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Das modulare HMI-Konzept

27. April 2020, 16:33 Uhr   |  Meinrad Happacher

Das modulare HMI-Konzept
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HMIs je nach Bedarf individuell gestalten! Ein Baukastensystem für Glas, Display und Touchsensor aus der Schublade soll dies den Maschinenbauern ermöglichen.

Ein Szenario aus der Praxis: Der Produktmanager kommt ins Zimmer gestürmt: »Unsere Konstruktion hat die neue Maschine rechtzeitig vor der Messe fertig gestellt. Jetzt brauchen wir nur noch ein passendes HMI, das kann doch nicht so schwer sein!« – Das stimmt, jedenfalls im Prinzip. Es braucht doch nur ein Display, einen Touchsensor, eine Glasscheibe, und fertig ist das Bedienteil. In dieser Einfachheit liegt aber auch die Herausforderung: Welches Display von welchem Hersteller ist am besten geeignet? Wie wird der Sensor verklebt, damit er passgenau sitzt und keine Blasen wirft? Warum soll das eine Stück Glas für die Front so viel Einmalkosten erfordern? Und woher kommt die Ansteuerung des LED-Backlights?

Von der Stange – aber modular

Das modulare Baukastensystem, bestehend aus den Einzelkomponenten Deckglas, Touchsensor, TFT-Display und Interface.
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Das modulare Baukastensystem, bestehend aus den Einzelkomponenten Deckglas, Touchsensor, TFT-Display und Interface.

In dem skizzierten Fall hilft ein Bau-kastensystem für Glas, Display und Touchsensor aus der Schublade. Kunden aus der Industrie sind Spezialisten für die Lösung ihrer Kernaufgaben. Der Bau von Druckmaschinen, landwirtschaftlichen Fahrzeugen oder Laborgeräten zur genauen Analyse ist ihr Tagesgeschäft. Die Elektronik für ein HMI zu entwickeln ist jedoch für sie ungewohnt und aufwendig, denn Technologien, Tools und Schnittstellen ändern sich von einem Produktzyklus zum nächsten. Bleibt man hier nicht auf dem aktuellen Stand der Technik, muss man die Entwicklung immer wieder neu beginnen. Mit einem fertigen, aber dennoch konfigurierbaren System lassen sich die meisten Anforderungen an ein modernes HMI lösen. Die Kosten bleiben übersichtlich, es fallen keine Einmal-Investitionen in Werkzeuge und Masken an. Das Bild zeigt die Komponenten, aus denen ein solches System zusammengesetzt ist. Nicht gezeigt ist der Montagerahmen, der einerseits die Komponenten zusammen hält und mit dem andererseits das System in das Gehäuse der Maschine eingebaut wird. 

Die Anforderungen

Welche Anforderungen muss ein Bediensystem erfüllen, um sich in der Praxis zu bewähren? Für den Einsatzbereich in der Industrie müssen die Werte des Datenblattes genau passen: Der Temperaturbereich soll wenigstens von –20 bis +70 °C reichen, das Backlight eine lange Lebensdauer haben und das gesamte System muss viele Jahre lang verfügbar sein. Die Darstellungsqualität des Displays muss einwandfrei sein und der Touchscreen, der heute immer in PCAP-Technologie ausgeführt ist, ohne Kompromisse unter allen Umgebungsbedingungen funktionieren. Für unterschiedliche Anwendungen sollen verschiedene Displaydiagonalen zur Verfügung stehen, die Schnittstellen sollen gängigen Standards entsprechen. Daneben soll die Mechanik so gestaltet sein, dass sich das gesamte System einfach in das Maschinengehäuse oder deren Bedienteil integrieren lässt. Letztlich muss auch noch der Preis passen!

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1. Das modulare HMI-Konzept
2. Die Displays
3. Der Touchscreen

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