Jak dobrać komputer przemysłowy pod system SCADA?

Z tego artykułu dowiesz się:

  • Czym różni się komputer PC od komputera przemysłowego
  • Na jakie parametry należy zwrócić uwagę przy wyborze komputera przemysłowego pod system SCADA
  • W jakie podzespoły powinien zostać wyposażony komputer przemysłowy
  • O jakie dodatkowe usługi warto zadbać

Jesteś automatykiem i poszukujesz komputera przemysłowego? Jak właściwie dobrać komputer przemysłowy do systemu SCADA, żeby spełniał wszystkie założone wymagania i bezawaryjnie służył przez lata? Na jakie cechy komputerów przemysłowych zwrócić szczególną uwagę?

Działanie centralnej dyspozytorni, a więc przede wszystkim systemu SCADA i jego warstwy sprzętowej, wpływa na działanie całego procesu produkcyjnego. Z tego powodu wybór komputera przemysłowego, który w takich aplikacjach jest najczęściej używany 24 godziny na dobę, jest kluczowy – by zapewnić wysoką wydajność działania całych linii, wydziałów produkcji i przedsiębiorstw.

Komputer PC a komputer przemysłowy – czym się różnią?

Przy wyborze komputera do zastosowania w przemyśle warto wziąć pod uwagę kilka czynników. Przy analizie rynku komputerów PC oraz przemysłowych można zauważyć różnicę głównie w cenie. Komputery PC mają podobne, a często nawet lepsze parametry i podzespoły od komputerów przemysłowych, ale są tańsze od komputerów przemysłowych.

Komputer biurowy to oszczędność na samym zakupie. Dodatkowo dostaniesz bardzo dobre podzespoły oraz wysoką moc obliczeniową. Nie bez powodu komputery biurowe nie są instalowane na stanowiskach w warunkach przemysłowych.

Zawodność komputerów biurowych w środowiskach przemysłowych jest bardzo duża – w końcu żaden producent nie zagwarantuje Ci aż takiej niezawodności, bo biurowe komputery są przeznaczone do innych zastosowań.

Komputer przemysłowy różni się od komputera biurowego przede wszystkim konstrukcją. Do wyprodukowania takiego komputera wykorzystywane są materiały o wysokiej trwałości i wytrzymałości, dużo większej niż w klasycznych komputerach PC. Duża różnica ceny pomiędzy tymi rodzajami komputerów wynika właśnie z trwałości, jaką zapewnia producent.

Użytkownicy, którzy poszukują komputerów przemysłowych do systemów SCADA, wybierają konkretny model na bazie następujących kryteriów:

  • stopień ochrony IP/NEMA (odporność na wodę i zapylenie),
  • temperatura pracy, odporność na zakłócenia elektromagnetyczne,
  • odporność na wstrząsy i wibracje,
  • wilgotność środowiska, w jakiej może pracować komputer.

Od komputera, który ma pracować w zakładzie produkcyjnym, oczekujesz niezawodności, bo to urządzenie pozwoli Ci monitorować proces i nim zarządzać.

Jeśli w zakładzie zostanie zaimplementowany niezawodny, wytrzymały komputer przemysłowy to możesz być pewny/a, że proces będzie przebiegał prawidłowo, a straty z powodu nieplanowanych przestojów (często spowodowanych awarią urządzeń do nadzorowania) zostaną ograniczone.

W zakładach przemysłowych zazwyczaj panują warunki dużego zapylenia, często wilgoci, a niektóre procesy prowadzone są w skrajnie wysokich lub niskich temperaturach. Komputery przemysłowe są produkowane z uwzględnieniem tych wymagań.

W dzisiejszych czasach stawiamy na automatyzację procesów, ale często zapominamy o niezawodności zaimplementowanego sprzętu, którego wymiana lub serwis mogą sporo kosztować.

Na jakie cechy komputera przemysłowego warto zwrócić uwagę przy wyborze, aby dopasować go do systemu SCADA?

Komputery przemysłowe mają różną konstrukcję (komputery panelowe, typu BOX, płytkowe). Finalny wybór powinien zależeć od zastosowania.

Komputery panelowe wykorzystywane są głównie do systemów wizualizacji, raportowania i analizy danych. Takie urządzenie łączy komputer przemysłowy z monitorem, dzięki czemu jest gotowe do pracy, bez potrzeby instalowania dodatkowego monitora.

Komputery typu BOX mogą zostać zabudowane w szafach, dzięki czemu będą dodatkowo chronione przed uszkodzeniami. Komputery płytkowe wykorzystywane są głównie przy budowie maszyn, gdzie stają się elementem składowym rozbudowanego urządzenia.

Przy wyborze komputera przemysłowego do systemu SCADA należy wybrać te parametry i cechy, które będą miały wpływ na jakość i długość jego pracy.

1. Konstrukcja

Dla zastosowań w systemach SCADA najlepszym wyborem będą komputery panelowe, które łączą w sobie możliwości komputera typu BOX oraz monitora/ panelu operatorskiego.

2. Wydajność

Właściwe działanie systemu SCADA, który realizuje nadzorowanie i sterowanie procesu, archiwizację danych oraz raportowanie, zależy w dużym stopniu od mocy obliczeniowej komputera przemysłowego, na którym zostaje uruchomiony system SCADA.

Im większa moc obliczeniowa, tym więcej różnych aplikacji i programów można uruchomić na komputerze z zachowaniem szybkiego, niezawodnego działania.

Podzespoły, które świadczą o wydajności komputera przemysłowego to głównie: zaimplementowany procesor, dysk oraz pamięć. Warto też zwrócić uwagę na to, jaki system operacyjny zapewnia producent.

  • procesor

Zastanów się jakiej wydajności procesora oczekujesz dla Twojego zastosowania. Dla mniejszych systemów, przy mniej wymagających aplikacjach, można wykorzystać komputer przemysłowy z procesorem Intel Atom lub Intel Celeron.

Dla systemów SCADA warto pomyśleć o wydajniejszych procesorach serii Intel Core i – najbardziej wydajne są procesory Intel Core i5 oraz Intel Core i7. Im więcej rdzeni oraz wątków procesora, tym większa jego wydajność i moc obliczeniowa. W zastosowaniu przemysłowym najlepszy będzie procesor 2-rdzeniowy, 4-wątkowy, który pozwoli na wykonywanie przez procesor wielu zadań jednocześnie.

  • pamięć RAM

Ważnym kryterium wyboru komputera przemysłowego jest pamięć RAM, w którą został wyposażony. Standardowo komputery przemysłowe wyposażone są w 4 GB pamięci RAM. W komputerach do zastosowań o wyższych wymaganiach znajdziesz 8 GB lub nawet 16 GB.

Zapas pamięci 8 GB wzwyż pozwoli na swobodną i wydajną pracę komputera z systemem nadzorowania i wizualizacji. Warto też zwrócić uwagę na jej typ (DDR, DDR2, DDR3 oraz DDR4). Pamięci w nowych komputerach powinny być typu DDR3 lub DDR4, dzięki czemu można uzyskać stabilne działanie systemu i wysoką częstotliwość taktowania, a więc również większą prędkość.

  • dysk

Komputer do zastosowań przemysłowych wymaga stabilnego dysku o szybkim działaniu. Standardem w nowoczesnych komputerach przemysłowych jest zastosowanie dysku SSD, który zapewnia nie tylko bardziej wydajną pracę, odporność na wstrząsy i wibracje.

Wynika to z braku elementów mechanicznych dysku. Dysk SSD zapewnia szybszy dostęp do danych oraz odporność na uszkodzenia. Ważna jest również ilość pamięci dyskowej. Warto zwrócić uwagę, czy w komputerze wyposażonym w dysk SSD jest możliwość zamontowania zamiennie dysku HDD w razie potrzeby lub możliwość jednoczesnego zamontowania dysku SSD oraz HDD.

Będziesz miał/a możliwość zrobienia backupu danych, dzięki czemu w sytuacji awarii jednego z nich, będzie możliwa dalsza praca bez zatrzymywania całego procesu.

  • system operacyjny

System operacyjny komputera przemysłowego ma duże znaczenie dla jakości działania komputera. Część komputerów dostępnych na rynku ma preinstalowany system operacyjny, co jest dużą zaletą. Jeśli potrzebujesz innego systemu na komputerze, zapytaj producenta lub dostawcę o możliwość wyboru systemu, który zostanie zainstalowany na komputerze.

Najczęściej spotykany system operacyjny w komputerach przemysłowych to Windows, rzadziej Linux. Dobrej jakości komputer powinien mieć najnowszą wersję systemu, ale w zastosowaniach przemysłowych liczy się również możliwość wyboru innego systemu, z którym zostanie dostarczony komputer.

Pamiętaj, że komputer przemysłowy nie musi być równorzędny w zakresie mocy obliczeniowej i wydajności z konsumenckimi komputerami wysokiej jakości (np. dla graczy). Często najwyższe wybrane parametry komputera przemysłowego nigdy nie zostaną wykorzystane, dlatego kieruj się tym, jakie parametry będą potrzebne do Twojego zastosowania.
Planuj pewien zapas, np. pamięci, która może być potrzebna w przyszłości lub zwróć uwagę na możliwości rozbudowy lub aktualizacji, gdy jest taka potrzeba. W ten sposób nie tylko uzyskasz wystarczającą moc obliczeniową, ale też będziesz pewien/pewna, że nie przepłacasz za coś, czego nigdy nie wykorzystasz.

3. Wytrzymałość

To za ten czynnik najczęściej najwięcej musisz zapłacić, dlatego warto dokładnie się przyjrzeć gwarantowanej przez producentów jakości i wytrzymałości.

Wybieraj komputer o wytrzymałości dostosowanej do zastosowania. W przypadku komputerów do systemów SCADA nie będzie to maksymalna wytrzymałość dostępna na rynku – i w tym zakresie możesz trochę zaoszczędzić. Oprócz wskaźników wytrzymałości zwróć uwagę na wykonanie komputera – solidna konstrukcja to pierwsza cecha, która może świadczyć o wytrzymałości.

Rodzaj chłodzenia: Aby uniknąć niepotrzebnych awarii, warto wybrać bezwentylatorową konstrukcję, a więc komputer z chłodzeniem pasywnym. To właśnie wentylatory komputerów przemysłowych najczęściej ulegają awarii, przez co jest konieczność przerwania pracy, a w niektórych przypadkach działania całej produkcji.

Dzięki wprowadzeniu chłodzenia pasywnego, komputer nie przegrzewa się i jednocześnie jest mniej awaryjny. Bezwentylatorowa konstrukcja jest już standardem komputerach przemysłowych – zadbaj o to, żeby wybranemu przez Ciebie komputerowi nie brakowało tej cechy.

Stopień ochrony IP: Komputery do systemów SCADA przeważnie nie wymagają najwyższego stopnia ochrony IP przed pyłem i wodą. W przypadku, gdy komputer będzie wykorzystywany w miejscach, w których jest narażony na zanurzenia w wodzie lub działania strumienia wody pod ciśnieniem, np. podczas czyszczenia, potrzebny będzie maksymalny poziom zabezpieczenia IP.

W normalnych warunkach przemysłowych, w pomieszczeniach control room lub na liniach i stanowiskach produkcyjnych, tak wysokie zabezpieczenie przed wodą nie jest konieczne. Zwróć uwagę na zabezpieczenie przed pyłem, który jest powszechny na halach i w zakładach produkcyjnych. Wystarczającym zabezpieczeniem frontu będzie IP55 lub IP65.

Temperatura pracy: Zakres temperatury pracy jest szczególnie ważny dla użytkowników, u których produkcja odbywa się w skrajnie wysokich temperaturach (warunki hutnicze) lub skrajnie niskich temperaturach (branża spożywcza – chłodnie). Zapewnienie szerokiego zakresu temperaturowego pracy jest szczególnie trudne, bo sprowadza się do wprowadzenia grzałek lub elementów chłodniczych.

Dla większości zastosowań wystarczający jest zakres od 0 do 45 oC, a dla bardziej wymagających – od -20 do 60 oC, a nawet od -40 do 70 oC.

Odporność: W warunkach przemysłowych oprócz odporności na wodę i zapylenie, którą zapewnia stopnień IP, ma znaczenie również odporność na wstrząsy, wilgoć oraz oddziaływanie elektromagnetyczne. Odporność na drgania i wstrząsy zostaje uzyskana dzięki zastosowaniu dysku SSD, chociaż warto sprawdzić, na jakim poziomie jest gwarantowana.

Zazwyczaj komputery przemysłowe mogą pracować w szerokiej skali wilgotności (5-95%). Aby mieć pewność, że komputer jest odporny na oddziaływania elektromagnetyczne, należy sprawdzić kompatybilność elektromagnetyczną (EMC) zapewnioną odpowiednimi certyfikatami CE/FCC.

4. Możliwości integracji i komunikacji

Kluczowym elementem w komputerach przemysłowych są porty komunikacyjne i im jest ich więcej, tym lepiej. Komputer może wtedy zapewnić łatwą integrację z innymi urządzeniami, ale również rozbudowę np. o dodatkowe monitory.

W systemach SCADA często konieczne może być podpięcie dodatkowych monitorów, dlatego ważna będzie obecność portów: VGA, DVI, czy HDMI. Oczywiście nie jest konieczne, żeby komputer był wyposażony we wszystkie możliwe porty do przesyłania obrazu, ale ważne, żeby była taka możliwość lub ewentualna możliwość uzupełnienia brakującego portu przejściówką.

Warto sprawdzić ilość niezależnych portów Ethernet – dwa niezależne porty dają już duże możliwości. Porty szeregowe są standardem, dlatego zadbaj, żeby wybrany przez Ciebie komputer był wyposażony w co najmniej 2 takie porty.

Możliwość podłączenia odpowiedniej ilości urządzeń dają porty USB w standardzie 2.0 lub 3.0. W każdym komputerze powinny być co najmniej 3 takie porty. Standardem od wielu lat są porty Audio i PS2.

Dodatkowym elementem, na który warto zwrócić uwagę, jest gniazdo rozszerzeń Mini PCI lub PCI, dzięki czemu będziesz mógł/mogła rozbudowywać komputer o inne karty rozszerzeń.

Ekran

W panelowych komputerach przemysłowych kluczowym czynnikiem wyboru będzie również rodzaj matrycy ekranu i przekątna ekranu. Wybór rodzaju matrycy (rezystancyjna lub pojemnościowa) zależy od Twoich preferencji i warunków, w jakich komputer będzie wykorzystany.

Jeżeli komputer będzie przeznaczony do aplikacji, w których operatorzy obsługują ekran w rękawicach, warto wybrać ekran rezystancyjny. W innym przypadku lepszym wyborem będzie ekran pojemnościowy, który jest lepszej jakości.

Dla systemów SCADA zazwyczaj najlepsze są komputery o dużych przekątnych ekranu, ale w aplikacjach przy stanowiskach i maszynach dobrze sprawdzą się też mniejsze modele.

Modułowa budowa

Zarówno łatwy dostęp do poszczególnych części komputera takich jak dysk SSD, dysk HDD i bateria jak również modułowa budowa są cechami, które będą mieć duży wpływ podczas serwisowania i aktualizowania sprzętowego komputera.

Dzięki takiej budowie komputera nie będziesz potrzebował/a zatrzymywać komputera na długi czas lub kupować nowego, w sytuacji gdy jego podzespoły ulegną awarii. W takim przypadku możliwa będzie wymiana tylko wybranych części bez konieczności zakupu lub długotrwałego serwisu całego komputera.

Dodatkowo, jeśli skończy się zakres pamięci lub komputer zwolni działanie, w komputerach modułowych wystarczy wymienić dysk lub pamięć.

Dodatkowe usługi, które zapewnia dostawca

Ważny dla komfortu pracy jest sposób montażu komputera. Zazwyczaj dla systemów SCADA wykorzystywany jest montaż panelowy, ale standardem powinna być też możliwość wykorzystania uchwytu VESA. Warto również sprawdzić, czy do komputera dołączany jest zasilacz biurkowy.

Ma dla Ciebie znaczenie okres gwarancji? Dla większości komputerów jest to 24 miesiące, ale w wielu przypadkach istnieje możliwość jej przedłużenia.

Warto sprawdzić, czy po zakupie komputera zapewnione jest wsparcie techniczne, które może się przydać w procesie wyboru, uruchomieniu i serwisowaniu. W przypadkach awarii systemu dużą wartością będzie backup – ta opcja również może być dostępna przy zakupie.

W przypadku zakupu komputera pod system SCADA użytkownicy często szukają również oprogramowania SCADA. Dużą wartością jest możliwość zakupu takiego oprogramowania razem z komputerem oraz usługi instalacji. Wtedy komputer po rozpakowaniu będzie gotowy do pracy.

Cena komputera przemysłowego

Oczywiście ważnym kryterium jest również cena. Nie możesz porównywać cen komputerów biurowych i komputerów przemysłowych, bo jest to zupełnie inna jakość, ale warto sprawdzić ceny podobnych komputerów przemysłowych i porównać ich parametry.

Cena powinna być kryterium wyboru tylko wtedy, gdy zostały spełnione wszystkie inne kryteria dotyczące wymaganych parametrów i jakości.

Potrzebujesz komputera przemysłowego do systemu SCADA? Chętnie pomożemy.
Napisz do autora: ewelina.niziolek@astor.com.pl

Opublikuj

Twój adres email nie zostanie opublikowany.

Czytaj więcej