Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) ist die Hauptverbindung für die Übertragung und den Austausch von Informationen zwischen dem Bediener und der Maschine oder dem System. Sie ist auch eine Schlüsselkomponente für die industrielle Automatisierung. Die HMI ist in der Regel berührungsgesteuert und verfügt über eine visuelle Benutzeroberfläche, die es dem Bediener oder Wartungspersonal erleichtert, die Anlage direkt zu bedienen und zu überwachen. Die HMI zeigt viele Informationen auf dem Bildschirm an, wie Temperatur- und Druckmesswerte, Schritte im Fertigungsprozess und Messdaten zu Materialien. Sie kann sogar die genaue Position von Materialien in der Anlage oder die genauen Flüssigkeitsstände im Lagertank anzeigen. HMIs sind zentral für die präzise Steuerung und Überwachung in der Fertigung, im Energiemanagement und anderen wichtigen Branchen der Automatisierung.
Warum der HMI-Markt wächst
Laut einem Forschungsbericht von Spherical Insights & Consulting betrug der globale HMI-Markt im Jahr 2022 5,83 Milliarden USD und wird voraussichtlich bis 2032 auf 17,46 Milliarden USD steigen. Diese rasche Expansion wird auf folgende Faktoren zurückgeführt:
- Mit kontinuierlichen Fortschritten in Technologien wie Touchscreen-Displays und Spracherkennung werden HMI-Lösungen erheblich effizienter und benutzerfreundlicher.
- Der wachsende Bedarf der globalen Fertigungsindustrie an Automatisierung und Datensammlung nimmt weiter zu und treibt direkt die Nachfrage nach effizienten HMI-Lösungen an.
- Intelligente Fertigung und IIoT bieten breite Anwendungsperspektiven für fortschrittliche HMI-Systeme, insbesondere für die Bereitstellung von detaillierter Datenanalyse und verbesserter Systemsteuerung.
Intuitive Bedienung und Datenvisualisierung
HMIs sind in der Automatisierung aufgrund ihrer beiden Hauptvorteile unverzichtbar: intuitive Bedienung und Datenvisualisierung. Erstere resultiert aus einer interaktiven Plattform, die es den Bedienern ermöglicht, Automationssysteme effektiv zu steuern. Die Benutzeroberfläche ermöglicht es, den Produktionsprozess in Echtzeit zu überwachen, die Maschineneinstellungen schnell anzupassen und agil auf Abweichungen zu reagieren. Zum Beispiel können Bediener beim Zerspanen die Schnittparameter von CNC-Maschinen über die HMI schnell anpassen, um unterschiedliche Material- oder Designanforderungen zu erfüllen.
Was die Datenvisualisierung betrifft, ermöglichen HMIs den Bedienern, schnelle Entscheidungen in Echtzeit zu treffen, indem sie wichtige Daten aus dem Produktionsprozess überwachen und visualisieren und so die betriebliche Effizienz und Systemzuverlässigkeit verbessern. Diese Fähigkeit ist besonders wichtig beim Echtzeit-Tracking von Produktionslinien, wie der Überwachung der Geschwindigkeit der Produktmontage und der Ergebnisse der Qualitätsprüfungen. Dadurch lassen sich Ausrüstungsausfälle oder Qualitätsprobleme schnell erkennen und beheben und eine effiziente und kontinuierliche Produktion sicherstellen.
HMIs benötigen robuste Eigenschaften
In der Automatisierung sind Geräte mit einem HMI oft rauen Umgebungen ausgesetzt. Deshalb muss das HMI für eine langfristige Zuverlässigkeit und Leistung robuste Eigenschaften aufweisen:
- Stoßfestigkeit: HMIs werden häufig in Umgebungen mit kontinuierlichen Vibrationen installiert, etwa auf Produktionsböden oder in mobilen Geräten. Daher müssen sie kontinuierlichen Vibrationen und gelegentlichen Stößen standhalten, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
- Großer Temperaturbereich: Die Temperaturbedingungen der Installationsumgebung sind ebenfalls eine Herausforderung. Von den niedrigen Temperaturen in Gefrieranlagen für Lebensmittelverarbeitung bis zu den hohen Temperaturen in Stahlwerken sollte der Betriebstemperaturbereich für HMIs -20 bis +70°C betragen.
- Schutz gegen das Eindringen von Fremdkörpern: Häufige Reinigung der Ausrüstung ist Teil des täglichen Ablaufs an Orten wie lebensmittelverarbeitenden Betrieben. HMIs benötigen mindestens die Schutzklasse IP65 für Staubschutz und Wasserdichtigkeit, um regelmäßiges Abwischen oder direktes Abspülen mit Wasser zu überstehen.
- Lüfterloses Design: In Sägewerken und Schmieden können große Mengen von Sägemehl, Eisenfeilspänen und anderen Partikeln durch die Lüftungsschlitze eindringen und die internen Komponenten des Panel-PC verstopfen. Ein lüfterloses HMI verhindert, dass sich diese Partikel im Inneren des Geräts ansammeln, was die Leistung und Lebensdauer erhöht.
- Stromschutz: HMIs sollten über einen weiten Spannungsbereich (9 bis 48VDC) verfügen sowie Schutzmechanismen gegen Überspannung, Überstrom und elektrostatische Entladung (ESD), um Stabilität und Zuverlässigkeit in verschiedenen industriellen Umgebungen sicherzustellen.
Umfassende Auswahl an HMI-Produkten
IPC-Systemanbieter Cincoze bietet drei vollständige HMI-Produktreihen, die verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Von industriellen Panel-PCs, die in anspruchsvollen Umgebungen benötigt werden, bis hin zu sonnenlichtlesbaren Panel-PCs für Anwendungen im Freien mit hoher Helligkeit und Open-Frame-Panel-PCs, die nahtlos in Maschinenausrüstungen integrierbar sind. So können Kunden den am besten geeigneten Panel-PC für ihre HMI-Anwendung basierend auf der Einsatzumgebung und den Anforderungen auswählen. Neben den Leistungsoptionen der Intel-Core- und Intel-Atom-Prozessoren sind die robusten Merkmale eine Stärke der Cincoze HMI-Produktreihen. Alle Produkte bieten industrielle Schutzmaßnahmen wie ein nach IP65 bewertetes staub- und wasserdichtes Frontpanel, ein Design für einen weiten Temperaturbereich (-20 bis +70°C), Überspannungsschutz, Überstromschutz, ESD-Schutz und mehr. Die UL-Sicherheitszertifizierung der USA gewährleistet Sicherheit, indem sie Schutz vor Sicherheitsrisiken wie Kontaktlecks und entzündlichen Materialien überprüft und einen zuverlässigen Betrieb in industriellen Umgebungen sicherstellt.
Panel-PC – CV+P Serie: Die Serie mit dem breitesten Anwendungsbereich bietet verschiedene Optionen für Bildschirmgröße (8,4 bis 24″), Bildschirmverhältnis (4:3, 4:5, 16:9) und Touch-Methoden (Multi-Point P-CAP und Einpunkt-resistiv). Sie wird als Indoor-HMI in der Fertigung empfohlen.
Sonnenlichtlesbarer Panel-PC – CS+P Serie: Mit einer Helligkeit von bis zu 1.800Nit und FHD-Auflösung bietet diese Serie auch eine Multi-Point P-CAP-Touchscreen-Funktionalität und Bildschirmgrößen von 8,4 bis 24″. Damit eignen sie sich für Outdoor-Energiegewinnungsgeräte und -Ladestationen.
Open-Frame-Panel-PC – CO+P Serie
Die patentierte, verstellbare Montagehalterung vereinfacht die bisherige mühsame Installation vor Ort. Unabhängig davon, ob eine flache oder standardmäßige Montage verwendet wird, lassen sich die Geräte mühelos in den Schaltschrank einbauen.
