„Komputer przemysłowy” to nie tylko „bardziej solidny”
Kontakt w sprawie artykułu: Mateusz Fas - 2023-05-23
Z tego artykułu dowiesz się:
- co w praktyce oznacza, że komputer jest „przemysłowy”,
- jak zapewniana jest odporność komputerów IPC na kąpiel,
- jakie nieoczywiste zastosowania może mieć komputer IPC.
Komputery są dziś wszędzie – i są praktycznie niezastąpione. Na rynku dostępny jest szeroki wachlarz rozwiązań o różnych możliwościach i przeznaczeniu. W przemyśle spotykamy szczególny rodzaj tych urządzeń, czyli komputery przemysłowe. Z punktu widzenia oprogramowania IPC nie różnią się niczym od zwykłych domowych lub biurowych (choć mogą). Od zwykłego komputera odróżnia je jakość wykonania oraz… „przemysłowość”. Przyjrzyjmy się kilku ciekawym aspektom tej „przemysłowości”.
Komputer przemysłowy służy obecnie nie tylko do sterowania maszynami i urządzeniami produkcyjnymi oraz procesami czy do gromadzenia danych i monitorowania procesów. Jest często czymś więcej – kluczowym urządzeniem w procesie integracji oprogramowania produkcyjnego z nadrzędnymi systemami informatycznymi, umożliwiając dalszy przepływ informacji. Wraz z postępem technologii w epoce Industry 4.0, rola i zadania komputerów przemysłowych nabierają coraz większego znaczenia. Dlatego też ten segment produktów nieustannie się rozwija.
Dowiedz się więcej o komputerach przemysłowych.
Łatwa możliwość rozszerzenia i dostosowania do indywidualnych potrzeb
Komputery przemysłowe Box PC posiadają kompaktowe obudowy, jednak można je rozbudowywać – dzięki portom PCI oraz poprzez podłączanie różnego rodzaju urządzeń zewnętrznych, komunikacyjnych, dysków a nawet kart graficznych. Obecnie coraz częściej spotykamy komputery o budowie modułowej, gdzie do jednostki głównej można dodać moduły, które mogą zawierać rozszerzenia portów szeregowych, miejsce na dodatkowe dyski lub porty komunikacyjne. Użytkownik jest w stanie dostosować komputer do swoich potrzeb i aplikacji, w której będzie pracować, dobierając odpowiednie rozszerzenia.
Kolejnym dość istotnym czynnikiem jest łatwa możliwość wymiany podzespołów w komputerze. Jednym z takich elementów jest dysk SSD lub HDD. Modułowa budowa pozwala na szybką wymianę takiego dysku.
Miniaturyzacja rozwiązań IPC
W dziedzinie komputerów ciągła miniaturyzacja to stały element procesu rozwojowego. W przemyśle ten trend jest równie ważny. Niewielkie rozmiary komputerów przemysłowych pozwalają na zaoszczędzenie miejsca w szafie sterowniczej. Drugą możliwością jest bezpośredni montaż w obudowie maszyny, przez co klasyczne szafy w ogóle nie są potrzebne. A to wszystko można osiągnąć bez jakichkolwiek kompromisów w zakresie wydajności i funkcjonalności.
Jeszcze bardziej wymagające warunki pracy
W niektórych branżach (takich jak farmacja, chemia czy przemysł spożywczy) komputery muszą być jeszcze bardziej odporne na warunki środowiskowe, niż w „zwykłym przemyśle”. Zanieczyszczenia, które powstają w procesie produkcji, muszą dać się łatwo usuwać. Komputer IPC musi być na to gotowy. A to oznacza, że musi być gotowy na… kąpiel. A więc odporny na mycie ciśnieniowe oraz na agresywne środki czyszczące i chemiczne.
Dlatego w tych branżach wykorzystywane są komputery ze stopniem ochrony IP69K, wykonane ze stali nierdzewnej lub kwasoodpornej, która skutecznie chroni przed działaniem wody oraz pyłów. Istotne jest również spełnienie specyficznych wymagań higienicznych, które mają dość istotne znaczenie w przemyśle farmaceutycznym, rolniczym, spożywczym i chemicznym.
Ważnym elementem wchodzącym w skład tego rodzaju zabezpieczeń są porty M12. Różnią się znacząco od standardowych portów w komputerach i zabezpieczają komputer przed przedostaniem się wody, pyłów, środków chemicznych oraz detergentów do jego wnętrza.
Komputer pracujący jako sterownik PLC?
Kwestię pracy komputera IPC w roli sterownika PLC omawialiśmy szerzej w artykule Komputer przemysłowy jako PLC – czy to możliwe. Dodajmy tylko, że w komputerach Astraada PC mamy możliwość wykorzystania oprogramowania Codesys do stworzenia aplikacji i uruchomienia jej na komputerze. Komputer przemysłowy pełni tutaj funkcję jednostki centralnej, do której możemy podłączyć urządzenia za pośrednictwem np. sieci EtherCAT. Na stronach Poradnika Automatyka można znaleźć artykuł, w którym pokazaliśmy symulację sterowania ruchem osi SoftMotion z wykorzystaniem standardu PLCopen.
Komputer z wbudowanymi przyciskami zamiast szafki pulpitowej?
Na linii produkcji miejsce to jeden z bardzo istotnych czynników, które muszą brać pod uwagę projektanci urządzeń. W przypadku niektórych linii lub maszyn problemem jest właściwie brak tego miejsca. Przykładowo kłopotliwe może być postawienie klasycznej szafki pulpitowej, w której umieszczony jest interfejs HMI dla operatora. Dobrą alternatywą może okazać się komputer IPC z ekranem dotykowym oraz wbudowaną aparaturą pulpitową, w której skład wchodzą przyciski, przełączniki na kluczyk czy przycisk E-STOP.
Taki komputer może zostać zamontowany na stopie lub na ramieniu montażowym. Z przodu komputera wyprowadzone zostało również złącze USB. Do obudowy można przykręcić uchwyty oraz domontować podstawkę na klawiaturę w celu sprawniejszej obsługi komputera przez operatora.
Sprawdź ofertę komputerów przemysłowych Astraada PC w sklepie internetowym firmy ASTOR.
Wszystko to bzdura. Porównując do zwykłego cywilnego komputera komponenty nie różnią się niczym. Wraz z postępem i generacją platform jakość jest coraz gorsza. Płyty główne generacji Pentium III i starsze są długowieczne. Poczynając od gen Pentium IV i wszystkie nowsze cierpią na swoje charakterystyczne choroby, np puchnięcie czy wyciek kondensatorów elektrolitycznych w obwodach przetwornic zasilania na płytach głównych. To jest to samo co wyroby cywilne, a kosztują 20-50 razy więcej. Peryferia też się nie różnią, np. karta graficzna w wydaniu cywilnym o wartości 50 zł w ofertach przemysłowych to cena rzędu 2000 zł, płyta główna Intela pod Pentium IV z kopma PC Beckhoffa, regenerowana kosztuje 12500zł w ofercie jednego z polskich sklepów zaopatrujących przemysł w dziedzinie sterowań PLC. Dodam, że niczym szczególnym od analogicznych cywilnych się nie różni. Przeciętny komp Core i3 zastosowany jako panel HMI to koszt rzędu 50 tys. zł, cywilna wersja nie różniącą się niczym to sena rzędu 50- 200 zł zależnie od generacji karty graficznej.
Jest prawdą, że komputery IPC korzystają w większości z komponentów analogicznych jak w komputerach osobistych. W obu tych grupach produktów możemy znaleźć tego samego typu procesory czy pamięci RAM. Zasadnicze różnice między nimi tkwią jednak gdzie indziej.
Komputery przemysłowe to przede wszystkim znacznie bardziej wytrzymałe obudowy, podwyższony stopień ochrony IP (w naszej ofercie aż do IP69K), a także rozszerzony zakres temperatur pracy.
Ponadto w komputerach IPC znajdziemy często kilka wbudowanych portów RS232/485, porty CAN, cyfrowe lub analogowe wejścia i wyjścia, wbudowane switche PoE – tego rodzaju elementów próżno szukać w oferowanych dziś komputerach osobistych lub biurowych.
Oczywiście w przemyśle zdarza się, że wykorzystywane są „zwykłe” komputery zamiast przemysłowych – i spełniają one swoje zadanie. Jest to jednak możliwe wyłącznie wtedy, gdy zapewnione są odpowiednie warunki pracy takiego komputera (środowisko wolne od drgań, pyłów, płynów i wysokiej temperatury). Stosowanie takich rozwiązań w trudnym środowisku przemysłowym obarczone jest dużym ryzykiem – w przypadku skutkującej przestojem awarii komputera firmy produkcyjne są narażone na znaczne koszty i straty.
Jest również możliwość skorzystania z połączenia komputera osobistego z dotykowym monitorem przemysłowym. Jeśli można zapewnić odpowiednie warunki pracy dla komputera osobistego, takie połączenie może przynieść oszczędności, zapewniając jednocześnie odporny na ciężkie warunki środowiskowe interfejs dla operatora.