Los sistemas industriales han sido constantemente un factor clave en el avance de las capacidades de automatización y los niveles de complejidad. Estos sistemas ahora incorporan tecnologías informáticas estandarizadas avanzadas y conectividad de red, lo que contribuye a importantes ganancias de productividad y ofrece funciones de valor-agregado que optimizan las operaciones del taller.
Si bien se han logrado avances considerables en las tecnologías y sistemas de interfaz hombre-máquina (HMI)-que brindan un mayor acceso a datos operativos y de planta fundamentales-no existe una solución-talla-que se ajuste-a todos a la hora de combinar las capacidades de HMI con los requisitos de las aplicaciones de automatización industrial. Esto se debe a que seleccionar el diseño de tableta adecuado-desde las opciones de montaje y el tamaño de la pantalla hasta el rendimiento del procesador y las E/S-se vuelve cada vez más crítico a medida que las capacidades de automatización se expanden para monitorear y procesar una variedad más amplia de tareas complejas. Además, se deben considerar requisitos de cumplimiento normativo específicos y estándares industriales para aplicaciones en nichos de mercado, como las industrias energética, marina o alimentaria, donde la personalización es esencial.
En última instancia, la capacidad de ofrecer tabletas totalmente personalizadas amplía las opciones para diseñar sistemas industriales de bajo{0}}costo y alto-valor, lo que contribuye a la viabilidad y al progreso positivo de la industria de la automatización. Este artículo describe las funciones-más buscadas en los últimos diseños de tabletas y cómo el desarrollo de sistemas HMI funciona mejor cuando los proveedores poseen la experiencia para ofrecer opciones personalizables.
La personalización se alinea con las tendencias de automatización
Los analistas predicen que el crecimiento de la automatización industrial será impulsado por la implementación de IoT (Internet de las cosas) en la fabricación. Esto se combinará con una mayor inversión en I+D para satisfacer la creciente demanda de operaciones de fabricación energéticamente-eficientes y un énfasis cada vez mayor en el cumplimiento normativo. A medida que más empresas buscan implementar aplicaciones habilitadas para IoT-e Industria 4.0, también existe una creciente demanda de sistemas industriales y HMI que integren las operaciones de planta y taller con otras funciones comerciales como la logística y el servicio al cliente. Características como control mejorado y eficiencia operativa, interfaces e interoperabilidad ampliadas, redes, monitoreo remoto y mayor acceso a datos sientan una base sólida para hacer realidad IoT.
Para optimizar aún más los procesos de fabricación, las HMI también deben admitir análisis de datos en tiempo real-dentro de los flujos de trabajo de automatización industrial. El cambio hacia fábricas inteligentes conecta sistemas previamente aislados, convirtiéndolos en piedras angulares de IoT. Esta alta demanda de interoperabilidad de equipos impulsa la necesidad de productos tecnológicamente más avanzados.
Personalizar los diseños de HMI con procesadores de próxima-generación y tecnología de pantalla táctil permite a las empresas implementar soluciones de panel unificadas y conectadas. Estos ayudan a superar la difícil y lenta tarea-de analizar y controlar manualmente las operaciones de nivel de producción-en distintas plataformas. Los sistemas HMI conectados ofrecen un mayor valor cuando brindan la capacidad de compartir datos y monitorear los procesos de fábrica en tiempo real.
Además, los sistemas HMI tienen la tarea de satisfacer la necesidad de un funcionamiento simplificado y más intuitivo. Los avances en la tecnología de tabletas incluyen interfaces multitáctiles-similares a las del consumidor.
Por ejemplo, el uso de la tecnología de panel táctil capacitivo proyectado (PCAP) es particularmente adecuado-para la automatización industrial. PCAP emplea vidrio endurecido o templado, lo que mejora la resistencia a las amenazas ambientales externas. Este vidrio reforzado proporciona a los usuarios una resistencia superior a rayones, impactos y golpes, aumentando así la durabilidad.
La industria de las tabletas está avanzando rápidamente, con un aumento significativo de dispositivos que utilizan paneles táctiles y una gama más amplia de nuevos productos y procesos. Las pantallas táctiles ofrecen control y funcionalidad simplificados y multifuncionales al reemplazar botones e interruptores con menús de software. Este mayor nivel de control también mejora la precisión y exactitud de la gestión de la producción. Además, la mayor potencia computacional de las tabletas modernas admite análisis de datos complejos y detallados y control en tiempo real-.
Compatible con requisitos de E/S más amplios
Las HMI que ofrecen amplias capacidades de E/S o placas de expansión para E/S personalizadas sirven como pegamento que une las soluciones actuales para controlar máquinas y sensores, conectarse a la nube o integrarse con software de análisis. Aprovechar las E/S ampliadas disponibles en las HMI modernas permite a los operadores gestionar la producción en fábrica de forma más fluida y sin esfuerzo.
La creciente complejidad de las tareas de automatización y el volumen de datos a los que se requiere acceso requieren una amplia conectividad en todas las áreas de una organización. Para admitir las diversas interfaces en aplicaciones industriales, las tabletas modernas deben ofrecer una conectividad que se ajuste a las demandas de automatización. Los proveedores con capacidades de integración avanzadas ofrecen opciones integrales para GbE; USB 3.0/2.0; y puertos de comunicación RS232, RS485 y RS422. La creciente prevalencia de la comunicación inalámbrica también requiere que las tabletas sean compatibles con 3G/4G, LTE, WiFi, CAN y RFID. La conectividad efectiva debe soportar además diversos dispositivos de borde que requieren alta potencia de procesamiento y almacenamiento escalable para gestionar aplicaciones de procesamiento de datos con uso intensivo de computación.
La creciente adopción de la tecnología multi-pantalla exige que los nuevos diseños de tabletas admitan puertos de vídeo y gráficos, incluidas pantallas LVDS de doble-canal. Ciertos diseños también pueden requerir expansiones específicas-de aplicaciones, que se pueden abordar a través de la única ranura mini PCI Express ahora disponible en las tabletas más nuevas. Las tabletas más recientes, compatibles con los requisitos de E/S en constante expansión-, ahora ofrecen una amplia gama de sistemas operativos, niveles de rendimiento, memoria y capacidades de almacenamiento.
Diseñado para la longevidad
Un diferenciador clave entre las tabletas de grado-comercial y-industrial en aplicaciones HMI es la capacidad de ofrecer una vida útil operativa prolongada, ya que la mayoría de los sistemas industriales funcionan continuamente durante 5 a 7 años o más. Esto requiere pruebas exhaustivas de los productos por parte de los proveedores para garantizar una mayor longevidad y confiabilidad, junto con una validación completa de las-tabletas de grado industrial-un proceso que puede demorar hasta seis meses.
Para los proveedores de tabletas que emplean un enfoque modular, es más fácil personalizar las HMI para los largos ciclos de vida que exigen los mercados industriales. Los diseños de PC con panel modular ofrecen flexibilidad de configuración para satisfacer diversos requisitos de aplicaciones, incluida la capacidad de seleccionar o actualizar el rendimiento del procesador, el tamaño de la pantalla y los tipos de tecnología del panel táctil, o agregar placas posteriores para satisfacer las necesidades de E/S.
El brillo de las pantallas de las tabletas y si los sistemas están refrigerados o sin ventilador-son factores críticos a la hora de predecir el tiempo medio entre fallos (MTBF) de los sistemas HMI, y muchos clientes exigen un MTBF de 50 000 horas. Los sistemas sin ventilador con retroiluminación de pantalla más eficiente permiten a los operadores lograr un MTBF más prolongado. Para requisitos operativos más exigentes, los paneles táctiles de vidrio deben cumplir con especificaciones adicionales de golpes y vibraciones y, al mismo tiempo, proporcionar resistencia integral al polvo, la humedad o el agua. Una solución integra la pantalla de cristal del panel táctil dentro de una carcasa de aluminio. Otra recomendación de diseño para una mayor longevidad implica sellar la superficie frontal de la tableta, creando una solución industrial más robusta con un frente de vidrio completamente plano. Estas opciones también ofrecen a los desarrolladores una gama de soluciones que se adaptan a diversos parámetros presupuestarios. Una mayor variedad de opciones permite que más empresas adopten aplicaciones HMI para mejorar la supervisión y el control de los datos de la fábrica, ayudando así a alcanzar los objetivos de productividad de fabricación.
Dependiendo de la aplicación, las tabletas deben funcionar dentro de un rango de temperatura industrial de -20 grados a 70 grados, superando significativamente las temperaturas de funcionamiento de los productos de consumo. Cuando es esencial un rendimiento confiable e ininterrumpido, lo mejor es elegir componentes probados, resistentes y validados que hayan sido probados para cumplir con los requisitos de protección contra el polvo, la contaminación y la compatibilidad electromagnética (EMC). Las soluciones basadas en estándares-también garantizan la protección a largo plazo de las inversiones en tecnología y, al mismo tiempo, reducen los costos de desarrollo para diseños de aplicaciones específicas. Los fabricantes de equipos originales y los desarrolladores de sistemas buscan sabiamente socios experimentados para la personalización de tabletas.
Lograr objetivos específicos de mercado y aplicaciones-
El acceso a datos que permiten un análisis informado dentro de las organizaciones industriales mejora la eficiencia de costos e impulsa la mejora continua de los procesos. Las HMI que brindan una visión más completa de los procesos de producción pueden extraer información crítica de las aplicaciones de monitoreo SCADA y Manufacturing Execution System (MES). Estas HMI avanzadas hacen realidad el Internet industrial de las cosas (IIoT), permitiendo a las organizaciones maximizar la productividad mediante la implementación de las últimas aplicaciones de automatización inteligente.
Los componentes altamente integrados y estandarizados de las tabletas modernas garantizan una interoperabilidad perfecta y simplificada con otros dispositivos en la fábrica y en toda la organización de fabricación. Las características de la tecnología de pantalla multi-táctil de los Panel PC mejoran aún más la usabilidad y la experiencia del usuario, permitiendo valiosos puntos de acceso únicos.
El mercado industrial a menudo exige una acción rápida para implementar sistemas de automatización que logren el equilibrio adecuado entre rendimiento, durabilidad y funcionalidad. Por este motivo, seleccionar un socio de fabricación experto y con experiencia comprobada en personalización es crucial-que ayudará a reducir los riesgos y el tiempo de desarrollo de soluciones de hardware interoperables y escalables.