Zaawansowane funkcje komputerów przemysłowych
Adobe Stock –SurasaAutomatyzacja produkcji jest ściśle powiązana z komputerami przemysłowymi. To właśnie za sprawą tych specjalistycznych urządzeń możliwe jest automatyczne sterowanie maszynami, ich nadzorowanie i optymalizacja procesów produkcyjnych.
Komputery przemysłowe IPC (Industrial Personal Computer) zyskują coraz większe uznanie w firmach przemysłowych. Ich wyjątkowa wytrzymałość i zdolność do funkcjonowania w różnorodnych warunkach środowiskowych przekraczają możliwości klasycznych sterowników. Systemy IPC zapewniają niezawodną wydajność nawet przy najbardziej wymagających aplikacjach. Co więcej, umożliwiają szybką i elastyczną rozbudowę, a dzięki kompaktowej konstrukcji oraz wbudowanym funkcjom diagnostycznym i informacyjnym są nie tylko niezawodne, lecz także proste w obsłudze.
Sterowniki PLC, PAC i komputery przemysłowe IPC
W automatyce przemysłowej sterowniki PLC (Programmable Logic Controller – programowalny sterownik logiczny), PAC (Programmable Automation Controller – programowalny kontroler automatyki) i komputery IPC mogą być wykorzystywane zamiennie, choć każdy z nich ma specyficzne cechy i przeznaczenie. Pomimo różnic, ich funkcje często się nakładają, co sprawia, że są często integrowane ze sobą, tworząc scentralizowany lub rozproszony system sterowania urządzeniami lub linią produkcyjną.
Sterowniki PLC zostały zaprojektowane z myślą o zastąpieniu skomplikowanych obwodów przekaźnikowych i stycznikowych. Popularne sterowniki to uniwersalne urządzenia mikroprocesorowe, które umożliwiają sterowanie pracą maszyn lub procesami technologicznymi. Te programowalne urządzenia oferują szeroki zakres funkcji, obejmujący zarówno analogowe, jak i cyfrowe wejścia i wyjścia oraz obsługę zaawansowanych protokołów komunikacyjnych. Obecnie bardziej zaawansowane sterowniki PLC komunikują się za pomocą sieci przewodowych i bezprzewodowych, umożliwiając użytkownikom zdalną aktualizację oprogramowania, przeprowadzanie testów oraz obsługę maszyn i procesów z dowolnego miejsca na świecie.
Z kolei sterowniki PAC są doskonałym wyborem do bardziej złożonych i wymagających projektów. Urządzenia te, w pewnym uproszczeniu, łączą w sobie cechy sterowników logicznych PLC i komputerów przemysłowych, co umożliwia realizację bardziej zaawansowanych funkcji sterowania i integrację z różnorodnymi systemami. PAC oferują większą do PLC elastyczność w programowaniu, wydajność obliczeniową i zdolności komunikacyjne, co pozwala na obsługę bardziej złożonych procesów produkcyjnych oraz dostosowanie do potrzeb konkretnej aplikacji. Ich wszechstronność sprawia, że są doskonałym rozwiązaniem dla projektów, które wymagają nie tylko zaawansowanych funkcji sterowania, ale także integracji z systemami informatycznymi oraz zarządzania dużymi i złożonymi procesami produkcyjnymi.
Komputery przemysłowe IPC wykazują wiele podobieństw do komputerów PAC, jednak oferują jeszcze większy zakres możliwości. Dzięki wzmocnionej, szczelnej konstrukcji są specjalnie przystosowane do pracy w trudnych warunkach przemysłowych. Zapewniają nie tylko odporność na zapylenie, kurz i wilgoć, ale radzą sobie także w bardziej ekstremalnych warunkach. Komputery te znajdują zastosowanie w aplikacjach, które wymagają znacznejmocy obliczeniowej i wszechstronności systemów operacyjnych. Ich elastyczność pozwala na monitorowanie oraz zarządzanie zarówno pojedynczymi procesami technologicznymi, jak i kompletnymi procesami produkcyjnymi. Często pełnią kluczową funkcję jako centralny punkt sterowania, zapewniając koordynację urządzeń i mogą służyć jako baza danych dla innych urządzeń sterujących, takich jak sterowniki PLC lub PAC.
Komputery IPC – specjalistyczne komponenty i ich rola
Komputery przemysłowe IPC charakteryzują się solidną obudową, odporną na szeroki zakres temperatur pracy, działanie substancji chemicznych i uszkodzenia mechaniczne. Jednak to, co sprawia, że są niezawodne w trudnych warunkach przemysłowych, tkwi głównie w ich wewnętrznej budowie. To tutaj znajdują się specjalistyczne komponenty, kluczowe dla ich wyjątkowej niezawodności i zdolności do pracy w wymagających środowiskach. Modele komputerów IPC są wyposażone w wysokiej jakości płyty główne, obejmujące zarówno kompaktowe formaty Mini-STX, jak i pełnowymiarowe standardy ATX, co umożliwia im spełnienie zróżnicowanych wymagań w automatyce przemysłowej. Te płyty główne są starannie zaprojektowane, aby sprostać potrzebom pracy ciągłej, szerokiego zakresu temperatur i dużych obciążeń systemu.
Komputery IPC wykorzystują wydajne procesory, powszechnie stosowane w komputerach osobistych, takie jak Intel Core i3, i5 i i7 oraz AMD Ryzen 3000. Jednakże, w ramach zaawansowanych rozwiązań, mogą być one wyposażone w znacznie wydajniejsze procesory klasy serwerowej, jak Intel Xeon Scalable czy AMD EPYC 2, co zapewnia większe zasoby pamięci i możliwości przetwarzania większych zbiorów danych. W konstrukcji komputerów przemysłowych mechaniczne dyski twarde zostały zastąpione przez odporne na wstrząsy, oparte wyłącznie na technologii elektronicznej napędy SSD. To rozwiązanie nie tylko eliminuje elementy mechaniczne, które mogą być podatne na uszkodzenia w warunkach przemysłowych, ale także wraz z użyciem kart pamięci Flach przynosi zwiększoną niezawodność, szybszy czas dostępu do danych i niższe zużycie energii. Ponadto są wyposażone również w różnorodne porty i złącza, dedykowane do zastosowań przemysłowych, takie jak porty komunikacyjne, listwy I/O czy złącza wodoodporne.
MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE
Ochrona IPC przed skrajnymi temperaturami
Komputery przemysłowe muszą mieć możliwość działania w ekstremalnych warunkach temperaturowych, zarówno w niskich, jak i wysokich zakresach. Aby zapewnić im stabilne funkcjonowanie, wewnątrz niektórych obudów montowane są grzałki, które zapobiegają zamarzaniu elektronicznych elementów w podczas pracy w skrajnie niskich temperaturach.
Zagrożeniem jest również przegrzanie elektronicznych komponentów. Dlatego komputery przemysłowe IPC mają zamontowane mocno rozbudowane systemy, które odpowiadają za odprowadzanie ciepła. Stosuje się zarówno pasywne, jak i aktywne metody chłodzenia. Pasywne metody opierają się na radiatorach, które odprowadzają ciepło z głównych komponentów do otoczenia. Komputery przemysłowe bez wentylatora oferują różne korzyści, takie jak kompaktowa i szczelna konstrukcja, odporność na wstrząsy, wibracje, zanieczyszczenia kurzem oraz zalanie wodą.
Aktywne metody bazują na wentylatorach lub chłodzeniu cieczą i są projektowane tak, aby skutecznie usuwać ciepło z różnych komponentów wewnątrz komputera.
Rodzaje komputerów przemysłowych
Komputery przemysłowe różnią się między sobą pod wieloma względami, z uwagi na zróżnicowane potrzeby branżowe i specyficzne wymagania zastosowań przemysłowych. Poza najczęściej wykorzystywanym rodzajem komputerów IPC można spotkać również inne odmiany urządzeń z grupy IPC:
Komputery jednopłytkowe (SBC – Single Board Computers)
Urządzenia o niewielkich rozmiarach, które zawierają wszystkie niezbędne elementy na jednej płycie. Ich elastyczność i kompaktowa konstrukcja umożliwiają szerokie wykorzystanie – od monitorowania urządzeń po sterowanie liniami produkcyjnymi.
Komputery modułowe (COM – Computer On Module)
Zbudowane w formie modułowej ułatwiającej integrację z różnymi systemami. Charakteryzują się elastycznością, umożliwiając łatwą rozbudowę i konserwację.
Komputery panelowe (All In One)
Urządzenia, w których cała jednostka komputerowa jest zintegrowana z dotykowym monitorem. Idealne w zastosowaniach, gdzie liczy się oszczędność miejsca, takich jak punkty sprzedaży czy systemy zarządzania informacją.
Komputery wbudowane (Embedded Computers)
To specjalistyczne systemy wbudowane w inne urządzenia, często bez monitora, zaprojektowane do wykonywania konkretnych zadań, np. sterowanie urządzeniami produkcyjnymi lub kontrola systemów.
Komputery przemysłowe w obudowach RACK
Komputery w specjalnych obudowach przeznaczone do montażu w szafach teleinformatycznych typu RACK, które są powszechnie stosowane w centrach danych i aplikacjach przemysłowych.
W dzisiejszym świecie z dynamicznie rozwijającą się technologią komputery przemysłowe i programowalne sterowniki są niezastąpionymi urządzeniami w obszarach wymagających niezawodności i doskonałej wydajności. Ich wytrzymałość w trudnych warunkach pracy, odporność na drgania i wysokie temperatury sprawiają, że stanowią kluczowe wsparcie w wielu branżach przemysłowych, w których mamy do czynienia z automatyką przemysłową.
