أين يكمن الفرق بين أجهزة الكمبيوتر الصناعية وأجهزة الكمبيوتر المنزلية؟

لقد أحدثت الحواسيب في العقود الأخيرة تغييرًا جذريًا في حياتنا. وفي المجال الصناعي، وجدت الحواسيب تطبيقاتها الخاصة، ومنها الحواسيب الصناعية، المعروفة أيضًا باسم أنظمة التحكم الصناعية. ببساطة، يُقصد بالحاسوب الصناعي تطبيقات الحواسيب في الصناعة. ومع ذلك، لم يقتصر استخدام الحواسيب الصناعية اليوم على المجال الصناعي فحسب، بل امتد ليشمل قطاعات أخرى كالطاقة الكهربائية، والتعدين، والبتروكيماويات، وحماية البيئة، والنقل، والبناء، وغيرها. ومع التطور السريع للأجهزة الرقمية المنزلية، مثل أجهزة الاستقبال الرقمية، والتلفزيون الرقمي، وصولًا إلى أجهزة الصراف الآلي، وأنظمة تحصيل رسوم الطرق السريعة، وإدارة محطات الوقود، والتحكم في خطوط الإنتاج، والقطاعات المالية والحكومية والدفاعية، يزداد الطلب على المعلومات، مما يُشكل طلبًا كبيرًا على أنظمة التحكم الصناعية، ويُبشر بآفاق نمو واسعة لسوق الحواسيب الصناعية. يبلغ حجم سوق الحواسيب الصناعية في الصين حاليًا حوالي 20 مليار يوان. تُعدّ شركة Qi fly Technology، التي تعمل في مجال البحث والتطوير وإنتاج الحواسيب الصناعية منذ سنوات عديدة، من الشركات الرائدة في هذا المجال، ولديها علامات تجارية معروفة في صناعة الحواسيب الصناعية. سنقدم لكم في هذا المقال تحليلًا موجزًا ​​للحواسيب الصناعية، مع توضيح الفرق بينها وبين الحواسيب العادية وخصائصها. لا يتطلب استخدام الحاسوب الصناعي وظائف متعددة، فهو يُستخدم بشكل أساسي في التحكم الصناعي والاختبارات وغيرها. من التطبيقات الشائعة للحاسوب الصناعي معالجة البيانات الخارجية التي يحصل عليها المعالج الدقيق الداخلي عبر منفذ تسلسلي قياسي (منفذ RS232/485)، ثم عرضها على شاشة العرض أو إخراجها عبر منفذ تسلسلي. لذا، يُنفذ الحاسوب الصناعي عملية حسابية. من الواضح أن هذا يختلف تمامًا عن استخدامات الحاسوب العادي في الترفيه والمكاتب وبرمجة التطبيقات. بالإضافة إلى ذلك، تختلف مكونات الحاسوب الصناعي، وظروف تشغيله، مما يؤدي حتمًا إلى اختلاف تركيبه عن الحاسوب متعدد الأغراض. على سبيل المثال، قد لا يحتوي الحاسوب الصناعي على شاشة عرض، وقد يحتوي على منافذ تسلسلية متعددة، ووحدة معالجة مركزية مخصصة للتحكم الصناعي، ومساحة لوحة النظام صغيرة جدًا. كل هذه الخصائص تعكس الفرق بين نوعي الحاسوب. نظرًا لظروف التشغيل القاسية في التحكم الصناعي، غالبًا ما يتطلب الأمر مكونات خاصة لتكوين حاسوب لهذا الغرض. على سبيل المثال، في بعض الحالات، يتطلب الأمر نطاقًا أوسع لدرجات حرارة التشغيل، حيث يعمل العديد من الحواسيب الصناعية في درجات حرارة تتراوح بين 20 درجة مئوية تحت الصفر و80 درجة مئوية. تتطلب بعض الحالات أجهزة أكثر استقرارًا، مثل أجهزة مقاومة التداخل القوية. ترتبط هذه الخصائص ارتباطًا وثيقًا باستخدام الحواسيب الصناعية. ونظرًا لتعدد وظائفها، تختلف واجهات الحواسيب الصناعية، بينما تكون واجهات الحواسيب العادية ضعيفة. يختلف نظام برمجيات الحواسيب الصناعية عن نظام برمجيات الحواسيب العادية. فنظام برمجيات الحواسيب الصناعية موحد، ويهدف أساسًا إلى تحقيق وظيفة محددة، ونظرًا لاستخدام معالجات بطيئة نسبيًا، فإن متطلبات كتابة البرامج تكون أعلى. عادةً ما تعتمد الحواسيب الصناعية على بيئة محاكاة لتطوير البرامج، مع العمل دون اتصال بالإنترنت. أما الحواسيب العادية، فلها العديد من التطبيقات العامة، وسرعة معالجاتها عالية جدًا، ويتم تطوير نظام برمجياتها بالكامل على الجهاز نفسه، دون الحاجة إلى بيئة خارجية. تتشابه واجهات الحواسيب الصناعية مع واجهات الحواسيب العادية في بعض الجوانب، منها: تشابه خصائصها مع خصائص الحواسيب الصناعية، فمثلاً، على الرغم من اختلاف وحدة المعالجة المركزية المستخدمة، إلا أن وحدات المعالجة المركزية، أو منتجات السلسلة نفسها، لها نفس البنية الداخلية؛ وتشابه بنية ناقل البيانات في كلا النوعين، حيث أن العديد من الحواسيب الصناعية هي نسخ مبسطة من الحواسيب العادية؛ وتشابه أو توافق واجهات العديد من الحواسيب الصناعية والعامة. فيما يلي، سنستعرض نظامًا لجمع البيانات كمثال لتوضيح آلية عمل الحاسوب الصناعي. نبدأ بدراسة متطلبات التطوير، ومن ثم نختار بنية نموذجية للحاسوب الصناعي، ونختار وحدة المعالجة المركزية (CPU) والدوائر الطرفية المناسبة للاستخدام الصناعي، بالإضافة إلى برامج المحاكاة، ثم نختار أداة تصحيح الأخطاء، ونطور برنامج التحكم الرئيسي في نظام التحكم بالبرمجيات (PCS). خلال عملية تطوير التطبيق، نصمم برامج جمع الإشارات ومعالجتها، وبرامج التحليل، والإجراءات المخزنة، وغيرها. في نهاية المطاف، نخزن البرنامج المُجمّع في ذاكرة القراءة فقط (ROM) للحاسوب الصناعي، ثم نزيل أدوات المحاكاة وتصحيح الأخطاء، ليصبح الحاسوب الصناعي جاهزًا للاستخدام. لقد أصبح الحاسوب الصناعي اليوم أحد الأجهزة الأساسية في التطبيقات الصناعية، فهو يجمع بين خصائص الحاسوب وكفاءة المعدات الصناعية، وسيلعب دورًا لا غنى عنه في عمليات الأتمتة مستقبلًا.