ความแตกต่างระหว่าง IPC และ HMI คืออะไร

การแนะนำ

ในโรงงานอัจฉริยะที่ทันสมัยเรามักจะเห็นฉากของพีซีอุตสาหกรรม (IPC) และอินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์ (HMI) ที่ทำงานร่วมกัน ลองนึกภาพในสายการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์ช่างเทคนิคผ่านการตรวจสอบสถานะการทำงานของอุปกรณ์ HMI แบบเรียลไทม์ของ HMI ปรับพารามิเตอร์การผลิตในขณะที่ IPC ในพื้นหลังการทำงานที่มั่นคงของโปรแกรมระบบอัตโนมัติที่ซับซ้อนประมวลผลข้อมูลการผลิตจำนวนมาก ดังนั้นความแตกต่างระหว่าง IPC และ HMI คืออะไร? บทความนี้จะวิเคราะห์ความแตกต่างระหว่างทั้งสองเพื่อช่วยให้ผู้อ่านมีทางเลือกที่เหมาะสมมากขึ้นในการใช้งานอุตสาหกรรม

ไฟล์พีซีอุตสาหกรรม (IPC)?

แนวคิดพื้นฐาน: อุตสาหกรรม“ คอมพิวเตอร์”

พีซีอุตสาหกรรม (พีซีอุตสาหกรรมเรียกว่า IPC) ในสถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และการใช้โน้ตบุ๊กในชีวิตประจำวันคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปมีความคล้ายคลึงกันมากมายนอกจากนี้ยังมีไมโครโปรเซสเซอร์ (CPU) สื่อจัดเก็บข้อมูลหน่วยความจำ (RAM) และอินเทอร์เฟซและพอร์ตประเภทต่างๆ ฟังก์ชั่นซอฟต์แวร์ที่คล้ายกัน อย่างไรก็ตาม IPCs อยู่ใกล้กับตัวควบคุมตรรกะที่ตั้งโปรแกรมได้ (PLCs) ในแง่ของความสามารถในการเขียนโปรแกรม เนื่องจากพวกเขาทำงานบนแพลตฟอร์มพีซีคอนโทรลเลอร์ IPC จึงมีหน่วยความจำและโปรเซสเซอร์ที่ทรงพลังมากกว่า PLCs และแม้แต่ตัวควบคุมระบบอัตโนมัติที่ตั้งโปรแกรมได้ (PACs)

Rugged: สร้างขึ้นเพื่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

IPC แตกต่างจากพีซีปกติโดยธรรมชาติที่“ ทนทาน” เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นพื้นโรงงานมันสามารถทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงความชื้นสูงไฟกระชากและการสั่นสะเทือนเชิงกลและการสั่นสะเทือน การออกแบบที่ทนทานของมันยังสามารถทนต่อฝุ่นจำนวนมากความชื้นความชื้นเศษและแม้แต่ความเสียหายจากไฟไหม้ในระดับหนึ่ง

การพัฒนา IPC เริ่มต้นขึ้นในปี 1990 เมื่อผู้ขายระบบอัตโนมัติพยายามเรียกใช้ซอฟต์แวร์ควบคุมบนพีซีมาตรฐานที่จำลองสภาพแวดล้อม PLC แต่ความน่าเชื่อถือไม่ดีเนื่องจากปัญหาเช่นระบบปฏิบัติการที่ไม่เสถียรและฮาร์ดแวร์ที่ไม่ใช่อุตสาหกรรม วันนี้เทคโนโลยี IPC มาไกลด้วยระบบปฏิบัติการที่มีเสถียรภาพมากขึ้นฮาร์ดแวร์ที่แข็งตัวและผู้ผลิตบางรายได้พัฒนาระบบ IPC ที่กำหนดเองด้วยเมล็ดพันธุ์เรียลไทม์ที่แยกสภาพแวดล้อมอัตโนมัติออกจากสภาพแวดล้อมระบบปฏิบัติการจัดลำดับความสำคัญของงานควบคุม (เช่นอินเทอร์เฟซอินพุต /

คุณสมบัติของไฟล์พีซีอุตสาหกรรม

การออกแบบแบบไม่มีพัดลม: พีซีเชิงพาณิชย์ทั่วไปมักจะพึ่งพาพัดลมภายในเพื่อกระจายความร้อนและแฟน ๆ เป็นส่วนประกอบที่ล้มเหลวมากที่สุดของคอมพิวเตอร์ ในขณะที่พัดลมดึงอากาศมันยังมีฝุ่นและสารปนเปื้อนอื่น ๆ ที่สามารถสะสมและทำให้เกิดปัญหาการกระจายความร้อนซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของประสิทธิภาพของระบบหรือความล้มเหลวของฮาร์ดแวร์ IPC ใช้การออกแบบฮีทซิงค์ที่เป็นกรรมสิทธิ์ซึ่งดำเนินการอย่างไม่หยุดยั้งจากเมนบอร์ดและส่วนประกอบภายในที่ละเอียดอ่อนอื่น ๆ ไปยังแชสซีซึ่งจะกระจายไปยังอากาศโดยรอบทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในสภาพแวดล้อมที่เต็มไปด้วยฝุ่นและเป็นมิตร

ส่วนประกอบเกรดอุตสาหกรรม: IPC ใช้ส่วนประกอบระดับอุตสาหกรรมที่ออกแบบมาเพื่อให้ความน่าเชื่อถือและเวลาทำงานสูงสุด ส่วนประกอบเหล่านี้มีความสามารถในการดำเนินการอย่างต่อเนื่อง 7 × 24 ชั่วโมงแม้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งคอมพิวเตอร์เกรดผู้บริโภคทั่วไปอาจได้รับความเสียหายหรือถูกทิ้ง

สามารถกำหนดค่าได้สูง: IPC มีความสามารถในการทำงานที่หลากหลายเช่นระบบอัตโนมัติจากโรงงานการเก็บข้อมูลระยะไกลและการตรวจสอบ ระบบของมันสามารถปรับแต่งได้สูงเพื่อตอบสนองความต้องการของโครงการ นอกเหนือจากฮาร์ดแวร์ที่เชื่อถือได้แล้วยังมีบริการ OEM เช่นการสร้างแบรนด์ที่กำหนดเองมิเรอร์และการปรับแต่ง BIOS

การออกแบบและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า: ออกแบบมาเพื่อจัดการกับสภาพแวดล้อมที่รุนแรง IPCs สามารถรองรับช่วงอุณหภูมิที่กว้างขึ้นและต้านทานอนุภาคอากาศ พีซีอุตสาหกรรมจำนวนมากสามารถใช้งานได้ 7 × 24 ชั่วโมงเพื่อตอบสนองความต้องการของแอพพลิเคชั่นพิเศษต่างๆ

ตัวเลือกและฟังก์ชันการทำงานของ I / o: เพื่อสื่อสารกับเซ็นเซอร์ PLCs และอุปกรณ์มรดกได้อย่างมีประสิทธิภาพ IPC นั้นมาพร้อมกับชุดตัวเลือก i / O และฟังก์ชั่นเพิ่มเติมเพื่อตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันนอกสภาพแวดล้อมสำนักงานแบบดั้งเดิมโดยไม่จำเป็นต้องใช้อะแดปเตอร์หรือ Dongles เพิ่มเติม

Long Lifecycle: ไม่เพียง แต่ IPC ที่น่าเชื่อถือและติดทนนาน แต่ยังมีวงจรชีวิตผลิตภัณฑ์ที่ยาวนานซึ่งช่วยให้องค์กรใช้คอมพิวเตอร์รุ่นเดียวกันนานถึงห้าปีโดยไม่ต้องเปลี่ยนฮาร์ดแวร์ที่สำคัญรับประกันการสนับสนุนที่มั่นคงในระยะยาวสำหรับแอปพลิเคชัน

HMI คืออะไร?

คำจำกัดความและฟังก์ชั่น:“ สะพาน” ระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร

อินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์ (HMI) เป็นอินเทอร์เฟซที่ผู้ปฏิบัติงานโต้ตอบกับคอนโทรลเลอร์ ผ่าน HMI ผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบสถานะของเครื่องจักรหรือกระบวนการควบคุมเปลี่ยนวัตถุประสงค์การควบคุมโดยการปรับเปลี่ยนการตั้งค่าการควบคุมและแทนที่การดำเนินการควบคุมอัตโนมัติด้วยตนเองในกรณีฉุกเฉิน

ประเภทของซอฟต์แวร์: ระดับ "ศูนย์คำสั่ง" ที่แตกต่างกัน

โดยทั่วไปแล้วซอฟต์แวร์ HMI จะแบ่งออกเป็นสองประเภทพื้นฐาน: ระดับเครื่องจักรและการกำกับดูแล ซอฟต์แวร์ระดับเครื่องถูกสร้างขึ้นในอุปกรณ์ระดับเครื่องจักรภายในโรงงานโรงงานและรับผิดชอบในการจัดการการทำงานของอุปกรณ์แต่ละตัว ซอฟต์แวร์ Supervisory HMI ส่วนใหญ่ใช้ในห้องควบคุมโรงงานและมักใช้ใน SCADA (ระบบสำหรับการควบคุมการเก็บข้อมูลและการเข้าถึงการควบคุมดูแล) ซึ่งข้อมูลอุปกรณ์ร้านค้าจะถูกรวบรวมและส่งไปยังคอมพิวเตอร์กลางเพื่อประมวลผล ในขณะที่แอพพลิเคชั่นส่วนใหญ่ใช้ซอฟต์แวร์ HMI เพียงประเภทเดียว แต่แอปพลิเคชันบางตัวใช้ทั้งสองอย่างซึ่งในขณะที่มีราคาแพงมากขึ้นจะช่วยลดความซ้ำซ้อนของระบบและลดต้นทุนระยะยาว

ความสัมพันธ์ที่แน่นหนาระหว่างฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์ HMI มักถูกขับเคลื่อนด้วยฮาร์ดแวร์ที่เลือกเช่นเทอร์มินัลอินเตอร์เฟสผู้ให้บริการ (OIT) อุปกรณ์ที่ใช้พีซีหรือพีซีในตัว ด้วยเหตุผลนี้บางครั้งเทคโนโลยี HMI จึงเรียกว่า Terminals Operator (OTS), อินเทอร์เฟซผู้ให้บริการในท้องถิ่น (LOIs), เทอร์มินัลอินเตอร์เฟสของผู้ปฏิบัติงาน (OITs) หรืออินเทอร์เฟซ man machine (MMIs) การเลือกฮาร์ดแวร์ที่เหมาะสมมักจะทำให้การพัฒนาซอฟต์แวร์ HMI ง่ายขึ้น

HMI กับIPC: ความแตกต่างคืออะไร?

โปรเซสเซอร์และประสิทธิภาพ: ความแตกต่างของพลังงาน

IPCs มาพร้อมกับโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูงเช่นซีรีย์ Intel Core I และหน่วยความจำในปริมาณที่มากขึ้น เนื่องจากพวกเขาทำงานบนแพลตฟอร์มพีซี IPCs จึงมีกำลังการประมวลผลมากขึ้นและพื้นที่จัดเก็บและพื้นที่หน่วยความจำมากขึ้น ในทางตรงกันข้าม HMIs ส่วนใหญ่ใช้ซีพียูประสิทธิภาพต่ำเนื่องจากพวกเขาจำเป็นต้องทำงานเฉพาะเช่นงานระดับเครื่องเดียวหรืองานระดับการตรวจสอบและไม่จำเป็นต้องจองกำลังการประมวลผลจำนวนมากเพื่อเรียกใช้ซอฟต์แวร์หรืองานควบคุมอื่น ๆ นอกจากนี้ผู้ผลิต HMI จำเป็นต้องชั่งน้ำหนักประสิทธิภาพและต้นทุนเพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีที่สุดของการออกแบบฮาร์ดแวร์

จอแสดงผล: ขนาดสร้างความแตกต่าง

IPCs มักจะติดตั้งจอแสดงผลขนาดใหญ่ที่สามารถแสดงข้อมูลเพิ่มเติมในเวลาเดียวกันให้ผู้ให้บริการมีมุมมองที่กว้างขึ้น ขนาดการแสดงผล HMI แบบดั้งเดิมนั้นค่อนข้างเล็กมักจะอยู่ระหว่าง 4 นิ้วถึง 12 นิ้วแม้ว่าผู้ผลิต HMI บางรายจะเริ่มให้หน้าจอขนาดใหญ่สำหรับแอปพลิเคชันระดับสูง

อินเทอร์เฟซการสื่อสาร: ความแตกต่างในความยืดหยุ่น

IPC จัดหาอินเทอร์เฟซการสื่อสารมากมายรวมถึงพอร์ต USB หลายพอร์ตพอร์ตอีเธอร์เน็ตคู่และ / หรือพอร์ตอนุกรมซึ่งทำให้การเชื่อมต่อกับฮาร์ดแวร์ง่ายขึ้นและง่ายต่อการปรับให้เข้ากับความต้องการการขยายตัวของแอปพลิเคชันในอนาคต ในขณะเดียวกัน IPC ที่ใช้พีซีทำหน้าที่เป็นเครื่องมือสร้างภาพที่สามารถรวมเข้ากับโปรโตคอลการสื่อสารอื่น ๆ และแอปพลิเคชันอื่น ๆ ที่เข้ากันได้กับระบบปฏิบัติการ ในทางตรงกันข้าม HMI แบบดั้งเดิมนั้นค่อนข้างยืดหยุ่นน้อยกว่าเนื่องจากการพึ่งพาโปรโตคอลการสื่อสารที่เฉพาะเจาะจงและซอฟต์แวร์แอปพลิเคชัน

การอัพเกรดเทคโนโลยี: ความแตกต่างในความยากลำบาก

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีความต้องการการขยายฮาร์ดแวร์เพิ่มขึ้น ในเรื่องนี้การขยายฮาร์ดแวร์ IPC นั้นง่ายขึ้นและประหยัดค่าใช้จ่ายมากขึ้น สำหรับ HMI หากคุณต้องการเปลี่ยนซัพพลายเออร์ฮาร์ดแวร์มักจะไม่สามารถโยกย้ายโครงการสร้างภาพได้โดยตรงคุณจะต้องพัฒนาแอปพลิเคชันการสร้างภาพซึ่งไม่เพียง แต่เพิ่มเวลาและค่าใช้จ่ายในการพัฒนา แต่ยังอยู่ในระบบอัตโนมัติหลังจากการปรับใช้ปัญหาการบำรุงรักษา

ความทนทานของIPCSและ HMIS

ความทนทานของ IPCS

IPCs ได้รับการแก้ไขสำหรับการทำงานที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิสูงฝุ่นและการสั่นสะเทือน การออกแบบที่ไม่มีแฟน ๆ ส่วนประกอบระดับอุตสาหกรรมและการก่อสร้างที่เชื่อถือได้ช่วยให้สามารถทนต่อความท้าทายของสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมและสร้างความมั่นใจในการทำงานที่มั่นคงเป็นเวลานาน

ลักษณะที่ทนทานของ HMI

ในด้านระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมอุปกรณ์ที่ติดตั้ง HMI มักจะอยู่ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงดังนั้น HMI จะต้องมีลักษณะที่ทนทานต่อไปนี้:

ความต้านทานต่อการกระแทก: HMIs มักจะติดตั้งในสภาพแวดล้อมที่มีการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องเช่นโรงงานผลิตหรืออุปกรณ์เคลื่อนที่และจำเป็นต้องสามารถทนต่อการสั่นสะเทือนอย่างต่อเนื่องและแรงกระแทกเป็นครั้งคราวเพื่อให้แน่ใจว่าการดำเนินงานอย่างต่อเนื่อง

ช่วงอุณหภูมิที่กว้าง: HMIS ควรมีช่วงอุณหภูมิในการทำงาน 20 ° C ถึง 70 ° C เพื่อรองรับสภาพแวดล้อมตั้งแต่อุณหภูมิต่ำในโรงงานแปรรูปอาหารแช่แข็งจนถึงอุณหภูมิสูงในโรงงานเหล็ก

การให้คะแนนการป้องกัน: ในสถานที่ที่ต้องทำความสะอาดอุปกรณ์บ่อยครั้งเช่นโรงงานแปรรูปอาหาร HMIs จะต้องได้รับการจัดอันดับ IP65 อย่างน้อยเพื่อป้องกันการเข้าฝุ่นและการกระเด็นของน้ำเพื่อความปลอดภัยของอุปกรณ์

การออกแบบที่ไม่มีพัดลม: ในสถานที่ต่าง ๆ เช่นโรงเลื่อยและฟอร์สการออกแบบที่ไม่มีพัดลมจะป้องกันอนุภาคเช่นขี้เลื่อยและการยื่นเหล็กจากการเข้าสู่อุปกรณ์ยืดอายุการใช้งาน

การป้องกันพลังงาน: HMIS ควรมีช่วงแรงดันไฟฟ้าที่กว้าง (9 48VDC) เช่นเดียวกับแรงดันไฟฟ้าเกินการป้องกันการปล่อยกระแสไฟฟ้าและไฟฟ้าสถิต (ESD) เพื่อให้แน่ใจว่ามีความเสถียรและความน่าเชื่อถือในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมที่หลากหลาย

ควรเลือก IPC เมื่อใด

เมื่อต้องเผชิญกับโครงการระบบอัตโนมัติโรงงานที่ใช้ข้อมูลขนาดใหญ่ที่ต้องใช้ซอฟต์แวร์ที่ซับซ้อนการจัดการฐานข้อมูลขนาดใหญ่หรือการใช้งานคุณสมบัติขั้นสูง IPC เป็นตัวเลือกที่ดีกว่า ตัวอย่างเช่นในระบบควบคุมอัตโนมัติสำหรับสายการผลิตยานยนต์ IPC สามารถจัดการข้อมูลอุปกรณ์จำนวนมากเรียกใช้อัลกอริทึมการตั้งเวลาที่ซับซ้อนและทำให้สายทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

จะเลือก HMI เมื่อใด

HMI เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับแอปพลิเคชันที่ต้องการการตรวจสอบและควบคุม PLC อย่างง่าย ตัวอย่างเช่นในโรงงานแปรรูปอาหารขนาดเล็กผู้ปฏิบัติงานสามารถตรวจสอบและปรับพารามิเตอร์การทำงานของเครื่องบรรจุภัณฑ์ได้อย่างง่ายดายผ่าน HMI เพื่อตอบสนองความต้องการการผลิตรายวัน

บทสรุป

พีซีอุตสาหกรรม(IPCs) และอินเทอร์เฟซเครื่องจักรของมนุษย์ (HMIS) มีบทบาทที่แตกต่างกันในระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรม แต่ทั้งคู่เป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้: IPCs เหมาะสำหรับโครงการอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ที่ซับซ้อนเนื่องจากประสิทธิภาพที่ทรงพลังและความยืดหยุ่นในขณะที่ HMIs ตอบสนองความต้องการของการตรวจสอบและควบคุมอย่างง่าย ๆ ในการใช้งานจริงการทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างทั้งสองเพื่อให้มีทางเลือกที่ดีที่สุดตามข้อกำหนดของโครงการเพื่อให้ระบบระบบอัตโนมัติอุตสาหกรรมเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด