Procesy realizowane zarówno w fabrykach, energetyce jak i w gazownictwie to w dużej części procesy krytyczne. Ich niespodziewane zatrzymanie, podobnie jak utrata kontroli, może spowodować kosztowne straty, a nawet być przyczyną uszkodzenia maszyn. Idąc dalej, niespodziewane zatrzymanie produkcji to opóźnienia, które są powodem dodatkowych kosztów, ponieważ ustalone z klientami terminy dostaw nie są dotrzymywane. 

Jak zatem zadbać o zmniejszenie ryzyka niespodziewanych przestojów?

Z pewnością sama wiedza o kondycji parku maszynowego jest kluczowa. Tą wiedzę, uzyskujemy poprzez planowanie przeglądów, ale również stosując bardziej efektywne rozwiązanie, jakim jest monitorowanie parametrów pracy np. poziomu wibracji i temperatury, zgodnie z trendem predictive maintenance.

Co jeszcze możemy zrobić? 

Zadbać o to, aby w środowisku hali produkcyjnej znajdował się sprzęt specjalnie przygotowany do takich warunków. Krytyczne dla funkcjonowania urządzeń mogą okazać się m.in.:

• Szerokie zakresy temperatur pracy (np. -40…+75)
• Zapylenie, kurz i inne czynniki pojawiające się na spawalniach, halach z obróbką powierzchniową itd.
• Wibracje i wstrząsy 
• Mgła olejowa
• Pole elektromagnetyczne

Dlatego, nie powinno się stosować w warunkach przemysłowych tych samych urządzeń, które są używane w biurach.

Jakie zatem wymagania powinien spełnić dostawca rozwiązania, aby urządzenia funkcjonowały stabilnie?

1. Sposób wykonania oraz odporność (ruggedness)
2. Wydajność (efficiency) i niezawodność (reliability)
3. Kompatybilność (compatibility)
4. Możliwość rozbudowy (expandability)
5. Wydłużona dostępność i wsparcie (long-term availability)

Sposób wykonania oraz odporność na niekorzystne warunki

Rozwiązania przemysłowe zostały zaprojektowane tak, aby sprostać pracy w nieprzyjaznym środowisku. Użytkując urządzenia w środowisku przemysłowym możemy spotkać się z następującymi czynnikami szkodliwymi:

• Wstrząsy i wibracje związane z pracą maszyn oraz użytkowaniem - w środkach transportu mogą niejednokrotnie mieć wartość kilku G.
• Szerokie zakresy temperatur nawet od -40 do + 85 st. Celsjusza. W układach fanless (bezwentylatorowych) temperatura otoczenia może mieć znaczący wpływ na wydajność lub nawet prowadzić do przegrzewania się i uszkodzenia urządzeń.
• Kurz, zapylenie oraz wilgoć – występowanie tych czynników nie pozwala na zastosowanie aktywnego chłodzenia i wymaga stosowania rozwiązań fanless.
• Konieczność zapewnienia szczelności co najmniej klasy IP65 w przypadku wyświetlaczy i monitorów, co pozwoli bezpiecznie stosować urządzenie na hali produkcyjnej, czyniąc je odpornym na kurz i przypadkowe zachlapanie. Wybrane branże, np. przemysł spożywczy, wymagają wyższych poziomów szczelności oraz stosowania innych materiałów.
• Wpływ zakłóceń oraz pola elektromagnetycznego – w przemyśle oraz energetyce stosuje się wiele maszyn i urządzeń, które mogą powodować awarie w komunikacji pomiędzy sobą, a skoki napięcia w sieci zasilającej są w stanie doprowadzić do zniszczenia komponentów. Komputery oraz inne urządzenia wykonane w standardzie przemysłowym zapewniają odporność, izolację i zazwyczaj szerokie zakresy napięć zasilających. Warto też pamiętać, że tego typu zakłócenia mogą powodować problemy z łącznością opartą o WiFi.

Wydajność i niezawodność

Komputery przemysłowe stosowane są do uruchamiania systemów automatyki, a także sterowania złożonymi aplikacjami i systemami elektrycznymi z maksymalną niezawodnością i wysoką wydajnością. Aby zwiększyć możliwości działania, należy wybrać technologie i sprzęt opracowany właśnie do takich zastosowań. Typowe warunki przemysłowe wpływają na niezawodność urządzeń, a ostatecznie na wydajność operacji. Zrównoważona i niezawodna eksploatacja jest ważna dla uniknięcia kosztownych przestojów. Nieprzerwaną pracę zapewnią: wytrzymała konstrukcja komputerów przemysłowych, sprawdzone komponenty, a także odpowiedni sposób montażu.

Możliwość rozbudowy oraz wydłużone wsparcie

Komputery w przemyśle używane są kilkukrotnie dłużej, niż w zastosowaniach komercyjnych. Wynika to z rodzaju ich zastosowania oraz aplikacji, które na nich pracują. W takiej sytuacji należy zapewnić zarówno wydłużone wsparcie dla systemu operacyjnego, jak również dla samego komputera oraz pełną identyfikowalność zastosowanych komponentów. Producenci komputerów przemysłowych, tacy jak Advantech, oferują wsparcie wydłużone nawet do 10 lat na zastosowane komponenty. Ich sposób zaprojektowania umożliwia naprawę nawet wtedy, gdy części zapasowe nie są już dostępne. Co za tym idzie, uaktualnienia i dostępność części zamiennych nie stanowią problemu dla długoletnich, renomowanych dostawców rozwiązań przemysłowych.

Całkowity koszt posiadania (TCO)

Zakup urządzeń przemysłowych to większa inwestycja, niż w przypadku standardowych komputerów. Z drugiej jednak strony całkowity koszt posiadania specjalistycznego rozwiązania jest znacznie niższy w porównaniu z kosztami regularnej naprawy lub wymiany komercyjnego komputera PC, który nie jest odpowiednim urządzenie i może nie podołać rygorystycznym wymogom użytkowania przemysłowego. Do tych kosztów dochodzą również straty wynikające z niezaplanowanych przestojów oraz opóźnionych dostaw.

Wydajność i design

To kolejne elementy istotne z punktu widzenia realiów pracy w trudnych warunkach. Komputery przemysłowe, jak również komputery panelowe i HMI, nie mogą być wyposażone w aktywne chłodzenie ze względu na środowisko ich pracy. Pozostaje zatem wyłącznie chłodzenie pasywne, które wymaga odpowiedniej konstrukcji płyty głównej, pełnego odprowadzania ciepła z wykorzystaniem obudowy, a przede wszystkim odpowiedniej wydajności do pracy w takich warunkach. Zły dobór komponentów może skutkować radykalnym spadkiem parametrów w wyższej temperaturze.

Normy i wymagania branżowe

Wybrane branże posiadają własne regulacje opisujące wymagania w stosunku do konkretnych czynników. Wymieńmy kilka z nich:

• EN50155 – stosowana w kolejnictwie, określająca wymagania w stosunku do temperatur pracy, wstrząsów i wibracji oraz odporności na pole elektromagnetyczne.
• IEC61850 – określa wymagania w zakresie sprzętu wykorzystywanego w podstacjach energetycznych.
• IEC 60721-3-5 – określa poziom dopuszczalnych wibracji i wstrząsów dla rozwiązań stosowanych w transporcie.
• MIL-STD-810G - norma militarna dla określenia szeregu wymagań dla użytkowania i transportu.
• CLASS 1 DIV 2, ATEX - określa urządzenia iskrobezpieczne umożliwiając ich zastosowanie w atmosferze gazów wybuchowych.
• IP65, IP66 all around, IP68, IP69K i inne – poziom szczelności dla różnych zastosowań przemysłowych.
• •EN60601-1 , EN60601-2 - wymagania ze strony zastosowań medycznych

Podsumowanie

Należy świadomie wybierać infrastrukturę IT do zastosowań przemysłowych, gdyż pozornie tańsze w zakupie urządzenia okażą się droższe w eksploatacji, a do tego mogą spowodować nieprzewidziane awarie i postoje, które przełożą się na dodatkowe koszty oraz kary wynikające z wydłużenia czasów dostaw określonych w umowach.