Өнеркәсіптік сенсорлық экрандар түсіндірілді: автоматтандыру жүйелеріндегі сыйымдылықты және резистивті HMI технологиялары

Сенсорлық интерфейстер заманауи өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінің негізгі компонентіне айналды. PLC негізіндегі HMI жүйелерінен бастап SCADA оператор панельдеріне дейін олар инженерлер мен операторларға машиналармен тікелей әрі интуитивті әрекеттесу мүмкіндігін береді. Дәстүрлі пернетақта мен тінтуір интерфейстерімен салыстырғанда, сенсорлық экрандар өнеркәсіптік ортадағы пайдалану күрделілігін азайтып, қолжетімділікті арттырады.

Бүгінде өнеркәсіптік және тұтынушылық сенсорлық экрандарды жобалауда екі негізгі технология басым: резистивті және сыйымдылықты жүйелер. Әр технология әртүрлі физикалық қағидаларға негізделген және нақты пайдалану орталарына бейімделген.

Өнеркәсіптік автоматтандырудағы резистивті және сыйымдылықты сенсорлық экран технологиялары

Резистивті және сыйымдылықты сенсорлық экрандар бір-бірінен түбегейлі ерекшеленетін екі сезу әдісін білдіреді. Резистивті жүйелер физикалық қысымға сүйенсе, сыйымдылықты жүйелер электр өрістеріндегі өзгерістерді анықтайды. Екі технология да құнына, беріктігіне және қоршаған орта жағдайларына қарай өнеркәсіптік басқару жүйелерінде кеңінен қолданылады.

Өнеркәсіптік сенсорлық экранның дұрыс технологиясын қалай таңдауға болады

Сенсорлық экранның дұрыс түрін таңдау көбіне пайдалану ортасына байланысты. Өнеркәсіп инженерлері HMI шешімін таңдамас бұрын оператордың әрекеттесу тәсілін, қолғап қолданылуын, ластану қаупін және интерфейстің қажетті күрделілігін бағалауы керек.

Көптеген заманауи автоматтандыру жүйелерінде резистивті және сыйымдылықты технологиялар арасындағы айырмашылық бұрынғыдай қатаң емес. Дегенмен таңдау әлі де тек өнімділікке емес, негізінен сенімділік талаптары мен нақты пайдалану жағдайларына байланысты жасалады.

Өнеркәсіптік HMI жүйелеріндегі резистивті сенсорлық экрандар

Резистивті сенсорлық экрандар шағын саңылаумен бөлінген екі өткізгіш беттен тұратын қабатты құрылым арқылы жұмыс істейді. Қысым түскен кезде қабаттар жанасып, кедергінің өлшенетін өзгерісін туындатады. Жүйе X және Y осьтері бойындағы кернеу өзгерісіне сүйене отырып, жанасу орнын есептейді.

Бұл экрандар банкоматтар, ескі үлгідегі басқару панельдері және ауыр жағдайларға арналған машина интерфейстері сияқты өнеркәсіптік орталарда кеңінен қолданылады. Негізгі артықшылықтарының бірі — жалаң саусақпен, қолғаппен немесе стилус құралдарымен қоса кез келген енгізу әдісімен жұмыс істей алуы.

Алайда резистивті технологияның шектеулері бар. Иілгіш беткі қабат тозуға, сызаттарға және физикалық зақымға бейім келеді. Сонымен қатар көпнүктелі түрту қимылдарына қолдау көрсетілмейді, бұл заманауи басқару жүйелеріндегі кеңейтілген HMI әрекеттесу мүмкіндіктерін шектейді.

Заманауи автоматтандыру жүйелеріндегі сыйымдылықты сенсорлық экрандар

Сыйымдылықты сенсорлық экрандар электростатикалық өрістердегі өзгерістерді анықтау арқылы жұмыс істейді. Беткі қабат мөлдір өткізгіш қабатпен қапталған. Адам саусағы сияқты өткізгіш зат экранға тигенде, ол сыйымдылықты өзгертіп, орналасқан орынды анықтау үдерісін іске қосады.

Бұл технология заманауи HMI жүйелерінде, соның ішінде өнеркәсіптік планшеттерде, SCADA панельдерінде, смартфондарда және жетілдірілген оператор терминалдарында кеңінен енгізілген. Сыйымдылықты экрандар әдетте шыңдалған шыныдан жасалады, бұл олардың беріктігі мен беткі зақымға төзімділігін арттырады.

Сыйымдылықты жүйелердің негізгі артықшылықтарының бірі — көпнүктелі түрту қимылдарына қолдау көрсетуі. Бұл өнеркәсіптік визуализация бағдарламалық жасақтамасында масштабтау, сырғыту және көпқабатты навигация сияқты кеңейтілген әрекеттесулерді пайдалануға мүмкіндік береді.

Алайда сыйымдылықты экрандар ылғал, шаң немесе кездейсоқ жанасу сияқты қоршаған орта әсерлеріне сезімтал болуы мүмкін. Сонымен қатар олар әдетте өткізгіш енгізуді қажет етеді, сондықтан қолғаптар немесе стилус құралдары әрдайым тиімді жұмыс істемеуі мүмкін.

Өнеркәсіптік қауіпсіздік тұрғысынан сыйымдылықты жүйелер оператордың әрекетіне де әсер етуі мүмкін. Химиялық өндіріс немесе таза бөлме жағдайларында қолғапты шешу талап етілуі ықтимал, бұл пайдалану мен қауіпсіздікке қатысты қосымша мәселелер туындатады.

HMI таңдауға өнеркәсіптік қолдану тұрғысынан қарау

Өнеркәсіптік автоматтандыру жүйелерінде сенсорлық экранды таңдау тек техникалық шешім емес, сонымен қатар адам факторларын инженерлік тұрғыдан ескеруді талап етеді. Басқару интерфейстерін жобалау кезінде инженерлер пайдалануға ыңғайлылықты, қоршаған орта әсеріне төзімділікті және пайдалану қауіпсіздігін тең ұстауы керек.

Төзімділік пен енгізу икемділігі аса маңызды қатал орталарда резистивті жүйелер әлі де өзектілігін сақтап отыр. Ал интуитивті әрекеттесу мен кеңейтілген визуализация қажет болатын заманауи цифрлық зауыттарда сыйымдылықты жүйелер басым.

Industry 4.0 одан әрі дамыған сайын сенсорлық экран технологиялары SCADA жүйелерімен, IIoT платформаларымен және шеткі есептеулерге арналған HMI жүйелерімен барған сайын тығыз ықпалдасып, өндірістік ортада нақты уақыттағы шешім қабылдау мүмкіндіктерін жақсартып келеді.

Автор туралы

Liang Feng — PLC жүйелері, SCADA архитектурасы және HMI жобалау салаларында 15 жылдан астам тәжірибесі бар өнеркәсіптік автоматтандыру маманы. Оның жұмысы өнеркәсіптік ортадағы адам мен машина арасындағы әрекеттесуге бағытталған; ол зауыттарды автоматтандыру, үдерістерді басқару жүйелері және өнеркәсіпті цифрландыру жобалары бойынша практикалық тәжірибеге ие.