一種冗余式人機界面工控機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業(yè)控制計算機，尤其涉及一種冗余式人機界面工控機。
【背景技術】
[0002]工業(yè)控制計算機是工業(yè)自動化設備和信息產業(yè)基礎設備的核心，其“應用在國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設的各個領域、具有惡劣環(huán)境適應能力、能長期穩(wěn)定工作的加固計算機”，簡稱“工控機(IPC)”。其中，帶人機界面的工控機應用較為常見。人機界面工控機技術在中國的發(fā)展大致可以分為四個階段:
[0003]1946年:由指示燈和機械開關組成的操縱界面；
[0004]二十世紀八十年代:由終端和鍵盤組成的字符界面；
[0005]二十世紀九十年代:由多種輸入設備和光柵圖形顯示設備構成的圖形用戶界面(GUI)，PC，工作站，WIMP(W_windows、1-1cons、M_menu、P-pointing dev ices)界面，基于 PC機觸摸式屏幕，所見即所得。
[0006]進入二十一世紀，工控機與虛擬現(xiàn)實(VR)技術的應用成為未來發(fā)展的方向，目前在工業(yè)領域應用較少。目前主流的人機界面工控機由工業(yè)PC與觸摸屏幕組成。如較常用的如下方案一，一個人機界面工控機包含I臺PC主機、I套觸摸顯示屏幕以及I套連接驅動裝置，具體如圖2所示。如圖2中所示，PC主機通過連接裝置與觸摸顯示屏電信號連接。
[0007]方案一的工控機具有以下不足:整套人機界面工控機的耦合度過高，為一個整體。當這三部分裝置任何一個部分出現(xiàn)問題時，整個工控機即不能正常工作，從而導致整套人機界面工控機陷入癱瘓狀態(tài)，從而導致停產。如果該出現(xiàn)問題的部分裝置無法維修，而且由于不能按照模塊方式更換，則需要整體更換。如此，存在器件浪費、替換下的電子產品會對環(huán)境產生更多污染等等諸多不足。同時整體進行更換會影響正常生產，需要停產，每次更換或者維護間接成本會更高。
[0008]相較于方案一，現(xiàn)有的工控機還有一套如下的方案二:整套人機界面工控機由兩部分組成，即把方案一中的觸摸顯示屏與連接裝置集成到一體，具體如圖3所示。如圖3中，觸摸顯示控制屏和連接裝置集成為一體，然后與PC主機電信號連接。該方案二，不同于方案一，兩個部分可以拆開分別進行更換和維護。但方案二也有諸多不足，其缺點包括:雖然解決了整體更換的問題，減少了直接成本，但是需要停產進行更換或維修，影響正常生產和使用，每次更換或者維護，間接成本會更高，從而沒有解決間接成本高的問題。
[0009]因此，在市場中急需提供一種在工業(yè)控制機出現(xiàn)故障時既無需整體更換以減少直接成本、又無需停產也能進行更換和維修從而不影響正常生產和使用的產品。
【實用新型內容】
[0010]本實用新型旨在提供一種冗余式人機界面工控機，以解決現(xiàn)有工控機存在需要整體更換且在維修或更換時需要停產的問題，滿足各種生產場合之需求。
[0011 ]本實用新型的發(fā)明目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的:
[0012]一種冗余式人機界面工控機，包括:
[0013]用于提供電力的供電單元，所述供電單元設置有220V變壓器以將220V交流電變?yōu)?4V穩(wěn)定直流；
[0014]主機單元，所述主機單元包含至少兩個安裝了操作系統(tǒng)、HMI軟件的計算機；
[0015]用于顯示所述主機單元所輸送信號的觸摸顯示單元，所述觸摸顯示單元包含觸摸顯示屏，以及
[0016]用于所述至少兩個計算機與所述觸摸顯示單元之間信號切換的切換單元，所述切換單元包含有VGA切換器，所述VGA切換器設置有至少兩個VGA信號輸入接口，以及一個VGA信號輸出接口，
[0017]其中，所述主機單元與所述觸摸顯示單元通過所述切換單元電連接以實現(xiàn)信號傳輸，所述供電單元與所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元電連接以為所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元提供電力。
[0018]優(yōu)選地，所述主機單元包含有兩臺同樣的計算機。
[0019]優(yōu)選地，所述VGA切換器設置有兩個VGA信號輸入接口。
[0020]本實用新型的有益效果:在工業(yè)控制機出現(xiàn)故障時既無需整體更換以減少直接成本、又無需停產也能進行更換和維修從而不影響正常生產和使用。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型所述冗余式人機界面工控機的結構示意圖；
[0022]圖2為現(xiàn)有工業(yè)控制機之一的結構示意圖；
[0023]圖3為現(xiàn)有工業(yè)控制機另一的結構不意圖；
[0024]圖4為本實用新型所述冗余式人機界面工控機在切換信號時的結構示意圖；
[0025]圖5為本實用新型所述冗余式人機界面工控機中所述主機單元與所述切換單元的連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]以下參照附圖1、4、5，結合具體的實施方式對本實用新型作進一步的說明。
[0027]本實用新型所述冗余式人機界面工控機，包括:供電單元、主機單元、觸摸顯示單元以及切換單元。
[0028]所述供電單元用于提供電力，以為其他單元供電。所述供電單元設置有220V變壓器以將220V交流電變?yōu)?4V穩(wěn)定直流。如附圖1中的電源模塊即為所述供電單元。
[0029]所述主機單元包含至少兩個安裝了操作系統(tǒng)、HMI軟件的計算機，如主機I單元、主機2單元。所述主機單元的主要功能是運行操作系統(tǒng)、HMI軟件以及其他軟件系統(tǒng)。所述主機I單元和主機2單元相互冗余，一臺計算機工作時，另一臺計算機不工作；當一臺主機出現(xiàn)故障時，另外一臺主機被切換到當前使用。
[0030]所述觸摸顯示單元用于顯示所述主機單元所輸送的信號，以實現(xiàn)圖形界面顯示。所述觸摸顯示單元包含觸摸顯示屏。所述觸摸顯示屏不但具有顯示器的功能，同時還自帶觸摸功能，實現(xiàn)多點式觸摸。
[0031]所述切換單元用于所述至少兩個計算機與所述觸摸顯示單元之間的信號切換，所述切換單元包含有VGA切換器，所述VGA切換器設置有至少兩個VGA信號輸入接口，以及一個VGA信號輸出接口。
[0032]其中，所述主機單元與所述觸摸顯示單元通過所述切換單元電連接以實現(xiàn)信號傳輸，所述供電單元與所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元電連接以為所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元提供電力。
[0033]所述至少兩個計算機通過數(shù)據(jù)線、所述至少兩個VGA信號輸入口分別與所述切換單元相連，所述觸摸顯示單元通過數(shù)據(jù)線、所述VGA信號輸出接口與所述切換單元相連。如此，所述切換單元的切換功能保證了同時只能有一個計算機與所述觸摸屏顯示單元連接，顯示當前使用。如附圖4所示，當主機I單元工作時，主機2單元處于不做工作狀態(tài)，觸摸顯示單元顯示主機I單元的內容；當主機I出現(xiàn)故障而無法使用時，信號切換至主機2單元，主機2單元開始工作，主機I單元維修，觸摸顯示單元顯示主機2單元的內容。
[0034]優(yōu)選地，所述主機單元包含有兩臺同樣的計算機。例如，主機I單元、主機2單元。優(yōu)選地，所述VGA切換器設置有兩個VGA信號輸入接口。例如，VGA信號輸入接口 1、VGA信號輸入接口 2。通過所述觸摸顯示單元上的按鈕，控制主機I單元、主機2單元的任意切換顯示。所述主機I單元與所述VGA信號輸入接口 I連接。所述主機2單元與所述VGA信號輸入接口2連接。如附圖5所示，切換單元的VGA接口 I為VGA信號輸入接口 I，VGA接口 2為VGA信號輸入接口 2，VGA輸出接口為VGA信號輸出接口。
[0035]本實用新型通過模塊化的結構設計，極大減少了整套人機界面工控機的耦合度，有效解決更換和維修成本高、不環(huán)保等問題，提高了設備利用率和穩(wěn)定性。在原有方案一與方案二的設計中，增加一臺主機，這臺新增的主機作為原有主機的冗余對象，當原有主機出現(xiàn)故障無法使用后，立即可以切換到新增主機接管原有主機的工作和任務，達到冗余使用目的。這樣的設計有效地防止了由于主機故障導致停產的現(xiàn)象，減少了每次更換或者維護的間接成本，解決了現(xiàn)有工控機高昂的間接成本等問題。由于設置了切換單元，雖在整套工控機設計中增加了一臺主機，但實現(xiàn)了控制兩臺主機任意切換顯示的目的。本發(fā)明創(chuàng)造是對目前PC人機界面工控機的改進，主要應用在工業(yè)生產現(xiàn)場，主要功能是為現(xiàn)場生產人員提供設備控制系統(tǒng)人機界面。大都應用在煙草生產企業(yè)中，其它工業(yè)領域也有大量的應用。
[0036]本發(fā)明創(chuàng)造針對目前主流的人機界面工控機耦合程度高，通過結構模塊化設計以及增加一臺主機和主機切換裝置，解決了更換和維修成本高、不環(huán)保等問題，以實現(xiàn)模塊化更換，通過冗余式結構設計實現(xiàn)不停機更換和維修，最終實現(xiàn)不影響生產，減少更換和維修的直接成本和間接成本，提高工控機利用率，減少環(huán)境污染。
[0037]當然應意識到，雖然通過本實用新型的示例已經(jīng)進行了前面的描述，但是對本實用新型做出的將對本領域的技術人員顯而易見的這樣和其他的改進及改變應認為落入如本文提出的本實用新型寬廣范圍內。因此，盡管本實用新型已經(jīng)參照了優(yōu)選的實施方式進行描述，但是，其意并不是使具新穎性的設備由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公開部分、權利要求的廣闊范圍之內的各種改進和等同修改。
【主權項】
1.一種冗余式人機界面工控機，其特征在于:所述工控機包括: 用于提供電力的供電單元，所述供電單元設置有220V變壓器以將220V交流電變?yōu)?4V穩(wěn)定直流； 主機單元，所述主機單元包含至少兩個安裝了操作系統(tǒng)、HMI軟件的計算機； 用于顯示所述主機單元所輸送信號的觸摸顯示單元，所述觸摸顯示單元包含觸摸顯示屏，以及 用于所述至少兩個計算機與所述觸摸顯示單元之間信號切換的切換單元，所述切換單元包含有VGA切換器，所述VGA切換器設置有至少兩個VGA信號輸入接口，以及一個VGA信號輸出接口， 其中，所述主機單元與所述觸摸顯示單元通過所述切換單元電連接以實現(xiàn)信號傳輸，所述供電單元與所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元電連接以為所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元提供電力。2.如權利要求1中所述的冗余式人機界面工控機，其特征在于:所述主機單元包含有兩臺同樣的計算機。3.如權利要求1或2中所述的冗余式人機界面工控機，其特征在于:所述VGA切換器設置有兩個VGA信號輸入接口。
【專利摘要】本實用新型公開了一種冗余式人機界面工控機，包括用于提供電力的供電單元、主機單元、用于顯示所述主機單元所輸送信號的觸摸顯示單元以及用于所述主機單元與所述觸摸顯示單元之間切換的切換單元，其中，所述主機單元與所述觸摸顯示單元通過所述切換單元電連接以實現(xiàn)信號傳輸，所述供電單元與所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元電連接以為所述主機單元、所述觸摸顯示單元、所述切換單元提供電力。本實用新型的有益效果是：在工業(yè)控制機出現(xiàn)故障時既無需整體更換以減少直接成本、又無需停產也能進行更換和維修從而不影響正常生產和使用。
【IPC分類】G06F1/16
【公開號】CN205334295
【申請?zhí)枴緾N201521100014
【發(fā)明人】崔建偉, 徐飛, 張德超, 陳艷梅, 胡忠, 葉潔偉, 石建新, 王兆福
【申請人】航天(北京)工業(yè)設備有限公司
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2015年12月28日