定制HMI解決方案可解決工業(yè)自動(dòng)化中復(fù)雜多樣的需求

工業(yè)系統(tǒng)一直是提高自動(dòng)化功能和復(fù)雜性水平的重要推動(dòng)力。這些系統(tǒng)現(xiàn)在采用先進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)連接，有助于顯著提高生產(chǎn)力，提供可以優(yōu)化工廠車間運(yùn)營的增值功能。

盡管人機(jī)界面 （HMI） 技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步，這些技術(shù)和系統(tǒng)提供了對基本工廠和運(yùn)營數(shù)據(jù)的更多訪問，但在將 HMI 功能與工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用程序要求相匹配時(shí)，確實(shí)沒有一種尺寸可以滿足所有需求。這是因?yàn)檫x擇正確的平板電腦設(shè)計(jì)——從安裝選項(xiàng)和屏幕尺寸到處理器性能和 I/O——隨著自動(dòng)化功能擴(kuò)展到監(jiān)控和處理更多種類的復(fù)雜任務(wù)變得越來越重要。此外，對于特定市場的應(yīng)用，例如必須進(jìn)行定制的能源、海洋或食品行業(yè)，還需要考慮特定的法規(guī)遵從性要求和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

最終，提供完全定制的平板電腦的能力擴(kuò)大了設(shè)計(jì)低成本和高價(jià)值工業(yè)系統(tǒng)的選擇范圍，這有助于自動(dòng)化行業(yè)的生存能力和積極進(jìn)展。本文概述了最新平板電腦設(shè)計(jì)中最需要的功能，以及當(dāng)供應(yīng)商擁有提供可定制選項(xiàng)的專業(yè)知識時(shí)，如何最好地服務(wù)于 HMI 系統(tǒng)的發(fā)展。

定制符合自動(dòng)化趨勢

分析師預(yù)測，工業(yè)自動(dòng)化的增長將受到制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 實(shí)施的推動(dòng)。這將與增加的研發(fā)投資相結(jié)合，以滿足對節(jié)能制造業(yè)務(wù)不斷增長的需求，以及對滿足監(jiān)管合規(guī)性的日益重視。隨著越來越多的公司希望實(shí)施支持物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用程序和工業(yè) 4.0，對工業(yè)系統(tǒng)和 HMI 將工廠和工廠車間運(yùn)營與物流和客戶服務(wù)等其他業(yè)務(wù)功能集成的需求也越來越大。增強(qiáng)控制和運(yùn)營效率、擴(kuò)展接口和互操作性、網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程監(jiān)控和增加對數(shù)據(jù)的訪問等功能都為實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

為了進(jìn)一步簡化制造流程，HMI 還需要支持在工業(yè)自動(dòng)化流程中實(shí)施實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析。向智能工廠的轉(zhuǎn)變連接了以前孤立的系統(tǒng)，使它們成為物聯(lián)網(wǎng)的基石。正是這種對設(shè)備互操作性的高需求推動(dòng)了對更高水平技術(shù)先進(jìn)產(chǎn)品的需求。

使用下一代處理器和顯示觸摸屏技術(shù)定制 HMI 設(shè)計(jì)，使公司能夠?qū)嵤┻B接的、統(tǒng)一的儀表板解決方案，幫助他們克服從不同平臺手動(dòng)分析和控制生產(chǎn)線級操作的困難且耗時(shí)的任務(wù)。當(dāng)連接的 HMI 系統(tǒng)提供共享數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)控工廠流程的能力時(shí)，它們就更有價(jià)值了。

此外，HMI 系統(tǒng)的任務(wù)是滿足簡化、更直觀操作的需求。平板電腦的突破包括類似消費(fèi)者的多點(diǎn)觸控界面。

例如，投射電容 （PCAP） 觸控面板技術(shù)的使用特別適合工業(yè)自動(dòng)化。PCAP 采用硬化或鋼化玻璃，可增強(qiáng)抵御外部環(huán)境威脅的能力。這種強(qiáng)化玻璃為用戶提供了更好的抗刮擦、抗沖擊和抗沖擊性能，從而提高了耐用性。

平板電腦行業(yè)發(fā)展迅速，使用觸控面板的設(shè)備數(shù)量顯著增加，新產(chǎn)品和工藝范圍更廣。觸摸屏通過用軟件菜單替換按鈕和開關(guān)來提供簡化和多功能的控制和功能。這種增強(qiáng)的控制水平還提高了生產(chǎn)控制的精度和準(zhǔn)確性。此外，當(dāng)今平板電腦的計(jì)算性能提高，支持復(fù)雜而詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析和實(shí)時(shí)控制。

支持更廣泛的 I/O 要求

提供廣泛的 I/O 功能或擴(kuò)展板以促進(jìn) I/O 定制的 HMI 使當(dāng)今的解決方案成為控制機(jī)器和傳感器、連接到云或分析軟件的粘合劑。利用當(dāng)今 HMI 中提供的擴(kuò)展 I/O 使操作員管理工廠生產(chǎn)更加無縫和輕松。

自動(dòng)化任務(wù)的日益復(fù)雜性和要訪問的數(shù)據(jù)量需要連接組織的每個(gè)區(qū)域的大規(guī)模連接。為了支持工業(yè)應(yīng)用中的廣泛接口，當(dāng)今的平板電腦必須支持與自動(dòng)化需求相匹配的連接性。具有高級集成能力的供應(yīng)商可以為 GbE 提供全面的選擇；USB 3.0/2.0；以及 RS232、RS485 和 RS422 通信端口。無線通信的日益普及也使得平板電腦必須支持 3G/4G、LTE、WiFi、CAN 和 RFID。有效的連接還必須支持需要高處理能力和可擴(kuò)展存儲來管理計(jì)算密集型數(shù)據(jù)處理應(yīng)用程序的各種邊緣設(shè)備。

使用多屏技術(shù)的日益普及要求新的平板電腦設(shè)計(jì)支持視頻和圖形端口，包括雙通道 LVDS 顯示器。某些設(shè)計(jì)可能還需要特定應(yīng)用程序的擴(kuò)展，這些擴(kuò)展可以通過現(xiàn)在在較新的平板電腦中提供的單個(gè) mini PCI Express 插槽來處理。支持不斷擴(kuò)展的 I/O 需求，最新的平板電腦現(xiàn)在提供廣泛的操作系統(tǒng)、性能、內(nèi)存和存儲功能。

為長壽而設(shè)計(jì)

在 HMI 應(yīng)用中區(qū)分商用級平板電腦與工業(yè)級平板電腦的重要特征是它能夠提供長壽命運(yùn)行，因?yàn)榇蠖鄶?shù)工業(yè)系統(tǒng)不間斷運(yùn)行 5 到 7 年或更長時(shí)間。這需要供應(yīng)商進(jìn)行廣泛的產(chǎn)品測試，以確保延長使用壽命和可靠性，并完全驗(yàn)證工業(yè)級平板電腦，這可能需要長達(dá)六個(gè)月的時(shí)間。

對于采用模塊化方法的平板電腦供應(yīng)商來說，為工業(yè)市場要求的長生命周期定制 HMI 更容易。模塊化面板 PC 設(shè)計(jì)提供配置靈活性以滿足各種應(yīng)用要求，包括選擇或升級處理器性能、顯示器尺寸和觸摸面板技術(shù)類型的能力，或添加到背板以滿足 I/需要哦。

平板電腦屏幕的亮度以及系統(tǒng)是有風(fēng)扇還是無風(fēng)扇，是預(yù)測 HMI 系統(tǒng)平均無故障時(shí)間 （MTBF） 的關(guān)鍵問題，許多客戶要求 MTBF 為 50，000 小時(shí)。如果系統(tǒng)是無風(fēng)扇的并且屏幕的背光更高效，運(yùn)營商可以享受更長的 MTBF。對于更強(qiáng)大的操作需求，玻璃觸控面板必須滿足額外的沖擊和振動(dòng)要求，并提供全面的防塵、防潮或防水保護(hù)。一種解決方案是將觸控面板玻璃顯示器嵌入鋁制外殼中。另一個(gè)延長使用壽命的設(shè)計(jì)建議是密封平板電腦的前部，從而形成更堅(jiān)固的工業(yè)解決方案，提供完全平坦的玻璃前表面。這些選項(xiàng)還為開發(fā)人員提供了一系列滿足各種預(yù)算參數(shù)的解決方案。更多選擇使更多公司能夠采用 HMI 應(yīng)用程序來改進(jìn)對工廠車間數(shù)據(jù)的監(jiān)控和控制，從而幫助實(shí)現(xiàn)制造生產(chǎn)力目標(biāo)。

根據(jù)應(yīng)用的不同，平板電腦必須在 -20°C 至 70°C 的工業(yè)溫度范圍內(nèi)運(yùn)行，這遠(yuǎn)高于消費(fèi)產(chǎn)品的工作溫度。在需要可靠、不間斷的性能的情況下，最好選擇經(jīng)過驗(yàn)證、堅(jiān)固耐用且經(jīng)過驗(yàn)證的組件，這些組件已經(jīng)過測試，可滿足防塵、防污和電磁兼容性 （EMC） 的保護(hù)要求?；跇?biāo)準(zhǔn)的解決方案還可以確保技術(shù)投資得到長期保護(hù)，同時(shí)降低特定應(yīng)用設(shè)計(jì)的開發(fā)成本。OEM 和系統(tǒng)開發(fā)商明智地尋求經(jīng)驗(yàn)豐富的合作伙伴進(jìn)行平板電腦定制。

實(shí)現(xiàn)市場、特定應(yīng)用的目標(biāo)

通過訪問有助于工業(yè)組織進(jìn)行知情分析的數(shù)據(jù)，可以提高成本效益和持續(xù)改進(jìn)流程。提供更全面的生產(chǎn)過程視圖的 HMI 可用于從 SCADA 和制造執(zhí)行系統(tǒng) ??（MES） 監(jiān)控應(yīng)用程序中獲取重要信息。這些先進(jìn)的 HMI 使物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域成為現(xiàn)實(shí)，使組織能夠通過安裝最新的智能自動(dòng)化應(yīng)用程序來最大限度地提高生產(chǎn)力。

最新平板電腦中的高度集成和標(biāo)準(zhǔn)化組件確保了與工廠車間和整個(gè)制造組織中的其他設(shè)備的無縫和簡化的互操作性。Panel PC 多點(diǎn)觸控顯示技術(shù)特性進(jìn)一步增強(qiáng)了可用性和用戶體驗(yàn)，使有價(jià)值的單一接入點(diǎn)成為可能。

工業(yè)市場通常需要迅速采取行動(dòng)來實(shí)施自動(dòng)化系統(tǒng)，以使其在性能、耐用性和功能之間取得適當(dāng)?shù)钠胶?。這就是為什么選擇一個(gè)知識淵博、擁有成熟定制專業(yè)知識的制造合作伙伴非常重要，這將有助于降低可互操作和可擴(kuò)展硬件解決方案的風(fēng)險(xiǎn)和開發(fā)時(shí)間。

審核編輯：郭婷