Przejdź do treści
Wczytuję...

We wszystkich realizacjach gdzie wymagana jest wysoka niezawodność zastosowanie znajdują komputery przemysłowe i laboratoryjne. Maszyny tego rodzaju posiadają podobną funkcjonalność do tradycyjnych pecetów czy laptopów, jednak ze względu na swoją niską awaryjność pojawiają się wszędzie tam gdzie ważna jest wysoka stabilność działania oraz wytrzymałość zaprojektowanych rozwiązań.

IPC

W przypadku tego rodzaju urządzeń kluczową kwestią podczas ich projektowania jest klasa zastosowanych podzespołów oraz materiałów, które mają bezpośrednie przełożenie na ich długie i bezawaryjne działanie w trudnych warunkach środowiska, w których zwykle przychodzi im pracować. W infrastrukturze przemysłowej komputery o podwyższonej wytrzymałości (IPC - Industrial Personal Computer) stosowane są jako panele służące do bezpośredniego zarządzania procesami produkcyjnymi, przetwarzania informacji oraz analizy gromadzonych danych. Wyłączenie komputera spełniającego takie zadania zawsze generuje poważne utrudnienia, z okresowym wstrzymaniem pracy zakładu włącznie. Aby zapobiec takim okolicznościom lub zminimalizować ryzyko ich wystąpienia na ogół nie stosuje się w roli urządzeń sterujących zwykłych komputerów, ale właśnie specjalne jednostki o podwyższonej skuteczności i lepszym dostosowaniu do konkretnych warunków pracy. Jednostki takie wyróżniają się także specjalną formą obudowy i sposobem montażu. Znajdziemy tu komputery jednopłytkowe (do zabudowy wewnątrz maszyn produkcyjnych), typu IPC Box (zbliżone do tradycyjnych komputerów PC) oraz jednostki panelowe (zintegrowany z komputerem ekran dotykowy).

Szkodliwość czynników środowiskowych

Urządzenia typu IPC muszą wykazywać się odpornością na wiele szkodliwych czynników występujących w danym środowisku i mogących doprowadzić do ich uszkodzenia i przestojów produkcyjnych. W szczególności zabezpieczenia uwzględniają:

  • Podwyższone zapylenie - pył w miejscu pracy zatykający układy wentylacyjne i osiadający wewnątrz komputera powoduje przegrzewanie podzespołów. Rozwiązaniem są tu dodatkowe element uszczelniające obudowy oraz zastosowanie chłodzenia pasywnego eliminującego konieczność instalacji wentylatorów. Specjalne technologie pozwalają na dostosowanie parametrów pracy procesora, mniejsze zużycie energii, a tym samym ograniczenie wydzielanego ciepła i możliwość efektywnego działania bez wentylatorów. Wszystko to ogranicza możliwość przenikania pyłów przez obudowy zapewniając konieczną izolację wnętrza komputera.
  • Wysokie/niskie temperatury - zadania realizowane przez IPC mogą przebiegać w skrajnie różnych zakresach temperatur. Procesy produkcyjne wymagają bowiem działania w różnych warunkach. W przypadku pracy w środowisku ekstremalnie gorącym (hutnictwo) rozwiązaniem są rozbudowane układy chłodzące - dodatkowe wentylatory, wydajne konstrukcje radiatorów, stosowanie chłodziwa. Praca w niskim zakresie temperatur wymaga stosowania specjalnych systemów grzewczych (grzałki) wewnątrz obudowy, umożliwiających rozruch urządzenia i ochronę przed zamarzaniem podczas pracy.
  • Promieniowanie i zakłócenia elektromagnetyczne - fale elektromagnetyczne emitowane przez sprzęt fabryczny i laboratoryjny może wpływać na właściwe działanie obwodów elektronicznych, zakłócać komunikację oraz strumieniowanie danych. Odporność przeciwzakłóceniową IPC uzyskują dzięki wewnętrznemu ekranowaniu urządzenia.
  • Wstrząsy, drgania, wibracje - komputery przemysłowe bywają montowane w wielu newralgicznych miejscach, często w pobliżu maszyn i urządzeń produkcyjnych, niekiedy stanowiąc ich integralny element. Wibracje generowane przez linie produkcyjne mogą mieć negatywny wpływ na pracę komputerów (zapis i odczyt danych) oraz ich niezawodność (pękanie spoiwa lutowniczego obwodów elektronicznych, luzowanie uchwytów mocujących). Odporność jednostek IPC uzyskuje się dzięki specjalnym konstrukcjom, materiałom i podzespołom (IGSSD - industrial-grade SSD) oraz drobiazgowym testom antywstrząsowym.
  • Zalanie - ewentualność zalania wszelkimi płynami przemysłowymi naznaczona jest szczególnie wysokim prawdopodobieństwem w halach produkcyjnych czy laboratoriach. Jednostki przemysłowe mogą jednak posiadać zabezpieczenia umożliwiające pracę w całkowitym zanurzeniu lub nawet pod ciśnieniem. Odpowiednią klasę zabezpieczeń określają stosowne normy i certyfikaty (stopień IP).

Odzyskiwanie danych i systemu po awarii

Komputery przemysłowe bywają odpowiedzią na wyzwania związane z trudnymi warunkami pracy. Niestety nawet one, pomimo swej podwyższonej niezawodności, czasem ulegają awariom. Dotyczy to typowych usterek sprzętowych, w szczególności płyt głównych, procesorów, zasilaczy, pamięci RAM i oczywiście dysków na których znajdują się newralgiczne dane i programy sterujące.

W przypadku usterki jednostki IPC odzyskanie dostępu do plików jest tak samo istotne jak ponowne uruchomienie urządzenia, a tym samym przywrócenia ciągłości produkcyjnej. Niezwykle ważne okazuje się w takich sytuacjach odzyskanie algorytmów sterujących. Maszyny produkcyjne pracują na ogół wiele lat, a oprogramowanie przez nie wykorzystywane często nie jest już wspierane przez producentów. Z tego powodu zaleca się wcześniejszą realizację kopii posektorowej dysków będących nośnikami systemów operacyjnych i programów sterujących. Jeśli firma nie potrafi wykonać tego we własnym zakresie z pomocą przychodzą laboratoria odzyskujące dane, które mogą wykonać tego typu usługę zanim dojdzie do awarii i kosztownych działań serwisowych. Z tych względów można także pokusić się o zaopatrzenie w podzespoły (płyta główna, procesor, pamięć, zasilacz) będące zamiennikami dla elementów będących na wyposażeniu posiadanego IPC. Znacznie skraca to czas przestoju, a niekiedy wręcz czyni w ogóle możliwym przywrócenie procesów produkcyjnych.