Comment construire un meilleur produit avec la connaissance des ordinateurs industriels

Le marché mondial des ordinateurs industriels devrait passer de 4,4 milliards USD en 2020 à 5,7 milliards USD d’ici 2025, selon un rapport de MarketsandMarkets. La croissance du marché est alimentée par la demande croissante d’IoT industriel, une évolution constante vers la fabrication numérisée, une optimisation croissante des ressources dans la fabrication et des conformités réglementaires strictes.

Alors que les ordinateurs commerciaux sont généralement utilisés dans un environnement de bureau, les ordinateurs industriels sont destinés aux lignes de fabrication, au contrôle des processus et à l’acquisition de données dans l’atelier. Par exemple, une application peut simplement nécessiter l’entrée/sortie (E/S), comme le port série offert par la carte mère. Dans d’autres cas, des cartes d’extension sont installées pour fournir des E/S analogiques et numériques, des interfaces machine spécifiques, des ports de communication étendus, etc., selon les besoins de l’application.

Les ordinateurs industriels vont des ordinateurs industriels embarqués montés en rack avec plusieurs E/S aux PC tablettes industriels.

Construire avec un ordinateur industriel

Pour construire avec un ordinateur industriel, il faut d’abord comprendre ce qu’il peut faire. Le développement ou la mise en œuvre du PC industriel optimal dépend des besoins de l’application, mais se divise en trois catégories : 1) concevoir le vôtre, 2) sur étagère et 3) spécifique à l’industrie. Les principaux fournisseurs d’ordinateurs industriels – comme Kontron, Comtronix, WinSystems et autres – proposent des plates-formes pour les trois catégories.

Pour les ordinateurs industriels à usage spécial, il peut être nécessaire d’utiliser le service de fabrication de conception d’un fournisseur. Le client spécifie tous les aspects de l’ordinateur, depuis sa taille, la configuration des ports d’E/S, l’alimentation, les performances de l’ordinateur, la connectivité, etc.

Le moyen le plus simple de construire un ordinateur industriel est peut-être d’acheter une solution prête à l’emploi ou un système commercial standard. Ce sont des ordinateurs généralisés non dédiés aux besoins spécifiques de l’industrie.

La troisième catégorie d’ordinateurs industriels est un compromis entre les ordinateurs spécialisés et les ordinateurs standard, à savoir la pré-construction pour des industries spécifiques. Ces ordinateurs industriels entrent généralement dans ces sous-catégories :

• Fabrication – Utilisés pour évaluer les données critiques sur un goulot d’étranglement de la ligne de production ou des Panel PC contrôlant une tâche de machine CNC, ces systèmes sont souvent sans ventilation et sans ventilateur et prennent en charge les radios sans fil actuelles, par exemple, WiFi, Bluetooth et 4G LTE)
• Entrepôt et distribution – Utilisé pour suivre l’inventaire des emplacements des emplacements jusqu’à la porte du quai. Les modules Wi-Fi sans fil doivent rester connectés pendant l’itinérance dans les infrastructures de rack à haute densité.
• Transport et logistique – Les nouvelles réglementations exigent des rapports précis, une tenue de registres vigilante, une visibilité continue et un traitement rapide des informations. Ces tablettes et ordinateurs industriels robustes doivent être facilement intégrés ou montés dans des véhicules et sur des chariots élévateurs.
• Automatisation du bâtiment – ​​Ces ordinateurs sont souvent enfermés dans des serveurs montés en rack. Ils doivent assurer la sécurité des composants vitaux d’un bâtiment tout en offrant un moyen efficace de réduire les coûts énergétiques et d’exploitation. Les ordinateurs d’automatisation des bâtiments sont nécessaires pour les systèmes de CVC, de contrôle d’accès, de sécurité et de surveillance.

Critère de décision

Il peut y avoir de nombreux points de décision lors de la construction et de la mise en œuvre d’ordinateurs industriels, tels que la taille ou le facteur de forme de la carte de circuit imprimé. La plupart des PC utilisés dans les applications industrielles sont appelés ordinateurs sur module (COM), un ordinateur à carte unique (SBC) – souvent utilisé dans les systèmes informatiques embarqués commerciaux. Le COM est analogue à un système sur puce (SoC) et à un système en boîtier (SiP), en ce sens qu’un COM contient des capacités informatiques complètes sur une seule carte.

Contrairement aux PC de bureau, les ordinateurs monocarte ne reposent pas sur des connecteurs d’extension pour les fonctions périphériques ou l’extension. Au lieu de cela, un SBC occupe souvent un emplacement dans une armoire montée en rack – généralement une position de fond de panier. Les emplacements restants sont remplis d’une variété de modules d’E/S selon les besoins de l’application industrielle particulière.

Quel ordinateur monocarte à facteur de forme (SBC) un concepteur doit-il choisir ? La réponse dépend de l’application industrielle particulière, des exigences de performances, des besoins d’E/S et d’autres contraintes. Même si le facteur de forme correct ne peut pas être trouvé, une version personnalisée peut être construite. (Source de l’image : communiqué de presse de WinSystems)

Les petits ordinateurs de bord reposent souvent sur des facteurs de forme informatiques standardisés destinés à être utilisés avec un boîtier de fond de panier. Lorsqu’un fond de panier est utilisé avec un ordinateur monocarte enfichable (SBC), la combinaison offre les mêmes fonctionnalités qu’une carte mère, fournissant une puissance de traitement, de la mémoire, des E/S et des emplacements pour les cartes enfichables. Les boîtiers de fond de panier comprennent les éléments suivants : CompactPCI, PXI, VMEbus, VXI et PICMG.

Le résultat est similaire à celui d’un système construit avec une carte mère, sauf que le fond de panier détermine la configuration de l’emplacement. Les fonds de panier sont disponibles avec un mélange d’emplacements (ISA, PCI, PCI-X, PCI-Express, etc.) et s’intègrent dans un boîtier de montage en rack 19″.