در گستردهترین تعریف، کامپیوترهای صنعتی (IPC)، کامپیوترهایی هستند که با ویژگیها و قطعاتی طراحی و ساخته شدهاند تا بتوانند در محیطهای معمولاً سخت و خشن یک واحد تولیدی دوام بیاورند. اساساً، یک IPC دادهها را به همان روش یک کامپیوتر تجاری پردازش میکند. از نظر معماری، همان اجزای پایهای شامل پردازنده (CPU)، حافظه ذخیرهسازی، حافظه RAM، رابط شبکه و غیره در آن وجود دارد. علاوه بر این، بیشتر برندها و مدلها گزینههایی برای یکپارچهسازی نمایشگر، ماوس، کیبورد، دستگاههای RS-232 و انواع دیگر دستگاهها و پروتکلها ارائه میدهند.
کامپیوتر صنعتی از شرکت Beckhoff با فرمفاکتورهای مختلف
شرکت IBM در سال ۱۹۸۴ کامپیوتر صنعتی ۵۵۳۱ را عرضه کرد که میتوان آن را اولین «کامپیوتر صنعتی» دانست. نسخه صنعتی IBM AT PC با نام IBM 7531 در تاریخ ۲۱ مه ۱۹۸۵ معرفی شد. همچنین شرکت Industrial Computer Source اولین کامپیوتر صنعتی خود با نام ۶۵۳۱ را در سال ۱۹۸۵ عرضه کرد. این دستگاه یک کامپیوتر صنعتی رکمونت ۴U اختصاصی بود که بر پایه مادربورد کلون IBM PC ساخته شده بود.
برخی از مزایای IPCها نسبت به کامپیوترهای تجاری در حوزه اتوماسیون عبارتاند از:
یک وسیله نقلیه هدایتشده خودکار (AGV) که در فضای باز عمل میکند، یک کاربرد مناسب برای کامپیوترهای صنعتی (IPC) است.
یک پنل IPC برای سیستم کنترل کارخانه آبجوسازی، در محیطی با دما و رطوبت بالا
بیشتر تأمینکنندگان اصلی IPC، اکوسیستمهایی از اتوماسیون مبتنی بر PC را ارائه میدهند که شامل راهکارهایی متناسب با قابلیتها، شرایط محیطی و کاربردهای خاص است. بر اساس این ویژگیها، میتوان IPCها را به دستههای زیر تقسیم کرد:
این نوع IPCها که با نام Box PC نیز شناخته میشوند، معمولاً ابعاد کوچکی دارند و برای نصب روی ریل (DIN Rail) طراحی شدهاند. یکی از مهمترین مزایای آنها ماژولار بودن است. کامپیوترهای امبدد معمولاً بهراحتی با ماژولهای I/O و سایر ترمینالها در داخل تابلو کنترل یکپارچه میشوند.
بهطور ساده، پنل PC ترکیبی از یک کامپیوتر صنعتی و یک تابلو کنترل یا HMI است. پنل PCها دستگاههای یکپارچه (All-in-One) هستند و در بسیاری از کاربردها که محدودیت فضا و هزینه وجود دارد، گزینهای مطلوب به شمار میآیند. امروزه بسیاری از پنل PCها با صفحهنمایش لمسی عرضه میشوند و راهحلی محبوب برای کاربردهایی هستند که نیاز به نمایش و مانیتورینگ مستقیم روی دستگاه یا در نزدیکی آن وجود دارد.
این نوع IPCها معمولاً از نظر ابعاد بزرگتر از کامپیوترهای امبدد هستند و اغلب قابلیت نصب روی ریل را ندارند. رک PCها بیشتر در کاربردهای سرور صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند و به دلیل دوام و استحکام بالاتر، سطح امنیت داده بیشتری را فراهم میکنند.
این تجهیزات ترمینالهایی هستند که برای اجرای برنامههایی استفاده میشوند که ممکن است مستقیماً بر عملکردهای اتوماسیون تأثیر نداشته باشند. در بسیاری از سیستمها، گزارشها و آمارها برای اهداف نگهداری یا برنامهریزی عملیاتی از طریق این ترمینالها بررسی میشوند. علاوه بر استحکام و دوام بالاتر نسبت به تبلتهای معمولی، استفاده از ابزارهای نمایش مبتنی بر PC و سیستمعامل ویندوز، انعطافپذیری بیشتری برای یکپارچهسازی با سایر نرمافزارها و پروتکلهای سازگار با سیستمعامل فراهم میکند.
برخی از IPCهای ارائهشده توسط شرکت زیمنس بهعنوان بخشی از سیستم SIMATIC IPC.
اولین کامپیوترهای صنعتی با قابلیت یکپارچهسازی مستقیم با ماشینآلات، پنل PCها بودند که در دهه ۱۹۸۰ توسعه یافتند. امروزه اکثر تأمینکنندگان اتوماسیون حداقل یک نوع کامپیوتر صنعتی را بهعنوان بخشی از راهکارهای خود ارائه میدهند. در بازار کامپیوتر صنعتی، شرکتهای پیشرو و کلیدی زیر فعالیت دارند:
از نظر توان پردازشی، بازار کامپیتورهای صنعتی در بیشتر موارد روندهای کامپیوترهای تجاری را بهطور نزدیک دنبال میکند. با این حال، برخلاف PCهای تجاری، در دنیای اتوماسیون صنعتی، دسترسپذیری بلندمدت محصولات یک الزام کلیدی است که قابلیت اطمینان سیستمهای کنترلی را تضمین میکند. به همین دلیل، بسیاری از تولیدکنندگان IPC تمرکز ویژهای بر حفظ سازگاری با نسخههای قبلی (Backwards Compatibility) در محصولات جدید خود دارند و همچنین پشتیبانی از محصولات را تا حدود ۱۰ سال آینده تضمین میکنند.
پیشبینی میشود اندازه بازار کامپیتورهای صنعتی در هفت سال آینده حدود ۸٪ رشد داشته باشد. در میان انواع مختلف IPC، کامپیوترهای امبدد در موقعیت مناسبی برای پیشتازی در این رشد قرار دارند. با گسترش استفاده از پردازندههای چهارهستهای، کامپیوترهای امبدد در هر نسل قدرتمندتر و جمعوجورتر میشوند.
تمام این پیشرفتهای سختافزاری همزمان با نوآوری در فناوری Soft PLC در حال وقوع است؛ فناوریای که عملاً IPC را به یک PLC تبدیل میکند. همچنین با افزایش استفاده از Windows 10 IoT Enterprise (و منسوخ شدن سایر نسخههای ویندوز برای کاربردهای فشرده و صنعتی)، آیندهای بسیار امیدوارکننده برای کامپیوترهای صنعتی و نسل جدید مانیتورینگ داده، اتصالپذیری IoT و یادگیری ماشین ترسیم میشود. کامپیوترهای صنعتی یکی از ارکان اصلی مفهوم شناختهشده Industry 4.0 به شمار میروند.
یک سیستم بههمپیوسته از IPCها از شرکت زیمنس
