IPC ve HMI arasındaki fark nedir

giriiş

Modern akıllı fabrikalarda, genellikle Endüstriyel PC (IPC) ve İnsan Makine Arayüzü (HMI) sahnesinin birlikte çalıştığını görebiliriz. Bir otomotiv parçaları üretim hattında, teknisyenlerin HMI ekipman işletim durumunun gerçek zamanlı izlenmesi yoluyla, üretim parametrelerini ayarlarken, karmaşık otomasyon programlarının arka plan kararlı çalışmasında IPC, büyük miktarlarda üretim verilerini işleyerek hayal edin. Peki, IPC ve HMI arasındaki fark nedir? Bu makale, okuyucuların endüstriyel uygulamalarda daha uygun bir seçim yapmasına yardımcı olmak için ikisi arasındaki farkları analiz edecektir.

NedirEndüstriyel PC (IPC)?

Temel Kavram: Endüstriyel “Bilgisayar”

Donanım mimarisinde endüstriyel PC (IPC olarak adlandırılan endüstriyel PC) ve günlük dizüstü bilgisayar kullanımımız, masaüstü bilgisayarlarda, mikroişlemci (CPU), depolama ortamı, bellek (RAM) ve çeşitli arayüz ve bağlantı noktaları ile donatılmış birçok benzerliğe sahiptir. Benzer yazılım işlevleri. Bununla birlikte, IPC'ler programlama yetenekleri açısından programlanabilir mantık denetleyicilerine (PLC'ler) daha yakındır. Bir PC platformunda çalıştıkları için, IPC denetleyicileri PLC'lerden ve hatta programlanabilir otomasyon kontrolörlerinden (PACS) daha fazla belleğe ve daha güçlü işlemcilere sahiptir.

Sağlam: zorlu ortamlar için inşa edilmiş

IPC, “sağlam” doğası ile normal bir PC'den ayırt edilir. Fabrika zeminleri gibi sert ortamlar için tasarlanmış, aşırı sıcaklıklara, yüksek neme, güç dalgalanmalarına ve mekanik şok ve titreşime dayanabilir. Sağlam tasarımı, büyük miktarlarda toz, neme, döküntülere ve hatta bir dereceye kadar yangın hasarına dayanabilir.

IPC'nin geliştirilmesi, otomasyon satıcılarının PLC ortamlarını simüle eden standart PC'lerde kontrol yazılımı çalıştırmaya çalıştığı 1990'larda başladı, ancak kararsız işletim sistemleri ve endüstriyel olmayan donanım gibi sorunlar nedeniyle güvenilirlik zayıftı. Günümüzde IPC teknolojisi, daha kararlı işletim sistemleri, sertleştirilmiş donanım ile uzun bir yol kat etti ve bazı üreticiler, otomasyon ortamını işletim sistemi ortamından ayıran gerçek zamanlı çekirdeklerle özelleştirilmiş IPC sistemleri geliştirdi ve kontrol görevlerine (giriş / çıkış arayüzleri gibi) işletim sistemi üzerinden öncelik verdiler.

Bir özellikEndüstriyel PC

Fansız Tasarım: Sıradan ticari PC'ler genellikle ısıyı dağıtmak için dahili fanlara güvenir ve fanlar bir bilgisayarın en başarısızlığa eğilimli bileşenidir. Fan havada çekilirken, aynı zamanda ısı ve ısı dağılma problemlerine neden olabilen ve sistem performansının bozulmasına veya donanım arızasına yol açabilen diğer kirleticiler de taşır. IPC, anakarttan ve diğer hassas dahili bileşenlerden şasiye pasif olarak ısıyı ileten tescilli bir soğutucu tasarımı kullanır, burada daha sonra çevredeki havaya dağıtılır, bu da özellikle tozlu ve düşman ortamlarda kullanıma uygun hale getirir.

Endüstriyel sınıf bileşenleri: IPC, maksimum güvenilirlik ve çalışma süresi sağlamak için tasarlanmış endüstriyel sınıf bileşenlerini kullanır. Bu bileşenler, sıradan tüketici sınıfı bilgisayarların hasar görebileceği veya hurdaya çıkarılabileceği zorlu ortamlarda bile 7 × 24 saat kesintisiz işlem yapabilir.

Son derece yapılandırılabilir: IPC, fabrika otomasyonu, uzaktan veri toplama ve izleme gibi çok çeşitli görevler yapabilir. Sistemleri proje ihtiyaçlarını karşılamak için oldukça özelleştirilebilir. Güvenilir donanıma ek olarak, özel markalama, yansıtma ve BIOS özelleştirme gibi OEM hizmetleri sunar.

Üstün Tasarım ve Performans: Sert ortamları işlemek için tasarlanmış IPC'ler, daha geniş bir çalışma sıcaklığı aralığını barındırabilir ve havadaki parçacıklara direnebilir. Birçok endüstriyel PC, çeşitli özel uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için 7 × 24 saatlik operasyon yapabilir.

Zengin I / O Seçenekler ve İşlevsellik: Sensörler, PLC'ler ve eski cihazlarla etkili bir şekilde iletişim kurmak için IPC, ek adaptörlere veya donglara ihtiyaç duymadan geleneksel ofis ortamı dışındaki uygulamaların ihtiyaçlarını karşılamak için zengin bir I / o opsiyon ve ek işlevler seti ile donatılmıştır.

Uzun Yaşam Döngüsü: IPC sadece son derece güvenilir ve uzun ömürlü olmakla kalmaz, aynı zamanda kuruluşların aynı bilgisayar modelini büyük donanım değiştirmeleri olmadan beş yıla kadar kullanmasına izin veren ve uygulamalar için uzun vadeli kararlı desteği garanti eden uzun bir ürün yaşam döngüsüne sahiptir.

HMI nedir?

Tanım ve işlev: insan ve makine arasındaki “köprü”

Bir insan-makine arayüzü (HMI), bir operatörün bir denetleyici ile etkileşime girdiği arayüzdür. HMI aracılığıyla, operatör kontrollü makinenin veya işlemin durumunu izleyebilir, kontrol ayarlarını değiştirerek kontrol hedeflerini değiştirebilir ve acil durum durumunda otomatik kontrol işlemlerini manuel olarak geçersiz kılabilir.

Yazılım türleri: farklı seviyelerde “komuta merkezleri”

HMI yazılımı tipik olarak iki temel türe ayrılır: makine seviyesi ve denetleyici. Makine düzeyinde yazılım, bir tesis tesisindeki makine seviyesi ekipmanına yerleştirilmiştir ve tek tek cihazların çalışmasını yönetmekten sorumludur. Denetleyici HMI yazılımı öncelikle tesis kontrol odalarında kullanılır ve ayrıca mağaza tabanı ekipmanı verilerinin toplandığı ve işleme için merkezi bir bilgisayara iletildiği SCADA'da (veri toplama ve denetim erişiminin kontrol sistemi) yaygın olarak kullanılır. Çoğu uygulama yalnızca bir tür HMI yazılımı kullanırken, bazı uygulamalar her ikisini de kullanır, bu da daha pahalı olmakla birlikte sistem fazlalığını ortadan kaldırır ve uzun vadeli maliyetleri azaltır.

Donanım ve yazılım arasındaki sıkı korelasyon

HMI yazılımı genellikle bir operatör arayüz terminali (OIT), PC tabanlı bir cihaz veya yerleşik bir PC gibi seçilen donanım tarafından yönlendirilir. Bu nedenle, HMI teknolojisi bazen operatör terminalleri (OTS), yerel operatör arayüzleri (LOIS), operatör arayüz terminalleri (OIT) veya insan-makine arayüzleri (MMI) olarak adlandırılır. Doğru donanımı seçmek genellikle HMI yazılımının geliştirilmesini basitleştirir.

HMI Vs.IPC: Fark nedir?

İşlemci ve Performans: Güç Farkı

IPC'ler, Intel Core I serisi ve daha büyük miktarlarda bellek gibi yüksek performanslı işlemcilerle donatılmıştır. Bir PC platformunda çalıştıkları için IPC'lerin daha fazla işlem gücü ve daha fazla depolama ve bellek alanına sahip. Buna karşılık, HMI'ler çoğunlukla daha düşük performanslı CPU'lar kullanır, çünkü yalnızca tek bir makine seviyesi veya izleme seviyesi görevi gibi belirli görevleri yerine getirmeleri gerekir ve diğer yazılımları veya kontrol görevlerini çalıştırmak için çok fazla işlem gücü ayırmanız gerekmez. Buna ek olarak, HMI üreticilerinin donanım tasarımının optimal dengesini elde etmek için performansı ve maliyeti tartmaları gerekir.

Ekranlar: Boyut bir fark yaratır

IPC'ler genellikle aynı anda daha fazla bilgi gösterebilen daha büyük ekranlarla donatılmıştır ve operatörlere daha geniş bir görüş alanı sağlar. Bazı HMI üreticileri artık üst düzey uygulamalar için daha büyük ekranlar sağlamaya başlasa da, geleneksel HMI ekran boyutu nispeten küçüktür, genellikle 4 inç ve 12 inç arasında.

İletişim arayüzleri: esneklik farklılıkları

IPC, birden fazla USB bağlantı noktası, çift Ethernet bağlantı noktaları ve / veya seri bağlantı noktaları dahil olmak üzere, donanıma bağlanmayı kolaylaştıran ve gelecekteki uygulamaların genişleme ihtiyaçlarına uyum sağlamayı kolaylaştıran zengin iletişim arayüzleri sağlar. Aynı zamanda, PC tabanlı IPC, işletim sistemiyle uyumlu diğer iletişim protokolleri ve uygulamalarla esnek bir şekilde entegre edilebilen bir görselleştirme aracı olarak hizmet eder. Aksine, geleneksel HMI, belirli iletişim protokollerine ve uygulama yazılımına bağımlılığı nedeniyle nispeten daha az esnektir.

Teknoloji yükseltmesi: zorluktaki farklılıklar

Teknolojinin geliştirilmesiyle donanım genişlemesi ihtiyacı artmaktadır. Bu bağlamda, IPC donanım genişlemesi daha kolay ve daha uygun maliyetlidir. HMI için, donanım tedarikçisini değiştirmeniz gerekiyorsa, genellikle görselleştirme projesini doğrudan taşıyamazsanız, sadece geliştirme süresini ve maliyetini artıracak, aynı zamanda bakım zorluklarının dağıtılmasından sonra otomasyon sisteminde de görselleştirme uygulamasını yeniden geliştirmelisiniz.

SağlamlıkIPC'lerve hmis

IPC'lerin sağlamlığı

IPC'ler, aşırı sıcaklıklar, toz ve titreşim gibi sert ortamlarda sabit çalışma için sağlamlaştırılır. Fansız tasarım, endüstriyel sınıf bileşenleri ve güvenilir yapı, endüstriyel ortamların zorluklarına dayanmasını ve uzun süre istikrarlı bir şekilde çalışmasını sağlıyor.

HMI'nın sağlam özellikleri

Endüstriyel otomasyon alanında, HMI ile donatılmış ekipman genellikle zorlu ortamlardadır, bu nedenle HMI aşağıdaki sağlam özelliklere sahip olmalıdır:

Şok direnci: HMI'lar genellikle üretim tesisleri veya mobil ekipman gibi sabit titreşim olan ortamlara monte edilir ve kesintisiz çalışma sağlamak için sürekli titreşime ve ara sıra şoklara dayanabilmelidir.

Geniş sıcaklık aralığı: HMI'lerin, dondurulmuş gıda işleme tesislerinde düşük sıcaklıklardan çelik fabrikalardaki yüksek sıcaklıklara kadar değişen ortamları barındırmak için - 20 ° C ila 70 ° C çalışma sıcaklığı aralığına sahip olmalıdır.

Koruma Derecelendirmesi: Gıda işleme tesisleri gibi ekipmanın sık sık temizlenmesi gereken yerlerde, HMI'lerin ekipman güvenliğini sağlamak için toz girişine ve su sıçramasına karşı korunmak için en az IP65 derecesi olması gerekir.

Fansız Tasarım: Sawmills ve Forges gibi yerlerde, fansız bir tasarım, talaş ve demir dosyalama gibi parçacıkların ekipmana girmesini, servis ömrünü uzatmasını önler.

Güç Koruma: HMI'lar, çeşitli endüstriyel ortamlarda stabilite ve güvenilirliği sağlamak için geniş bir voltaj aralığına (9-48VDC) ve aşırı voltaj, aşırı akım ve elektrostatik deşarj (ESD) korumasına sahip olmalıdır.

IPC ne zaman seçilir?

Karmaşık yazılım çalıştırma, büyük veritabanları yönetme veya gelişmiş özellikler uygulama gerektiren büyük ölçekli, veri yoğun bir fabrika otomasyon projesi ile karşı karşıya kaldığında, IPC daha iyi bir seçimdir. Örneğin, bir otomotiv üretim hattı için otomatik bir kontrol sisteminde, IPC büyük miktarda ekipman verisini işleyebilir, karmaşık zamanlama algoritmalarını çalıştırabilir ve hattın verimli bir şekilde çalışmasını sağlayabilir.

HMI ne zaman seçilir?

HMI, bir PLC'nin basit izlenmesini ve kontrolünü gerektiren uygulamalar için uygun maliyetli bir seçimdir. Örneğin, küçük bir gıda işleme tesisinde, bir operatör günlük üretim ihtiyaçlarını karşılamak için bir HMI aracılığıyla bir ambalaj makinesinin çalışma parametrelerini kolayca izleyebilir ve ayarlayabilir.

Çözüm

Endüstriyel PC'ler(IPC'ler) ve insan-makine arayüzleri (HMI'ler) endüstriyel otomasyonda farklı roller oynar, ancak her ikisi de vazgeçilmezdir: IPC'ler, güçlü performansları ve ölçeklenebilirlikleri nedeniyle karmaşık, büyük ölçekli endüstriyel projeler için uygundur, HMI'ler ise uygun insan-makine etkileşimleri ve maliyet-etkili performanslarıyla basit izleme ve kontrol ihtiyaçlarını karşılamaktadır. Pratik uygulamalarda, proje gereksinimlerine göre en uygun seçimi yapmak için ikisi arasındaki farkları anlamak, böylece endüstriyel otomasyon sisteminin performansı en üst düzeye çıkarması.