Przemysłowe rozwiązania systemów sterowania z zastosowaniem technologii wielodotykowej

Fot. 1. Panele operatorskie maszyn charakteryzujące się nowoczesnym interfejsem użytkownika są integralną częścią przyszłościowych rozwiązań Phoenix Contact

Urządzenia codziennego użytku oparte na technologii wielodotykowej i formacie szerokoekranowym 16:9 wpływają na opracowywanie oraz wdrażanie urządzeń do zastosowań stosowanych w przemyśle. Ponadto powinna być możliwość umieszczania wyświetlaczy wraz z ich elementami sterującymi w sposób elastyczny, mimo ograniczeń powodowanych przez nieprzyjazne warunki panujące w środowisku przemysłowym.

Zarówno sprzęt, jak i oprogramowanie powinny charakteryzować się przystępną ceną, a ich działanie niezawodnością. Wizualizacja musi być nie tylko wyraźna i przejrzysta, ale powinna też być wyświetlana na tyle szybko, aby obsługa urządzeń była prosta, a wymagania stawiane użytkownikom mogły być ograniczone do niezbędnego minimum.

W rodzinie produktów Designline, Phoenix Contact oferuje komputery przemysłowe w całkowicie zamkniętej obudowie (stopień ochrony IP65) - charakteryzujące się eleganckim wyglądem, wysoko wydajną technologią oraz zastosowaniem ekranów wielodotykowych, co umożliwia wprowadzanie intuicyjnych i całkowicie nowych koncepcji sterowania.

SZKLANY PANEL PRZEDNI ZAPEWNIA WYSOKĄ TRWAŁOŚĆ

Fot. 2. Urządzenia Designline są zgodne z normą VESA 100, co oznacza, że mogą być montowane bezpośrednio na maszynie za pomocą wsporników lub stojaków

W panelach z ekranami wielodotykowymi, które wykonywane są w wersjach pojemnościowych (PCT lub PCAP), wszystkie konieczne czujniki są zainstalowane za szklanym panelem. Oznacza to, że funkcjonalność ekranu dotykowego nie podlega wpływom zewnętrznym oraz że nie następuje jego zużycie.

Brak plastikowej folii na przedniej, szklanej stronie oporowego urządzenia dotykowego zwiększa też trwałość zastosowanych rozwiązań pojemnościowych, zwłaszcza gdy używa się agresywnych środków czyszczących czy ostrych przedmiotów. Szklany panel zapewnia solidną ochronę, co jest szczególnie ważne w surowym środowisku przemysłowym.

Fakt, że szklana płyta może pokrywać całą przednią stronę przemysłowego komputera panelowego, stwarza nowe możliwości projektowe, takie jak umieszczenie przycisków czujników poza obszarem wyświetlania. Szklany przód nie tylko poprawia wygląd, lecz także rozwiązuje problem zanieczyszczeń gromadzących się w narożnikach, co sprawia, że komputery przemysłowe doskonale sprawdzają się, na przykład, w przemyśle spożywczym. Dotykowe ekrany pojemnościowe działają nawet wtedy, gdy szkło ulegnie zarysowaniu.

Jednakże największą zaletą ekranów dotykowych wyposażonych w technologię wielodotykową jest to, że są one w stanie rozpoznać wiele wykonanych w tym samym czasie dotknięć. Umożliwia to operatorowi jednoczesne obsługiwanie, na przykład, dwóch elementów znajdujących się na różnych obszarach wyświetlacza. Ponieważ nie ma potrzeby pokonywania żadnego oporu mechanicznego, wykonywanie przesunięć i obrotów na ekranie jest dla użytkownika bardzo łatwe.

PRZEJRZYSTE PRZEDSTAWIENIE NAWET NAJBARDZIEJ SKOMPLIKOWANYCH STRUKTUR SYSTEMU

Fot. 3. Przemysłowe komputery panelowe mają wyświetlacze o rozmiarach od 15 do 21,5 cali, co gwarantuje ich szeroki zakres zastosowań

Poza odczytywaniem wielokrotnych punktów nacisku, urządzenia wielodotykowe potrafią rozpoznawać specyficzne wzorce ruchowe lub "gesty" takie, jak obrót, powiększanie i przesuwanie. Ponadto możliwe jest wykonywanie określonych poleceń poprzez używanie więcej niż jednego palca lub ręki przy tworzeniu sekwencji ruchów.

Sterowanie za pomocą gestów umożliwia użytkownikowi, na przykład, zmianę stron za pomocą ruchu przeciągania ręki. Ruch rozszerzający wykonany palcami zwiększa powiększenie wyświetlanych danych procesu. Jedną z korzyści sterowania za pomocą gestów jest brak potrzeby stosowania niepopularnych i czasochłonnych pasków przewijania.

Co więcej, złożone struktury, tak powszechne w farmach wiatrowych lub na liniach produkcyjnych, mogą być wyświetlane na pojedynczej stronie. Przeciąganie, powiększanie i obrót umożliwiają użytkownikowi szybkie i zgodne z potrzebami nawigowanie w każdym obszarze systemu. Przedstawiciele generacji epoki cyfrowej, którzy w przyszłości będą obsługiwali maszyny i systemy, oczekują takich właśnie funkcji oraz ich intuicyjnej obsługi.

Zalety technologii pojemnościowego ekranu dotykowego zostały w pełni wdrożone w czasie opracowywania najnowszej rodziny produktów Designline, które ponadto charakteryzują się klasą ochrony IP65. Dostępne modele 15-calowe (1024×768 pikseli), 18,5-calowe (1366×768 pikseli), oraz 21,5-calowe (1920×1080 pikseli) doskonale sprawdzą się w wizualizacji tak prostych, jak i złożonych procesów.

Jeżeli wyświetlenie całej maszyny lub systemu nie będzie możliwe, sterowanie za pomocą gestów zapewnia łatwy dostęp do każdej, niewidocznej w danym momencie na ekranie, sekcji. Wielodotykowy wyświetlacz umożliwia również wykorzystywanie urządzeń zaprojektowanych dla nowych koncepcji sterowania, nawet jeśli bieżące zastosowanie nie obsługuje jeszcze możliwości sterowania za pomocą gestów. Zapewnia to trwałość planowania oraz czas potrzebny na opracowanie koncepcji intuicyjnego sterowania.

WYSOKOWYDAJNE PROCESORY I OBUDOWY NIEWYMAGAJĄCE WENTYLATORÓW

Rys. 1. Przekrój panelu dotykowego PCAP

Wizualizacja intensywnie wykorzystująca grafikę oraz sterowanie za pomocą gestów wymaga zastosowanie wysokowydajnych GPU (procesorów graficznych), które są w stanie zapewnić płynne działanie urządzenia. W przeszłości wymóg ten nie mógł być spełniony w sposób zadowalający, zwłaszcza przez procesory używane we wszelkich zastosowaniach przemysłowych.

Chociaż ich moc była wystarczająca, to zapewnienie wydajnej grafiki pozostawiało wiele do życzenia. Karty graficzne stosowane w urządzeniach powszechnego użytku nie stanowiły wartościowej alternatywy z powodu dużych strat energii i ograniczonej odporności na temperaturę.

Aby temu zaradzić, nowe urządzenia Designline wyposażono w procesory Intel Core i7, co sprawia, że doskonale nadają się one do wykonywania wymagających zadań takich jak te związane ze sterowaniem maszyn, wizualizacją procesów, zapewnieniem jakości oraz przechwytywaniem danych.

Pomimo, że charakteryzują się wysoką wydajnością, przemysłowe komputery panelowe są chłodzone pasywnie, co oznacza, że nie mają wentylatorów, dzięki czemu zakres ich zastosowań i dostępność systemu są znacznie zwiększone. Mając wbudowany układ grafiki Intel HD Graphics 5000 oraz obsługę DirectX 11, OpenGL 4.0 i OpenCL 1.2, produkty Designline oferują wysokowydajną platformę dla wymagającej graficznie wizualizacji i sterowania za pomocą gestów.

DOBRZE PRZEMYŚLANA KONCEPCJA SERWISU Z ZASTOSOWANIEM ŁATWO DOSTĘPNYCH POKRYW SERWISOWYCH

Rys. 2. Brak zewnętrznej obudowy oraz związanych z tym kosztów instalacyjnych oznacza, że całkowite koszty ponoszone przez nabywcę są niższe, chociaż przemysłowy komputer DL PPC15 1000 jest droższy niż standardowy komputer panelowy

Wszystkie produkty Designline używają procesorów z rozwojowej linii Intela gwarantujących długą żywotność oraz niskie straty mocy. Dzięki temu, komputery przemysłowe zachowują pełną funkcjonalność nawet po kilkunastu latach od czasu zakupu. Dodatkowo, nie jest konieczne ciągłe aktualizowanie oprogramowania związane z modyfikacjami sprzętowymi.

Jednakże w przypadku, gdy konieczna jest aktualizacja plików obrazu dysku lub inne zmiany, technik może wykonać wymagane prace instalacyjne i konserwacyjne, używając dwóch pokryw serwisowych. Pierwsza z klap, znajdująca się u dołu urządzenia Designline, zapewnia dostęp do interfejsów takich jak Ethernet i porty USB. Dzięki drugiej klapie możliwa jest łatwa i szybka wymiana urządzeń magazynujących dane oraz akumulatora CMOS. Urządzenie magazynujące dane może być też zablokowane za pomocą specjalnego klucza, co zabezpiecza je przed kradzieżą.

Urządzenia Designline są wyposażone w pełni zamkniętą aluminiową obudowę o klasie ochrony IP65, co oznacza, że nie jest konieczne stosowanie dodatkowych obudów, czy szafy sterowniczej - oznacza to również, że instalacja nie wymaga już obecności dwóch osób. Dzięki temu koszty instalacji są znacznie niższe.

Na tylnej części urządzeń znajdują się otwory VESA 100, co umożliwia bezpośredni montaż na maszynie lub instalacji za pomocą wsporników lub stojaków. Dodatkową zaletą nowych komputerów przemysłowych jest ich kompaktowa budowa. Produkty z tej linii mają głębokość jedynie 60 mm, co pozwala na montaż dotykowych komputerów w miejscach trudno dostępnych.

Michael Ahlbrecht
Phoenix Contact Electronics
www.phoenixcontact.pl