Ο βιομηχανικός υπολογιστής, γνωστός ως υπολογιστής βιομηχανικού ελέγχου, είναι ένα είδος εξοπλισμού υπολογιστών που έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί ειδικά για το βιομηχανικό περιβάλλον. Διαφέρει από την καθημερινή μας χρήση υπολογιστών γενικής χρήσης, όπως επιτραπέζιους υπολογιστές ή φορητούς υπολογιστές, οι βιομηχανικοί ελεγκτές έχουν πιο αυστηρές απαιτήσεις όσον αφορά την απόδοση, τη σταθερότητα, την αξιοπιστία, την περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα και την επεκτασιμότητα. Στον τομέα του βιομηχανικού αυτοματισμού, της έξυπνης κατασκευής, του ελέγχου διεργασιών, της απόκτησης και επεξεργασίας δεδομένων, της παρακολούθησης και διαχείρισης εξοπλισμού, οι βιομηχανικοί ελεγκτές διαδραματίζουν ζωτικό ρόλο.
Πρώτον, ο ορισμός και τα χαρακτηριστικά του βιομηχανικού υπολογιστή
Βιομηχανικό μηχάνημα ελέγχου έχει σχεδιαστεί για να ανταποκρίνεται στις ανάγκες του υπολογιστή εργοταξίου βιομηχανικής παραγωγής, ο αρχικός σχεδιασμός του είναι να διασφαλίσει ότι στο σκληρό βιομηχανικό περιβάλλον μπορεί ακόμα να λειτουργεί σταθερά, η εφαρμογή πολύπλοκων εργασιών ελέγχου. Έχει τα ακόλουθα διακριτικά χαρακτηριστικά:
1. Υψηλή σταθερότητα και αξιοπιστία:Οι βιομηχανικοί υπολογιστές υιοθετούν συνήθως σχεδιασμό χωρίς ανεμιστήρα ή σύστημα απαγωγής θερμότητας υψηλής απόδοσης για να μειώσουν τη συσσώρευση σκόνης και τη μηχανική φθορά και να βελτιώσουν τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της λειτουργίας του εξοπλισμού. Ταυτόχρονα, τα εσωτερικά εξαρτήματά του, όπως μητρικές πλακέτες, τροφοδοτικά, σκληροί δίσκοι κ.λπ. είναι επιλεγμένα βιομηχανικά-πρότυπα, ώστε να διασφαλίζεται η μακρά περίοδος συνεχούς λειτουργίας χωρίς αστοχία.
2. Ισχυρή περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα:οι βιομηχανικοί χώροι συνοδεύονται συχνά από υψηλή θερμοκρασία, χαμηλή θερμοκρασία, υγρασία, κραδασμούς, ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές και άλλες σκληρές συνθήκες, βιομηχανικό μηχάνημα ελέγχου μέσω ειδικής επιλογής υλικών, σχεδιασμός στεγανοποίησης, αντισκόνη-και αδιάβροχα μέτρα, για να είναι δυνατή η εργασία σε αυτά τα ακραία περιβάλλοντα.
3. Πλούσιες διεπαφές και δυνατότητα επέκτασης:Προκειμένου να καλύψουν τις ανάγκες διαφορετικών βιομηχανικών εφαρμογών, οι βιομηχανικοί ελεγκτές είναι συνήθως εξοπλισμένοι με μια ποικιλία τύπων διεπαφών, όπως σειριακή θύρα, παράλληλη θύρα, USB, θύρα Ethernet, διασύνδεση διαύλου CAN κ.λπ., προκειμένου να συνδεθούν με μια ποικιλία βιομηχανικού εξοπλισμού και ανταλλαγής δεδομένων. Ταυτόχρονα, η εσωτερική του δομή έχει σχεδιαστεί για να διευκολύνει τους χρήστες να επεκτείνουν και να αναβαθμίσουν το υλικό σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες.
4. Επεξεργαστής και μνήμη υψηλών- επιδόσεων:Με τον αυξανόμενο βαθμό του βιομηχανικού αυτοματισμού, ο όγκος των δεδομένων προς επεξεργασία από τη μηχανή βιομηχανικού ελέγχου γίνεται επίσης όλο και μεγαλύτερος, γεγονός που θέτει υψηλότερες απαιτήσεις για την απόδοση του επεξεργαστή και τη χωρητικότητα μνήμης. Ο σύγχρονος βιομηχανικός υπολογιστής χρησιμοποιεί γενικά-επεξεργαστές υψηλής απόδοσης και μνήμη υψηλής-χωρητικότητας για να διασφαλίσει ότι το σύστημα μπορεί να εκτελέσει ομαλά μια ποικιλία πολύπλοκων εφαρμογών και αλγορίθμων ελέγχου.
Δεύτερον, οι τομείς εφαρμογής των βιομηχανικών υπολογιστών
Με τα μοναδικά του πλεονεκτήματα, οι βιομηχανικοί ελεγκτές έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς:
1. Βιομηχανικός αυτοματισμός:Στον αυτοματισμό γραμμής παραγωγής, τον έλεγχο ρομπότ, την αυτοματοποιημένη αποθήκευση και άλλα σενάρια, οι βιομηχανικοί ελεγκτές, ως κεντρική μονάδα ελέγχου, είναι υπεύθυνοι για τη λήψη σημάτων αισθητήρων, την εκτέλεση λογικής ελέγχου, την αποστολή εντολών στον ενεργοποιητή και την πραγματοποίηση του αυτοματισμού και της ευφυΐας της διαδικασίας παραγωγής.
2. Έξυπνη κατασκευή:στο ευφυές εργοστάσιο, ψηφιακό εργαστήριο και άλλα περιβάλλοντα, βιομηχανικούς ελεγκτές και το Διαδίκτυο των πραγμάτων, μεγάλα δεδομένα, υπολογιστικό νέφος και άλλες τεχνολογίες για την επίτευξη-παρακολούθησης του εξοπλισμού παραγωγής σε πραγματικό χρόνο, συλλογή και ανάλυση δεδομένων, διάγνωση και πρόβλεψη σφαλμάτων και άλλες λειτουργίες, για την προώθηση του μετασχηματισμού της μεταποιητικής βιομηχανίας σε ευφυή.
3. Έλεγχος διαδικασίας:Στη χημική, πετρελαϊκή, μεταλλουργική και άλλες βιομηχανίες, οι βιομηχανικοί ελεγκτές χρησιμοποιούνται ευρέως σε συστήματα ελέγχου διεργασιών, υπεύθυνοι για την παρακολούθηση και τον έλεγχο της θερμοκρασίας, της πίεσης, της ροής και άλλων βασικών παραμέτρων στη διαδικασία παραγωγής για τη διασφάλιση της σταθερότητας και της ασφάλειας της παραγωγικής διαδικασίας.
4. Απόκτηση και επεξεργασία δεδομένων:Στους τομείς της περιβαλλοντικής παρακολούθησης, του έξυπνου δικτύου, των έξυπνων μεταφορών, κ.λπ., τα ICPC χρησιμοποιούνται ως ο βασικός εξοπλισμός για την απόκτηση και επεξεργασία δεδομένων, υπεύθυνοι για τη συλλογή διαφόρων δεδομένων αισθητήρων, την επεξεργασία και την ανάλυσή τους ώστε να παρέχουν επιστημονική βάση για τη λήψη αποφάσεων-.
5. Παρακολούθηση και διαχείριση εξοπλισμού:σε απομακρυσμένη παρακολούθηση, διαχείριση περιουσιακών στοιχείων, διαχείριση ενέργειας, κ.λπ., βιομηχανικός υπολογιστής μέσω της σύνδεσης δικτύου για να πραγματοποιήσει την απομακρυσμένη παρακολούθηση και διαχείριση του εξοπλισμού, να βελτιώσει τη χρήση του εξοπλισμού και την αποδοτικότητα συντήρησης, να μειώσει το λειτουργικό κόστος.
Τρίτον, η τάση ανάπτυξης της μηχανής βιομηχανικού ελέγχου
Με την εισαγωγή και τη διάδοση των εννοιών του Industry 4.0 και της ευφυούς κατασκευής, οι βιομηχανικοί ελεγκτές αναπτύσσονται προς την κατεύθυνση πιο έξυπνων, δικτυωμένων, αρθρωτών και ολοκληρωμένων:
1. Έξυπνο:Μέσω της ενσωμάτωσης αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης και τεχνολογίας μηχανικής εκμάθησης, οι βιομηχανικοί ελεγκτές είναι σε θέση να πραγματοποιούν πιο έξυπνες λειτουργίες ελέγχου και λήψης αποφάσεων-, όπως προσαρμοστικός έλεγχος και προγνωστική συντήρηση.
2. Δικτύωση:Με την ανάπτυξη του βιομηχανικού Διαδικτύου, οι βιομηχανικοί ελεγκτές θα συνδέονται περισσότερο και θα ανταλλάσσουν δεδομένα με άλλες συσκευές και συστήματα μέσω του δικτύου για να πραγματοποιούν λειτουργίες απομακρυσμένης παρακολούθησης, απομακρυσμένου εντοπισμού σφαλμάτων και απομακρυσμένης αναβάθμισης.
3. Αρθρωτό:Προκειμένου να καλύψει τις μεμονωμένες ανάγκες διαφορετικών χρηστών, η μηχανή βιομηχανικού ελέγχου θα επικεντρωθεί όλο και περισσότερο στον αρθρωτό σχεδιασμό, οι χρήστες μπορούν να επιλέξουν διαφορετικές ενότητες σύμφωνα με τις πραγματικές ανάγκες του συνδυασμού και της διαμόρφωσης.
4. Ενσωμάτωση:το μέλλον του βιομηχανικού υπολογιστή θα δώσει μεγαλύτερη προσοχή στην ενοποίηση και την ενοποίηση με άλλα βιομηχανικά συστήματα, όπως με το PLC (προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής), το DCS (αποκεντρωμένο σύστημα ελέγχου) και άλλα συστήματα απρόσκοπτης σύνδεσης και συνεργασίας.
Εν ολίγοις, η σημασία των βιομηχανικών ελεγκτών ως σημαντικό ακρογωνιαίο λίθο του βιομηχανικού αυτοματισμού και της έξυπνης κατασκευής είναι αυτονόητη-. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας και τη συνεχή επέκταση των περιοχών εφαρμογής, οι βιομηχανικοί ελεγκτές θα διαδραματίσουν σημαντικότερο ρόλο στη μελλοντική βιομηχανική ανάπτυξη.