Robust, zuverlässig, langzeitverfügbar
Kundenspezifische HMI- Systeme realisieren
Als Hersteller von CPU-Plattformen und Distributor von Displays und Touch-Lösungen ist Avnet Integrated gut aufgestellt, um anwendungsoptimierte HMI-Systeme zu entwickeln und zu fertigen. Die Herangehensweise zeigt das Beispiel eines Custom-Panel-IPCs.
Industrielle HMI-Systeme müssen mehr denn je flexibel auf die speziellen Anforderungen einer Anwendung optimiert werden. Obwohl zahlreiche Anbieter und Hersteller die unterschiedlichsten Industrierechner und Embedded-PCs mit integrierten Anzeigen als Standardprodukte anbieten, kommen in vielen Fällen nur kundenspezifische Lösungen in Frage. Bei einem Custom-Design lassen sich beispielsweise die Einbausituation des Gehäuses, die Ausführung der Schnittstellen, die Kühlung des kompletten Systems und die Erfüllung bestimmter Schutzklassen berücksichtigen.
Typische Einsatzgebiete für maßgeschneiderte HMI-Systeme sind Werkzeugmaschinen, Fertigungsanlagen, Robotersteuerungen, die Prozessautomatisierung und Maschinen für die Textilindustrie. Das heißt, dass die Entwicklung und Fertigung der Custom-Lösungen auch für Projekte mit typischerweise kleineren Stückzahlen realisierbar sein müssen. Hinzu kommt die Vorgabe nach immer kürzer werdenden Design-Zeiten, um das Endprodukt möglichst schnell auf den Markt zu bringen. Da die robusten Industriesysteme meist große Anlagen steuern, müssen sie im Betrieb ohne Service-Einsatz zuverlässig im 24/7-Betrieb arbeiten. Alle verbauten Komponenten müssen langlebig ausgelegt und lange Zeit verfügbar sein, da die Industriemaschinen oftmals zehn bis zwanzig Jahre im Einsatz sind.
Wie lassen sich diese Anforderungen der Industrieanwendungen erfüllen? »Kundenspezifische Visualisierungssysteme können nur durch einen durchgängigen Plattformgedanken und eine umfangreiche Palette an unterschiedlichen Building-Blocks innerhalb kurzer Zeit und mit optimierten Kosten umgesetzt werden«, erklärt Christian Lang, Senior Manager Embedded Solutions von Avnet Integrated. »Als Basis dafür stellen wir vordefinierte Building-Blocks zur Verfügung, die in ihren Leistungsdaten skalierbar sind. Zusätzlich benötigte Komponenten werden kundenspezifisch entwickelt und kurzfristig bereitgestellt.« Das Baukastensystem reicht von standardisierten Computer-on-Modulen (CoMs), Baseboards, Standard-Mainboards, modernen Speichermodulen, Displays mit oder ohne Touch-Technologie, flexiblen Industriegehäusen und Kühllösungen – alles aus einer Hand.
Das Herz eines industriellen HMI-Systems besteht aus einem Prozessormodul, einem kundenspezifischen Carrier-Board bzw. Single-Board-Computer (SBC) und einem Display mit Touch. Die sofort einsetzbaren Module bietet Avnet Integrated in unterschiedlichen Prozessortechnologien auf x86- oder ARM-Architektur mit skalierbaren Leistungsdaten an. Das CoM wird über einen gängigen Standardstecker auf das Carrier-Board, das alle anwendungsspezifischen Funktionen umfasst, gesteckt. Durch einen einfachen Modulaustausch ist ein Migrationspfad hin zu einer höheren Performance realisierbar. »Dieser Punkt spielt gerade bei Industrieanwendungen eine große Rolle, um eine hohe Zukunftssicherheit des Endprodukts sicherzustellen«, betont Lang.
Die Embedded-Module entwickelt Avnet Integrated in seinen MSC-Design-Centern und fertigt sie in der hochautomatisierten MSC-Produktionsstätte in Stutensee. In den Design-Centern in Neufahrn bei München, Aachen, Stutensee und Freiburg sind über 120 Entwicklungsingenieure mit Standardprodukten und anwendungsoptimierten Projekten tätig.
Eine zentrale Komponente intelligenter HMI-Front-Ends ist die Integration eines passenden Displays mit oder ohne Touchscreen. Das eingesetzte TFT-Display kann aus dem reichhaltigen Standardportfolio von Avnet Integrated ausgewählt werden. Auf der Basis von vorkonfigurierten PCAP-Sensoren (projiziert-kapazitiv), Touch-Controllern und Cover-Lenses lassen sich einfach und schnell Custom-Lösungen aufbauen. Das Ziel ist, die Wünsche der Kunden nach Flexibilität und höchster Qualität bei der Fertigung hochwertiger Visualisierungssysteme zu erfüllen.
Das Systemdesign umfasst den mechanische Aufbau und die Erarbeitung eines optimierten Kühlprinzips. Durch einen intelligenten Systemaufbau, zum Beispiel die optimale Platzierung des Prozessormoduls, wird eine besonders niedrige Temperaturdifferenz vom Gehäuseinneren zur Außenwelt erreicht. Treten im Betrieb relativ hohe Außentemperaturen auf, bietet es sich an, vor der Prototypenphase eine Thermosimulation durchzuführen.
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