Rola komputerów przemysłowych

IPC głównie kojarzą się z przedsiębiorstwami produkcyjnymi, którym umożliwia szereg działań i procesów. Jednym z nich jest nadzór nad wszelkimi aspektami produkcji, tj. zbieranie sygnałów z czujników rozmieszczonych np. na terenie hali. Komputery przemysłowe znalazły zastosowanie również w zrobotyzowanych stanowiskach pracy. Nierzadko stosowane są równolegle do sterowników PLC lub całkowicie je zastępują. Ich oprogramowanie odpowiada wówczas za prawidłowy przebieg pracy na stanowisku zrobotyzowanym. Oznacza to również, iż IPC jest połączony z panelem HMI czy ręcznym programatorem. Ponadto, komputery przemysłowe stosuje się także poza docelową branżą, na przykład w medycynie, nadzorze, rozrywce (maszyny losujące) czy transporcie, gdzie są stosowane w biletomatach czy w ramach optymalizacji stacji ładowania dla samochodów elektrycznych.

Jednym słowem, wszędzie tam, gdzie istnieje potrzeba bądź to wyświetlania informacji, bądź też optymalizacji działań i ciągłej pracy, komputery przemysłowe znalazły swoje zastosowanie. Dzięki nim w dłuższej perspektywie obniża się koszty pracy i zużycia energii, podnosi standardy BHP lub też uruchamia się produkcję, która bez komputerów i robotów byłaby niemożliwa lub bardzo utrudniona. Dlaczego jednak firmy decydują się na IPC, zamiast na tańsze, typowo konsumenckie rozwiązania? Powodów jest kilka.

Komputery przemysłowe a konsumenckie - podstawowe różnice

Wymagania, które stawia Przemysł 4.0, mają również wpływ na jakość i parametry komputerów, bez których nie można się już obejść. W związku z tym różnice pomiędzy typowymi, konsumenckimi komputerami a modelami IPC są znaczne. Przede wszystkim w wypadku IPC jedną z kluczowych cech jest ich niezawodność i zdecydowanie dłuższy cykl życia, który wyraża wysokie MTBF (średni czas między awariami). W komputerach DFI MTBF często wynosi 100 000 godzin. Ma na to oczywiście wpływ ich bardzo intensywne użytkowanie, które w wielu branżach trwa 24 godziny na dobę przez 365 dni w roku. Ponadto, komputery przemysłowe są tak konstruowane, aby zminimalizować obecność elementów ruchomych, podatnych na drgania oraz zapylenie. W wielu modelach stosuje się rozwiązania, aby komputer mógł pracować w skrajnych (nierzadko w przedziale od -20 do +70 stopni Celsjusza) warunkach cieplnych, wilgoci (do 95%) i zapyleniu. Równie istotny z punktu widzenia firm wdrażających rozwiązania Industry 4.0 jest rozmiar samego komputera. W związku z tym producenci prześcigają się w tworzeniu jak najmniejszych, ale jednocześnie najwydajniejszych podzespołów. Dzięki temu możliwe są instalacje w miejscach, w których powierzchnia jest znacznie ograniczona.

Jak wybrać komputer przemysłowy? IPC typu Box

Podstawowy podział sprzętu komputerowego można zawęzić do dwóch najczęściej spotykanych kategorii: Box oraz jednopłytkowe. Jedno w ich wypadku jest pewne - najpewniej są oparte na wydajnych procesorach Intela, który obecnie dominuje na rynku IPC. Szczególnie dotyczy to serii Core i3/i5/i7. Komputery przemysłowe typu Box to inaczej te upakowane w małych, szczelnych obudowach. Są to urządzenia kompaktowe, bardzo przy tym wytrzymałe i, w zależności od modelu, posiadają mniej lub więcej wyjść peryferyjnych i możliwości rozbudowy. Co ważne dla komfortu ich użytkowania, są chłodzone pasywnie, a więc nie emitują dodatkowego hałasu wbudowanymi wentylatorami. To świetny wybór, gdy poszukujemy sprzętu do gromadzenia danych np. monitoringu. Zaletą takiego rozwiązania jest jego uniwersalność oraz fakt, iż urządzenie po rozpakowaniu i podłączeniu jest gotowe do pracy, a do tego nie wymaga obsługi. Przy wyborze IPC typu Box warto zwrócić uwagę na dostępną pamięć RAM, rodzaj chipsetu graficznego oraz gniazda liczbę gniazd VGA czy HDMI, jeśli chcemy, aby urządzenie przesyłało na monitory ekranowe obraz w wysokiej rozdzielczości.

IPC jednopłytkowy

Komputery jednopłytkowe natomiast, jak sama nazwa wskazuje, są pozbawione obudowy - wszystkie elementy są umieszczone na jednej płytce, którą montuje się np. w szafach sterowniczych, maszynach do gier czy biletomatach. Ich podstawową rolą jest wówczas maksymalizacja czasu pracy i niezawodność urządzenia. Komputery jednopłytkowe są równie łatwe w utrzymaniu, ponieważ montuje się je pionowo, w związku z czym nie osiada na nich kurz, a do tego mogą być wentylowane z obu stron, a także tworzyć rozproszoną sieć. W ich przypadku istotne są parametry umożliwiające rozbudowę (np. liczba gniazd USB, PCIe, LVDS i DDI) oraz niskie zużycie energii i długi cykl życia. W tym wypadku aplikacje tworzymy z pomocą komputerów jednopłytkowych DFI, których poszczególne modele umożliwiają łączenie w bardziej skomplikowane układy.

Komputery panelowe

Za osobną kategorię IPC możemy uznać komputery panelowe, stosowane zarówno w przemyśle, jak i wojskowości. Jest to inaczej komputer zintegrowany z panelem HMI. Rosnąca popularność takich rozwiązań, oferowanych przez m.in. Engicam, wskazuje na trend w branży polegający na poszukiwaniu gotowych modułów, nie wymagających dodatkowych konfiguracji i ustawień. Jednocześnie są to urządzenia bardziej energooszczędne, ponieważ stosuje się w nich m.in. procesory Intela z serii Celeron, które mają niższy pobór mocy od serii Core i. Wybór konkretnego typu IPC zależy więc od potrzeb branży, którą reprezentujemy, oraz od możliwości inżynieryjnych naszej organizacji.

Artykuł powstał we współpracy ze specjalistami z firmy Unisystem.