrany dla aplikacji wysokiej klasy.

Interfejsy komunikacyjne: różnice w elastyczności

IPC zapewnia bogactwo interfejsów komunikacyjnych, w tym wiele portów USB, podwójne porty Ethernet i / lub porty szeregowe, co ułatwia łączenie się ze sprzętem i łatwiejsze dostosowanie się do potrzeb rozszerzenia przyszłych aplikacji. Jednocześnie IPC oparte na PC służy jako narzędzie do wizualizacji, które można elastycznie zintegrować z innymi protokołami komunikacyjnymi i aplikacjami kompatybilnymi z systemem operacyjnym. Przeciwnie, tradycyjny HMI jest stosunkowo mniej elastyczny ze względu na zależność od konkretnych protokołów komunikacyjnych i oprogramowania aplikacyjnego.

Ulepszenie technologii: różnice w trudnościach

Wraz z rozwojem technologii rośnie potrzeba ekspansji sprzętowej. Pod tym względem rozszerzenie sprzętu IPC jest łatwiejsze i bardziej opłacalne. W przypadku HMI, jeśli chcesz zmienić dostawcę sprzętu, często nie możesz bezpośrednio migrować projektu wizualizacji, musisz ponownie opracować aplikację wizualizacyjną, która nie tylko zwiększy czas rozwoju i koszty, ale także w systemie automatyzacji po wdrożeniu trudności w konserwacji.

SurowośćIPCi hmis

Ruggedness of IPC

IPC są wytrzymałe pod kątem stabilnego działania w trudnych środowiskach, takich jak ekstremalne temperatury, kurz i wibracje. Bezkształtne projektowanie, komponenty klasy przemysłowej i niezawodne budownictwo umożliwiają wytrzymanie wyzwań związanych z środowiskami przemysłowymi i zapewnienie stabilnej działalności przez długi czas.

Rugowane cechy HMI

W dziedzinie automatyzacji przemysłowej sprzęt wyposażony w HMI jest często w trudnych środowiskach, więc HMI musi mieć następujące surowe cechy:

Odporność na wstrząsy: HMI są często instalowane w środowiskach o stałym wibracji, takich jak zakłady produkcyjne lub sprzęt mobilny, i muszą być w stanie wytrzymać ciągłe wibracje i okazjonalne wstrząsy, aby zapewnić nieprzerwaną operację.

Szeroki zakres temperatur: HMI powinien mieć zakres temperatur roboczych od 20 ° C do 70 ° C, aby pomieścić środowiska, od niskich temperatur w mrożonych zakładach przetwórstwa spożywczego po wysokie temperatury w stalowych młynach.

Ocena ochrony: W miejscach, w których sprzęt należy często czyszczyć, takie jak zakłady przetwarzania spożywcze, HMI muszą być co najmniej oceniane IP65 w celu ochrony przed wnikaniem pyłu i rozpryskiem wody, aby zapewnić bezpieczeństwo sprzętu.

Projekt bez wentylatorów: w miejscach takich jak tartaki i kurza, bez wentylatorów zapobiega wchodzeniu cząstek, takich jak tartak i żelazne zgłoszenia do sprzętu, przedłużającego jego żywotność.

Ochrona energii: HMI powinny mieć szeroki zakres napięcia (9-48VDC), a także ochronę nadmiernego napięcia, nadmiernego prądu i elektrostatycznego rozładowania (ESD), aby zapewnić stabilność i niezawodność w różnych środowiskach przemysłowych.

Kiedy wybrać IPC?

W obliczu dużego projektu automatyzacji fabrycznej intensywnie wymagającego danych, który wymaga uruchamiania złożonego oprogramowania, zarządzania dużymi bazami danych lub wdrażania zaawansowanych funkcji, IPC jest lepszym wyborem. Na przykład w zautomatyzowanym systemie sterowania dla motoryzacyjnej linii produkcyjnej, IPC może obsługiwać duże ilości danych sprzętu, uruchomić złożone algorytmy planowania i utrzymać wydajność linii.

Kiedy wybrać HMI?

HMI jest opłacalnym wyborem dla aplikacji, które wymagają prostego monitorowania i kontroli PLC. Na przykład w małym zakładzie przetwarzania spożywczym operator może łatwo monitorować i dostosowywać parametry operacyjne maszyny do opakowania za pośrednictwem HMI, aby zaspokoić codzienne potrzeby produkcyjne.

Wniosek

PC PC(IPCS) i interfejsy ludzkiej maszyny (HMI) odgrywają różne role w automatyzacji przemysłowej, ale oba są niezbędne: IPC są odpowiednie do złożonych, dużych projektów przemysłowych ze względu na ich silną wydajność i skalowalność, podczas gdy HMI zaspokajają potrzeby prostego monitorowania i kontroli z ich wygodnymi interakcjami dla ludzi i opłacalnej wydajności. W praktycznych zastosowaniach zrozumienie różnic między nimi, w celu dokonania optymalnego wyboru zgodnie z wymaganiami projektu, tak aby system automatyzacji przemysłowej maksymalizacji wydajności.