I sistemi industriali sono stati costantemente un fattore chiave nel progresso delle capacità di automazione e dei livelli di complessità. Questi sistemi ora incorporano tecnologie informatiche standardizzate avanzate e connettività di rete, contribuendo a significativi aumenti di produttività e offrendo funzionalità a valore-aggiunto che ottimizzano le operazioni di produzione.
Nonostante siano stati compiuti notevoli progressi nelle tecnologie e nei sistemi di interfaccia uomo-macchina (HMI)-che forniscono un maggiore accesso ai dati operativi e di impianto fondamentali,-non esiste una soluzione-taglia-adatta a tutti-per abbinare le funzionalità HMI ai requisiti delle applicazioni di automazione industriale. Questo perché selezionare il giusto design del tablet-dalle opzioni di montaggio e dalle dimensioni dello schermo alle prestazioni del processore e all'I/O-diventa sempre più critico man mano che le capacità di automazione si espandono per monitorare ed elaborare una più ampia varietà di attività complesse. Inoltre, è necessario considerare specifici requisiti di conformità normativa e standard di settore per le applicazioni in mercati di nicchia, come l'industria energetica, marittima o alimentare, dove la personalizzazione è essenziale.
In definitiva, la capacità di fornire tablet completamente personalizzati amplia le opzioni per la progettazione di sistemi industriali a basso-costo e ad alto-valore, contribuendo alla fattibilità e al progresso positivo del settore dell'automazione. Questo articolo descrive le funzionalità più ricercate-nei più recenti progetti di tablet e il modo migliore per sviluppare sistemi HMI quando i fornitori possiedono l'esperienza necessaria per offrire opzioni personalizzabili.
La personalizzazione si allinea con le tendenze dell'automazione
Gli analisti prevedono che la crescita dell’automazione industriale sarà guidata dall’implementazione dell’IoT (Internet of Things) nel settore manifatturiero. Ciò si unirà a maggiori investimenti in ricerca e sviluppo per soddisfare la crescente domanda di operazioni di produzione efficienti dal punto di vista energetico-e alla crescente enfasi sulla conformità normativa. Poiché sempre più aziende cercano di implementare applicazioni abilitate all'IoT-e all'Industria 4.0, aumenta anche la domanda di sistemi industriali e HMI che integrino le operazioni di stabilimento e di produzione con altre funzioni aziendali come la logistica e il servizio clienti. Funzionalità quali controllo ed efficienza operativa migliorati, interfacce e interoperabilità ampliate, networking, monitoraggio remoto e maggiore accesso ai dati costituiscono una solida base per la realizzazione dell'IoT.
Per semplificare ulteriormente i processi di produzione, gli HMI devono supportare anche l'analisi dei dati-in tempo reale all'interno dei flussi di lavoro di automazione industriale. Il passaggio alle fabbriche intelligenti collega sistemi precedentemente isolati, rendendoli i pilastri dell’IoT. Questa elevata domanda di interoperabilità delle apparecchiature determina la necessità di prodotti tecnologicamente più avanzati.
La personalizzazione dei progetti HMI con processori di nuova generazione-e tecnologia display touchscreen consente alle aziende di implementare soluzioni dashboard connesse e unificate. Questi aiutano a superare il compito difficile e dispendioso in termini di tempo-di analizzare e controllare manualmente le operazioni a livello di produzione-su piattaforme diverse. I sistemi HMI connessi offrono maggiore valore quando offrono la possibilità di condividere dati e monitorare i processi di fabbrica in tempo reale.
Inoltre, i sistemi HMI hanno il compito di soddisfare l’esigenza di un funzionamento semplificato e più intuitivo. Le innovazioni nella tecnologia dei tablet includono interfacce-multi-touch di tipo consumer.
Ad esempio, l'uso della tecnologia del pannello touch capacitivo proiettato (PCAP) è particolarmente-adatto per l'automazione industriale. PCAP utilizza vetro indurito o temperato, migliorando la resistenza alle minacce ambientali esterne. Questo vetro rinforzato offre agli utenti una resistenza superiore ai graffi, agli urti e agli urti, aumentando così la durata.
Il settore dei tablet sta avanzando rapidamente, con un aumento significativo dei dispositivi che utilizzano pannelli touch e una gamma più ampia di nuovi prodotti e processi. I touchscreen offrono controllo e funzionalità semplificati e multifunzionali sostituendo pulsanti e interruttori con menu software. Questo maggiore livello di controllo migliora anche la precisione e l’accuratezza della gestione della produzione. Inoltre, la maggiore potenza di calcolo dei tablet moderni supporta analisi dei dati complesse e dettagliate e controllo in tempo reale-.
Supporto di requisiti I/O più ampi
Gli HMI che offrono ampie funzionalità I/O o schede di espansione per I/O personalizzati fungono da collante per le soluzioni odierne per il controllo di macchine e sensori, la connessione al cloud o l'integrazione con software di analisi. Sfruttare l'I/O ampliato disponibile nei moderni HMI consente agli operatori di gestire la produzione in fabbrica in modo più fluido e semplice.
La crescente complessità delle attività di automazione e il volume di dati a cui è necessario accedere richiedono un’ampia connettività in ogni area di un’organizzazione. Per supportare le diverse interfacce nelle applicazioni industriali, i tablet moderni devono offrire connettività che soddisfi le esigenze di automazione. I fornitori con funzionalità di integrazione avanzate forniscono opzioni complete per GbE; USB 3.0/2.0; e porte di comunicazione RS232, RS485 e RS422. La crescente diffusione della comunicazione wireless richiede anche il supporto dei tablet per 3G/4G, LTE, WiFi, CAN e RFID. Una connettività efficace deve supportare ulteriormente diversi dispositivi edge che richiedono elevata potenza di elaborazione e archiviazione scalabile per gestire applicazioni di elaborazione dati ad alta intensità di calcolo.
La crescente adozione della tecnologia multi-schermo richiede che i nuovi design dei tablet supportino porte video e grafiche, inclusi display LVDS a doppio-canale. Alcuni progetti potrebbero anche richiedere espansioni-specifiche dell'applicazione, che possono essere risolte tramite l'unico slot mini PCI Express ora disponibile nei tablet più recenti. Supportando requisiti di I/O in continua-espansione, i tablet più recenti ora offrono un'ampia gamma di sistemi operativi, livelli di prestazioni, memoria e capacità di archiviazione.
Progettato per la longevità
Un elemento chiave di differenziazione tra i tablet di livello commerciale-e quelli di livello industriale-nelle applicazioni HMI è la capacità di garantire una durata operativa estesa, poiché la maggior parte dei sistemi industriali funziona ininterrottamente per 5-7 anni o più. Ciò richiede test approfonditi sui prodotti da parte dei fornitori per garantire longevità e affidabilità estese, insieme alla convalida completa dei tablet-di livello industriale-un processo che può richiedere fino a sei mesi.
Per i fornitori di tablet che adottano un approccio modulare, è più semplice personalizzare gli HMI per i lunghi cicli di vita richiesti dai mercati industriali. I design dei Panel PC modulari offrono flessibilità di configurazione per soddisfare diversi requisiti applicativi, inclusa la possibilità di selezionare o aggiornare le prestazioni del processore, le dimensioni del display e i tipi di tecnologia del pannello touch o aggiungere backplane per soddisfare le esigenze di I/O.
La luminosità degli schermi dei tablet e se i sistemi sono senza ventola o raffreddati con ventola-sono fattori critici nella previsione del tempo medio tra i guasti (MTBF) dei sistemi HMI, con molti clienti che richiedono un MTBF di 50.000 ore. I sistemi fanless con retroilluminazione dello schermo più efficiente consentono agli operatori di ottenere un MTBF più lungo. Per requisiti operativi più impegnativi, i pannelli touch in vetro devono soddisfare ulteriori specifiche contro urti e vibrazioni fornendo allo stesso tempo una resistenza completa a polvere, umidità o acqua. Una soluzione incorpora il display in vetro del pannello touch all'interno di un alloggiamento in alluminio. Un'altra raccomandazione progettuale per una maggiore longevità prevede la sigillatura della superficie anteriore del tablet, creando una soluzione industriale più robusta con un frontale in vetro completamente piatto. Queste opzioni offrono inoltre agli sviluppatori una gamma di soluzioni che soddisfano diversi parametri di budget. Una scelta più ampia consente a un numero maggiore di aziende di adottare applicazioni HMI per il monitoraggio e il controllo avanzati dei dati di fabbrica, contribuendo così a raggiungere gli obiettivi di produttività della produzione.
A seconda dell'applicazione, i tablet devono funzionare entro un intervallo di temperature industriali compreso tra -20 gradi e 70 gradi, superando notevolmente le temperature operative dei prodotti di consumo. Quando sono essenziali prestazioni affidabili e ininterrotte, è meglio scegliere componenti comprovati, robusti e convalidati che siano stati testati per soddisfare i requisiti di protezione da polvere, contaminazione e compatibilità elettromagnetica (EMC). Le soluzioni basate su standard-garantiscono inoltre la protezione a lungo termine degli investimenti tecnologici riducendo al tempo stesso i costi di sviluppo per progetti di applicazioni specifiche. Gli OEM e gli sviluppatori di sistemi cercano saggiamente partner esperti per la personalizzazione dei tablet.
Raggiungere obiettivi specifici di mercato e di applicazione-
L'accesso ai dati che consente un'analisi informata all'interno delle organizzazioni industriali migliora l'efficienza dei costi e favorisce il miglioramento continuo dei processi. Gli HMI che forniscono una visione più completa dei processi di produzione possono estrarre informazioni critiche dalle applicazioni di monitoraggio SCADA e Manufacturing Execution System (MES). Questi HMI avanzati rendono l'Industrial Internet of Things (IIoT) una realtà, consentendo alle organizzazioni di massimizzare la produttività implementando le più recenti applicazioni di automazione intelligente.
I componenti altamente integrati e standardizzati dei tablet moderni garantiscono un'interoperabilità perfetta e semplificata con altri dispositivi in fabbrica e in tutta l'organizzazione di produzione. Le funzionalità della tecnologia di visualizzazione multi-touch dei Panel PC migliorano ulteriormente l'usabilità e l'esperienza dell'utente, consentendo preziosi punti di accesso unici.
Il mercato industriale spesso richiede un’azione rapida per implementare sistemi di automazione che raggiungano il giusto equilibrio tra prestazioni, durata e funzionalità. Questo è il motivo per cui è fondamentale selezionare un partner di produzione esperto con comprovata esperienza nella personalizzazione-che contribuirà a ridurre i rischi e i tempi di sviluppo per soluzioni hardware interoperabili e scalabili.