Kā optimizēt jūsu industriālo datoru nepārtrauktai darbībai 24/7 režīmā

Būtiskie aparatūras apsvērumi 24/7 industriālā datora optimizēšanai

Procesoru un operatīvās atmiņas izvēle nepārtrauktiem darbloadiem

Lai no rūpnieciskajiem datoriem gūtu vislabāko rezultātu, sāciet ar pareizo procesoru un operatīvās atmiņas izvēli, lai bez problēmām izturētu nepārtrauktus darba apjomus. Rūpnieciskajiem datoru procesoriem ir nepieciešama nopietna jauda, lai vienlaikus veiktu vairākas darbības un apstrādātu reāllaikā ienākošos datus no dažādām rūpnīcas grīdas lietojumprogrammām. Rūpīgi izpētiet kodolu skaitu un taktiskās frekvences, jo tieši šie faktori nosaka, cik labi sistēma tiks galā ar slodzi. Neaizmirstiet arī par operatīvo atmiņu — tā ir ļoti svarīga, lai viss darbotos gludi. Vairumā iestatījumu sākumā vajadzētu izmantot vismaz 8 GB operatīvo atmiņu, taču jāparedz iespēja to paplašināt vēlāk, kad programmatūras prasības kļūs smagākas. Arī daudzi ražotāji atklāj, ka ir izdevīgi rīkoties ekoloģiski. Komponenti, kas izstrādāti ar mazāku enerģijas patēriņu, ilgtermiņā samazina elektrības rēķinus, tādējādi uzņēmumi ietaupa, tomēr saglabājot lielisku sistēmu veiktspēju. Šis līdzsvars starp izmaksu kontroli un skaitļošanas jaudu ir izšķirošs faktors ikdienas darbībās visās ražošanas iekārtās.

SSD pret HDD: Uzticamas uzglabāšanas risinājumi

SSD un HDD izvēle ievērojami ietekmē rūpnieciskā datora veiktspēju un uzticamību laika gaitā. SSD izceļas ar ātrumu, kas ir daudz labāks nekā HDD, veicot uzdevumus, kuros nepieciešama ātra pieeja datiem vai ātra apstrādes jauda. Tā kā SSD iekšpusē nav kustīgu detaļu, tie nodrošina stabili augstu veiktspēju pat smagā slodzē, kas ir ļoti svarīgi rūpnīcās vai citās prasīgās vietās. Izturība ir vēl viena priekšrocība SSD priekšrocībā. Tie vienkārši neiziet no ierindas tik bieži kā tradicionālie cietie diski. Daži nozarēs veiktie pētījumi liecina, ka SSD atteikšanās līmenis ir zem 1% gadā, savukārt HDD biežāk atteicas grūtās rūpnieciskās darbības apstākļos. Uzņēmumiem, kuru kritiskās darbības notiek ārkārtīgi strauji, SSD konfigurācijas ar RAID nodrošina papildu aizsardzības slāni pret datu zaudēšanu. Šādas konfigurācijas palīdz uzturēt uzņēmējdarbības nepārtrauktību, nodrošinot, ka svarīgi dati vienmēr ir pieejami vairākās kopijās, ko ražošanas uzņēmumi un loģistikas centri vienkārši nevar atļauties zaudēt.

Paplašināšanas vietas nākotnes piemērošanai

Rūpnieciskajiem datoriem pietiekami daudz paplašināšanas sloti ir ļoti svarīgi, ja vēlamies, lai tie izturētu nākotnes tehnoloģiju izmaiņas. Šie sloti padara atjaunināšanu un papildu perifēro ierīču pievienošanu daudz vienkāršāku, ņemot vērā to, cik ātri tehnoloģijas šobrīd attīstās. Standarti, piemēram, PCIe, nozīmē, ka sistēmas var uzņemt visdažādākos komponentus, kas palielina to reāli paveicamo. Paņemot konkrēti PCIe slotus, tie ļauj datiem pārvietoties ātrāk starp datoru un lietām, piemēram, video kartēm vai papildu tīkla adapteriem, kas ir ļoti svarīgi tajās vietās, kur jauda ir būtiska. Izvēloties rūpnieciskos datorus ar pietiekami daudz paplašināšanās iespējām, uzņēmumiem nav jānomaina visa sistēma katru reizi, kad parādās kaut kas jauns. Vienkārši pievienojiet to, kas šobrīd darbojas vislabāk, vienlaikus saglabājot gatavību nākotnei, neiztērējot lielu naudas summu pilnīgām sistēmas nomaināšanām.

Vides izturība industriālo datoru optimizācijā

IP klases putekļu un mitruma aizsardzībai

Iepazīšanās ar IP klasifikācijām ir ļoti svarīga, lai pasargātu rūpnieciskos datorus no tādiem apstākļiem kā netīrumi un mitrums, kas var nokļūt iekšā. IP nozīmē Ingres aizsardzību, kas būtībā norāda, cik labi kaut kas var noturēt ārā cietus piesārņotājus un šķidrumus. Piemēram, IP54 aizsargā no lielākās daļas putekļiem un izturams pret šļakatām. Tad ir IP68, kas nozīmē pilnīgu aizsardzību pret putekļiem un spēju atrasties zem ūdens bez bojājumiem. Mēs esam redzējuši daudzus gadījumus, kad mašīnas izgāja no ierindas, jo laika gaitā uzkrājies mitrums vai putekļi nonāca svarīgos komponentos. Izvēloties augstākas klases sistēmas, tiešām samazina negaidītas darbnespējas un paildzina iekārtu kalpošanas laiku. Katram, kas strādā rūpnīcās vai ārā, kur var būt putekļi vai iespējams ūdens šļakstīšanās, vajadzētu izvēlēties vismaz IP65 aizsardzību. Šī klase nodrošina pietiekamu aizsardzību pret ikdienas vides izaicinājumiem, saglabājot saprātīgas izmaksas, salīdzinot ar maksimālo aizsardzības līmeni.

Temperatūras izturības diapazons (-40 °C līdz 85 °C)

Tas, cik labi rūpnieciskie datori iztur temperatūras ekstremālās vērtības, lielā mērā ietekmē to kalpošanas laiku un ikdienas veiktspēju. Ņemiet vērā vietas, piemēram, jūras urbšanas platformas vai aukstumkrātuvji, kur mašīnām jādarbojas nepārtraukti, paturot prāvā karstumā vai sasaldēšanas aukstumā. Dažām lauka iekārtām ir nepieciešami datori, kas var uzticami darboties no mīnus 40 grādiem pēkšņi līdz pat 85 grādiem pēc Celsija. Kad komponenti nav izgatavoti šādiem apstākļiem, notiek biežākas darbības traucējumi, kas izraisa dārgas ražošanas pārtraukšanas. Pareizo specifikāciju iegūšana attiecībā uz temperatūras izturību ir svarīga ne tikai tāpēc, lai izvairītos no sabrukumiem. Patiesībā tās padara sistēmas efektīvāku darbību, kad tās tiek izmantotas grūtās vidēs, kā ražotājiem vajadzētu ņemt vērā, veidojot savu infrastruktūru.

Vibrācijai izturīgas komponentu konstrukcija

Pārāk liels vibrācijas var ievērojami ietekmēt datoru komponentu darbību un pat izraisīt visu sistēmu sabrukumu. Ražošanas telpās šī problēma ir īpaši izplatīta, jo mašīnas tur pastāvīgi izraisa drebēšanu. Projektējot iekārtas šādām vietām, vibrāciju izturība ir ļoti svarīga, jo pat niecīgi iekšējo komponentu pārvietojumi var visu novirzīt no kursa. Tāpēc eksistē rūpnieciski izturīgi komponenti, kas paredzēti īpaši grūtiem apstākļiem. Šie pastiprinātie komponenti atbilst stingrām specifikācijām attiecībā uz trīcešanas un džinkstēšanas izturību. Tie ir izgatavoti, lai izturētu mehāniskas slodzes, nesabojājoties, kas nozīmē ilgāku darbības laiku un mazāk pārsteigumu, kad rūpnīcas telpās ražošanas ciklos iestājas klusums.

Siltuma vadības stratēģijas

Aktīvas un pasīvas dzesēšanas sistēmas

Izvēloties starp aktīvo un pasīvo dzesēšanu industriālajiem datoriem, siltuma vadība kļūst par svarīgu apsvērumu. Aktīvās sistēmas parasti ietver ventilatorus vai šķidruma dzesētājus, kas aktīvi novada siltumu no komponentēm. Tās darbojas vislabāk, ja ir nopietna siltuma izdalīšanās augstas veiktspējas situācijās. Savukārt pasīvā dzesēšana galvenokārt balstās uz siltuma izkliedētājiem un gaisa dabisko kustību ap tiem. Tas ir lietderīgi tādos apstākļos, kad ir svarīgi samazināt troksni vai ietaupīt elektrību. Aktīvās dzesēšanas priekšrocība ir tāda, ka tā nodrošina ilgāku mašīnu darbību vēsākā režīmā, kas nozīmē, ka tās kopumā kalpo ilgāk. Tomēr ir arī trūkumi – pārāk daudz papildu detaļu nozīmē lielāku elektroenerģijas patēriņu un iespējamus darbības traucējumus nākotnē. Pasīvās dzesēšanas sistēmas varētu nespēt tikt galā ar ekstrēmi augstām temperatūrām, taču tām ir mazāk sastāvdaļu, kas var sabojāties, jo lielākā daļa komponentu paliek nekustīga. Vairums inženieru, kuriem es pazīstu, pavadīja laiku, izvērtējot, kādā telpā iekārta tiks izmantota, un precīzi izvērtējot veiktspējas prasības, pirms izvēlas dzesēšanas stratēģiju.

Optimāla ventilatora novietojuma konfigurācijas

Tur, kur mēs ievietojam ventilatorus rūpnieciskajos datoros, ļoti svarīgi ir tas, kā gaisa kustība notiek un saglabā vēsumu. Pareizi to izdarīt ir ļoti svarīgi, lai pareizi pārvaldītu siltumu. Kad ventilatori ir novietoti stratēģiski, tie palīdz pārvietot gaisu tur, kur tas ir nepieciešams, pūšot pāri detaļām, kas rada siltumu, un samazinot šīs nepatīkamās karstās zonas. Piemēram, ņemot push-pull konfigurāciju, ventilatoru novietošana abos korpusa galos rada daudz spēcīgāku gaisa plūsmu visā sistēmā. Vairumā dzesēšanas norādījumu tiek ieteikts sakrist ventilatoru virzienus ar gaisa plūsmas dabisko virzienu un tos novietot tā, lai tieši pāri sasilušajām detaļām plūstu gaiss. Praksē ir pierādīts, ka nepareiza ventilatoru novietošana noved pie karstākas iekārtas darbības un detaļu mazāka kalpošanas laika. Tas ir saprotams, ja par to padomā no nepareizās puses - neviens nevēlas, lai dārgā aparatūra pati sevi izceptu, jo kāds aizmirsa, kur ievietot ventilatoru.

Termoapgādes materiāla izvēle

Strādājot ar siltuma vadības problēmām, izvēloties pareizo siltuma interfeisa materiālu (TIM), ir liela nozīme, lai noņemtu lieko siltumu no šīm industriālajām datoru detaļām. Pašlaik tirgū ir pieejamas vairākas dažādas TIM iespējas. Mums ir siltumvadītājspastes, kas labi izplatās starp virsmām, siltumvadītājmati, kas ir sagriezti konkrētām lietošanas jomām, un līmējošās lentes, kas piestiprina priekšmetus vienlaikus nodrošinot siltuma pārnesi. Galvenais ir izvēlēties atbilstošu TIM, lai siltums tiešām pārietu no komponenta uz siltuma izkliedētāju, nevis uzkrātos iekšpusē. Vairums nozarē strādājošo speciālistu jums teiks, ka strādājot ar augstas veiktspējas sistēmām, kas rada daudz siltuma, vislabāk izvēlēties kaut ko ar labu siltumvadītspēju, piemēram, siltumvadītājspasti ar sudraba bāzi. Ievērot pareizus norādījumus, pielietojot šos materiālus, nav tikai ieteicams, bet gan nepieciešams, ja vēlamies, lai mūsu industriālie datori darbotos bez problēmām un nerastos negaidīti atteikumi nākotnē.

Prognozējošā apkopes grafiki

Prognozējošā apkope ir gudrāks veids, kā nodrošināt mašīnu nepārtrauktu darbību, problēmas konstatējot jau pirms tās izraisa darbības pārtraukumus, kas īpaši svarīgi darbnīcām, kas strādā 24 stundas diennaktī. Tradicionālie apkopes grafiki vairs nav pietiekami, salīdzinot ar šo datu balstīto pieeju, kas faktiski operatoriem norāda, kad kaut kas, piemēram, industriālais dators, varētu sākt darboties nepareizi. Visa sistēma lielā mērā balstās uz dažādām uzraudzības ierīcēm un analīzes programmām, kas ikdienā izseko aprīkojuma darbību. Šīs rīki agrīnā stadijā pamanīja brīdinājuma signālus, ļaujot tehniķiem novērst problēmas pirms tām kļūstot par lielām nepatikšanām. Piemēram, vienā rūpnīcas telpā darbinieki sāka izmantot šādas prognozējošas metodes pagājušajā gadā. Tādējādi viņi ietaupīja aptuveni 30 procentus remonta izdevumos un ievērojami samazināja negaidītos izslēgšanas gadījumus, kas agrāk notika ik pāris nedēļās. Tas ir saprotams, jo nevienam nevajag, lai ražošanas līnija pēkšņi apstātos tieši ļaunākajā brīdī.

Automatizētas putekļu noņemšanas sistēmas

Industriālo sistēmu uzturēšana tīru no putekļiem un netīrumiem ir ļoti svarīga, lai nodrošinātu gludu operāciju norisi un ilgāku dārgu mašīnu kalpošanas laiku. Šeit parādās automatizētas putekļu noņemšanas sistēmas, kas patiešām maina spēles noteikumus. Šīs sistēmas strādā nepārtraukti, pastāvīgi savācot visus šos uzstājīgos putekļus, nevienam nevajag kāpt pa kāpnēm vai ņemt rokā slotas. Uzņēmumi, kas uzstāda šāda veida risinājumus, parasti novēro, ka to aprīkojums kalpo ilgāk un kopumā darbojas labāk. Putekļu uzkrāšanās izraisa dažādas problēmas, piemēram, pārkarstošanos un negaidītas darba traucējumus, kas nozīmē mazāk laika remontdarbiem. To apstiprina arī faktiski dati. Rūpnīcas, kas izmanto automatizētu tīrīšanu, ziņo, ka daudzos gadījumos samazinājušas putekļu izraisītās atteices par aptuveni pusi. Rezultāts? Mazāk steidzamu remontu un ražošanas līnijas, kas turpina kustēties, nevis negaidīti apstājas.

Komponenta dzīves cikla izsekošana

Sastāvdaļu dzīves ciklu izsekošana palīdz paredzēt, kad detaļas jānomaina pirms tās iziet no ierindas, tādējādi nodrošinot rūpniecisko PC sistēmu nepārtrauktu darbību. Šeit lielu nozīmi iegūst piemēroti programmatūras rīki, kas nodrošina patiesus datus par to, cik nodiluši patiesībā ir cietie diski, datoru plates un citas kritiskas detaļas. Kad apkopes komandas iepazīstas ar šiem pārskatiem, tās var plānot nomaini laikā, kad iekārta jau ir apstādināta, nevis steidzīgi reaģēt pēc kļūmes. Uzņēmumi, kuri pirms gada sāka izmantot šādu izsekošanu, konstatēja, ka remonta izmaksas samazinājās par aptuveni 30%, jo problēmas tika konstatētas laikus. Paša lieta ir vienkārša — preventīva apkope ietaupa naudu un nepatikšanas. Sistēmas vienkārši darbojas labāk, ja detaļas nomaina, pamatojoties uz faktiskiem apstākļiem, nevis gaida, kamēr kaut kas sabojājas.

Drošība un dublēšana 24/7 sistēmās

Ugunsmūra konfigurēšana OT videi

Drošība operatīvās tehnoloģijas (OT) vidē rada diezgan nopietnas problēmas, jo šīs sistēmas nodrošina būtiskas industriālas darbības, vienlaikus kļūstot arvien vairāk savienotas ar parasto IT infrastruktūru. Lai aizsargātu šīs sistēmas no hakeru uzbrukumiem, ir absolūti nepieciešama pareizi iestatīta ugunsmūra konfigurācija. Tomēr uzņēmumiem jādomā plašāk nekā tikai pamata aizsardzība. Stipra aizsardzības stratēģija vajadzētu ietvert tādas lietas kā ugunsmūra ar stāvokļa kontroli, kas izseko datu plūsmas, intrūzijas detekcijas sistēmas, kas atklāj aizdomīgu aktivitāti, un tīkla segmentācija, lai ierobežotu jebkādu datu noplūžu izplatīšanos pa visu sistēmu. Nepareizi konfigurēti ugunsmūri ir liels riska faktors. Pietiek atcerēties notikušo 2010. gadā, kad ar Stuxnet tika nodarīti bojājumi kodolreaktoru cietruļu iekārtām Irānā. Šis uzbrukums skaidri parādīja, kāpēc vāja kibers drošība industriālā vidē var izraisīt katastrofiskas sekmes gan uzņēmumiem, gan valsts drošībai.

RAID masīva implementācija

RAID ir saīsinājums no Redundant Array of Independent Disks un veic svarīgu lomu, nodrošinot datu drošību un sistēmu nepārtrauktu darbību pastāvīgās darbības režīmā. Kad dati tiek izkliedēti pa vairākiem diskiem, nevis glabāti tikai vienā, tas aizsargā pret visu zaudēšanu, ja viens disks iziet no ierindas. RAID var konfigurēt dažādos veidos atkarībā no tā, kāda veida darba videi nepieciešama aizsardzība. Piemēram, RAID 1 būtiski dublē informāciju, lai vienmēr būtu pieejama rezerves kopija, kad tā nepieciešama. Savukārt RAID 5 nodrošina labu kompromisu starp veiktspējas uzlabojumiem un aizsardzību pret aparatūras atteicēm. ņemot vērā faktiskos pieredzes ziņojumus, uzņēmumi, kas izlaiž RAID konfigurācijas ieviešanu, parasti saskaras ar daudz lielāku risku zaudēt kritiskus datus vai piedzīvot negaidītus sistēmas izslēgšanos. Tādēļ saprotams, kāpēc lielākā daļa IT nodaļu prioritāti piešķir pareizai RAID konfigurācijai pirms misijas kritiskas infrastruktūras izvietošanas.

Rezerves barošanas avota prasības

Industriālajiem sistēmām noteikti ir nepieciešami rezerves elektroapgādes avoti, jo šāda veida rezerves palīdz samazināt darbības pārtraukumus un nodrošina, ka darbības turpinās bez pārtraukumiem, kad rodas problēmas. Kad viens no elektroapgādes avotiem iziet no ierindas, rezerves sistēma automātiski pieslēdzas, lai ražošana neapstātos. Piemēram, UPS iekārtas – tās ir bezpārtrauktās elektropadeves sistēmas ar gudrās enerģijas pārvaldības funkcijām – reāli ietekmē ražošanas telpu darbību. Daži ražotāji ziņo, ka neplānotu pārtraukumu dēļ stundā tiek zaudēti desmitiem tūkstošu dolāru. Šāda veida zaudējumi smagi ietekmē ražošanas apjomus un rada daudz problēmu rūpnīcas vadītājiem. Uzņēmumiem, kas nopietni vēlas nodrošināt nepārtrauktu savu objektu darbību, investīcijas kvalitatīvā elektropadeves rezervēšanā nav tikai laba biznesa prakse – tā ir gandrīz vai nepieciešama apdrošināšana pret dārgiem pārtraukumiem.