一种冗余式人机界面工控机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种工业控制计算机，尤其涉及一种冗余式人机界面工控机。
【背景技术】
[0002]工业控制计算机是工业自动化设备和信息产业基础设备的核心，其“应用在国民经济发展和国防建设的各个领域、具有恶劣环境适应能力、能长期稳定工作的加固计算机”，简称“工控机(IPC)”。其中，带人机界面的工控机应用较为常见。人机界面工控机技术在中国的发展大致可以分为四个阶段:
[0003]1946年:由指示灯和机械开关组成的操纵界面；
[0004]二十世纪八十年代:由终端和键盘组成的字符界面；
[0005]二十世纪九十年代:由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面(GUI)，PC，工作站，WIMP(W_windows、1-1cons、M_menu、P-pointing dev ices)界面，基于 PC机触摸式屏幕，所见即所得。
[0006]进入二十一世纪，工控机与虚拟现实(VR)技术的应用成为未来发展的方向，目前在工业领域应用较少。目前主流的人机界面工控机由工业PC与触摸屏幕组成。如较常用的如下方案一，一个人机界面工控机包含I台PC主机、I套触摸显示屏幕以及I套连接驱动装置，具体如图2所示。如图2中所示，PC主机通过连接装置与触摸显示屏电信号连接。
[0007]方案一的工控机具有以下不足:整套人机界面工控机的耦合度过高，为一个整体。当这三部分装置任何一个部分出现问题时，整个工控机即不能正常工作，从而导致整套人机界面工控机陷入瘫痪状态，从而导致停产。如果该出现问题的部分装置无法维修，而且由于不能按照模块方式更换，则需要整体更换。如此，存在器件浪费、替换下的电子产品会对环境产生更多污染等等诸多不足。同时整体进行更换会影响正常生产，需要停产，每次更换或者维护间接成本会更高。
[0008]相较于方案一，现有的工控机还有一套如下的方案二:整套人机界面工控机由两部分组成，即把方案一中的触摸显示屏与连接装置集成到一体，具体如图3所示。如图3中，触摸显示控制屏和连接装置集成为一体，然后与PC主机电信号连接。该方案二，不同于方案一，两个部分可以拆开分别进行更换和维护。但方案二也有诸多不足，其缺点包括:虽然解决了整体更换的问题，减少了直接成本，但是需要停产进行更换或维修，影响正常生产和使用，每次更换或者维护，间接成本会更高，从而没有解决间接成本高的问题。
[0009]因此，在市场中急需提供一种在工业控制机出现故障时既无需整体更换以减少直接成本、又无需停产也能进行更换和维修从而不影响正常生产和使用的产品。
【实用新型内容】
[0010]本实用新型旨在提供一种冗余式人机界面工控机，以解决现有工控机存在需要整体更换且在维修或更换时需要停产的问题，满足各种生产场合之需求。
[0011 ]本实用新型的发明目的是通过下述技术方案来实现的:
[0012]一种冗余式人机界面工控机，包括:
[0013]用于提供电力的供电单元，所述供电单元设置有220V变压器以将220V交流电变为24V稳定直流；
[0014]主机单元，所述主机单元包含至少两个安装了操作系统、HMI软件的计算机；
[0015]用于显示所述主机单元所输送信号的触摸显示单元，所述触摸显示单元包含触摸显示屏，以及
[0016]用于所述至少两个计算机与所述触摸显示单元之间信号切换的切换单元，所述切换单元包含有VGA切换器，所述VGA切换器设置有至少两个VGA信号输入接口，以及一个VGA信号输出接口，
[0017]其中，所述主机单元与所述触摸显示单元通过所述切换单元电连接以实现信号传输，所述供电单元与所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元电连接以为所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元提供电力。
[0018]优选地，所述主机单元包含有两台同样的计算机。
[0019]优选地，所述VGA切换器设置有两个VGA信号输入接口。
[0020]本实用新型的有益效果:在工业控制机出现故障时既无需整体更换以减少直接成本、又无需停产也能进行更换和维修从而不影响正常生产和使用。
【附图说明】
[0021 ]图1为本实用新型所述冗余式人机界面工控机的结构示意图；
[0022]图2为现有工业控制机之一的结构示意图；
[0023]图3为现有工业控制机另一的结构不意图；
[0024]图4为本实用新型所述冗余式人机界面工控机在切换信号时的结构示意图；
[0025]图5为本实用新型所述冗余式人机界面工控机中所述主机单元与所述切换单元的连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下参照附图1、4、5，结合具体的实施方式对本实用新型作进一步的说明。
[0027]本实用新型所述冗余式人机界面工控机，包括:供电单元、主机单元、触摸显示单元以及切换单元。
[0028]所述供电单元用于提供电力，以为其他单元供电。所述供电单元设置有220V变压器以将220V交流电变为24V稳定直流。如附图1中的电源模块即为所述供电单元。
[0029]所述主机单元包含至少两个安装了操作系统、HMI软件的计算机，如主机I单元、主机2单元。所述主机单元的主要功能是运行操作系统、HMI软件以及其他软件系统。所述主机I单元和主机2单元相互冗余，一台计算机工作时，另一台计算机不工作；当一台主机出现故障时，另外一台主机被切换到当前使用。
[0030]所述触摸显示单元用于显示所述主机单元所输送的信号，以实现图形界面显示。所述触摸显示单元包含触摸显示屏。所述触摸显示屏不但具有显示器的功能，同时还自带触摸功能，实现多点式触摸。
[0031]所述切换单元用于所述至少两个计算机与所述触摸显示单元之间的信号切换，所述切换单元包含有VGA切换器，所述VGA切换器设置有至少两个VGA信号输入接口，以及一个VGA信号输出接口。
[0032]其中，所述主机单元与所述触摸显示单元通过所述切换单元电连接以实现信号传输，所述供电单元与所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元电连接以为所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元提供电力。
[0033]所述至少两个计算机通过数据线、所述至少两个VGA信号输入口分别与所述切换单元相连，所述触摸显示单元通过数据线、所述VGA信号输出接口与所述切换单元相连。如此，所述切换单元的切换功能保证了同时只能有一个计算机与所述触摸屏显示单元连接，显示当前使用。如附图4所示，当主机I单元工作时，主机2单元处于不做工作状态，触摸显示单元显示主机I单元的内容；当主机I出现故障而无法使用时，信号切换至主机2单元，主机2单元开始工作，主机I单元维修，触摸显示单元显示主机2单元的内容。
[0034]优选地，所述主机单元包含有两台同样的计算机。例如，主机I单元、主机2单元。优选地，所述VGA切换器设置有两个VGA信号输入接口。例如，VGA信号输入接口 1、VGA信号输入接口 2。通过所述触摸显示单元上的按钮，控制主机I单元、主机2单元的任意切换显示。所述主机I单元与所述VGA信号输入接口 I连接。所述主机2单元与所述VGA信号输入接口2连接。如附图5所示，切换单元的VGA接口 I为VGA信号输入接口 I，VGA接口 2为VGA信号输入接口 2，VGA输出接口为VGA信号输出接口。
[0035]本实用新型通过模块化的结构设计，极大减少了整套人机界面工控机的耦合度，有效解决更换和维修成本高、不环保等问题，提高了设备利用率和稳定性。在原有方案一与方案二的设计中，增加一台主机，这台新增的主机作为原有主机的冗余对象，当原有主机出现故障无法使用后，立即可以切换到新增主机接管原有主机的工作和任务，达到冗余使用目的。这样的设计有效地防止了由于主机故障导致停产的现象，减少了每次更换或者维护的间接成本，解决了现有工控机高昂的间接成本等问题。由于设置了切换单元，虽在整套工控机设计中增加了一台主机，但实现了控制两台主机任意切换显示的目的。本发明创造是对目前PC人机界面工控机的改进，主要应用在工业生产现场，主要功能是为现场生产人员提供设备控制系统人机界面。大都应用在烟草生产企业中，其它工业领域也有大量的应用。
[0036]本发明创造针对目前主流的人机界面工控机耦合程度高，通过结构模块化设计以及增加一台主机和主机切换装置，解决了更换和维修成本高、不环保等问题，以实现模块化更换，通过冗余式结构设计实现不停机更换和维修，最终实现不影响生产，减少更换和维修的直接成本和间接成本，提高工控机利用率，减少环境污染。
[0037]当然应意识到，虽然通过本实用新型的示例已经进行了前面的描述，但是对本实用新型做出的将对本领域的技术人员显而易见的这样和其他的改进及改变应认为落入如本文提出的本实用新型宽广范围内。因此，尽管本实用新型已经参照了优选的实施方式进行描述，但是，其意并不是使具新颖性的设备由此而受到限制，相反，其旨在包括符合上述公开部分、权利要求的广阔范围之内的各种改进和等同修改。
【主权项】
1.一种冗余式人机界面工控机，其特征在于:所述工控机包括: 用于提供电力的供电单元，所述供电单元设置有220V变压器以将220V交流电变为24V稳定直流； 主机单元，所述主机单元包含至少两个安装了操作系统、HMI软件的计算机； 用于显示所述主机单元所输送信号的触摸显示单元，所述触摸显示单元包含触摸显示屏，以及 用于所述至少两个计算机与所述触摸显示单元之间信号切换的切换单元，所述切换单元包含有VGA切换器，所述VGA切换器设置有至少两个VGA信号输入接口，以及一个VGA信号输出接口， 其中，所述主机单元与所述触摸显示单元通过所述切换单元电连接以实现信号传输，所述供电单元与所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元电连接以为所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元提供电力。2.如权利要求1中所述的冗余式人机界面工控机，其特征在于:所述主机单元包含有两台同样的计算机。3.如权利要求1或2中所述的冗余式人机界面工控机，其特征在于:所述VGA切换器设置有两个VGA信号输入接口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种冗余式人机界面工控机，包括用于提供电力的供电单元、主机单元、用于显示所述主机单元所输送信号的触摸显示单元以及用于所述主机单元与所述触摸显示单元之间切换的切换单元，其中，所述主机单元与所述触摸显示单元通过所述切换单元电连接以实现信号传输，所述供电单元与所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元电连接以为所述主机单元、所述触摸显示单元、所述切换单元提供电力。本实用新型的有益效果是：在工业控制机出现故障时既无需整体更换以减少直接成本、又无需停产也能进行更换和维修从而不影响正常生产和使用。
【IPC分类】G06F1/16
【公开号】CN205334295
【申请号】CN201521100014
【发明人】崔建伟, 徐飞, 张德超, 陈艳梅, 胡忠, 叶洁伟, 石建新, 王兆福
【申请人】航天(北京)工业设备有限公司
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2015年12月28日