À l'ère actuelle de développement rapide de l'automatisation industrielle, l'ordinateur personnel industriel (IPC), en tant qu'équipement de base du système de contrôle industriel, joue un rôle crucial. Dans cet article, nous analyserons et discuterons de la définition de l'IPC, de la structure matérielle, du principe de fonctionnement, des principales catégories, des domaines d'application et des tendances de développement futures.
I. Définition de l'ordinateur industriel
L'ordinateur industriel est conçu spécifiquement pour l'environnement industriel de la technologie informatique, et les ordinateurs de bureau traditionnels sont différents, l'ordinateur industriel a non seulement une forte mesure des capacités de traitement des données, et fonctionne efficacement dans des environnements industriels extrêmes. Les environnements industriels sont souvent accompagnés de températures élevées, basses, de poussière, de vibrations, d'interférences électromagnétiques et d'autres facteurs, ce qui nécessite que les contrôleurs industriels aient un degré élevé d'anti-interférence et de durabilité. En bref, l'ordinateur industriel est le cerveau du contrôle de l'automatisation industrielle et doit promouvoir une variété d'équipements clés de contrôle des processus de production.
II. Structure matérielle de l'ordinateur industriel
Le système matériel de la machine de contrôle industrielle comprend une carte mère, un processeur, une mémoire, un disque dur, un écran, une carte d'interface E/S, une alimentation industrielle, un châssis, etc. Différent des ordinateurs ordinaires, le matériel des machines de contrôle industriel utilise généralement des composants industriels et peut fonctionner de manière stable dans un environnement à haute température et à forte humidité.
Carte mère :La carte mère est le composant central de l'ordinateur industriel, qui intègre diverses interfaces et emplacements pour connecter d'autres périphériques matériels. La conception de la carte mère de la machine de contrôle industrielle est généralement très simple, avec une variété de connecteurs d'extension et de prises pour différents types de modules d'E/S et de modules de communication.
Processeur :Le CPU est le processeur d'un ordinateur industriel, chargé d'exécuter les instructions informatiques et de contrôler le fonctionnement de l'ordinateur. Un processeur haute-performance peut garantir une réponse rapide et un fonctionnement efficace de la machine de contrôle industrielle lorsqu'elle traite une grande quantité de données et des instructions de contrôle complexes.
Mémoire:La mémoire est utilisée pour stocker les données et les programmes nécessaires au fonctionnement de l'ordinateur, et la taille de sa capacité affecte directement la vitesse de fonctionnement et les performances de l'ordinateur industriel.
Disque dur :Le disque dur est utilisé pour stocker le système d'exploitation et les applications de la machine de contrôle industriel, ainsi que les données et journaux de production et d'autres informations.
Carte graphique :La carte graphique est utilisée pour contrôler l'affichage du moniteur afin d'afficher les informations d'image et de texte traitées par l'ordinateur.
Carte d'interface E/S :L'ordinateur industriel est généralement configuré avec une variété d'interfaces de communication, y compris un port série (RS232/RS485), une interface Ethernet, une interface USB, etc., adaptées à la communication des équipements sur site - et à la transmission de données.
Alimentation industrielle :La conception de l'alimentation électrique des machines de contrôle industriel a généralement un rôle de secours redondant pour éviter la demande d'énergie provoquée par la fin du cycle.
Châssis:la conception des châssis d'ordinateurs industriels prend en compte des facteurs tels que l'anti-chute, l'anti-vibration, peut être dans un environnement à haute-charge et haute-pression pour un fonctionnement efficace, améliorant considérablement la durée de vie de l'équipement.
III. Le principe de fonctionnement de l'ordinateur industriel
Le principe de fonctionnement de l'ordinateur industriel peut être simplement compris comme trois processus de collecte, de traitement, d'exploitation et d'exportation de données.
Collecte de données :ordinateur industriel via un certain nombre de capteurs et d'équipements, les paramètres externes (tels que la température, l'humidité, la pression, etc.) en signaux numériques pour une collecte en temps réel-.
Informatique:L'ICPC traite les informations collectées conformément au système de contrôle intégré et génère des codes de contrôle.
Exportation de l'opération :code de contrôle basé sur la transmission de l'interface de sortie à la mise en œuvre d'équipements, tels que moteurs, vannes, pompes, etc., pour le contrôle automatique des processus industriels.
IV. Les principales catégories de contrôleurs industriels
L'ordinateur industriel, en fonction des exigences de l'application et des différents environnements d'installation, peut être divisé dans les grandes catégories suivantes :
Machine de contrôle industrielle embarquée :Les machines de contrôle industrielles embarquées sont généralement constituées de matériel informatique, de logiciels, de systèmes d'exploitation et de logiciels d'application intégrés pour former un système informatique compact et dédié. Ils se caractérisent généralement par une petite taille, une faible consommation d'énergie, une fiabilité élevée, etc. Ils conviennent aux scénarios d'application avec des exigences d'espace strictes et des exigences élevées en-temps réel.
Ordinateurs de bureau industriels :Les ordinateurs de bureau industriels sont similaires aux ordinateurs de bureau commerciaux classiques, mais utilisent du matériel et des composants de qualité supérieure-industrielle-pour une plus grande résistance aux interférences et une plus grande durabilité. Ils offrent généralement des performances et une évolutivité supérieures pour les systèmes de contrôle d'automatisation industrielle complexes.
Contrôleurs industriels-montés en rack :Les contrôleurs industriels montés en rack-sont généralement installés dans des armoires standard de 19-pouces et sont hautement intégrés et évolutifs. Ils sont généralement utilisés dans les systèmes d'automatisation industrielle à grande échelle, tels que les centres de données, les systèmes de contrôle du trafic, etc.
Contrôleurs industriels sur rail DIN- :Les contrôleurs industriels sur rail DIN-sont généralement installés sur des rails DIN et se caractérisent par une petite taille et une installation facile. Ils sont généralement utilisés pour des tâches de surveillance et de contrôle dans les sites industriels.
Cartes embarquées :Les cartes embarquées sont des cartes mères d'ordinateur spécialement conçues et généralement utilisées dans les systèmes embarqués. Ils sont hautement intégrés et flexibles et peuvent être personnalisés en fonction des exigences de l'application.
Tablettes PC industrielles :Les tablettes PC industrielles combinent les fonctionnalités des tablettes PC et des contrôleurs industriels avec des écrans tactiles, des processeurs-hautes performances et une-capacité de stockage élevée. Ils sont généralement utilisés dans des scénarios d'application qui nécessitent une interaction homme-machine-et un contrôle complexe.
Contrôleurs industriels pour applications spéciales :Les contrôleurs industriels pour applications spéciales sont des contrôleurs industriels personnalisés en fonction de scénarios et de besoins d'application spécifiques. Ils ont généralement des fonctions et des caractéristiques uniques pour répondre aux besoins d'environnements industriels spécifiques.
V. Domaines d'application des contrôleurs industriels
Les contrôleurs industriels sont largement utilisés dans l'automatisation industrielle, la fabrication intelligente, l'Internet des objets et de nombreux autres secteurs, et sont devenus une force importante dans la promotion du développement industriel.
Fabrication:Dans l'industrie manufacturière, les contrôleurs industriels sont utilisés pour contrôler l'état de fonctionnement des lignes de production et des équipements de surveillance, pour collecter des données et des conseils et pour garantir le fonctionnement efficace et efficient du processus de production. En collaborant activement avec les API, ainsi qu'avec les robots et autres équipements, les contrôleurs industriels peuvent accomplir une gestion précise de la production, la composition des matériaux, l'avertissement de panne d'équipement et d'autres tâches.
Circulation routière :Dans le domaine des transports, la machine de contrôle industrielle est largement utilisée dans le contrôle des feux de circulation, le système de surveillance, l'analyse de l'état des routes, la gestion intelligente du trafic, etc. Basés sur un traitement rapide des données et un contrôle en temps réel{{1}, les contrôleurs industriels peuvent planifier les flux de circulation, réduire le taux d'accidents de la route et améliorer l'efficacité et la sécurité des transports urbains.
Gestion de l'énergie :dans les secteurs de l'énergie électrique, du pétrole, du gaz naturel et d'autres industries énergétiques, ordinateur industriel pour la production d'énergie, le transport, le stockage et d'autres données-surveillance en temps réel, contrôle à distance et avertissement de panne. Grâce au système de contrôle de l'ordinateur industriel, l'industrie énergétique peut réaliser la gestion automatique des équipements, améliorer l'utilisation de l'énergie et éviter le gaspillage.
Entreposage automatisé :Dans le système de stockage automatique, la machine de contrôle industriel est couramment utilisée dans la gestion du stockage des marchandises, dans et hors de l'entrepôt, dans la manipulation automatique des robots et dans d'autres travaux. Correspondant étroitement à la machine d'identification de codes à barres, à la RFID, à la robotique intégrée et à d'autres équipements, l'ordinateur industriel peut réaliser une gestion automatique, réduire les coûts de main-d'œuvre et améliorer l'efficacité du travail.
VI. La tendance de développement future de la machine de contrôle industriel
Avec le développement rapide de la science et de la technologie, les contrôleurs industriels évoluent également, et progressivement vers des aspects de développement plus efficaces, plus intelligents et plus flexibles.
Combinaison avec l'Internet des objets :Avec la popularisation de la technologie Internet des objets (IoT), les contrôleurs industriels accorderont davantage d'attention à la combinaison avec l'Internet des objets. Basés sur des réseaux de capteurs, des plateformes cloud, l'analyse de données et d'autres technologies, les contrôleurs industriels sont capables de collecter et d'analyser de nombreuses données industrielles en temps réel pour améliorer le niveau de fabrication intelligente.
Application de l'intelligence artificielle :l'application de l'intelligence artificielle (IA) dans les machines de contrôle industriel jouera un rôle important, notamment dans l'exploration de données, la maintenance prédictive et d'autres aspects. L'introduction d'algorithmes d'IA permet aux ICM non seulement de gérer la dynamique en temps réel-, mais également de prendre des décisions intelligentes pour optimiser davantage le processus de production et réduire les coûts.
Introduction de l'informatique de pointe :L'Edge Computing est une architecture informatique distribuée qui amène le niveau de mesure jusqu'à la périphérie du réseau. Les contrôleurs industriels jouent un rôle important dans cette tendance, en s'appuyant sur-le traitement et l'analyse des données sur site, réduisant ainsi le délai de transmission des données et améliorant la vitesse de réponse. L'Edge Computing peut également améliorer l'efficacité du traitement des données, réduire la pression sur la bande passante du réseau et promouvoir les machines de contrôle industrielles dès que possible pour s'adapter à un environnement de travail en constante évolution.
Intégration et conception modulaire :Avec la diversification des réglementations industrielles, l'avenir des machines de contrôle industriel accordera davantage d'attention à l'intégration et à la modularisation. Cette conception permet non seulement de réduire les coûts, mais également de réaliser une configuration flexible en fonction des différents besoins des clients.
Amélioration des performances et de l’efficacité :Avec la manipulation industrielle de l'automatisation sur les performances et l'efficacité des besoins informatiques qui continuent de s'améliorer, l'avenir des machines de contrôle industriel trouvera un meilleur équilibre dans les caractéristiques d'efficacité. En sélectionnant des processeurs et une technologie de gestion de batterie plus avancés, la machine de contrôle industriel peut non seulement résoudre des données à plus grande échelle-, mais également économiser les ressources et la consommation, et réduire l'impact sur l'environnement.
Application de la technologie de réseau-à haut débit :Avec le développement de technologies de réseau-à haut débit telles que la 5G et le Wi-Fi 6, la capacité de mise en réseau et le taux de transfert de données des contrôleurs industriels seront considérablement améliorés.
Conception verte :Avec l'amélioration de la sensibilisation mondiale à la protection de l'environnement, les machines de contrôle industriel évolueront vers l'aspect vert du développement. À l'avenir, les ordinateurs industriels bénéficieront d'une conception-plus économe en énergie et plus respectueuse de l'environnement afin de réduire la pollution de l'environnement et la consommation d'énergie.
VII. Résumé
En tant que matériel clé du contrôle de l'automatisation industrielle, l'importance de l'ordinateur industriel est évidente-. Avec les progrès continus de la technologie, l'utilisation de contrôleurs industriels dans diverses industries sera plus étendue, ses performances et sa structure continueront de s'améliorer. Pour les entreprises, le choix de contrôleurs industriels à hautes-performances et performances stables constituera une étape importante dans l'amélioration de la productivité, la réduction des coûts et la réalisation d'une fabrication intelligente. Dans le développement futur, la machine de contrôle industriel continuera non seulement à être le contrôle industriel du « nerf cérébral », mais également avec l'Internet des objets, l'intelligence artificielle, la 5G et d'autres technologies étroitement liées pour promouvoir l'automatisation de la manipulation industrielle à un niveau supérieur.
Grâce à l'analyse complète ci-dessus des contrôleurs industriels, nous pouvons voir que les contrôleurs industriels ne sont pas seulement l'équipement de base des systèmes de contrôle d'automatisation industrielle, mais également une force importante pour le développement industriel. À l'avenir, les contrôleurs industriels continueront de tirer parti de leurs avantages et de la profondeur de l'intégration des technologies émergentes pour le développement de l'automatisation industrielle afin d'injecter une nouvelle vitalité.
Traduit avec DeepL.com (version gratuite)