Industri-PC

Industriell PC Siemens SIMATIC Box PC

En industriell PC (forkortet IPC ) er en datamaskin som brukes til oppgaver i industrisektoren. I en snevrere forstand handler det om datamaskiner som ligner på en IBM-kompatibel personlig datamaskin og spesielt kan brukes med programvare for slike enheter.

Typiske områder er prosessvisualisering , robotikk , industriell automatisering , autonom kjøring , test- og testbenker for industri eller sikkerhetsteknologi samt kvalitetssikring . En industriell PC må oppfylle spesielle krav sammenlignet med enhetene for kontorområdet (kontor-PC) og er vanligvis spesielt robust z. B. mot miljøpåvirkning eller elektromagnetisk forstyrrelse og utformet stort sett feilsikker generelt.

Konvensjonelt designede PC-er har mange fordeler som et resultat av å være masseprodusert For eksempel: en høy grad av standardisering - både når det gjelder maskinvare og programvare -, fleksibilitet, et bredt spekter av eksterne komponenter og applikasjonsprogramvare , rimelige priser. Dette ga opphav til ønsket om å bruke disse også til automatisering. På grunn av den høye fleksibiliteten kan en PC brukes til drift, programmering, visualisering, langsiktig arkivering og simulering av prosesser, og kan også kombineres med konvensjonelle industrielle kontroller eller PLCer .

forhold

Maskinvarekrav

En generell klassifisering av de ulike kravene er gitt av beskyttelsesgraden .

En industriell PC brukes vanligvis i tøffe omgivelser, så avhengig av bruksområde, må den for eksempel tåle sterke temperatursvingninger og være motstandsdyktig mot støv og vann.

Tøft miljø

I et industrielt miljø, dvs. i produksjon eller til og med i det fri, må elektronikken beskyttes mot ytre påvirkninger som støv, smuss, ekstreme temperaturer, vibrasjoner og fuktighet (beskyttelsesklasse IP 64). Dette oppnås først og fremst gjennom tilpassede hus med høy tetthet og spesielle filtre i kjøleviftene. På samme måte må alle pluggforbindelser være utformet for å være robuste og tette mot utsiden.

I tilfelle av enda sterkere påvirkninger, kan elektronikken må være hermetisk innkapslet, slik at det for prosessor kjøling i stedet for vifter med frisk lufttilførsel utenfra, må man bryter til lukkede systemer med varmerørene og lignende elementer og, f.eks , yttervegger utformet som kjøleribber med kjøleribber på huset (dvs. passiv kjøling ).

Hvis miljøet produserer sterk elektromagnetisk forstyrrelse (EMC), må systemet være beskyttet mot det. Dette fører også til spesielt lukkede hus og kontakter, muligens med ekstra forstyrrelseselementer i tilførselsledninger.

Hvis miljøet produserer ekstreme mekaniske støt eller vibrasjoner, må huset og kontaktene igjen være utformet for å være passende robuste. I tillegg kan det være nødvendig å unngå å bevege mekaniske komponenter så mye som mulig, spesielt vifter og harddisker . Som ovenfor kan viftene byttes ut med passive kjølesystemer; en harddisk nylig med en solid state-disk .

Tastaturer er også ganske følsomme mekanisk. De blir derfor ofte erstattet av berøringsskjermer , som også erstatter musen , der applikasjonsprogramvaren bare trenger å tilpasses litt. Se også på Panel PC .

Følsomt miljø

Motsatt kan det også skje at miljøet i seg selv er spesielt følsomt for elektromagnetisk eller mekanisk forstyrrelse, for eksempel i spesielle måleinstrumenter. Her, i likhet med ovennevnte, brukes spesielt godt skjermede hus og pluggforbindelser, her bare med det formål å forhindre at interferens rømmer ut.

Hvis miljøet er følsomt for mekaniske støt eller vibrasjoner, må varianter uten vifte og harddisk brukes som ovenfor.

I noen områder (f.eks. Kjemisk industri) må spesielle forskrifter også overholdes (f.eks. Eksplosjonsbeskyttelse ), som krever spesiell innkapsling av IPC-huset.

Strømforbruk

For at miljøet ikke skal forstyrres av økt varmegenerering fra elektronikken, kan det være nødvendig å være oppmerksom på et spesielt strømbesparende design. For å gjøre dette brukes teknikker som de som brukes i bærbare og bærbare datamaskiner, slik at strømforbruket kan reduseres med omtrent halvparten.

Romlig tranghet

I noen applikasjoner må all elektronikk oppbevares i et ekstremt lite rom. For dette formålet er det for eksempel komplette PC-er for montering og hylser på topphatt , da de ellers brukes til innebygde systemer .

pålitelighet

En industriell brukt datamaskin forventes å ha en særlig lang levetid uten programvare eller maskinvarefeil. Robuste komponenter brukes på maskinvaresiden, mens spesialoptimaliserte Linux- distribusjoner ofte brukes til programvare .

vedlikehold

Mange IPC-operatører legger stor vekt på enkel vedlikehold og foretrekker systemer med lett tilgjengelighet og lavest mulig antall slitedeler (f.eks. Vifter). I dagens systemer kan harddisker byttes ut i løpet av sekunder. I tillegg velges leverandøren ut fra om han kan garantere langvarig tilgjengelighet av enhetene og reservedelene. For IPC-brukeren som bruker store mengder - for eksempel i en samlebånd - med stort sett identisk programvare, er det viktig å fremdeles få samme type hovedkort med samme brikkesett, selv etter noen år , siden et annet brikkesett ofte lager et nytt minnebilde (bilde) på grunn av forskjellige enhetsdrivere . Som et resultat av den raske endringen til stadig kraftigere systemer, må produsenter av IPC-er bruke mer tid på lagring, selv for produkter som allerede er avviklet, enn produsenter av konvensjonelle PC-er.

Programvarekrav

Generell informasjon om programvaren

Vanlige krav er:

Det er to versjoner når en industriell PC brukes som en automatiseringsenhet:

  1. PC med automatiseringsdel som maskinvare (f.eks. PCI plug-in-kort) i samme hus, kommunikasjon via en felles buss. Oppfyller sanntids egnethet i streng forstand.
  2. PC med automatiseringsdel som programvare på industriell maskinvare. Med sanntidskapasitet må visse kompromisser noen ganger aksepteres; det skilles mellom "myk sanntid" og "hard sanntid".

Operativsystemer

Siden maskinvarestrukturen er lik den på kommersielle datamaskiner, kan vanlige operativsystemer som Microsoft Windows og Linux brukes. Den store fordelen her er at du kan falle tilbake på et bredt utvalg av tilgjengelige programvareløsninger og utviklingsverktøy. Spesielt i Linux-området er det også muligheten, takket være åpen kildekode, å introdusere dine egne modifikasjoner og optimaliseringer som også kan tilpasse operativsystemnivået til applikasjonsområdet.

Henrettelser

Maskinvaren til en industriell PC skiller seg vanligvis fra en vanlig datamaskin . Ofte er en betydelig lavere ytelse tilstrekkelig, siden kontroll av industrimaskiner ikke krever prosessorer med høy ytelse. Innen prosessvisualisering brukes imidlertid kraftige prosessorer og grafiske løsninger, spesielt flerskjermsystemer.

Noen selskaper produserer IPC med modulær struktur. Dette betyr at det konvensjonelle hovedkortet ( hovedkortet ) gjennom et bakplan ( bakplan ), og en spor-CPU erstattes. En fordel med dette er at IPC kan fås i flere forskjellige varianter. Spesielt kan et større antall utvidelseskort brukes til å kontrollere perifere enheter enn på vanlige hovedkort. Konvensjonelle hovedkort har f.eks. For eksempel er det ofte bare fire til seks PCI- spor, med IPC-er ti og flere er mulige via passende broer, og plug-in-kort for ISA- bussen kan også støttes om nødvendig .

Alle komponentene som også finnes på hovedkortet er på sporet CPU . Blant annet er det minst en prosessorkontakt og et spor for hovedminnet , tilkoblinger for harddisker og andre stasjoner, vanligvis en VGA- brikke og minst en nettverkskontroller .

Bussbrettet er en utvidelse av sporet CPU. Bussene blir utført på dette. Maksimalt antall er vanligvis 20 spor og kan tilpasses kundespesifikke krav takket være mange forskjellige bakplaner. De vanligste bussene for spor-prosessorer er PICMG 1.0 (PCI / ISA), PCISA eller PCI-Express (PICMG 1.3).

Den huset til en industriell PC er vanligvis konstruert for installasjon i en 19-tommers kabinett . Det er også Box PC - kompakt og robust industriell PC for universell bruk (f.eks. I kontrollskapet , kontrollpanelet osv.) - og Panel PC - robust industriell PC med skjermer.

Mobile industrielle datamaskiner blir i økende grad brukt til mobildatainnsamling i felt, i logistikk, i tjeneste eller i gjestfrihet.

På grunn av den komplekse konstruksjonen, spesielle krav (f.eks. Utvidet temperaturområde), materialene av høyere kvalitet, samt oppfyllelsen av mange godkjenninger, retningslinjer og standarder, er prisen på en industriell PC høyere enn prisen på en vanlig PC i kontorområde.

Beslektede områder

Hvis kompatibiliteten med personlige datamaskiner ikke spiller en avgjørende rolle, kan maskinvaren optimaliseres enda mer spesifikt for formålet. Fra programvaresiden kan du for eksempel fortsatt bruke Linux- varianter, men disse er da veldig tilpasset oppgaven.

I de aller fleste tilfeller kommer dette til løsninger som er mye mer kompakte og mindre enn en fullt utviklet industriell PC; man snakker da om innebygde PC-er eller innebygde systemer .

litteratur

  • Berthold Bitzer: Prosessvisualisering med den industrielle PC-en , Würzburg 1991, ISBN 3-8023-0486-1
  • Manfred Holder, Bernhard Plagemann, Gerhard Weber: Den industrielle PC-en i automatiseringsteknologi , Heidelberg 1999, ISBN 3-7785-2715-0

Individuelle bevis

  1. ↑ En industriell PC må være i stand til å gjøre det. Hentet 12. november 2019 .
  2. ↑ ICP iEi | MODAT-532 - Industriell PDA med strekkodeleser | Industrielle datamaskiner og komponenter fra IEI. Hentet 23. mars 2017 .

3. Design og egenskaper til moderne industrielle PC-er. Besøkt 24. juni 2020