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Was ist eine HMI und wie wähle ich die beste HMI-Lösung (Human Machine Interface)?

Von ·Kategorien: Industrielles IoT·Published On: September 15th, 2022·5,3 min read·

Die beste HMI-Panel-Lösung zu wählen, muss nicht schwer sein. Es beginnt alles mit Ihren Anforderungen. Wie wird sie eingesetzt? Wer wird sie verwenden? Welche Ein- und Ausgänge werden benötigt? Wo wird sie installiert?

Beginnen wir zuerst mit den Grundlagen.

Was ist eine HMI?

Die Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human Machine Interface, HMI) ist eine Benutzerschnittstelle, die am häufigsten in einer industriellen Fertigungs- und Automatisierungsumgebung vorkommt. Dort ermöglicht eine HMI es dem Bedienpersonal, Maschinen mithilfe visueller Darstellungen der Komponenten in Echtzeit zu steuern. Das erlaubt dem Betriebspersonal auch, die Effizienz zu optimieren, indem sie einen Einblick in die mechanische Leistung und den Fortschritt gibt.

Wofür wird eine HMI eingesetzt?

HMI-Lösungen werden am häufigsten zur Steuerung komplexer Fertigungs- und Industriesysteme durch relativ wenig Bedienpersonal eingesetzt. Dazu verwenden die Bediener häufig SCADA-Management-Software (Supervisory Control and Data Acquisition) wie z. B. Ignition. Aufgrund ihrer Verlässlichkeit und Benutzerfreundlichkeit haben Fertigungseinrichtungen aller Art diese grafischen Systeme übernommen.

HMIs werden verwendet, um

  • die Produktionszeit und Trends zu verfolgen
  • die automatische Kontrolle zu ermöglichen und Feedback zu diesen automatisierten Kontrollsystemen zu geben 
  • Systemeingänge und -ausgänge zu beobachten
  • Systemzustand und -leistung zu beobachten.

Da HMIs typischerweise eine visuelle Darstellung des beziehungsweise der zu steuernden Systeme bieten, ist die Schulung wesentlich einfacher. Daneben hat das Bedienpersonal einen intuitiven Einblick in den Status der Anlagen und der Produktion.

Die beste HMI – ausgelegt auf Langlebigkeit und einen langen Lebenszyklus

In der Vergangenheit wurden für HMI-Systeme häufig Desktop-Computer verwendet, da sie eine vertraute Benutzeroberfläche und eine Steuerung über Maus und Tastatur bieten. Jedoch fehlt es Desktop-Computern für Verbraucher an Beständigkeit und Langlebigkeit. Allerdings sind diese in industriellen Umgebungen erforderlich. Staub, Schmutz und große Temperaturschwankungen sind in diesen Umgebungen häufige Umweltfaktoren. 

Die beste HMI kann einer extremen Umgebung standhalten und bietet einen langen Lebenszyklus. Beispielsweise können Sie für Ihren HMI-Panel-PC einen industriellen All-in-One-Panel-PC wählen oder einen zusammenstellen, indem Sie einen Industrie- oder Rugged- Computer mit einem separaten Touchscreen-Display kombinieren. Wenn der Platz knapp ist, ist ein All-in-One-Panel-PC oft eine gute Wahl. Wenn Sie hingegen die Flexibilität zum Austausch von Komponenten haben möchten, sollten Sie sich für einen modularen Selbstbau-Ansatz entscheiden. Erfahren Sie in diesem Beitrag wie Sie in 7 Schritten zu einem Panel-PC gelangen.

Touchscreen-Optionen

Mit der Ausbreitung industrieller HMIs kommt der Bedarf nach immer fortschrittlicheren Touchscreen-Systemen und Software auf. Dabei gibt es zwei primäre Touchscreen-Technologien für HMI-Anwendungen. OnLogic bietet Optionen für beide Typen an.

Kapazitive Touchscreens nutzen das elektrische Feld des menschlichen Körpers, um Eingaben zu verarbeiten, ähnlich wie viele der heutigen Smartphones. Somit werden kapazitive Touchscreens häufig für Installationen verwendet, die eine hochpräzise Berührungserfassung oder Multi-Touch-Fähigkeiten wie zum Beispiel Ziehen zum Zoomen erfordern. Daher werden sie häufig für Kioske und interaktives Digital Signage eingesetzt.

Resistive Touchscreens basieren auf physischem Druck, um Berührungsdaten zu übertragen. Dadurch können resistive Touchscreens auch während des Tragens von Handschuhen benutzt werden. Somit sind sie eine hervorragende Wahl für Anwendungen in der Fabrikautomation, der Lebensmittelverarbeitung und im Gesundheitswesen. Sie sind auch eine gute Wahl, wenn eine eher taktile Schnittstelle bevorzugt wird.

Welche verschiedenen Arten von HMIs gibt es?

Es gibt drei Haupttypen von HMIs. Sie haben jeweils unterschiedliche Funktionen, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind. Das Verständnis der Unterschiede zwischen den einzelnen HMI-Typen ist entscheidend, um sicherzustellen, dass das von Ihnen gewählte Gerät für Ihre spezielle Anwendung geeignet ist.

Eine HMI als Drucktasten-Ersatz

Drucktasten-Ersatzgeräte ersetzen die manuellen Tasten. Anstelle von mehreren hundert Tasten, Schaltern und LEDs auf einem Bedienfeld können Sie all diese Elemente auf einem Bildschirm darstellen. Da Drucktasten-Ersatzgeräte mehr Bedienelemente auf wesentlich kleinerem Raum ermöglichen, werden diese Arten von HMIs häufig in der Industrie eingesetzt.

HMIs zur Datenverarbeitung

HMIs zur Datenverarbeitung werden häufig in Anwendungen eingesetzt, die eine ständige Erfassung und Überwachung von Daten erfordern. Da diese Data-Handler für die Verarbeitung großer Datenmengen zuständig sind, verfügen sie oft über eine große Speicherkapazität. Dadurch sind sie ideal für Anwendungen, bei denen große Datenmengen von Maschinen erfasst werden müssen.

HMIs zur Überwachung

Die Überwachungs-HMI ist ideal für MES- (Manufacturing Execution System) und SCADA-Anwendungen (Supervisory Control and Data Acquisition). Die Überwachungs-HMI ist die am stärksten visuell ausgerichtete der drei und bietet eine intuitive grafische Benutzeroberfläche (GUI).

Vergessen Sie die Details nicht!

Wo wird die HMI montiert? Was sind Ihre Anforderungen an Ein- und Ausgänge? Was ist Ihre Stromquelle?

Die HMI-Lösungen von OnLogic wurden mit Blick auf Verlässlichkeit und Flexibilität entwickelt. Sie umfassen eine Vielzahl von Montageoptionen und älteren I/O-Optionen, um die Konnektivität mit einer breiten Auswahl an Geräten zu ermöglichen. Wir bieten Lösungen, die resistent sind gegenüber folgenden Einflüssen:

  • Vibration und Stoßkräfte
    • Lesen Sie unseren Kundenbericht zu SAT Technologies. Das Unternehmen hat einen Panel-PC auf einen Gabelstapler montiert, der plötzlichen Bewegungen und Vibrationen ausgesetzt ist. Bei dieser Lösung wird das Panel verwendet, um den Beschäftigten Anweisungen zu geben, wie sie eine Palette am besten stapeln können.
  • Feuchtigkeit
    • In vielen Branchen, wie beispielsweise in der Lebensmittelindustrie, müssen Panel-PCs abgewischt und manchmal sogar abgespritzt werden. In diesen Fällen ist ein Panel-PC mit Schutzart IP65 unerlässlich. 
  • extreme Temperaturen 
    • In der Energie- und Schwerindustrie, etwa bei der Öl- und Gasförderung, ermöglichen Panel-PCs mit einem großen Betriebstemperaturbereich die Fernüberwachung von Anlagen an praktisch jedem Ort, von der Wüste bis zum Polarkreis.
  • Schwebstoffpartikel 
    • In Fertigungs- und Lebensmittelproduktionsumgebungen können Schwebstoffe in Panel-PCs eindringen. Dort können sie Fehlfunktionen und Schäden verursachen. Panel-PCs der Schutzart IP65 sind staubdicht und bieten Sicherheit in Umgebungen mit hohem Feinstaubaufkommen.
  • schwankende Eingangsleistung
    • Probleme mit der Stromversorgung wie Spannungsspitzen, Störungen oder häufige Stromausfälle können in jeder Umgebung Probleme verursachen. Wir können mit Ihnen daran arbeiten, Ihre Anforderungen an die Stromversorgung zu erfüllen. Im Falle eines Stromausfalls sind alle OnLogic-Computer in der Lage, automatisch neu zu starten. Tatsächlich ist das automatische Einschalten nur eine Einstellung entfernt. 

Sobald Sie Ihre Anforderungen verstanden haben, helfen wir Ihnen bei der Auswahl der besten HMI-Lösung. Wenden Sie sich noch heute an unser technisches Vertriebsteam

Dieser Blogbeitrag wurde ursprünglich am 8. Juli 2020 veröffentlicht. Er wurde am 15. September 2022 inhaltlich aktualisiert.

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About the Author: Sarah Lavoie

Sarah Lavoie ist Content Creator bei OnLogic. Wenn sie nicht schreibt, erkundet sie oft die Landschaft von Vermont mit ihrer Kamera, um faszinierende Dinge zu fotografieren.
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