Промышленные компьютеры: основные характеристики и применение

Промышленные ЭВМ стали незаменимыми в автоматизации и управлении функциями производства в самых разных сферах: от тяжелой промышленности до современных высокотехнологичных производств. Отличаясь повышенной надежностью, устойчивостью к экстремальным условиям эксплуатации и способностью функционировать в широком диапазоне температур, они стали выполнять ведущую роль в обеспечении бесперебойной работы оборудования и достижении высоких показателей технологических операций. В этой статье мы рассмотрим ключевые функции промышленных компьютеров, их основные отличия от стандартных офисных ПК, а также области использования. Расскажем об их роли в современных процессах производства.

Чем обычный ПК отличается от ЭВМ для производства

Обычные и промышленные ЭВМ предназначены для разных сред эксплуатации и задач, что отражается на их конструкции, характеристиках и функциональности. Давайте рассмотрим особенности каждого типа и основные различия.

Условия эксплуатации

Обычные ПК разрабатывают для комфортных офисов или домашних условий. Они работают в помещениях с умеренной температурой, низкой влажностью, отсутствием постоянной вибрации и пыли. Производственные ЭВМ проектируют для работы в экстремальных условиях высоких или низких температур, высокой влажности, вибраций, ударов, агрессивных и загрязненных сред и даже радиации. Для надежной и бесперебойной работы в такой обстановке им необходимо специальное исполнение и прочные корпуса.

Надежность и долговечность

Обычные ПК могут работать десятилетиями, но это скорее исключение. Домашние ПК морально устаревают, и срок их службы равен примерно пяти годам. Поэтому инженеры больше ориентируются на пожелания маркетологов по гарантийному сроку. В результате заменяют или обновляют их сравнительно часто. А ЭВМ для производства обычно выбирают под решение конкретных задач. На первый план выходит обеспечение максимальной надежности и долговечности, даже при круглосуточной эксплуатации. Поэтому срок службы в 10 лет — это далеко не предел для них.

Производительность и специализация

Домашние ПК решают широкий круг задач, от работы с текстами до игр и просмотра видео. Требования по производительности к ним постоянно растут, причем даже для тех ПК, что используют в офисной работе. ЭВМ, которые выбирают для производства обычно узко специализированные на какой-то одной или нескольких задачах, например, сбор и обработка данных с датчиков, регулирование функций производства, автоматизация и диагностика.
Производительность и аппаратные ресурсы нужны не максимальные, а оптимальные. Иногда в качестве ЭВМ используют простые микроконтроллеры. А иногда нужен целый суперкомпьютер или вычислительный центр — задачу определяют требуемые ресурсы.

Модульность и расширяемость

Домашние и офисные ПК до недавнего времени можно было легко обновить. Сегодня самостоятельный подбор и замена внутренних компонентов больше интересны энтузиастам и любителям игр. И то, потенциал обновления домашних ПК ограничен архитектурой. Поэтому часто вместо модернизации или встраивания отдельных компонентов просто заменяют ПК целиком. Некоторые исполнения (ноутбуки или моноблоки, например) не подразумевают обновления вообще. ЭВМ, используемые в производстве, изначально создают так, что они должны обладать широкими интеграционными возможностями. От подключения внешних датчиков и исполнительных устройств до возможности полного многократного резервирования своей работы. Для этого необходим широкий ассортимент интерфейсов и расширений. А возможность модернизации становится важным фактором при создании их дизайна.

Стоимость

На данный момент цена такова, что максимальное число потребителей может позволить себе работу на хорошем домашнем ПК. Совсем другая история с ЭВМ в промышленности. Обычно они стоят дороже из-за жестких требований к надежности, долговечности и адаптации под экстремальные условия. Но эта цена себя оправдывает долгосрочной бесперебойной работой и минимизацией простоев на производстве. Поэтому при выборе ЭВМ для производства всегда учитывают вероятность их отказа и последствия, к которым этот отказ приведет.

Несмотря на схожесть внутреннего устройства, возможность запуска одних и тех же операционных систем и программ для них, цели использования домашних и промышленных компьютеров различаются кардинально. А это значит, что и изготавливают их по-разному, и сравнивать цены бессмысленно.

Что умеют ЭВМ в производстве

ЭВМ — это критически важные компоненты современного производства. Они дают возможность предприятиям гибко реагировать на изменения экономических условий, ускорять или, наоборот, притормаживать выпуск продукции, регулировать ее качество или перепрофилировать оборудование на изготовление новых товаров. Поэтому ЭВМ в промышленности отвечают за:

1. Управление процессами производства.

   В отличие от человека, ЭВМ не устают, успевают одновременно следить за тысячами параметров и правильно выбирать оптимальный режим работы конвейера или производственного оборудования.

2. Сбор и обработку данных.

   ЭВМ считывают огромные объемы информации с установленных на технике датчиков, собирают аналитические данные для инженеров. Эти сведения впоследствии могут использовать для выбора оптимального момента технического обслуживания машин или изменения параметров их работы в соответствии с задачами предприятия.

3. Визуализацию и интерфейсы взаимодействия человек-машина.

   Большим преимуществом ЭВМ является то, что они умеют собирать информацию разного рода и визуализировать ее. Операторы, глядя на представленные данные, могут посредством тех же ЭВМ отдать команду оборудованию.

4. Автоматизацию и контроль.

   ЭВМ в промышленности сокращают количество людей, нужных для поддержания техники в рабочем состоянии. Некоторые решения ЭВМ способны принимать сами, освобождая внимание сотрудников для более важных задач.

5. Ведение журналов и отчетность.

   Благодаря своему умению собирать и сохранять большие массивы данных, ЭВМ могут использовать как инструмент накопления знаний о технологических этапах, составления отчетов о нем, и подготовки предложений по его улучшению.

6. Сетевую интеграцию и удалённый доступ.

   Благодаря возможности подключения к сетям связи, ЭВМ могут обмениваться данными с другими системами, предоставлять доступ к информации в реальном времени через интернет или внутренние корпоративные сети. А это очень важно для крупных производств, которые, например, собирают автомобили по принципу Just-In-Time.

7. Работу в условиях экстремальных температур и сред.

   Они спроектированы так, чтобы функционировать там, где ни человек, ни обычные ПК находиться не могут. ЭВМ для производства — это гибкие и надежные инструменты, без которых невозможно современное производство, логистический комплекс или транспортный узел. Они неустанно следят за безопасностью производства и оптимальностью его параметров, разгружают внимание человека, позволяют ему не подвергать себя опасности при работе в экстремальных условиях.

Область применения промышленных компьютеров. Отрасли

ЭВМ проникли уже во все сферы нашей жизни. Трудно представить себе масштабное автомобильное производство без них. Постоянное изменение модельного ряда требует гибкости и возможности быстрой переналадки.

• В пищевой промышленности ЭВМ используют для контроля технологии производства и управления логистикой.
• Особенно важен мониторинг условий работы в фармацевтике, где эффективность и безопасность выпускаемых лекарств напрямую зависит от того, насколько стабильны условия.
• В электроэнергетике ЭВМ управляют работой энергогенерирующего оборудования, контролируют распределение энергии и защищают сеть от перегрузок.
• В транспортной сфере ЭВМ управляют движением по любой из стихий: воде, воздуху и суше. Помогают выявлять неисправности и вовремя обслуживать машины.
• Использование в сфере безопасности позволяет работать датчикам и камерам видеонаблюдения в любую погоду, собирая и анализируя информацию в режиме 24/7.
• Конечно, современные офисы и здания не обходятся без контроля доступа, специальной вентиляции и устройств поддержания климата — для всего этого нужны специальные ЭВМ.
• В сельском хозяйстве бортовые компьютеры дронов помогают в автоматическом режиме собирать информацию о достаточности полива посевов, состоянии почв и количестве удобрений.
• ЭВМ берут на себя контроль за этапами добычи, транспортировки, переработки нефти и газа, включая мониторинг за состоянием трубопроводов и техники на месторождениях.
• В медицине ЭВМ управляют системами жизнеобеспечения и инструментами диагностики, такими как рентгеновские аппараты и томографы. Тем самым они защищают не только здоровье пациентов, но еще и врачей, вовлеченных в работу.

Эти примеры — малая доля возможных способов использования промышленных компьютеров. Гибкость, способность адаптироваться к различным условиям делают их незаменимым элементом в современных автоматизированных и интеллектуальных системах управления во всех сферах промышленности.

Выводы

ЭВМ в промышленности — это не просто оборудование, это основа для инноваций и развития современного производства. Они решают целый комплекс задач:

• Собирают данные с конечных устройств и протоколируют их.
• Анализируют информацию и принимают некоторые решения самостоятельно.
• Благодаря защищенному исполнению, могут находиться там, где человеку быть небезопасно или просто невозможно.

Способность к модернизации, широкие интеграционные возможности, перепрограммируемость дают ЭВМ гибкость, которая становится основной конкурентоспособности современных предприятий всех сфер нашей жизни.