Qual é a diferença entre IPC e HMI

Introdução

Nas fábricas inteligentes modernas, muitas vezes podemos ver a cena do PC industrial (IPC) e da interface de máquina humana (HMI) trabalhando juntos. Imagine, em uma linha de produção de peças automotivas, os técnicos através do monitoramento em tempo real da HMI do status de operação do equipamento, ajustam os parâmetros de produção, enquanto o IPC na operação estável em segundo plano de programas de automação complexos, processando grandes quantidades de dados de produção. Então, qual é a diferença entre IPC e HMI? Este artigo analisará as diferenças entre os dois, para ajudar os leitores a fazer uma escolha mais apropriada nas aplicações industriais.

O que é umPC industrial (IPC)?

Conceito básico: "computador" industrial

PC industrial (PC industrial, referido como IPC) na arquitetura de hardware e nosso uso diário de notebooks, os computadores de desktop têm muitas semelhanças, também equipadas com um microprocessador (CPU), mídia de armazenamento, memória (RAM) e vários tipos de interfaces e portas, mas também com recursos de software semelhantes. funções de software semelhantes. No entanto, os IPCs estão mais próximos dos controladores lógicos programáveis ​​(PLCs) em termos de recursos de programação. Como eles são executados em uma plataforma de PC, os controladores IPC têm mais memória e processadores mais poderosos do que os PLCs e até alguns controladores de automação programáveis ​​(PACS).

Robado: construído para ambientes agressivos

O IPC é distinguido de um PC comum por sua natureza "robusta". ADIBILIDADOS PARA AMIDOS ARFIDOS, como pisos de fábrica, ele pode suportar temperaturas extremas, alta umidade, picos de energia e choque e vibração mecânicos. Seu design acidentado também pode suportar grandes quantidades de poeira, umidade, detritos e até algum grau de dano de incêndio.

O desenvolvimento do IPC começou na década de 1990, quando os fornecedores de automação tentaram executar o software de controle em PCs padrão que simularam ambientes de PLC, mas a confiabilidade foi ruim devido a problemas como sistemas operacionais instáveis ​​e hardware não industrializado. Hoje, a tecnologia IPC percorreu um longo caminho, com sistemas operacionais mais estáveis, hardware endurecido e alguns fabricantes desenvolveram sistemas IPC personalizados com kernels em tempo real que separam o ambiente de automação do ambiente do sistema operacional, priorizando tarefas de controle (como entrada de interfaces de saída) sobre o sistema operacional.

Características de umPC industrial

Design sem ventilador: os PCs comerciais comuns geralmente dependem dos ventiladores internos para dissipar o calor, e os ventiladores são o componente mais propenso a falhas de um computador. Enquanto o ventilador desenha no ar, ele também carrega poeira e outros contaminantes que podem acumular e causar problemas de dissipação de calor, levando à degradação do desempenho do sistema ou à falha de hardware. O IPC utiliza um design de dissipador de calor proprietário que conduz passivamente o calor da placa -mãe e outros componentes internos sensíveis ao chassi, onde é então dissipado no ar circundante, tornando -o especialmente adequado para uso em ambientes empoeirados e hostil.

Componentes de grau industrial: O IPC utiliza componentes de grau industrial projetados para fornecer a máxima confiabilidade e tempo de atividade. Esses componentes são capazes de operação ininterrupta de 7 × 24 horas, mesmo em ambientes severos onde os computadores comuns de nível de consumo podem ser danificados ou descartados.

Altamente configurável: o IPC é capaz de uma ampla gama de tarefas como automação de fábrica, aquisição de dados remotos e monitoramento. Seus sistemas são altamente personalizáveis ​​para atender às necessidades do projeto. Além do hardware confiável, oferece serviços OEM, como marca personalizada, espelhamento e personalização do BIOS.

Design e desempenho superiores: projetados para lidar com ambientes agressivos, os IPCs podem acomodar uma faixa de temperatura operacional mais ampla e resistir a partículas transportadas pelo ar. Muitos PCs industriais são capazes de operação 7 × 24 horas para atender às necessidades de várias aplicações especiais.

Rich i / Opções e funcionalidade: Para se comunicar efetivamente com sensores, PLCs e dispositivos herdados, o IPC está equipado com um rico conjunto de opções e funcionalidades adicionais para atender às necessidades de aplicações fora do ambiente tradicional do escritório, sem a necessidade de adaptadores adicionais ou dongles.

Ciclo de vida longo: o IPC não é apenas altamente confiável e duradouro, mas também possui um ciclo de vida longo do produto que permite que as organizações usem o mesmo modelo de computador por até cinco anos sem grandes substituições de hardware, garantindo suporte estável a longo prazo para aplicações.

O que é um HMI?

Definição e função: a "ponte" entre homem e máquina

Uma interface humana-máquina (HMI) é a interface através da qual um operador interage com um controlador. Através do HMI, o operador pode monitorar o status da máquina ou processo controlado, alterar os objetivos de controle modificando as configurações de controle e substituir manualmente as operações de controle automático em caso de emergência.

Tipos de software: diferentes níveis de "Centros de comando"

O software HMI é normalmente dividido em dois tipos básicos: nível da máquina e supervisão. O software no nível da máquina está incorporado ao equipamento de nível de máquina em uma instalação de planta e é responsável por gerenciar a operação de dispositivos individuais. O software HMI de supervisão é usado principalmente nas salas de controle da planta e também é comumente usado no SCADA (sistema para controle da aquisição de dados e acesso de supervisão), onde os dados do equipamento do piso da loja são coletados e transmitidos a um computador central para processamento. Embora a maioria dos aplicativos utilize apenas um tipo de software HMI, alguns aplicativos usam ambos, que, embora mais caros, elimina a redundância do sistema e reduz os custos de longo prazo.

Correlação apertada entre hardware e software

O software HMI geralmente é acionado por hardware selecionado, como um terminal de interface do operador (OIT), um dispositivo baseado em PC ou um PC embutido. Por esse motivo, a tecnologia HMI às vezes é chamada de terminais do operador (OTS), interfaces de operador local (LOIS), terminais de interface do operador (OITS) ou interfaces de máquina-máquina (MMIS). A escolha do hardware certo geralmente simplifica o desenvolvimento do software HMI.

HMI vs.IPC: Qual é a diferença?

Processador e desempenho: a diferença de poder

Os IPCs estão equipados com processadores de alto desempenho, como a série Intel Core I e maiores quantidades de memória. Como eles são executados em uma plataforma de PC, os IPCs têm mais energia de processamento e mais espaço de armazenamento e memória. Por outro lado, os HMIs utilizam principalmente as CPUs de menor desempenho porque só precisam executar tarefas específicas, como uma única tarefa em nível de máquina ou de monitoramento, e não precisam reservar muito poder de processamento para executar outras tarefas de software ou controlar. Além disso, os fabricantes de HMI precisam pesar o desempenho e o custo para alcançar o equilíbrio ideal do design de hardware.

Displays: Size faz a diferença

Os IPCs geralmente são equipados com monitores maiores que podem mostrar mais informações ao mesmo tempo, fornecendo aos operadores um campo de visão mais amplo. O tamanho da tela HMI tradicional é relativamente pequeno, geralmente entre 4 polegadas e 12 polegadas, embora alguns fabricantes de HMI estejam agora começando a fornecer telas maiores para aplicações de ponta.

Interfaces de comunicação: diferenças de flexibilidade

O IPC fornece uma riqueza de interfaces de comunicação, incluindo várias portas USB, portas Ethernet duplas e portas seriais, o que facilita a conexão com o hardware e mais fácil de se adaptar às necessidades de expansão de aplicativos futuros. Ao mesmo tempo, o IPC baseado em PC serve como uma ferramenta de visualização que pode ser integrada com flexibilidade a outros protocolos de comunicação e aplicativos compatíveis com o sistema operacional. Pelo contrário, o HMI tradicional é relativamente menos flexível devido à sua dependência de protocolos de comunicação específicos e software de aplicativos.

Atualização da tecnologia: diferenças de dificuldade

Com o desenvolvimento da tecnologia, a necessidade de expansão de hardware está aumentando. Nesse sentido, a expansão do hardware do IPC é mais fácil e mais econômico. Para o HMI, se você precisar alterar o fornecedor de hardware, geralmente não pode migrar diretamente o projeto de visualização, você deve re-desenvolver o aplicativo de visualização, que não apenas aumentará o tempo e o custo de desenvolvimento, mas também no sistema de automação após a implantação de dificuldades de manutenção.

Robustez deIPCse HMIS

Robustez dos IPCs

Os IPCs são robustos para operação estável em ambientes agressivos, como temperaturas extremas, poeira e vibração. O design sem ventilador, os componentes de nível industrial e a construção confiável permitem suportar os desafios dos ambientes industriais e garantir uma operação estável por longos períodos de tempo.

Características robustas do HMI

No campo da automação industrial, o equipamento equipado com HMI geralmente está em ambientes severos, portanto a HMI deve ter as seguintes características robustas:

Resistência ao choque: os HMIs são frequentemente instalados em ambientes com vibração constante, como fábricas ou equipamentos móveis, e precisam suportar vibrações contínuas e choques ocasionais para garantir a operação ininterrupta.

Faixa de temperatura ampla: os HMIs devem ter uma faixa de temperatura de operação de - 20 ° C a 70 ° C para acomodar ambientes que variam de baixas temperaturas em plantas de processamento de alimentos congeladas a altas temperaturas nas fábricas de aço.

Classificação de proteção: Em locais onde o equipamento precisa ser limpo com frequência, como plantas de processamento de alimentos, os HMIs precisam ser pelo menos IP65 para proteger contra entrada de poeira e água para garantir a segurança do equipamento.

Design sem ventilador: em lugares como serrarias e forjes, um design sem ventilador impede que partículas como serragem e arquivos de ferro entrem no equipamento, prolongando sua vida útil.

Proteção de potência: os HMIs devem ter uma ampla faixa de tensão (9-48VDC), bem como proteção excessiva, excesso de corrente e descarga eletrostática (ESD) para garantir a estabilidade e a confiabilidade em uma variedade de ambientes industriais.

Quando escolher o IPC?

Quando confrontado com um projeto de automação de fábrica com grande escala intensiva de dados que requer a execução de software complexo, gerenciamento de bancos de dados grandes ou implementando recursos avançados, o IPC é uma escolha melhor. Por exemplo, em um sistema de controle automatizado para uma linha de produção automotiva, o IPC pode lidar com grandes quantidades de dados do equipamento, executar algoritmos complexos de agendamento e manter a linha funcionando com eficiência.

Quando escolher o HMI?

O HMI é uma opção econômica para aplicativos que requerem monitoramento e controle simples de um PLC. Por exemplo, em uma pequena planta de processamento de alimentos, um operador pode monitorar e ajustar facilmente os parâmetros operacionais de uma máquina de embalagem através de um HMI para atender às necessidades diárias de produção.

Conclusão

PCs industriais(IPCs) e interfaces humanas-máquina (HMIS) desempenham papéis diferentes na automação industrial, mas ambos são indispensáveis: os IPCs são adequados para projetos industriais complexos e em larga escala devido ao seu desempenho e escalabilidade poderosos, enquanto os HMIs atendem às necessidades de monitoramento e controle simples, com suas interações humano-da-máquina e desempenho econômico conveniente. Em aplicações práticas, compreendendo as diferenças entre os dois, a fim de fazer a escolha ideal de acordo com os requisitos do projeto, para que o sistema de automação industrial para maximizar o desempenho.