Was ist HMI: Definition, Trends und Schlüsselfunktionen, die Sie kennen müssen

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.

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:
 

1. Der Antrieb für innovative Technologien:
   Mit kontinuierlichen Fortschritten in Technologien wie Touchscreen-Displays und Spracherkennung haben sich HMI-Lösungen erheblich in Effizienz und Benutzerfreundlichkeit verbessert.
2. Steigende Nachfrage nach industrieller Automatisierung:
   Der wachsende Bedarf der globalen Fertigungsindustrie an Automatisierung und Datensammlung nimmt weiter zu und treibt direkt die Nachfrage nach effizienten HMI-Lösungen an.
3. Entwicklung von intelligenter Fertigung und des industriellen IoT (IIoT):
   Der Aufstieg von intelligenter Fertigung und IIoT bietet breite Anwendungsperspektiven für fortschrittliche HMI-Systeme, insbesondere für die Bereitstellung von detaillierter Datenanalyse und verbesserter Systemsteuerung.

HMIs sind im Bereich der industriellen Automation aufgrund ihrer beiden Hauptvorteile unverzichtbar: intuitive Bedienung und Datenvisualisierung. Die intuitive Bedienung resultiert daraus, dass HMIs eine interaktive Plattform bereitstellen, die es den Bedienern ermöglicht, Automationssysteme effektiv zu steuern. Diese Benutzeroberfläche ermöglicht die Echtzeitüberwachung des Produktionsprozesses, schnelle Anpassungen der Maschineneinstellungen und agile Reaktionen auf Abweichungen. Zum Beispiel können in der Zerspanungsindustrie die Bediener 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 können Bediener Ausrüstungsausfälle oder Qualitätsprobleme schnell erkennen und beheben, und eine effiziente und kontinuierliche Produktion sicherstellen.

In der industriellen Automatisierung sind Geräte mit einem HMI oft rauen und anspruchsvollen Umgebungen ausgesetzt. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden und eine langfristige Zuverlässigkeit und Leistung zu gewährleisten, muss das HMI die folgenden robusten Eigenschaften aufweisen, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.

1. Stoßfestigkeit
   HMIs werden häufig in Umgebungen mit kontinuierlichen Vibrationen installiert, wie beispielsweise auf Produktionsböden oder in mobilen Geräten. Daher müssen sie kontinuierlichen Vibrationen und gelegentlichen Stößen standhalten, um einen unterbrechungsfreien Betrieb zu gewährleisten.
2. 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 ℃ betragen, um optimale Leistung und Lebensdauer unter diesen anspruchsvollen Bedingungen zu gewährleisten.
3. 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, und dabei effektiv das Eindringen von Wasser und potenzielle Schäden an den Geräten zu verhindern.
4. 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 diese Partikel sich im Inneren des Geräts ansammeln, was die Leistung und Lebensdauer erhöht.
5. Stromschutz
   HMIs sollten über einen weiten Spannungsbereich (9–48VDC) verfügen sowie Schutzmechanismen gegen Überspannung, Überstrom und elektrostatische Entladung (ESD), um Stabilität und Zuverlässigkeit in verschiedenen industriellen Umgebungen sicherzustellen.

Cincoze bietet drei umfassende und vollständige HMI-Produktreihen, die verschiedenen Anforderungen gerecht werden. Von industriellen Panel-PCs, die in anspruchsvollen industriellen 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 integriert werden können. 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 ℃), Überspannungsschutz, Überstromschutz, ESD-Schutz und mehr. Die UL-Sicherheitszertifizierung der USA gewährleistet maximale Sicherheit, indem sie Schutz vor Sicherheitsrisiken wie Kontaktlecks und entzündlichen Materialien überprüft und einen zuverlässigen Betrieb in industriellen Umgebungen sicherstellt.