Robust, zuverlässig, langzeitverfügbar
Kundenspezifische HMI- Systeme realisieren
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Das kundenspezifische System ist für den Einbau vorgesehenb
Mit der Thermosimulation, die Avnet Integrated als Service anbietet, lässt sich das spätere Temperaturverhalten mit einer hohen Genauigkeit voraussagen, um bereits im Vorfeld die passive Kühlung und das Lüftungskonzept zu optimieren. Auf der Basis eines 3D-Entwurfs lassen sich die im System auftretenden Temperaturen und Strömungen einfach und anschaulich darstellen. Die Optimierung der thermischen Systemauslegung spielt eine große Rolle, da die Bauteiletemperatur einen direkten Einfluss auf die Lebensdauer des HMI-Systems hat. Als Faustformel geht man von einer Halbierung der Lebensdauer bei einer Erhöhung der Bauteiletemperatur von 10 K aus.
Zusätzlich zu den Temperaturmessungen werden funktionale Test des Geräts, eine Kompatibilitätsverifikation, optional EMV-Tests und eine Prüfung der elektrischen Sicherheit durchgeführt. Bei den EMV-Tests können neben der Störbeeinflussung unter anderem auch die Funkstörstrahlung beispielsweise nach der geltenden europäischen Produktnorm für IT-Geräte getestet werden.
Die komplexe Systemintegration aller Komponenten erfolgt in der MSC-Fertigungsstätte in Freiburg. Durch hohe Investitionen in die Fertigungstechnologien und -anlagen in den letzten Jahren konnte die Effizienz und die Produktivität kontinuierlich gesteigert werden. Bei der Display-Montage im staubgeschützten Raum wird mithilfe eines hochpräzisen Roboters das Frontglas mit höchster Genauigkeit in den Rahmen fehlerfrei positioniert und montiert. Die Differenz der Temperaturausdehnung zwischen Glas und Metall kann in der Praxis 1 bis 2 mm betragen. Die Klebstoffmenge wird genau berechnet und exakt aufgetragen, um eine ausgezeichnete Qualität über die gesamte Laufzeit des HMI-Systems zu gewährleisten.
»Um anspruchsvolle kundenspezifische Visualisierungssysteme zu entwickeln, ist eine Menge Erfahrung nötig«, betont Lang. »Wir als einer der führenden Hersteller von CPU-Plattformen und größter Distributor von Displays und Touch-Lösungen in EMEA sind bestens aufgestellt, um auf der Basis unseres fundierten System-Know-hows kundenspezifische Anwendungen zu realisieren. Wir beraten unsere Kunden und stimmen die einzelnen Anforderungen des gewünschten Systems exakt ab. Im Anschluss daran erarbeiten wir gemeinsam eine optimale Lösung.«
Als Anwendungsbeispiel dient hier ein kundenspezifisch entwickelter Panel-PC mit 15,6-Zoll-TFT und PCAP. Das integrierte SMARC-2.0-Modul „MSC SM2S-AL“ im Short-Size-Format von 82 mm × 50 mm ist auf eine niedrige Verlustleistung von 7 W bis 14 W bei gleichzeitig hoher Geschwindigkeit ausgelegt. Die kompakte Baugruppe nutzt Intels Atom-Prozessor E3900 (Codename „Apollo Lake“). Einzelne Varianten der MSC-SM2S-AL-Familie sind für den industriellen Temperaturbereich von –40 °C bis +85 °C verfügbar.
Über die Schnittstellen DisplayPort++ und LVDS/embedded DisplayPort (eDP) lassen sich bis zu drei unabhängige Displays anschließen. Neben USB 3.0/2.0 bieten die Short-Size-Module unter anderem Gigabit-Ethernet, PCI Express, SATA III und eine MIPI-CSI-2-Kameraschnittstelle. Eine CAN-Schnittstelle ist auf Kundenwunsch auf dem Custom-Carrier-Board implementierbar.
Eine zusätzliche Anforderung an den Panel-PC ist die Vernetzbarkeit mit weiteren Anlagen innerhalb eines Industrie-4.0-Umfeldes. So lassen sich Maschinendaten und Wartungsinformationen in der Cloud speichern und bei Bedarf über ein Web-Interface zur Verfügung stellen. Erreicht werden damit eine Steigerung der Effizienz der Produktionsanlage und eine Minimierung von Ausfallzeiten mittels Predictive Maintenance.
Das kundenspezifische HMI-System ist für den Einbau vorgesehen. Das Rückteil kann auch als eigenständiger Box-PC betrieben werden. Der Frontschutz entspricht der Schutzart IP54, die einen zuverlässigen Betrieb in der staubigen Atmosphäre einer Fabrikhalle erlaubt. Da der Panel-PC eine komplette Großanlage steuert, sind die Anforderungen an Qualität, Robustheit, lange Lebensdauer und Langzeitverfügbarkeit besonders hoch.
Ein auf einem SMARC-2.0-Modul basierender Panel-PC kann innerhalb kurzer Zeit und mit optimierten Kosten entwickelt und in die Serie übergeführt werden. Die wichtigsten Komponenten wie das Embedded-Modul und das Touch-Display fertigt Avnet Integrated selbst. Zur Sicherstellung einer gleich bleibenden hohen Qualität ist die Kombination aus Entwicklungs- und Fertigungskompetenz im eigenen Hause von zentraler Bedeutung. »Nur durch das nahtlose Ineinandergreifen der einzelnen Produktphasen lassen sich alle Komponenten zu einem gesamten System integrieren«, resümiert Lang. »Für viele Kunden ist die Nähe zur Produktfertigung ein wichtiges Kriterium, das ein Gefühl der Sicherheit, einen schnellen Zugriff auf Herstellungsprozesse und eine hohe Flexibilität sicherstellt.«
Avnet Integrated, Halle 2, Stand 238
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