Industriella system har genomgående varit en nyckelfaktor för att förbättra automationskapaciteten och komplexitetsnivåerna. Dessa system innehåller nu avancerad standardiserad datorteknik och nätverksanslutning, vilket bidrar till betydande produktivitetsvinster och ger mervärde-funktioner som optimerar verksamheten på verkstadsgolvet.
Även om avsevärda framsteg har gjorts inom mänskliga-maskingränssnitt (HMI)-tekniker och -system-som ger större tillgång till grundläggande anläggnings- och driftsdata-finns det ingen-storlek-passar-alla lösning när man matchar HMI-kapaciteten med kraven på industriella automationsapplikationer. Detta beror på att valet av rätt surfplatta-från monteringsalternativ och skärmstorlek till processorprestanda och I/O-blir allt viktigare i takt med att automatiseringskapaciteten utökas för att övervaka och bearbeta ett större antal komplexa uppgifter. Vidare måste specifika regelefterlevnadskrav och industristandarder övervägas för tillämpningar på nischmarknader, såsom energi-, marin- eller livsmedelsindustrin, där anpassning är avgörande.
I slutändan utökar möjligheten att leverera helt anpassade surfplattor möjligheterna att designa industrisystem med låg-kostnad och högt-värde, vilket bidrar till automationsindustrins lönsamhet och positiva framsteg. Den här artikeln beskriver de mest eftertraktade-funktionerna i de senaste surfplattornas design och hur HMI-systemutvecklingen bäst tjänas när leverantörer har expertis att erbjuda anpassningsbara alternativ.
Anpassning överensstämmer med automatiseringstrender
Analytiker förutspår industriell automationstillväxt kommer att drivas av tillverkningsimplementering av IoT (Internet of Things). Detta kommer att kombineras med ökade FoU-investeringar för att möta ökande krav på energieffektiv-tillverkning och ökad betoning på regelefterlevnad. Allt eftersom fler företag försöker implementera IoT-aktiverade applikationer och Industry 4.0, ökar också efterfrågan på industrisystem och HMI:er som integrerar anläggnings- och verkstadsdrift med andra affärsfunktioner som logistik och kundservice. Funktioner som förbättrad kontroll och operativ effektivitet, utökade gränssnitt och interoperabilitet, nätverk, fjärrövervakning och ökad dataåtkomst lägger en solid grund för att förverkliga IoT.
För att ytterligare effektivisera tillverkningsprocesserna måste HMI:er också stödja realtidsdataanalys inom industriella automationsarbetsflöden. Skiftet mot smarta fabriker kopplar ihop tidigare isolerade system, vilket gör dem till hörnstenar i IoT. Denna höga efterfrågan på utrustningskompatibilitet driver behovet av mer tekniskt avancerade produkter.
Anpassning av HMI-designer med nästa-generations processorer och pekskärmsteknik gör det möjligt för företag att implementera anslutna, enhetliga instrumentpanelslösningar. Dessa hjälper till att övervinna den svåra och tidskrävande uppgiften att manuellt analysera och kontrollera produktions-operationer på olika plattformar. Uppkopplade HMI-system ger större värde när de ger möjlighet att dela data och övervaka fabriksprocesser i realtid.
Dessutom har HMI-systemen i uppgift att möta behovet av förenklad, mer intuitiv drift. Genombrott inom surfplatteteknik inkluderar konsument-liknande multi-gränssnitt.
Till exempel är användningen av Projected Capacitive (PCAP) pekpanelsteknik särskilt väl-lämpad för industriell automation. PCAP använder härdat eller härdat glas, vilket ökar motståndskraften mot yttre miljöhot. Detta förstärkta glas ger användarna överlägsen motstånd mot repor, slag och stötar, vilket ökar hållbarheten.
Tablettindustrin går snabbt framåt, med en betydande ökning av enheter som använder pekpaneler och ett bredare utbud av nya produkter och processer. Pekskärmar ger förenklad, multifunktionell kontroll och funktionalitet genom att ersätta knappar och omkopplare med mjukvarumenyer. Denna ökade kontrollnivå förbättrar också precisionen och noggrannheten i produktionsstyrningen. Dessutom stöder den ökade beräkningskraften hos moderna surfplattor komplex, detaljerad dataanalys och realtidskontroll.
Stödjer bredare I/O-krav
HMI:er som erbjuder omfattande I/O-möjligheter eller expansionskort för skräddarsydd I/O fungerar som limbindningen för dagens lösningar för att styra maskiner och sensorer, ansluta till molnet eller integrera med analysmjukvara. Att utnyttja den utökade I/O som finns i moderna HMI:er gör det möjligt för operatörer att hantera fabriksproduktionen mer sömlöst och utan ansträngning.
Den ökande komplexiteten hos automatiseringsuppgifter och mängden data som kräver åtkomst kräver omfattande anslutningar över alla delar av en organisation. För att stödja de olika gränssnitten i industriella applikationer måste moderna surfplattor erbjuda anslutningsmöjligheter som matchar automationskraven. Leverantörer med avancerade integrationsmöjligheter tillhandahåller omfattande alternativ för GbE; USB 3.0/2.0; och RS232, RS485 och RS422 kommunikationsportar. Den växande förekomsten av trådlös kommunikation kräver också surfplattastöd för 3G/4G, LTE, WiFi, CAN och RFID. Effektiv anslutning måste ytterligare stödja olika edge-enheter som kräver hög processorkraft och skalbar lagring för att hantera beräkningsintensiva databehandlingsapplikationer.
Den växande användningen av fler-skärmsteknik kräver nya surfplattor som stöder video- och grafikportar, inklusive LVDS-skärmar med dubbla-kanaler. Vissa konstruktioner kan även kräva applikationsspecifika-utbyggnader, som kan hanteras via den enda mini-PCI Express-kortplatsen som nu finns på nyare surfplattor. Med stöd för ständigt-expanderande I/O-krav erbjuder de senaste surfplattorna nu ett brett utbud av operativsystem, prestandanivåer, minne och lagringsmöjligheter.
Designad för lång livslängd
En viktig skillnad mellan kommersiella-surfplattor och industriella-surfplattor i HMI-applikationer är förmågan att leverera förlängd livslängd, eftersom de flesta industriella system körs kontinuerligt i 5 till 7 år eller längre. Detta kräver omfattande produkttester av leverantörer för att säkerställa längre livslängd och tillförlitlighet, tillsammans med fullständig validering av surfplattor av industriell-klass-en process som kan ta upp till sex månader.
För surfplattor som använder ett modulärt tillvägagångssätt är det lättare att anpassa HMI för de långa livscykler som efterfrågas av industriella marknader. Modulära panel PC-designer erbjuder konfigurationsflexibilitet för att möta olika applikationskrav, inklusive möjligheten att välja eller uppgradera processorprestanda, skärmstorlek och pekpanelstekniktyper, eller lägga till bakplan för att tillfredsställa I/O-behov.
Ljusstyrkan på surfplattors skärmar och om systemen är fläktlösa eller fläktkylda är kritiska faktorer för att förutsäga MTBF (Mean Time Between Failures) för HMI-system, med många kunder som kräver en MTBF på 50 000 timmar. Fläktlösa system med effektivare skärmbakgrundsbelysning gör det möjligt för förare att uppnå längre MTBF. För mer krävande driftkrav måste pekpaneler av glas uppfylla ytterligare stöt- och vibrationsspecifikationer samtidigt som de ger omfattande damm-, fukt- eller vattenbeständighet. En lösning bäddar in pekskärmens glasdisplay i ett aluminiumhölje. En annan designrekommendation för utökad livslängd innebär att försegla surfplattans frontyta, vilket skapar en mer robust industriell lösning med en helt platt glasfront. Dessa alternativ erbjuder även utvecklare en rad lösningar som passar olika budgetparametrar. Större valmöjligheter gör det möjligt för fler företag att använda HMI-applikationer för förbättrad övervakning och kontroll av fabriksgolvsdata, vilket bidrar till att uppnå produktivitetsmålen för tillverkningen.
Beroende på applikationen måste surfplattor fungera inom ett industriellt temperaturintervall på -20 grader till 70 grader, vilket avsevärt överstiger driftstemperaturerna för konsumentprodukter. När tillförlitlig, oavbruten prestanda är avgörande är det bäst att välja beprövade, robusta och validerade komponenter som har testats för att uppfylla skyddskraven för damm, kontaminering och elektromagnetisk kompatibilitet (EMC). Standard-baserade lösningar säkerställer också långsiktigt skydd av teknikinvesteringar samtidigt som utvecklingskostnaderna för specifika applikationsdesigner minskar. OEM:er och systemutvecklare söker klokt nog erfarna partners för anpassning av surfplattor.
Uppnå marknad och tillämpning-specifika mål
Tillgång till data som möjliggör välgrundad analys inom industriorganisationer ökar kostnadseffektiviteten och driver kontinuerliga processförbättringar. HMI:er som ger en mer heltäckande bild av produktionsprocesser kan extrahera kritiska insikter från SCADA och Manufacturing Execution System (MES) övervakningsapplikationer. Dessa avancerade HMI:er gör Industrial Internet of Things (IIoT) till verklighet och ger organisationer möjlighet att maximera produktiviteten genom att implementera de senaste smarta automationsapplikationerna.
Mycket integrerade och standardiserade komponenter i moderna surfplattor säkerställer sömlös och förenklad interoperabilitet med andra enheter på fabriksgolvet och i hela tillverkningsorganisationen. Multi-funktionerna för skärmteknik på paneldatorer förbättrar användbarheten och användarupplevelsen ytterligare, vilket möjliggör värdefulla enstaka åtkomstpunkter.
Den industriella marknaden kräver ofta snabba åtgärder för att implementera automationssystem som har rätt balans mellan prestanda, hållbarhet och funktionalitet. Det är därför det är avgörande att välja en kunnig tillverkningspartner med beprövad anpassningsexpertis-som kommer att hjälpa till att minska riskerna och utvecklingstiden för interoperabla och skalbara hårdvarulösningar.