定制HMI解决方案可解决工业自动化中复杂多样的需求

工业系统一直是提高自动化功能和复杂性水平的重要推动力。这些系统现在采用先进的标准化计算技术和网络连接，有助于显着提高生产力，提供可以优化工厂车间运营的增值功能。

尽管人机界面 （HMI） 技术和系统已经取得了相当大的进步，这些技术和系统提供了对基本工厂和运营数据的更多访问，但在将 HMI 功能与工业自动化应用程序要求相匹配时，确实没有一种尺寸可以满足所有需求。这是因为选择正确的平板电脑设计——从安装选项和屏幕尺寸到处理器性能和 I/O——随着自动化功能扩展到监控和处理更多种类的复杂任务变得越来越重要。此外，对于特定市场的应用，例如必须进行定制的能源、海洋或食品行业，还需要考虑特定的法规遵从性要求和行业标准。

最终，提供完全定制的平板电脑的能力扩大了设计低成本和高价值工业系统的选择范围，这有助于自动化行业的生存能力和积极进展。本文概述了最新平板电脑设计中最需要的功能，以及当供应商拥有提供可定制选项的专业知识时，如何最好地服务于 HMI 系统的发展。

定制符合自动化趋势

分析师预测，工业自动化的增长将受到制造业物联网 （IoT） 实施的推动。这将与增加的研发投资相结合，以满足对节能制造业务不断增长的需求，以及对满足监管合规性的日益重视。随着越来越多的公司希望实施支持物联网的应用程序和工业 4.0，对工业系统和 HMI 将工厂和工厂车间运营与物流和客户服务等其他业务功能集成的需求也越来越大。增强控制和运营效率、扩展接口和互操作性、网络、远程监控和增加对数据的访问等功能都为实现物联网奠定了坚实的基础。

为了进一步简化制造流程，HMI 还需要支持在工业自动化流程中实施实时数据分析。向智能工厂的转变连接了以前孤立的系统，使它们成为物联网的基石。正是这种对设备互操作性的高需求推动了对更高水平技术先进产品的需求。

使用下一代处理器和显示触摸屏技术定制 HMI 设计，使公司能够实施连接的、统一的仪表板解决方案，帮助他们克服从不同平台手动分析和控制生产线级操作的困难且耗时的任务。当连接的 HMI 系统提供共享数据和实时监控工厂流程的能力时，它们就更有价值了。

此外，HMI 系统的任务是满足简化、更直观操作的需求。平板电脑的突破包括类似消费者的多点触控界面。

例如，投射电容 （PCAP） 触控面板技术的使用特别适合工业自动化。PCAP 采用硬化或钢化玻璃，可增强抵御外部环境威胁的能力。这种强化玻璃为用户提供了更好的抗刮擦、抗冲击和抗冲击性能，从而提高了耐用性。

平板电脑行业发展迅速，使用触控面板的设备数量显着增加，新产品和工艺范围更广。触摸屏通过用软件菜单替换按钮和开关来提供简化和多功能的控制和功能。这种增强的控制水平还提高了生产控制的精度和准确性。此外，当今平板电脑的计算性能提高，支持复杂而详细的数据分析和实时控制。

支持更广泛的 I/O 要求

提供广泛的 I/O 功能或扩展板以促进 I/O 定制的 HMI 使当今的解决方案成为控制机器和传感器、连接到云或分析软件的粘合剂。利用当今 HMI 中提供的扩展 I/O 使操作员管理工厂生产更加无缝和轻松。

自动化任务的日益复杂性和要访问的数据量需要连接组织的每个区域的大规模连接。为了支持工业应用中的广泛接口，当今的平板电脑必须支持与自动化需求相匹配的连接性。具有高级集成能力的供应商可以为 GbE 提供全面的选择；USB 3.0/2.0；以及 RS232、RS485 和 RS422 通信端口。无线通信的日益普及也使得平板电脑必须支持 3G/4G、LTE、WiFi、CAN 和 RFID。有效的连接还必须支持需要高处理能力和可扩展存储来管理计算密集型数据处理应用程序的各种边缘设备。

使用多屏技术的日益普及要求新的平板电脑设计支持视频和图形端口，包括双通道 LVDS 显示器。某些设计可能还需要特定应用程序的扩展，这些扩展可以通过现在在较新的平板电脑中提供的单个 mini PCI Express 插槽来处理。支持不断扩展的 I/O 需求，最新的平板电脑现在提供广泛的操作系统、性能、内存和存储功能。

为长寿而设计

在 HMI 应用中区分商用级平板电脑与工业级平板电脑的重要特征是它能够提供长寿命运行，因为大多数工业系统不间断运行 5 到 7 年或更长时间。这需要供应商进行广泛的产品测试，以确保延长使用寿命和可靠性，并完全验证工业级平板电脑，这可能需要长达六个月的时间。

对于采用模块化方法的平板电脑供应商来说，为工业市场要求的长生命周期定制 HMI 更容易。模块化面板 PC 设计提供配置灵活性以满足各种应用要求，包括选择或升级处理器性能、显示器尺寸和触摸面板技术类型的能力，或添加到背板以满足 I/需要哦。

平板电脑屏幕的亮度以及系统是有风扇还是无风扇，是预测 HMI 系统平均无故障时间 （MTBF） 的关键问题，许多客户要求 MTBF 为 50，000 小时。如果系统是无风扇的并且屏幕的背光更高效，运营商可以享受更长的 MTBF。对于更强大的操作需求，玻璃触控面板必须满足额外的冲击和振动要求，并提供全面的防尘、防潮或防水保护。一种解决方案是将触控面板玻璃显示器嵌入铝制外壳中。另一个延长使用寿命的设计建议是密封平板电脑的前部，从而形成更坚固的工业解决方案，提供完全平坦的玻璃前表面。这些选项还为开发人员提供了一系列满足各种预算参数的解决方案。更多选择使更多公司能够采用 HMI 应用程序来改进对工厂车间数据的监控和控制，从而帮助实现制造生产力目标。

根据应用的不同，平板电脑必须在 -20°C 至 70°C 的工业温度范围内运行，这远高于消费产品的工作温度。在需要可靠、不间断的性能的情况下，最好选择经过验证、坚固耐用且经过验证的组件，这些组件已经过测试，可满足防尘、防污和电磁兼容性 （EMC） 的保护要求。基于标准的解决方案还可以确保技术投资得到长期保护，同时降低特定应用设计的开发成本。OEM 和系统开发商明智地寻求经验丰富的合作伙伴进行平板电脑定制。

实现市场、特定应用的目标

通过访问有助于工业组织进行知情分析的数据，可以提高成本效益和持续改进流程。提供更全面的生产过程视图的 HMI 可用于从 SCADA 和制造执行系统 ​​（MES） 监控应用程序中获取重要信息。这些先进的 HMI 使物联网在工业领域成为现实，使组织能够通过安装最新的智能自动化应用程序来最大限度地提高生产力。

最新平板电脑中的高度集成和标准化组件确保了与工厂车间和整个制造组织中的其他设备的无缝和简化的互操作性。Panel PC 多点触控显示技术特性进一步增强了可用性和用户体验，使有价值的单一接入点成为可能。

工业市场通常需要迅速采取行动来实施自动化系统，以使其在性能、耐用性和功能之间取得适当的平衡。这就是为什么选择一个知识渊博、拥有成熟定制专业知识的制造合作伙伴非常重要，这将有助于降低可互操作和可扩展硬件解决方案的风险和开发时间。

审核编辑：郭婷