Kobieta skanuje produkty w magazynie.
Automatyzacja znakowania – jakie przynosi korzyści dla przedsiębiorstwa?
7 kwietnia, 2021
Modelowanie sieci bezprzewodowej w budynku.
Projektowanie sieci bezprzewodowej WLAN i propagacja fal radiowych
21 kwietnia, 2021
Pokaż wszystko

Komputer przemysłowy na produkcję. Poradnik.

Płyta główna komputera przemysłowego.

Współcześnie komputery przemysłowe wykorzystujemy w wielu sektorach przemysłu i logistyki. Na co dzień posługujemy się różnymi typami komputerów od prostych terminali mobilnych poprzez tablety po zaawansowane komputery przemysłowe służące do sterowania urządzeniami produkcyjnymi.

Czym różni się komputer przemysłowy od komputera osobistego?

Różnic pomiędzy komputerem domowym, a komputerem przemysłowym (ang. IPC lub industrial computer) na pierwszy rzut oka jest niewiele, ale pozory mogą mylić. Pod względem funkcjonalności komputer przemysłowy ma bardzo zbliżone parametry do zwykłego komputera biurowego. U większości IPC parametry techniczne i funkcje są w zasadzie takie same jak w domowych PC: mikroprocesor i pamięć RAM, nośniki pamięci, porty interfejsów, wydajność itp. Komputery przemysłowe zazwyczaj działają pod kontrolą systemu operacyjnego, takiego jak Windows 10, Windows IoT, Windows IoT Core lub Linux, a rzadziej — niestandardowego systemu operacyjnego dedykowanego do określonych rozwiązań.
Z tego względu bardzo często pojawia się dość naturalne pytanie: Z jakiego powodu powinniśmy inwestować w droższy komputer przemysłowy, skoro te same operacje i te same zadania jesteśmy w stanie wykonać na zwykłym tablecie czy PC? Czym komputer przemysłowy różni się od komputera stosowanego w domu i czy te różnice faktycznie warte są swojej ceny?

Na początku musimy sobie uzmysłowić jedną rzecz. Komputery przemysłowe projektowane są z myślą o trudnych i wymagających warunkach np. hali produkcyjnej. Z tego powodu są przygotowane na “przetrwanie” w wyższych lub niższych temperaturach, zwiększonym zapyleniu, wilgotności, a także na dłuższą i wydajniejszą pracę. Już choćby te powody sprawiają, że konstrukcja tego typu urządzeń musi diametralnie różnić się od komputerów, które na co dzień stosujemy w pracy czy w domu. Ten typ urządzeń przewyższa zwykłe domowe pecety pod względem wytrzymałości i niezawodności konstrukcji i obudowy, a także możliwości rozbudowy i żywotności.

Komputery przemysłowe pracują w trudnych warunkach.

Jakimi cechami wyróżniają się komputery przemysłowe?


Komputery przemysłowe muszą sprostać zatem wielu niekorzystnym warunkom i czynnikom.

Wstrząsy i wibracje.

Komputery przemysłowe najczęściej pracują w halach produkcyjnych. Montowane są blisko taśm produkcyjnych lub (jak tablety przemysłowe) w wózku widłowym w magazynie. Z tego powodu często narażone są na większe drgania i wibracje. Tego typu warunki mogą być przyczyną wielu awarii np. uszkodzeń obudowy czy problemów z zapisem danych na dysku twardym. W celu uniknięcia tego typu wypadków komputery przemysłowe wyposażane są w specjalnie przystosowaną i odporną na wstrząsy obudowę a także komponenty jak np. dyski IGSSD (ang. Industrial Grade SSD) czy karty pamięci CompactFlash.
Wszystkie urządzenia tego typu przechodzą rygorystyczne testy i próby wstrząsowe. W związku z tym przemysłowy PC może tolerować wysokie wstrząsy 5G i wysokie wibracje 0.5G ~ 5m / s.

Ekstremalne temperatury w halach produkcyjnych.

Temperatura otoczenia pracy biurowych PC nie powinna być wyższa niż 35 ° C. Po przekroczeniu tych zakresów znacznie spada wydajność urządzenia, które jest również bardziej podatne na awarie. W przypadku komputerów przemysłowych ten zakres jest znacznie szerszy. Dzięki wytrzymałej i szczelnej konstrukcji, odpowiednio przygotowanych systemach chłodzenia IPC mogą wydajnie pracować nawet w temperaturze do 55 ° C. Wiele przemysłowych modeli wyposażonych w specjalne grzałki funkcjonuje bez problemów w warunkach, w których temperatura spada nawet do -30 ° C. Temperatura otoczenia nie wpływa to znacząco to na ich wydajność i żywotność.

Zapylenie, kurz i wilgotność.

W warunkach produkcyjnych i magazynowych zazwyczaj panuje większe zapylenie oraz podwyższona wilgotność powietrza. Z tego powodu komputery przemysłowe najczęściej wyposażone są w szczelne, zaawansowane filtry montowane na wentylatory, które przechodzą rygorystyczne testy. W ten sposób urządzenie jest bardziej chronione przed wpływem zanieczyszczonego powietrza i nie ma obawy, że praca w tak zapylonych warunkach jest w stanie mu zaszkodzić.

Zalanie wodą lub płynem.

Na hali produkcyjnej wszystko może się zdarzyć np. w hali fabrycznej komputer możemy zalać płynem. W przypadku biurowego PC dostanie się płynu do wewnątrz urządzenia oznaczałoby zupełną katastrofę. Urządzenia pracujące w trudnych warunkach są przygotowane na taką ewentualność, dlatego obowiązkowo przechodzą ścisłą kontrolę pod względem norm szczelności IP. Absolutnym wymogiem dla komputerów przemysłowych jest posiadanie klasy szczelności IP65, która informuje nas, że urządzenie jest odporne na wnikanie pyłu, a także wody.

Zakłócenia elektromagnetyczne.

W warunkach przemysłowych komputer narażamy nie tylko na wyższą/niższą temperaturę czy zapalenie, ale również działanie pól elektromagnetycznych. Przemysłowa konstrukcja komputera powinna zapewniać solidną izolację i ustabilizowanie napięcia.

Zagrożenie wybuchem.

Osobną kategorię stanowią komputery, które przeznaczone są do pracy w strefach zagrożonych wybuchem (tzw. stref EX). Strefy EX w największym skrócie to wydzielone obszary w przedsiębiorstwie (np. magazyny), w których składowane są łatwopalne substancje i istnieje podwyższone ryzyko eksplozji. Urządzenia elektroniczne wykorzystywane w tego typu w pomieszczeniach muszą spełniać określone normy dotyczące np. zapobiegania iskrzeniu lub nagrzewaniu się powierzchni. W związku z tym komputery przeznaczone do strefy EX muszą przejść rozbudowany proces certyfikacji i być zgodne ze standardami UE dyrektywą ATEX 114 oraz normą IEC 60079.


Rodzaje komputerów przemysłowych

Komputery przemysłowe to zaawansowane urządzenia, które stworzone są do pracy 24 godziny na dobę w trudnych ekstremalnych warunkach. W przemyśle i w halach produkcyjnych wykorzystywanych jest kilka typów komputerów przemysłowych. Wybór uzależniamy przede wszystkim od zastosowań i wymogów technicznych.

Komputery jednopłytkowe SBC (Single Board Computer)

Komputer jednopłytkowy (SBC) to kompletny, działający komputer, w którym mikroprocesor, funkcje wejścia/wyjścia, pamięć i inne funkcje są zbudowane na pojedynczej płycie drukowanej z wbudowaną pamięcią RAM. Komputery jednopłytkowe przeznaczamy głównie do zabudowy. Umieszczamy w wewnątrz maszyn produkcyjnych. Zapewniają obsługę standardowych interfejsów szeregowych. Takie urządzenia wykorzystujemy do sterowania przemysłowego, automatyki fabrycznej, transportu, terminali POS, kas fiskalnych, terminali do kart płatniczych itd.

Komputery modułowe (COM – Computer On Module)

To wbudowane komputery jednopłytkowe przeznaczone do integracji z aplikacjami przemysłowymi. Stanowią one komponenty, które w zależności od potrzeb mogą być rozbudowywane i unowocześniane o nowe możliwości.

Komputery panelowe (All In One)

Przemysłowe komputery panelowe stanowią w pewnym sensie połączenie komputera przemysłowego z monitorem dotykowym. Swoim wyglądem przypominają rozbudowane tablety. Doskonale sprawdzają się w sytuacjach, kiedy potrzebny nam jest wytrzymały komputer, zapewniający również estetyczną prezentację danych oraz intuicyjną i łatwą obsługę. Zazwyczaj przeznaczamy do montażu w szafach sterowniczych. Wyposażone są wytrzymały konstrukcje i stopień ochrony IP65.

Tablety przemysłowe montowane są często w wózkach widłowych.

Komputer panelowy vs tablet przemysłowy

Komputer panelowy i tablet przemysłowy pomimo wizualnych podobieństw mają zupełnie inne zastosowanie.

Komputery przemysłowe panelowe wyposażone w ekran dotykowy wbudowujemy w konkretne urządzenie. Stosujemy te urządzenia zazwyczaj na produkcji i przeznaczamy do sterowania i zarządzania danych procesem przemysłowym. Tego typu komputery najczęściej gromadzą i przetwarzają dane. Komunikują się z innymi urządzeniami jak sterowniki PLC, panele operatorskie czy czujniki.
Ze względu na to, że zazwyczaj wykorzystujemy komputery przemysłowe w trudnych warunkach środowiskowych, cechują się wysokimi parametrami wytrzymałościowymi.
Posiadają mocną konstrukcję (obudowę aluminiową lub ze stali nierdzewnej), która pozwalają na pracę w trudnych warunkach. Wytrzymują pracę w wysokiej temperaturze ( -20 do 60 C lub 0 do 45 C). Odporne są na zapylenie i większą wilgotność powietrza. Większość z nich posiada klasy szczelności IP64, IP65, IP66 lub IP67.

Zupełnie inną funkcję pełnią tablety przemysłowe, które dość często wykorzystujemy na halach produkcyjnych, a także na magazynach.

Tablety przemysłowe to wzmocnione komputery przenośne, które wykorzystywane są głównie tam, gdzie potrzebujemy odpornego, wytrzymałego na upadki urządzenia mobilnego. Atutem tabletu jest to, że nie musimy go montować i możemy go stosować jako urządzenie przenośne. Z tego względu bardzo często wykorzystujemy zamiast terminala mobilnego w działaniach związanych z łańcuchem dostaw (przewozu towaru, kontrola czasu pracy, inwentaryzacja produktów handlowych). Tablety przemysłowe wykorzystujemy również poprzez montowaniu ich w wózkach widłowych. Dowiesz się więcej w innym naszym artykule – Jak wybrać terminal wózkowy?>>
Ze względu na swoje przeznaczenie tablety stosujemy w warunkach przemysłowych gdzie narażone są na większe zapylenie, kontakt z wodą czy ekstremalne warunki temperatury. Wiele z nich (tzw. rugged tablet) charakteryzuje się wysoką wodoodpornością i wytrzymałością, a niektóre posiadają również oprócz wysokiej klasy IP również certyfikaty MIL-STD-810G.

Na jakie parametry warto zwracać uwagę przy wyborze komputerów i tabletów przemysłowych?

W przypadku komputerów panelowych i przemysłowych należy uwzględniać takie parametry jak:

  • Rodzaj ekranu i jego przekątna (wielkość dostosowana do realnych potrzeb)
  • System operacyjny (np. Windows 10)
  • Procesor i wielkość pamięci RAM (im mocniejszy procesor, tym wydajniejsza praca urządzenia)
  • Pojemność dysku twardego do przechowywania danych (SSD odporny na wstrząsy)
  • Klasa odporności IP (preferowana minimum IP65)
  • Odporność na wstrząsy i wibracje
  • Gniazda i porty (porty szeregowe RS232 / 422/485 i nowsze: HD DisplayPort, Ethernet, USB typu 2.0 i 3.0 itd)

W przypadku tabletów przemysłowych warto jeszcze uwzględnić:

  • Odporność na upadek (minimum z 1,2 metra)
  • Możliwość skanowania kodów kreskowych
  • Opcje montażu (np. na wózku widłowym)

Wymagania komputerów do pracy w strefach EX

W przypadku urządzeń elektronicznych przeznaczonych do pracy w strefach EX (zagrożonych wybuchem) warto zwracać również na certyfikację urządzeń. W Unii Europejskiej wszystkie urządzenia elektryczne, które pracują w strefach EX, muszą mieć certyfikat ATEX (fr. „ATmosphère EXplosive”). W praktyce rekomendujemy również zakup urządzenia z certyfikatem międzynarodowym IECEx.

Potrzebujesz wsparcia w zakresie wyboru komputera przemysłowego w firmie?

Zapraszam do kontaktu telefonicznego ze mną pod numerem +48 515 135 478 lub mailowego pod adresem pt@sebitu.pl. Wybierzemy najlepsze urządzenie pod względem jakości, ceny i wymagań biznesowych.

Piotr Tamulewicz
Piotr Tamulewicz
Doradca ds. rozwiązań IT w SEBITU.