工業(yè)系統(tǒng)一直是提高自動化功能和復(fù)雜性水平的重要推動力。這些系統(tǒng)現(xiàn)在采用先進的標準化計算技術(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)化工廠車間運營的增值功能。

盡管人機界面 （HMI） 技術(shù)和系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當大的進步，這些技術(shù)和系統(tǒng)提供了對基本工廠和運營數(shù)據(jù)的更多訪問，但在將 HMI 功能與工業(yè)自動化應(yīng)用程序要求相匹配時，確實沒有一種尺寸可以滿足所有需求。這是因為選擇正確的平板電腦設(shè)計——從安裝選項和屏幕尺寸到處理器性能和 I/O——隨著自動化功能擴展到監(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)標準。

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

定制符合自動化趨勢

分析師預(yù)測，工業(yè)自動化的增長將受到制造業(yè)物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 實施的推動。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。增強控制和運營效率、擴展接口和互操作性、網(wǎng)絡(luò)、遠程監(jiān)控和增加對數(shù)據(jù)的訪問等功能都為實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)奠定了堅實的基礎(chǔ)。

為了進一步簡化制造流程，HMI 還需要支持在工業(yè)自動化流程中實施實時數(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了對更高水平技術(shù)先進產(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，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分析和控制生產(chǎn)線級操作的困難且耗時的任務(wù)。當連接的 HMI 系統(tǒng)提供共享數(shù)據(jù)和實時監(jiān)控工廠流程的能力時，它們就更有價值了。

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者的多點觸控界面。

例如，投射電容 （PCAP） 觸控面板技術(shù)的使用特別適合工業(yè)自動化。PCAP 采用硬化或鋼化玻璃，可增強抵御外部環(huán)境威脅的能力。這種強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。這種增強的控制水平還提高了生產(chǎn)控制的精度和準確性。此外，當今平板電腦的計算性能提高，支持復(fù)雜而詳細的數(shù)據(jù)分析和實時控制。

支持更廣泛的 I/O 要求

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

自動化任務(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，當今的平板電腦必須支持與自動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展存儲來管理計算密集型數(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)計支持視頻和圖形端口，包括雙通道 LVDS 顯示器。某些設(shè)計可能還需要特定應(yīng)用程序的擴展，這些擴展可以通過現(xiàn)在在較新的平板電腦中提供的單個 mini PCI Express 插槽來處理。支持不斷擴展的 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

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行，因為大多數(shù)工業(yè)系統(tǒng)不間斷運行 5 到 7 年或更長時間。這需要供應(yīng)商進行廣泛的產(chǎn)品測試，以確保延長使用壽命和可靠性，并完全驗證工業(yè)級平板電腦，這可能需要長達六個月的時間。

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)是有風扇還是無風扇，是預(yù)測 HMI 系統(tǒng)平均無故障時間 （MTBF） 的關(guān)鍵問題，許多客戶要求 MTBF 為 50，000 小時。如果系統(tǒng)是無風扇的并且屏幕的背光更高效，運營商可以享受更長的 MTBF。對于更強大的操作需求，玻璃觸控面板必須滿足額外的沖擊和振動要求，并提供全面的防塵、防潮或防水保護。一種解決方案是將觸控面板玻璃顯示器嵌入鋁制外殼中。另一個延長使用壽命的設(shè)計建議是密封平板電腦的前部，從而形成更堅固的工業(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)用程序來改進對工廠車間數(shù)據(jù)的監(jiān)控和控制，從而幫助實現(xiàn)制造生產(chǎn)力目標。

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)運行，這遠高于消費產(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)過驗證、堅固耐用且經(jīng)過驗證的組件，這些組件已經(jīng)過測試，可滿足防塵、防污和電磁兼容性 （EMC） 的保護要求。基于標準的解決方案還可以確保技術(shù)投資得到長期保護，同時降低特定應(yīng)用設(shè)計的開發(fā)成本。OEM 和系統(tǒng)開發(fā)商明智地尋求經(jīng)驗豐富的合作伙伴進行平板電腦定制。

實現(xiàn)市場、特定應(yīng)用的目標

通過訪問有助于工業(yè)組織進行知情分析的數(shù)據(jù)，可以提高成本效益和持續(xù)改進流程。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。這些先進的 HMI 使物聯(lián)網(wǎng)在工業(yè)領(lǐng)域成為現(xiàn)實，使組織能夠通過安裝最新的智能自動化應(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準化組件確保了與工廠車間和整個制造組織中的其他設(shè)備的無縫和簡化的互操作性。Panel PC 多點觸控顯示技術(shù)特性進一步增強了可用性和用戶體驗，使有價值的單一接入點成為可能。

工業(yè)市場通常需要迅速采取行動來實施自動化系統(tǒng)，以使其在性能、耐用性和功能之間取得適當?shù)钠胶狻＿@就是為什么選擇一個知識淵博、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展硬件解決方案的風險和開發(fā)時間。

審核編輯：郭婷