Průmyslový počítač [1] - počítač určený k zajištění chodu software v průmyslovém výrobním procesu v podniku , např. automatizované systémy řízení procesů v rámci automatizace procesů .
Za první průmyslový počítač je považován IBM 5531 Industrial Computer [2] vydaný IBM v roce 1984 .
Průmyslový počítač je obecný termín, který může označovat jakýkoli počítač, nemusí být nutně kompatibilní s IBM PC , nemusí být nutně x86 a nemusí být nutně odolný. Jeho charakteristika je dána potřebami konkrétního úkolu a konkrétního zákazníka [3] . Průmyslové PC je soukromý, ale nejrozšířenější typ průmyslových počítačů, který je složitějším řešením ve srovnání s programovatelným ovladačem nebo vestavěnými systémy .
Průmyslové počítače často pracují v drsných prostředích, takže jejich šasi, vstupní zařízení (obvykle membránová klávesnice) a výstup vizuálních informací (obvykle displej, často dotyková obrazovka) musí:
Samostatně stojí za to vyzdvihnout dlouhou životnost průmyslových počítačů, tzv. život. Vzhledem k tomu, že si průmyslové zařízení musí udržet stabilní výkon po dlouhou dobu, od 2 let a více, s průměrnou životností kolem 10 let, je nutné zajistit udržovatelnost hardwarové platformy. To je důvod, proč lze stejnou hardwarovou verzi průmyslového počítače zakoupit během 2-3-5 nebo dokonce 10-15 let, což vám umožní zvládnout vývoj zařízení pro průmyslové použití, organizovat testování v terénu, organizovat hromadnou výrobu , prodej zákazníkům, po celou dobu životnosti průmyslového zařízení. To je obtížný úkol, ale ospravedlňuje se v prostředí, kde náklady na řízená průmyslová zařízení mohou být mnohonásobně vyšší než náklady na řízení průmyslových PC.
Protože to není vždy možné, z objektivních důvodů, například kvůli vysoké ceně, nebo dokonce nemožnosti restaurování zařízení, které vyrábí komponenty pro průmyslová PC, byly některé standardní velikosti komponent standardizovány, což umožnilo snížit náklady v výroba průmyslových počítačů, což je pozitivní v konečném důsledku ovlivnilo životnost průmyslových zařízení využívajících průmyslové počítače, průmyslové procesorové desky a rozšiřující desky jako součást komplexu.
Mezi způsoby, jak prodloužit životnost počítačových komponent:
Všechny tyto metody jsou zaměřeny na udržení dlouhého a spolehlivého provozu zařízení a umožňují vám jej maximalizovat.
Průmyslová zařízení musí zůstat v provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Konkrétní výrobce zpravidla jasně uvádí životnost průmyslového počítače, pro který se provádějí buď testy, nebo teoretické výpočty spolehlivosti jednotlivých komponent. Tyto výpočty jsou různé pro různé typy vyráběných zařízení. U spolehlivějších zařízení jsou požadavky zvýšené, kvůli zvýšenému opotřebení součástí. Obecně platí, že odhadovaná doba domácích počítačů leží v rozmezí 10–30 tisíc hodin práce a práce by měla být přerušena na „odpočinek“, například 8 hodin práce, 8 hodin odpočinku. Životnost průmyslových zařízení závisí na provozních podmínkách, ale obecně životnost přesahuje 100 tisíc hodin nepřetržitého provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Jsou uvedeny přibližné hodnoty, konkrétní životnost závisí na mnoha faktorech.
Při různých úkolech v průmyslu používá konkrétní výrobce zařízení (výrobce OEM) různé kvality některých modelů zařízení, například tuhost procesorové desky a kompaktnost jsou pro něj životně důležité, zatímco životnost nikoli. V takových podmínkách jde výrobce zařízení snížit náklady na stavbu. Například instaluje spolehlivou základní desku nebo jen kompaktní desku průmyslového typu s pamětí, pevným diskem a periferiemi z obecného sektoru. Takové rozhodnutí je obvykle odůvodněno snížením nákladů na celé zařízení jako celek při výrobě sérií. Ale aby byla zajištěna maximální spolehlivost, maximální životnost, používají i komponenty speciálně určené pro práci v náročných podmínkách.
Například životnost průmyslového SSD může být pětkrát až desetkrát delší než životnost u spotřebitelských počítačů. RAM pro průmyslové počítače vypadá podobně, ale může používat komponenty se zvýšenou spolehlivostí, rozšířeným teplotním rozsahem a odolností proti vibracím. Například pro kompenzaci otěru tak slabých kontaktů RAM za vibračních podmínek se zvětší tloušťka zlaté vrstvy na kontaktech (tzv. goldfinger).
Plně funkční dotykové panely, dnes vyráběné ve velikostech až 21", přijímající signály z 8000 senzorů, jsou dostatečné pro organizaci systému úspory paliva pro přepravu nákladu (systém Fleet Management Solution). V kombinaci s palivovými, teplotními a rychlostními senzory organizovanými přes bezdrátovou síť je možné sbírat parametry nafty a optimalizovat náklady na palivo a komponenty.
Kompletní systém dotykového panelu stačí k organizaci dílny nebo složitého stroje, ke komunikaci několika strojů nebo montážních linek pro organizaci výroby do jediné sítě, optimalizaci jejich komunikace, snížení prostojů a komunikaci s digitálním trhem: optimalizace nových produktů, výběr analogů nebo vyberte produkty podle informací o uživateli, kupujícího, informací o výrobní kapacitě, dostupnosti na skladě, dodacích lhůtách a dalších parametrech. Jeho integrací do trhu internetu věcí je v konečném důsledku vizualizace výrobních parametrů a jeho schopnost splnit objednávku pro spotřebitele (analogy systémů WISE-PAAS / ENSAAS). Pomocí RFID tagů je možné organizovat kterýkoli ze skladů, optimalizovat sestavy, dostupnost konkrétního produktu, jeho skladovací prostor, jeho trvanlivost, potřebu vydání nového atd. Podobně je organizována práce přístavu, identifikace nákladu, případného skladování kontejnerů, jakéhokoli místa logistiky. Provoz každé elektrárny je automatizovaný. Dnes vyráběné výrobky, používané v potravinářském průmyslu, plně splňují bezpečnostní požadavky. Panelový počítač umožňuje přenášet množství informací z několika výrobních linek.
V sektoru služeb existuje automatické doručování zboží od Amazonu. Domácí ovladač může vysílat přesnější polohu místa dodání než jiné polohovací systémy.
Telemedicína vyžaduje práci s velkými objemy video dat, vyvinutou řídicí logiku. Jednotlivá řešení zahrnují měření tepu, tlaku, teploty, zařazení glukometrů, měřičů hmotnosti a dalších lékařských parametrů shromažďovaných na obrazovce jednotlivých zařízení (smartphony, hodinky atd.)
Jsou důležitou součástí bezpečnostního systému, který umožňuje minimalizovat následky při mimořádných událostech na složitých technologických zařízeních (analýzy obsahu plynů, výbušnin, kouře, požáry). Hašení se také provádí automaticky na vrtných plošinách, v jiných průmyslových odvětvích a v obytných a veřejných budovách.
Telemetrické moduly umožňují provoz telemechaniky a automatizačních systémů, které jsou nezbytné pro komplexní a jemnou výrobu elektroniky, nezbytné v laboratorních činnostech (mikrobiologie a farmacie), pro zakládání jaderného průmyslu, kde je pro řadu základního výzkumu vyžadována vzdálená práce s radioaktivními přípravky. .
Systémy hodnocení kvality vzduchu a vody se skládají ze senzorů, které bezdrátově měří hladiny kyslíku, pH, vodivost, proudění vody, Ca, Br, F, Li a další senzory.
Na řídicí systémy solárních panelů jsou dnes kladeny vysoké nároky z hlediska spotřeby energie a autonomie.
Dnes existují řešení pro cestovní ruch a hotely.
Průmyslové počítače / ovladače shromažďují informace ze stovek bezdrátových senzorů (LoRa) pro teplotu a vlhkost, rychloměry a směr větru, srážky, atmosférický tlak, vlhkost půdy a listů, úrovně slunečního ultrafialového záření. To vše vám umožňuje analyzovat stav a vývoj plodiny, zobrazovat průměrné hodnoty a kvalifikovaně plánovat další zemědělské práce a předcházet riziku ztráty plodiny. Vytváří se automatický zavlažovací systém (s dostatečným tlakem) a dnešní automatické sklizňové systémy.
Bezdrátové modemy v těchto systémech vám umožňují nastavit bezdrátovou síť příjmem signálu z místního senzoru na stroji nebo na lince nebo ze samotného stroje – a jeho odesláním do jediného přijímače dat, dotykového panelu nebo TCP. / IP síť, pro komunikaci s uživatelem zařízení (smartphone nebo počítač). Signály jsou přijímány z jakýchkoliv výrobních prostředků – jejich aktuální stav zpracování produktu a pozice na lince, jejich produktivita, zmetkovitost nebo prostoje, aby byl celý stav výroby plně automatizován. U snímačů jsou to polohové signály (vnitrovýrobní doprava, vysokozdvižné vozíky), snímače polohy nákladu, to vše jsou snímače polohy objektu, snímače rychlosti pohybu, průtoku větracího vzduchu, topení, průtoku topné vody, spotřeby paliva nebo plynu, jakýchkoliv výrobních materiálů, jejich dodací lhůta, dokonce i aktuální geografická poloha, provoz elektráren a solárních panelů. Všechna data jsou shromažďována v jediném sběrném zařízení, které je vybaveno programy a algoritmy pro jejich vložení do sítě internetu věcí.
Co se týče sektoru služeb, je zde obtížné sbírat informace o parametrech práce a prostředí, služby jsou poskytovány lidmi. Ale i v tomto případě se sběr informací provádí nepřímým způsobem: podle odezvy uživatele, reakcí, hodnocení, návštěvnosti webu, výkonu atd. To vše sledují speciální programy integrované do práce s regulátory a datové protokoly z nich.
Automatizační systémy, které nejtěsněji spojují technologii a vědu, skutečnou výrobu, služby a internet věcí, jsou nejrychleji rostoucím segmentem moderní ekonomiky. Úroveň rozvoje ekonomiky je dána úrovní rozvoje digitálních automatizačních systémů.
Značná část průmyslových PC skříní je navržena tak, aby se vešla do standardního 19palcového racku . Některé jsou přenosné nebo tabletové . Také průmyslové počítače zahrnují provádění skříní panelových a vestavěných počítačů.
Mnoho průmyslových počítačů je vybaveno přídavným hardwarovým a softwarovým monitorováním stavu a také rozhraními fieldbus ( MPI , PROFIBUS , CAN ).
Operační systémy [8]
Systém SMLogix usnadňuje vytváření automatických algoritmů. Sledujete pohyb dat v rámci programu FBD při jeho provádění a můžete projekt pozastavit, abyste prozkoumali potřebné proměnné, zatímco jsou pozastaveny. Můžete je přidat do pozorování a zobrazit naměřené hodnoty ve formě grafu nebo tabulky, uložit je do souboru za účelem podrobnější analýzy dat. Ve funkci blokování můžete vynutit hodnoty parametrů, které chcete zkontrolovat. Ladicí program můžete spustit od prvního kroku.
Moderní řídicí systémy (TREI) podporují úplnou sadu standardních IEC operátorů pro booleovské, aritmetické a logické operace. Standardní funkční bloky podporují spínací operace, semafory, čítače, hysterezi, časovou integraci a diferenciaci. Široká škála algebraických, goniometrických a posuvných funkcí. Specializovaná knihovna řídicích a regulačních algoritmů výrazně zjednodušuje technologické programování řídicích úloh. Zahrnuje exponenciální vyhlazování, clonu, špičkové filtrování, PWM link, PID link, PDD regulátory a další.
OPC server implementuje rozhraní pro přístup (přes program brány) k datům aplikace spouštěné na kontroléru. Podpora technologie OPC umožňuje regulátorům TREI-5B propojení s různými databázemi a špičkovými SCADA systémy, jako je Microsoft SQL Server, Genesis, iFIX, Wizcon, InTouch, Real Flex, Sitex, KRUG-2000 a další.
| Počítačové kurzy | |
|---|---|
| Podle úkolů | |
| Prezentací dat | |
| Podle číselného systému | |
| Podle pracovního prostředí | |
| Po domluvě | |
| Superpočítače | |
| Malý a mobilní | |