سیستم‌های صنعتی همواره یک محرک کلیدی در پیشرفت قابلیت‌های اتوماسیون و سطوح پیچیدگی بوده‌اند. این سیستم‌ها اکنون از فناوری‌های محاسباتی استاندارد شده پیشرفته و اتصال شبکه استفاده می‌کنند که به دستاوردهای بهره‌وری قابل‌توجهی کمک می‌کند و ویژگی‌های ارزش افزوده{1}} را ارائه می‌کند که عملیات طبقه فروشگاه را بهینه می‌کند.
در حالی که پیشرفت قابل توجهی در فن‌آوری‌ها و سیستم‌های{0}}واسط ماشین (HMI) انسانی-که دسترسی بیشتری به داده‌های اساسی کارخانه و عملیاتی را فراهم می‌کنند{2}}هیچ راه‌حلی-به‌اندازه{4}}در هنگام تطبیق قابلیت‌های HMI با الزامات برنامه‌های اتوماسیون صنعتی وجود ندارد. این به این دلیل است که انتخاب طراحی مناسب رایانه لوحی-از گزینه‌های نصب و اندازه صفحه گرفته تا عملکرد پردازنده و ورودی/خروجی{8}}به‌طور فزاینده‌ای حیاتی می‌شود زیرا قابلیت‌های اتوماسیون برای نظارت و پردازش طیف گسترده‌تری از وظایف پیچیده گسترش می‌یابد. علاوه بر این، الزامات انطباق مقرراتی خاص و استانداردهای صنعتی باید برای برنامه‌های کاربردی در بازارهای خاص، مانند صنایع انرژی، دریایی یا صنایع غذایی، که در آن سفارشی‌سازی ضروری است، در نظر گرفته شود.
در نهایت، توانایی ارائه تبلت‌های کاملاً سفارشی‌شده، گزینه‌های طراحی سیستم‌های صنعتی-کم هزینه{{1} و با ارزش بالا را گسترش می‌دهد و به دوام و پیشرفت مثبت صنعت اتوماسیون کمک می‌کند. این مقاله به تشریح ویژگی‌های مورد توجه-در جدیدترین طرح‌های تبلت و نحوه توسعه سیستم HMI در زمانی که تأمین‌کنندگان تخصص لازم برای ارائه گزینه‌های قابل تنظیم را دارند، ارائه می‌شود.
سفارشی سازی با روندهای اتوماسیون همسو می شود
تحلیلگران پیش‌بینی می‌کنند که رشد اتوماسیون صنعتی با اجرای IoT (اینترنت اشیاء) تولید خواهد شد. این امر با افزایش سرمایه‌گذاری تحقیق و توسعه برای برآوردن تقاضاهای فزاینده برای عملیات‌های تولیدی{1}}کارآمد انرژی و تأکید فزاینده بر انطباق با مقررات ترکیب می‌شود. از آنجایی که شرکت‌های بیشتری به دنبال پیاده‌سازی برنامه‌های{3}}فعال‌شده IoT و Industry 4.0 هستند، تقاضا برای سیستم‌های صنعتی و HMI نیز افزایش می‌یابد که عملیات کارخانه و فروشگاه را با سایر عملکردهای تجاری مانند تدارکات و خدمات مشتری ادغام می‌کنند. ویژگی‌هایی مانند افزایش کنترل و کارایی عملیاتی، رابط‌های توسعه‌یافته و قابلیت همکاری، شبکه‌سازی، نظارت از راه دور و افزایش دسترسی به داده‌ها، پایه محکمی برای تحقق IoT ایجاد می‌کند.
برای ساده‌تر کردن فرآیندهای تولید، HMI باید از تجزیه و تحلیل داده‌های واقعی-در جریان‌های کاری اتوماسیون صنعتی نیز پشتیبانی کند. تغییر به سمت کارخانه‌های هوشمند، سیستم‌های جدا شده قبلی را به هم متصل می‌کند و آنها را به سنگ بنای اینترنت اشیا تبدیل می‌کند. این تقاضای زیاد برای قابلیت همکاری تجهیزات، نیاز به محصولات پیشرفته‌تر از نظر فناوری را افزایش می‌دهد.
سفارشی کردن طرح‌های HMI با پردازنده‌های-نسل بعدی و فناوری صفحه نمایش لمسی، شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا راه‌حل‌های داشبورد متصل و یکپارچه را پیاده‌سازی کنند. اینها به غلبه بر کار دشوار و زمان بر-تجزیه و تحلیل دستی و کنترل عملیات سطح تولید{3}}در پلتفرم‌های متفاوت کمک می‌کنند. سیستم‌های HMI متصل زمانی ارزش بیشتری را ارائه می‌دهند که توانایی اشتراک‌گذاری داده‌ها و نظارت بر فرآیندهای کارخانه را در زمان واقعی فراهم کنند.
علاوه بر این، سیستم‌های HMI وظیفه دارند نیاز به عملیات ساده‌تر و بصری‌تر را برطرف کنند. پیشرفت‌ها در فناوری تبلت شامل رابط‌های{1}}مثل چند لمسی{2}}مصرف‌کننده است.
به عنوان مثال، استفاده از فناوری پانل لمسی خازنی پیش بینی شده (PCAP) به ویژه برای اتوماسیون صنعتی مناسب-است. PCAP از شیشه های سخت شده یا سکوریت شده استفاده می کند که مقاومت در برابر تهدیدات محیطی خارجی را افزایش می دهد. این شیشه تقویت شده مقاومت بالایی در برابر خراش، ضربه و ضربه به کاربران ارائه می دهد و در نتیجه دوام را افزایش می دهد.
صنعت تبلت به سرعت در حال پیشرفت است، با افزایش قابل توجه دستگاه هایی که از پنل های لمسی استفاده می کنند و طیف وسیع تری از محصولات و فرآیندهای جدید. نمایشگرهای لمسی با جایگزین کردن دکمه‌ها و سوئیچ‌ها با منوهای نرم‌افزار، کنترل و عملکردی چندمنظوره را ارائه می‌کنند. این سطح کنترل پیشرفته همچنین دقت و صحت مدیریت تولید را بهبود می بخشد. علاوه بر این، افزایش قدرت محاسباتی تبلت‌های مدرن از تجزیه و تحلیل داده‌های پیچیده و دقیق و کنترل{3}زمان واقعی پشتیبانی می‌کند.
پشتیبانی از نیازهای گسترده تر I/O
HMIهایی که قابلیت‌های I/O گسترده یا بردهای توسعه را برای I/O سفارشی‌شده ارائه می‌دهند، به عنوان چسب راه‌حل‌های امروزی برای کنترل ماشین‌ها و حسگرها، اتصال به ابر یا یکپارچه‌سازی با نرم‌افزارهای تحلیلی عمل می‌کنند. استفاده از I/O توسعه یافته موجود در HMI های مدرن، اپراتورها را قادر می سازد تا تولید کارخانه را بدون دردسرتر و بدون زحمت مدیریت کنند.
پیچیدگی فزاینده وظایف اتوماسیون و حجم داده‌های مورد نیاز برای دسترسی، اتصال گسترده در هر بخش از یک سازمان را ضروری می‌کند. برای پشتیبانی از رابط‌های متنوع در کاربردهای صنعتی، تبلت‌های مدرن باید اتصال مطابق با نیازهای اتوماسیون را ارائه دهند. فروشندگان با قابلیت های یکپارچه سازی پیشرفته گزینه های جامعی را برای GbE ارائه می دهند. USB 3.0/2.0; و پورت های ارتباطی RS232، RS485 و RS422. گسترش روزافزون ارتباطات بی سیم همچنین نیازمند پشتیبانی تبلت از 3G/4G، LTE، WiFi، CAN و RFID است. اتصال مؤثر باید بیشتر از دستگاه‌های لبه‌ای متنوعی پشتیبانی کند که به قدرت پردازش بالا و ذخیره‌سازی مقیاس‌پذیر برای مدیریت برنامه‌های پردازش داده فشرده محاسباتی نیاز دارند.
پذیرش فزاینده فناوری چند صفحه- مستلزم آن است که طرح‌های جدید تبلت‌ها از پورت‌های تصویری و گرافیکی، از جمله نمایشگرهای LVDS دو کاناله{1} پشتیبانی کنند. برخی از طرح‌ها همچنین ممکن است به توسعه‌های{3} ویژه برنامه نیاز داشته باشند، که می‌توان از طریق اسلات mini PCI Express که اکنون در تبلت‌های جدیدتر موجود است، برطرف شود. جدیدترین تبلت‌ها با پشتیبانی-الزامات ورودی/خروجی، طیف گسترده‌ای از سیستم‌عامل، سطوح عملکرد، حافظه و قابلیت‌های ذخیره‌سازی را ارائه می‌کنند.
طراحی شده برای طول عمر
یکی از تمایزهای کلیدی بین تبلت‌های تجاری-و صنعتی-در برنامه‌های HMI، توانایی ارائه طول عمر عملیاتی طولانی‌تر است، زیرا اکثر سیستم‌های صنعتی به طور مداوم برای ۵ تا ۷ سال یا بیشتر کار می‌کنند. این امر مستلزم آزمایش گسترده محصول توسط تأمین‌کنندگان برای اطمینان از طول عمر و قابلیت اطمینان بیشتر، همراه با تأیید اعتبار کامل-تبلت‌های صنعتی-است که می‌تواند تا شش ماه طول بکشد.
برای تامین کنندگان تبلت که از رویکرد مدولار استفاده می کنند، سفارشی کردن HMI برای چرخه عمر طولانی مورد نیاز بازارهای صنعتی آسان تر است. طراحی‌های رایانه‌های شخصی پنل ماژولار، انعطاف‌پذیری پیکربندی را برای برآورده کردن نیازهای برنامه‌های مختلف، از جمله توانایی انتخاب یا ارتقای عملکرد پردازنده، اندازه نمایشگر، و انواع فن‌آوری پنل لمسی، یا افزودن صفحات پشتی برای برآوردن نیازهای ورودی/خروجی، ارائه می‌دهند.
روشنایی صفحه‌نمایش تبلت‌ها و اینکه سیستم‌ها بدون فن هستند یا{0}}با فن خنک می‌شوند، فاکتورهای مهمی در پیش‌بینی میانگین زمان بین خرابی‌ها (MTBF) سیستم‌های HMI هستند و بسیاری از مشتریان 50000 ساعت MTBF را می‌خواهند. سیستم‌های بدون فن با نور پس‌زمینه صفحه نمایش کارآمدتر، اپراتورها را قادر می‌سازد تا به MTBF طولانی‌تری دست یابند. برای نیازهای عملیاتی بیشتر، پانل‌های لمسی شیشه‌ای باید مشخصات ضربه و ارتعاش اضافی را داشته باشند و در عین حال مقاومت جامعی در برابر گرد و غبار، رطوبت یا آب داشته باشند. یک راه حل، صفحه نمایش شیشه ای صفحه لمسی را در یک محفظه آلومینیومی تعبیه می کند. یکی دیگر از توصیه‌های طراحی برای طول عمر بیشتر شامل آب‌بندی سطح جلویی تبلت، ایجاد یک راه‌حل صنعتی قوی‌تر با جلوی شیشه‌ای کاملاً صاف است. این گزینه‌ها همچنین طیف وسیعی از راه‌حل‌ها را به توسعه‌دهندگان ارائه می‌دهند که به پارامترهای مختلف بودجه پاسخ می‌دهند. انتخاب بیشتر شرکت‌های بیشتری را قادر می‌سازد تا برنامه‌های HMI را برای نظارت و کنترل پیشرفته داده‌های کف کارخانه اتخاذ کنند و در نتیجه به دستیابی به اهداف بهره‌وری تولید کمک کند.
بسته به کاربرد، تبلت ها باید در محدوده دمای صنعتی -20 درجه تا 70 درجه کار کنند که به طور قابل توجهی بیشتر از دمای کاری محصولات مصرفی است. هنگامی که عملکرد مطمئن و بدون وقفه ضروری است، بهتر است اجزای اثبات شده، ناهموار و معتبری را انتخاب کنید که برای برآورده کردن الزامات حفاظتی برای گرد و غبار، آلودگی و سازگاری الکترومغناطیسی (EMC) آزمایش شده اند. راه‌حل‌های مبتنی بر استاندارد{5}}همچنین حفاظت طولانی‌مدت از سرمایه‌گذاری‌های فناوری را تضمین می‌کنند و در عین حال هزینه‌های توسعه را برای طرح‌های کاربردی خاص کاهش می‌دهند. OEM ها و توسعه دهندگان سیستم هوشمندانه به دنبال شرکای با تجربه برای سفارشی سازی تبلت هستند.
دستیابی به بازار و برنامه{0} اهداف خاص
دسترسی به داده‌ها که امکان تجزیه و تحلیل آگاهانه را در سازمان‌های صنعتی فراهم می‌کند، کارایی هزینه را افزایش می‌دهد و باعث بهبود مستمر فرآیند می‌شود. HMI هایی که دید جامع تری از فرآیندهای تولید ارائه می دهند، می توانند بینش های حیاتی را از برنامه های نظارت SCADA و سیستم اجرای تولید (MES) استخراج کنند. این HMI های پیشرفته، اینترنت صنعتی اشیاء (IIoT) را به واقعیت تبدیل می کند و سازمان ها را قادر می سازد تا با اجرای آخرین برنامه های اتوماسیون هوشمند، بهره وری را به حداکثر برسانند.
اجزای بسیار یکپارچه و استاندارد شده در تبلت های مدرن، قابلیت همکاری یکپارچه و ساده را با سایر دستگاه ها در کف کارخانه و در سراسر سازمان تولید تضمین می کند. ویژگی‌های فناوری صفحه‌نمایش چند لمسی رایانه‌های شخصی پانل، قابلیت استفاده و تجربه کاربر را بیشتر می‌کند و نقاط دسترسی ارزشمند را ممکن می‌سازد.
بازار صنعتی اغلب نیازمند اقدام سریع برای پیاده‌سازی سیستم‌های اتوماسیونی است که تعادل مناسبی بین عملکرد، دوام و عملکرد ایجاد می‌کند. به همین دلیل است که انتخاب یک شریک تولیدی آگاه با تخصص ثابت شده در سفارشی‌سازی بسیار مهم است-که به کاهش خطرات و زمان توسعه راه‌حل‌های سخت‌افزاری سازگار و مقیاس‌پذیر کمک می‌کند.