Teollisuuden PC

Teollisuustietokone Siemens SIMATIC Box PC

Teollisuus-PC ( IPC lyhyt ) on tietokone, jota käytetään tehtäviin teollisuudessa. Pienemmässä mielessä kyse on tietokoneista, jotka ovat samanlaisia ​​kuin IBM-yhteensopiva henkilökohtainen tietokone ja joita voidaan käyttää erityisesti tällaisten laitteiden ohjelmistoilla.

Tyypillisiä alueita ovat prosessivisualisointi , robotiikka , teollisuusautomaatio , itsenäinen ajaminen , teollisuuden tai turvallisuustekniikan testaus- ja testipenkit sekä laadunvarmistus . Teollisuuden PC: n on täytettävä erityisvaatimukset verrattuna toimistoalueen laitteisiin (toimisto-PC), ja sen on yleensä oltava erityisen kestävä z. B. ympäristövaikutuksilta tai sähkömagneettisilta häiriöiltä ja on suunniteltu pitkälti vikaturvalliseksi.

Tavanomaisesti suunnitelluilla tietokoneilla on monia etuja massatuotannon seurauksena; Esimerkiksi: korkea standardointiaste - sekä laitteiston että ohjelmiston suhteen -, joustavuus, laaja valikoima oheislaitteita ja sovellusohjelmistoja , kohtuuhinnat. Tämä synnytti halun käyttää näitä myös automaatioon. Suuren joustavuutensa ansiosta PC: tä voidaan käyttää prosessien hallintaan, ohjelmointiin, visualisointiin, pitkäaikaiseen arkistointiin ja simulointiin, ja se voidaan myös yhdistää perinteisiin teollisiin ohjauksiin tai PLC: iin .

olosuhteissa

Laitteistovaatimukset

Eri vaatimusten yleinen luokitus annetaan suojaustasolla .

Teollisuuden PC: tä käytetään yleensä ankarissa olosuhteissa, joten käyttöalasta riippuen sen on kestettävä esimerkiksi voimakkaat lämpötilan vaihtelut ja oltava pölyä ja vettä kestäviä.

Ankara ympäristö

Teollisuusympäristössä, ts. Tuotannossa tai jopa ulkona, elektroniikka on suojattava ulkoisilta vaikutuksilta, kuten pölyltä, lialta, äärimmäisiltä lämpötiloilta, tärinältä ja kosteudelta (suojausluokka IP 64). Tämä saavutetaan ensisijaisesti mukautettujen, tiheiden koteloiden ja erityisten suodattimien avulla tuulettimissa. Samoin kaikki pistokeliitännät on suunniteltava tukeviksi ja tiiviiksi ulkopuolelle.

Vielä voimakkaampien vaikutusten tapauksessa elektroniikka on ehkä suljettava hermeettisesti siten, että prosessorin jäähdytyksessä on siirryttävä suljettuihin järjestelmiin, joissa on lämpöputkia ja vastaavia elementtejä, puhaltimien sijaan, joissa on raitista ilmaa ulkopuolelta. , ulkoseinät suunniteltu kuten jäähdytyslevyjen kanssa jäähdytysrivat kotelon (eli passiivinen jäähdytys ).

Jos ympäristö tuottaa voimakkaita sähkömagneettisia häiriöitä (EMC), järjestelmä on suojattava sitä vastaan. Tämä johtaa myös erityisesti sähköisesti suljettuihin koteloihin ja liittimiin, joissa mahdollisesti on muita häiriönvaimennuselementtejä syöttöjohdoissa.

Jos ympäristö aiheuttaa äärimmäisiä mekaanisia iskuja tai tärinää, kotelo ja liittimet on suunniteltava jälleen riittävän tukeviksi. Lisäksi voi olla välttämätöntä välttää mekaanisten komponenttien, erityisesti tuulettimien ja kiintolevyjen, siirtämistä mahdollisimman paljon . Kuten edellä, puhaltimet voidaan korvata passiivisilla jäähdytysjärjestelmillä; kiintolevy äskettäin SSD-levyllä .

Näppäimistöt ovat myös mekaanisesti melko herkkiä. Siksi ne korvataan usein kosketusnäytöillä , jotka myös korvaavat hiiren , jolloin sovellusohjelmistoa tarvitsee vain mukauttaa hieman. Katso myös paneeli PC : ltä .

Herkkä ympäristö

Vastaavasti voi myös tapahtua, että ympäristö itsessään on erityisen herkkä sähkömagneettisille tai mekaanisille häiriöille, esimerkiksi erityisissä mittauslaitteissa. Täällä, kuten yllä, käytetään erityisen hyvin suojattuja koteloita ja pistokeliitäntöjä, tässä vain tarkoituksena estää häiriöitä pääsemästä ulkopuolelle.

Jos ympäristö on herkkä mekaanisille iskuille tai tärinälle, on käytettävä edellä mainittuja vaihtoehtoja ilman tuulettimia ja kiintolevyjä.

Joillakin alueilla (esim. Kemianteollisuus) on myös noudatettava erityisiä määräyksiä (esim. Räjähdyssuojaus ), jotka edellyttävät IPC-kotelon erityistä kapselointia.

Tehon kulutus

Jotta elektroniikan lisääntynyt lämmöntuotanto ei häiritse ympäristöä, voi olla tarpeen kiinnittää huomiota erityisen virransäästötilaan. Tätä varten käytetään muun muassa kannettavissa ja kannettavissa tietokoneissa käytettyjä tekniikoita , jotta virrankulutus voidaan vähentää noin puoleen.

Tilallinen kapeus

Joissakin sovelluksissa koko elektroniikka on sijoitettava erittäin pieneen tilaan. Tätä tarkoitusta varten on olemassa esimerkiksi kokonaisia ​​tietokoneita kiskokiskojen kiinnitykseen ja koteloihin, koska niitä käytetään muuten sulautettuihin järjestelmiin .

luotettavuus

Teollisesti käytetyn tietokoneen odotetaan olevan erityisen pitkä käyttöikä ilman ohjelmisto- tai laitteistovikoja. Laitteistopuolella käytetään vankkoja komponentteja, kun taas ohjelmistoihin käytetään usein erityisesti optimoituja Linux- jakeluja.

huolto

Monet IPC-operaattorit pitävät huollon helppoutta erittäin tärkeänä ja pitävät parempana järjestelmiä, joihin on helppo pääsy ja mahdollisimman pieni määrä kuluvia osia (esim. Tuulettimia). Nykyisissä järjestelmissä kiintolevyt voidaan vaihtaa sekunneissa. Toimittaja valitaan lisäksi sen mukaan, pystyykö hän takaamaan laitteiden ja varaosien saatavuuden pitkällä aikavälillä. IPC-käyttäjälle, joka käyttää suuria määriä - esimerkiksi kokoonpanolinjalla - pitkälti samanlaisten ohjelmistojen kanssa, on tärkeää saada saman tyyppinen emolevy samalla piirisarjalla jopa muutaman vuoden kuluttua , koska erilainen piirisarja luo usein uuden muistikuva (kuva) eri laiteohjaimien vuoksi . Nopean muutoksen seurauksena yhä tehokkaammiksi järjestelmiksi IPC: n valmistajien on käytettävä enemmän aikaa varastointiin, jopa tuotteille, jotka on jo lopetettu, kuin perinteisten tietokoneiden valmistajille.

Ohjelmistovaatimukset

Yleistä tietoa ohjelmistosta

Yleisiä vaatimuksia ovat:

On olemassa kaksi versiota, kun teollisuus-PC: tä käytetään automaatiolaitteena:

  1. PC, jossa automaatio-osa laitteistona (esim. PCI-laajennuskortti) samassa kotelossa, tiedonsiirto yhteisen väylän kautta. Täyttää reaaliaikaisen soveltuvuuden tiukassa merkityksessä.
  2. PC automaatio-osalla ohjelmistona teollisuuslaitteistoihin. Reaaliaikaisessa toiminnassa joissakin tapauksissa on hyväksyttävä tietyt kompromissit; tehdään ero "pehmeän reaaliaikaisen" ja "kovan reaaliaikaisen" välillä.

Käyttöjärjestelmät

Koska laitteiston rakenne on samanlainen kuin kaupallisesti saatavilla olevissa henkilökohtaisissa tietokoneissa, voidaan käyttää yleisiä käyttöjärjestelmiä , kuten Microsoft Windows ja Linux . Suuri etu on, että voit palata monenlaisiin käytettävissä oleviin ohjelmistoratkaisuihin ja kehitystyökaluihin. Erityisesti Linux-alueella on myös mahdollisuus avoimen lähdekoodin merkin ansiosta ottaa käyttöön omat muunnoksesi ja optimointisi, jotka voivat myös mukauttaa käyttöjärjestelmän tason käyttöalueeseen.

Teloitukset

Teollisuustietokoneen laitteisto eroaa yleensä tavallisen henkilökohtaisen tietokoneen laitteistosta . Usein riittää huomattavasti alhaisempi suorituskyky, koska teollisuuskoneiden hallinta ei vaadi korkean suorituskyvyn prosessoreita. Prosessivisualisoinnissa käytetään kuitenkin tehokkaita prosessoreita ja grafiikkaratkaisuja, erityisesti moninäyttöjärjestelmiä.

Jotkut yritykset tuottavat moduulirakenteisia IPC: itä . Tämä tarkoittaa, että tavanomainen emolevy ( emolevy ) taustalevyn ( taustalevyn ) kautta ja korttipaikan CPU vaihdetaan. Yksi etu on, että IPC voidaan saada useina eri muunnelmina. Erityisesti oheislaitteiden ohjaamiseen voidaan käyttää suurempaa määrää laajennuskortteja kuin tavallisissa pääkorteissa. Tavanomaisissa emolevyissä on esim. Esimerkiksi PCI- paikkoja on usein vain neljästä kuuteen , IPC: llä kymmenen ja enemmän on mahdollista sopivien siltojen kautta, ja tarvittaessa voidaan myös tukea ISA- väylän laajennuskortteja .

Kaikki komponentit, jotka löytyvät myös emolevystä, ovat korttipaikan suorittimessa . Muun muassa on ainakin yksi prosessoriliitäntä ja paikka päämuistille , kiintolevyjen ja muiden asemien liitännät , yleensä VGA- siru ja ainakin yksi verkko- ohjain.

Väyläkortti on jatko CPU: lle. Linja-autot liikennöivät tällä. Enimmäismäärä on yleensä 20 paikkaa, ja se voidaan sovittaa asiakaskohtaisiin vaatimuksiin erilaisten taustalentojen ansiosta. Yleisimmät väylät suorittimille ovat PICMG 1.0 (PCI / ISA), PCISA tai PCI-Express (PICMG 1.3).

Teollisuustietokoneen kotelo on yleensä suunniteltu asennettavaksi 19 tuuman kaappiin . Mukana on myös Box PC - kompakti ja kestävä teollisuustietokone yleiskäyttöön (esim. Kytkentäkaapissa , ohjauspaneelissa jne.) Ja paneeli-PC - kestävä teollisuustietokone näytöillä.

Liikkuvia teollisuustietokoneita käytetään yhä enemmän mobiilidatan hankkimiseen kentällä, logistiikassa, palveluissa tai vieraanvaraisuudessa.

Monimutkaisen rakenteen, erityisvaatimusten (esim. Laajennettu lämpötila-alue), korkealaatuisempien materiaalien sekä monien hyväksyntöjen, ohjeiden ja standardien täyttymisen vuoksi teollisen tietokoneen hinta on korkeampi kuin tavallisen henkilökohtaisen tietokoneen hinta. toimistoalue.

Liittyvät alueet

Jos yhteensopivuus henkilökohtaisten tietokoneiden kanssa ei ole ratkaisevaa, laitteisto voidaan optimoida vielä tarkemmin tähän tarkoitukseen. Myös ohjelmistopuolelta voit silti käyttää esimerkiksi Linux- muunnelmia, mutta ne ovat sitten hyvin mukautettuja käsillä olevaan tehtävään.

Suurimmassa osassa tapauksia tämä johtuu ratkaisuista, jotka ovat paljon kompaktimpia ja pienempiä kuin täysin kehitetty teollisuus-PC; sitten puhutaan sulautetuista tietokoneista tai sulautetuista järjestelmistä .

kirjallisuus

  • Berthold Bitzer: Prosessivisualisointi teollisen PC: n kanssa , Würzburg 1991, ISBN 3-8023-0486-1
  • Manfred Holder, Bernhard Plagemann, Gerhard Weber: Teollinen tietokone automaatiotekniikassa , Heidelberg 1999, ISBN 3-7785-2715-0

Yksittäiset todisteet

  1. ↑ Teollisuuden tietokoneiden on kyettävä tekemään se. Haettu 12. marraskuuta 2019 .
  2. ↑ ICP iEi | MODAT-532 - Teollinen PDA viivakoodilukijalla | Teollisuuden tietokoneet ja komponentit IEI: ltä. Haettu 23. maaliskuuta 2017 .

3. Nykyaikaisten teollisuustietokoneiden suunnittelu ja ominaisuudet. Käytetty 24. kesäkuuta 2020