Sự khác biệt giữa IPC và HMI là gì

Giới thiệu

Trong các nhà máy thông minh hiện đại, chúng ta thường có thể thấy cảnh PC công nghiệp (IPC) và giao diện máy người (HMI) hoạt động cùng nhau. Hãy tưởng tượng, trong dây chuyền sản xuất phụ tùng ô tô, các kỹ thuật viên thông qua giám sát thời gian thực của HMI về tình trạng vận hành thiết bị, điều chỉnh các thông số sản xuất, trong khi IPC trong hoạt động ổn định nền của các chương trình tự động hóa phức tạp, xử lý một lượng lớn dữ liệu sản xuất. Vì vậy, sự khác biệt giữa IPC và HMI là gì? Bài viết này sẽ phân tích sự khác biệt giữa hai người, để giúp độc giả đưa ra lựa chọn phù hợp hơn trong các ứng dụng công nghiệp.

MộtPC công nghiệp (IPC)?

Khái niệm cơ bản: Máy tính công nghiệp ”

PC công nghiệp (PC công nghiệp, được gọi là IPC) trong kiến ​​trúc phần cứng và việc sử dụng máy tính xách tay hàng ngày của chúng tôi, máy tính để bàn có nhiều điểm tương đồng, cũng được trang bị bộ vi xử lý (CPU), phương tiện lưu trữ, bộ nhớ (RAM) và các loại giao diện và cổng khác nhau, nhưng cũng có các tính năng phần mềm tương tự. Chức năng phần mềm tương tự. Tuy nhiên, IPC gần với Bộ điều khiển logic có thể lập trình (PLC) về khả năng lập trình. Bởi vì chúng chạy trên nền tảng PC, các bộ điều khiển IPC có nhiều bộ nhớ và bộ xử lý mạnh hơn PLC và thậm chí một số bộ điều khiển tự động hóa có thể lập trình (PACS).

Gồ ghề: Được xây dựng cho môi trường khắc nghiệt

IPC được phân biệt với một PC thông thường bởi bản chất gồ ghề của nó. Được thiết kế riêng cho các môi trường khắc nghiệt như sàn nhà máy, nó có thể chịu được nhiệt độ khắc nghiệt, độ ẩm cao, tăng công suất, và sốc cơ học và rung động. Thiết kế gồ ghề của nó cũng có thể chịu được một lượng lớn bụi, độ ẩm, mảnh vụn và thậm chí một mức độ thiệt hại lửa.

Sự phát triển của IPC bắt đầu vào những năm 1990 khi các nhà cung cấp tự động hóa cố gắng chạy phần mềm điều khiển trên các PC tiêu chuẩn mô phỏng môi trường PLC, nhưng độ tin cậy kém do các vấn đề như hệ điều hành không ổn định và phần cứng không công nghiệp. Ngày nay, công nghệ IPC đã đi một chặng đường dài, với các hệ điều hành ổn định hơn, phần cứng cứng và một số nhà sản xuất đã phát triển các hệ thống IPC tùy chỉnh với các hạt nhân thời gian thực tách biệt môi trường tự động hóa khỏi môi trường hệ điều hành, ưu tiên các tác vụ điều khiển (như giao diện đầu ra đầu vào) trên hệ điều hành.

Các tính năng của mộtPC công nghiệp

Thiết kế không hâm mộ: PC thương mại thông thường thường dựa vào quạt nội bộ để tiêu tan nhiệt và quạt là thành phần dễ bị lỗi nhất của máy tính. Mặc dù quạt hút trong không khí, nhưng nó cũng mang theo bụi và các chất gây ô nhiễm khác có thể tích lũy và gây ra các vấn đề tản nhiệt, dẫn đến sự xuống cấp của hiệu suất hệ thống hoặc lỗi phần cứng. IPC sử dụng thiết kế tản nhiệt độc quyền, tiến hành nhiệt tình từ bo mạch chủ và các bộ phận bên trong nhạy cảm khác cho khung gầm, nơi sau đó nó bị tiêu tan vào không khí xung quanh, làm cho nó đặc biệt phù hợp để sử dụng trong môi trường bụi bặm và thù địch.

Các thành phần cấp công nghiệp: IPC sử dụng các thành phần cấp công nghiệp được thiết kế để cung cấp độ tin cậy và thời gian hoạt động tối đa. Các thành phần này có khả năng hoạt động không bị gián đoạn 7 × 24 giờ, ngay cả trong môi trường khắc nghiệt, nơi các máy tính cấp tiêu dùng thông thường có thể bị hỏng hoặc bị loại bỏ.

Cấu hình cao: IPC có khả năng có nhiều tác vụ như tự động hóa nhà máy, thu thập dữ liệu từ xa và giám sát. Các hệ thống của nó rất có thể tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của dự án. Ngoài phần cứng đáng tin cậy, nó cung cấp các dịch vụ OEM như thương hiệu tùy chỉnh, phản chiếu và tùy chỉnh BIOS.

Thiết kế và hiệu suất vượt trội: Được thiết kế để xử lý các môi trường khắc nghiệt, IPC có thể phù hợp với phạm vi nhiệt độ hoạt động rộng hơn và chống lại các hạt trong không khí. Nhiều PC công nghiệp có khả năng hoạt động 7 × 24 giờ để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng đặc biệt khác nhau.

Giàu I / O Tùy chọn và chức năng: Để giao tiếp hiệu quả với các cảm biến, PLC và thiết bị kế thừa, IPC được trang bị một bộ tùy chọn I / O phong phú và chức năng bổ sung để đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng bên ngoài môi trường văn phòng truyền thống mà không cần thêm bộ điều hợp hoặc đồng hồ.

Vòng đời dài: Không chỉ IPC rất đáng tin cậy và lâu dài, nó còn có vòng đời sản phẩm dài cho phép các tổ chức sử dụng cùng một mô hình máy tính trong tối đa năm năm mà không cần thay thế phần cứng lớn, đảm bảo hỗ trợ ổn định lâu dài cho các ứng dụng.

HMI là gì?

Định nghĩa và chức năng: Cầu nối ”giữa người và máy

Giao diện người máy (HMI) là giao diện mà người vận hành tương tác với bộ điều khiển. Thông qua HMI, toán tử có thể theo dõi trạng thái của máy hoặc quy trình được kiểm soát, thay đổi các mục tiêu điều khiển bằng cách sửa đổi cài đặt điều khiển và ghi đè thủ công các hoạt động điều khiển tự động trong trường hợp khẩn cấp.

Các loại phần mềm: các cấp độ khác nhau của các trung tâm chỉ huy của ”

Phần mềm HMI thường được chia thành hai loại cơ bản: cấp độ máy và giám sát. Phần mềm cấp máy được tích hợp vào thiết bị cấp máy trong một cơ sở nhà máy và chịu trách nhiệm quản lý hoạt động của các thiết bị riêng lẻ. Phần mềm HMI giám sát chủ yếu được sử dụng trong các phòng kiểm soát nhà máy và cũng thường được sử dụng trong SCADA (hệ thống kiểm soát việc thu thập dữ liệu và truy cập giám sát), trong đó dữ liệu thiết bị tầng cửa hàng được thu thập và truyền đến máy tính trung tâm để xử lý. Mặc dù hầu hết các ứng dụng chỉ sử dụng một loại phần mềm HMI, một số ứng dụng sử dụng cả hai, trong khi tốn kém hơn, loại bỏ dự phòng hệ thống và giảm chi phí dài hạn.

Mối tương quan chặt chẽ giữa phần cứng và phần mềm

Phần mềm HMI thường được điều khiển bởi phần cứng được chọn, chẳng hạn như thiết bị đầu cuối giao diện toán tử (OIT), thiết bị dựa trên PC hoặc PC tích hợp. Vì lý do này, công nghệ HMI đôi khi được gọi là Thiết bị đầu cuối toán tử (OTS), Giao diện toán tử cục bộ (LOIS), Thiết bị đầu cuối giao diện toán tử (OITs) hoặc giao diện máy bay (MMIS). Chọn đúng phần cứng thường đơn giản hóa sự phát triển của phần mềm HMI.

HMI Vs.IPC: Sự khác biệt là gì?

Bộ xử lý và hiệu suất: Sự khác biệt về năng lượng

IPC được trang bị bộ xử lý hiệu suất cao, chẳng hạn như loạt Intel Core I và lượng bộ nhớ lớn hơn. Bởi vì chúng chạy trên nền tảng PC, IPC có sức mạnh xử lý nhiều hơn và nhiều dung lượng lưu trữ và bộ nhớ hơn. Ngược lại, HMI chủ yếu sử dụng CPU hiệu suất thấp hơn vì chúng chỉ cần thực hiện các nhiệm vụ cụ thể, chẳng hạn như một nhiệm vụ cấp độ máy hoặc cấp độ giám sát duy nhất và không cần phải bảo lưu nhiều sức mạnh xử lý để chạy phần mềm khác hoặc các nhiệm vụ kiểm soát. Ngoài ra, các nhà sản xuất HMI cần cân nhắc hiệu suất và chi phí để đạt được sự cân bằng tối ưu của thiết kế phần cứng.

Hiển thị: Kích thước tạo ra sự khác biệt

IPC thường được trang bị các màn hình lớn hơn có thể hiển thị thêm thông tin cùng một lúc, cung cấp cho các nhà khai thác một trường nhìn rộng hơn. Kích thước hiển thị HMI truyền thống tương đối nhỏ, thường là từ 4 inch đến 12 inch, mặc dù một số nhà sản xuất HMI hiện đang bắt đầu cung cấp màn hình lớn hơn cho các ứng dụng cao cấp.

Giao diện giao tiếp: Sự khác biệt về tính linh hoạt

IPC cung cấp nhiều giao diện giao tiếp, bao gồm nhiều cổng USB, cổng Ethernet kép và / hoặc cổng nối tiếp, giúp kết nối phần cứng dễ dàng hơn và dễ dàng hơn để thích ứng với nhu cầu mở rộng của các ứng dụng trong tương lai. Đồng thời, IPC dựa trên PC đóng vai trò là một công cụ trực quan hóa có thể được tích hợp linh hoạt với các giao thức và ứng dụng giao tiếp khác tương thích với hệ điều hành. Ngược lại, HMI truyền thống tương đối kém linh hoạt do sự phụ thuộc của nó vào các giao thức truyền thông cụ thể và phần mềm ứng dụng.

Nâng cấp công nghệ: Sự khác biệt về khó khăn

Với sự phát triển của công nghệ, nhu cầu mở rộng phần cứng đang tăng lên. Về vấn đề này, việc mở rộng phần cứng IPC dễ dàng hơn và hiệu quả hơn về chi phí. Đối với HMI, nếu bạn cần thay đổi nhà cung cấp phần cứng, thường không thể trực tiếp di chuyển dự án trực quan, bạn phải phát triển lại ứng dụng trực quan hóa, điều này sẽ không chỉ tăng thời gian và chi phí phát triển, mà còn trong hệ thống tự động hóa sau khi triển khai khó khăn bảo trì.

Độ chắc chắn củaIPCSvà HMIS

Độ chắc chắn của IPC

IPC được gồ ghề cho hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ khắc nghiệt, bụi và rung. Thiết kế không quạt, các thành phần cấp công nghiệp và xây dựng đáng tin cậy cho phép nó chịu được những thách thức của môi trường công nghiệp và đảm bảo hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Đặc điểm chắc chắn của HMI

Trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, các thiết bị được trang bị HMI thường ở trong môi trường khắc nghiệt, vì vậy HMI phải có các đặc điểm chắc chắn sau:

Khả năng chống sốc: HMI thường được lắp đặt trong môi trường có rung động liên tục, chẳng hạn như nhà máy sản xuất hoặc thiết bị di động, và cần có khả năng chịu được rung động liên tục và các cú sốc thường xuyên để đảm bảo hoạt động không bị gián đoạn.

Phạm vi nhiệt độ rộng: HMI nên có phạm vi nhiệt độ hoạt động - 20 ° C đến 70 ° C để phù hợp với môi trường từ nhiệt độ thấp trong các nhà máy chế biến thực phẩm đông lạnh đến nhiệt độ cao trong các nhà máy thép.

Xếp hạng bảo vệ: Ở những nơi mà thiết bị cần được làm sạch thường xuyên, chẳng hạn như các nhà máy chế biến thực phẩm, HMI cần ít nhất IP65 được đánh giá để bảo vệ chống cháy bụi và bắn nước để đảm bảo an toàn cho thiết bị.

Thiết kế không hâm mộ: Ở những nơi như cưa và rèn, một thiết kế không quạt ngăn chặn các hạt như mùn cưa và hồ sơ sắt vào thiết bị, kéo dài tuổi thọ của nó.

Bảo vệ năng lượng: HMI nên có phạm vi điện áp rộng (9-48VDC), cũng như bảo vệ quá điện áp, quá dòng và điện tĩnh (ESD) để đảm bảo sự ổn định và độ tin cậy trong nhiều môi trường công nghiệp.

Khi nào chọn IPC?

Khi phải đối mặt với một dự án tự động hóa nhà máy rộng lớn, quy mô lớn, yêu cầu chạy phần mềm phức tạp, quản lý cơ sở dữ liệu lớn hoặc triển khai các tính năng nâng cao, IPC là một lựa chọn tốt hơn. Ví dụ, trong một hệ thống điều khiển tự động cho dây chuyền sản xuất ô tô, IPC có thể xử lý một lượng lớn dữ liệu thiết bị, chạy các thuật toán lập lịch phức tạp và giữ cho dòng chạy hiệu quả.

Khi nào nên chọn HMI?

HMI là một lựa chọn hiệu quả về chi phí cho các ứng dụng yêu cầu giám sát và kiểm soát PLC đơn giản. Ví dụ, trong một nhà máy chế biến thực phẩm nhỏ, một nhà điều hành có thể dễ dàng theo dõi và điều chỉnh các thông số vận hành của máy đóng gói thông qua HMI để đáp ứng nhu cầu sản xuất hàng ngày.

Phần kết luận

PC công nghiệp. Trong các ứng dụng thực tế, hiểu được sự khác biệt giữa hai, để đưa ra lựa chọn tối ưu theo yêu cầu của dự án, để hệ thống tự động hóa công nghiệp tối đa hóa hiệu suất.