Worin liegt der Unterschied zwischen Industriecomputern und Heimcomputern?

Computer haben unser Leben in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert. Auch in der Industrie finden sie Anwendung: Industriecomputer, auch bekannt als industrielle Steuerungssysteme. Vereinfacht gesagt, ist ein Industriecomputer eine Computeranwendung in der Industrie. Die Entwicklung von Industriecomputern beschränkt sich jedoch mittlerweile nicht mehr nur auf den Industriebereich. Neben der Energiewirtschaft, der Metallurgie, der Petrochemie, dem Umweltschutz, dem Transportwesen und dem Baugewerbe finden sie auch in anderen Branchen Verwendung. Der rasante Anstieg des Informationsbedarfs – von digitalen Heimgeräten wie Set-Top-Boxen und Digitalfernsehen bis hin zu Bankautomaten, Mautsystemen, Tankstellenmanagement, Produktionsliniensteuerung, Finanzwesen, Behörden und der Verteidigungsindustrie – führt zu einer großen Nachfrage nach industriellen Steuerungssystemen. Die Marktentwicklungsperspektiven für Industriecomputer sind daher sehr vielversprechend. Derzeit hat der chinesische Industriecomputermarkt ein Volumen von rund 20 Milliarden Yuan. Qi Fly Technology ist seit vielen Jahren in der Forschung, Entwicklung und Produktion von Industriecomputern tätig und zählt zu den bekanntesten Marken der Branche. Im Folgenden werden Industriecomputer kurz erläutert und ihre Unterschiede zu herkömmlichen Computern sowie ihre Merkmale dargestellt. Industriecomputer werden hauptsächlich in der industriellen Steuerung, im Testbereich usw. eingesetzt. Eine typische Anwendung ist die Verarbeitung externer Daten über eine serielle Schnittstelle (RS232/RS485). Die Daten werden vom internen Mikroprozessor des Computers berechnet und anschließend auf dem Bildschirm oder über die serielle Schnittstelle ausgegeben. Daher findet in Industriecomputern ein Berechnungsprozess statt. Dies unterscheidet sich grundlegend von herkömmlichen Computern für Unterhaltung, Büroanwendungen und Programmierung. Auch die Komponenten von Industriecomputern unterscheiden sich. Die unterschiedlichen Einsatzbedingungen führen zwangsläufig zu einer anderen Komponentenzusammensetzung als bei Allzweckcomputern. Beispielsweise verfügen Industriecomputer nicht über ein Display, können aber mehrere serielle Schnittstellen besitzen. Die CPU ist eine dedizierte Industriesteuerungs-CPU, und die Systemplatine ist sehr klein. All diese Merkmale verdeutlichen die Unterschiede zwischen den beiden Computertypen. Aufgrund der rauen Umgebungsbedingungen in der industriellen Steuerung benötigen Industriecomputer oft spezielle Komponenten. Beispielsweise ist in manchen Fällen ein größerer Betriebstemperaturbereich erforderlich; viele Industriecomputer arbeiten in einem Bereich von -20 °C bis 80 °C. In anderen Fällen werden stabilere Bauteile benötigt, beispielsweise solche mit hoher Störfestigkeit. Diese Merkmale und die Verwendung von Industriecomputern stehen in engem Zusammenhang. Aufgrund der vielfältigen Funktionen verfügen Industriecomputer über unterschiedliche Schnittstellen, die im Vergleich zu herkömmlichen Computern eher schwach ausgeprägt sind. Auch die Softwaresysteme von Industriecomputern unterscheiden sich von denen herkömmlicher Computer. Industriecomputer-Softwaresysteme sind einheitlich und dienen hauptsächlich der Erfüllung einer spezifischen Funktion. Da Industriecomputer oft nicht über sehr schnelle Prozessoren verfügen, sind die Anforderungen an die Programmierung höher. Industriecomputer nutzen üblicherweise Simulationsumgebungen für die Programmentwicklung und arbeiten offline. Herkömmliche Computer hingegen sind vielseitig einsetzbar, verfügen über sehr hohe Prozessorgeschwindigkeiten und die Softwareentwicklung erfolgt vollständig auf dem Rechner, ohne Unterstützung durch externe Umgebungen. Die Schnittstellen von Industriecomputern weisen zwei Aspekte auf: Sie ähneln sich in vielen Punkten mit denen herkömmlicher Computer. Beispielsweise verwenden sie zwar unterschiedliche CPUs, aber CPUs derselben Serie weisen oft die gleiche interne Struktur auf. Beide Computertypen nutzen die gleiche Busstruktur; viele Industriecomputer sind vereinfachte Versionen herkömmlicher Computer. Zudem sind viele Schnittstellen von Industriecomputern und herkömmlichen Computern identisch oder kompatibel. Im Folgenden wird ein Datenerfassungssystem als Beispiel verwendet, um den praktischen Einsatz eines Industriecomputers zu veranschaulichen. Zunächst untersuchen wir die Anforderungen für die Zielentwicklung. Zu diesem Zweck wählen wir eine typische Struktur eines Industrierechners, entscheiden uns für industrietaugliche CPU- und Peripherieschaltungen und Simulatoren und wählen anschließend den Debugger aus. Daraufhin entwickeln wir das Hauptsteuerungsprogramm im PCS. Im Rahmen der Anwendungsentwicklung entwerfen wir die Signalerfassung und -verarbeitung, Analyseprogramme, gespeicherte Prozeduren usw. Abschließend brennen wir das kompilierte Programm in den ROM des Industrierechners und entfernen die Peripheriegeräte (Emulator und Debugging-Tools). So ist ein vollständiger Industrierechner einsatzbereit. Der Industrierechner ist heute ein unverzichtbares Gerät in industriellen Anwendungen. Er vereint die Eigenschaften eines Computers mit der Praktikabilität industrieller Anlagen und wird zukünftig eine unersetzliche Rolle in der Automatisierung spielen.