Jutiklinių ekranų HMIS su energijos taupymo režimais 24/7 veiklai

Svarbus Jutiklinis ekranas HMĮ nepertraukiamo darbo pramonės aplinkose

Nepertraukiamo stebėjimo galimybė per energijos taupymo režimus

Šių dienų lietimui jautrios ekranų žmogaus ir mašinos sąsajos (HMI) yra su funkcijomis, kurios pritaiko ekranų ryškumą pagal apšvietimo sąlygas ir turi išmaniuosius miego režimus, kurie leidžia visą parą laikyti ekranus matomus, taupant elektrinę energiją. Kai šios sąsajos nenaudojamos aktyviai, jos automatiškai pritemdamos arba pirmiausia pabrėždamos svarbias įspėjimus, sumažina energijos suvartojimą maždaug 30–35 procentais, neleisdamos operatoriams prarasti kontroliuoti, kas vyksta sistemoje. Pramonės įmonėms, kurios energiją vartoja intensyviai, tokios kaip chemijos gamybos įmonės, tai yra labai svarbu, nes jose visą gamybos ciklą reikia nuolat stebėti temperatūrą ir slėgį. Net nedidelis svyravimas gali sukelti didelę problemą ir brangius taisymo darbus ateityje.

Patikimų konstrukcijų sukūrimas ir veikimas esant nuolatinėms apkrovoms

Pramonės HMIs turi išlaikyti gana sunkias situacijas, todėl gamintojai įrengia jas stiprintais stiklo ekranais, IP66 apsaugos klasės, o jų darbo temperatūros diapazonas yra nuo -20 laipsnių Celsijaus iki net 70 laipsnių. Šios savybės užtikrina, kad mašinos toliau veiktų sklandžiai net esant nuolatinėms vibracijoms, drėgmei ar dulkių kiekio pramonės aplinkose, tokiuose kaip kasyklų ar plieno gamybos įmonėse, kur tokios problemos yra kasdieninės. Pagal įvairius lauko tyrimus, atliktus įvairiose pramonės šakose, šie pramonės HMIs išlaiko apie 99,4 procentų veikimo laiką per jų standartinį penkerių metų naudojimo laiką. Tai iš tikrųjų gana įspūdinga lyginant su įprastomis vartotojiškomis įrangomis, kurių patikimumas panašiomis darbo sąlygoms būna maždaug tris kartus mažesnis.

Integracija į nepertraukiamos gamybos ir proceso valdymo sistemas

Tiesioginio liečiagno HMI tarnauja kaip valdymo centrai, kurie koordinuoja viską nuo robotų rankų iki transportavimo juostų ir kokybės jutikliai ant automatizuotų gamybos aikštelių. Šios sąsajos leidžia gamintojams koreguoti partijų kiekius arba greitai pakeisti mašinų greitį, tai yra labai svarbu, kai automobilių dalių gaminimas atliekamas pagal užsakymą. Visa sistema puikiai atitinka Industry 4.0 koncepciją, kur reakcijos laikas mažesnis nei 50 milisekundžių leidžia išvengti potencialių avarijų greitaeigėse surinkimo linijose, kurios veikia be pertraukų per pamainas.

Duomenų analizė: 68 % įrenginių praneša apie sumažėjusį prastovų laiką naudojant 24/7 HMI sistemas (ARC Advisory Group, 2023)

Pagal naujausią ARC Advisory Group ataskaitą, nagrinėjančią maždaug 12 000 įvairių sektorių pramonės vietų, gamykloms, įdiegusioms pažengusią HMI technologiją, nenumatytas prastovų laikas sumažėjo maždaug 22 % per metus. Tikra vertė kyla iš to, kaip šios sistemos anksti aptinka problemas – pavyzdžiui, aptinka variklio guolių nublukimo požymius nuo 8 iki 12 valandų prieš faktinį gedimą. Tai suteikia techninės priežiūros komandoms daug laiko veikti prieš prasidedant problemoms. Sujungus šią funkciją su prognozavimo analizės įrankiais, gamintojai paprastai pastebi apie 18 % padidėjimą bendroje našumo. Šis efektas ypač pastebimas vietose, tokiose kaip vaistų švariosios patalpos, kur net menkiausios pertraukos gali pažeisti tūkstančių dolerių vertės partijas dėl griežtų sterilitybės reikalavimų.

Energijos valdymo inovacijos liečiamuose ekranuose

Dinaminis įtampos ir dažnio keitimas energijos vartojimo efektyvumui

Šių dienų liečiamieji ekranai HMIs gerai panaudoja kažką, vadinamą dinaminiu įtampų ir dažnių keitimu, arba trumpai DDKĮ. Pagrindinė šios technologijos funkcija yra koreguoti energijos suvartojimą priklausomai nuo to, ką sistemai reikia atlikti konkrečiu laiko momentu. Kai nėra daug aktyvumo, tokios sistemos gali sumažinti energijos suvartojimą apie 30 %, o tai ilgainiui daro didelį skirtumą. Tai ypač svarbu įrenginiams, kurie veikia visą parą, nes kitaip būtų vartojama pernelyg daug elektros tiesiog tam, kad viską nuolat stebėtų. Paimkime gamyklų patalpas kaip pavyzdį. Kompiuteriai, stebintys tuos konvejerines juostas, iš esmės gali sumažinti savo procesoriaus aktyvumą, kai darbuotojai naktį nėra šalia, tačiau vis tiek išlikti pakankamai budrūs, kad galėtų akimirksniu perjungti į didesnį našumą, jei netikėtai kas nors sugestų.

Adaptyvus ryškumas ir kontekstą atpažįstantys displėjų technologijos

HMIs įrengti aplinkos apšvietimo jutikliais ir judėjimo aptikimo sensoriais, kurie automatiškai koreguoja ekranų ryškumą arba perjungia į energiją taupantį režimą, kai aplink nėra nieko. Pagal 2024 metų DisplayTech ataskaitą, įmonės, pritaikiusios šias išmanias funkcijas, pastebėjo, kad jų ekranų energijos sąnaudos sumažėjo maždaug ketvirtadaliu kasmet. Kai kurios geresnės sistemos daro dar daugiau. Jos išjungia nereikalingus foninius apšvietimus šviesiomis dienomis arba sumažina ekranų ryškumą, kai darbuotojai užsideda apsaugines akis, todėl viskas lieka skaitoma be to erzinančio blizgesio, kuris visiems žinomas standartinėse pramonės aplinkose.

Atsakingi ekranų sprendimai ir sumažintas anglies pėdsakas

Daugiau gamintojų dabar naudojasi perdirbamomis stiklo medžiagomis ir be gyvsidabrio veikiančiu LED apšvietimu, todėl mažėja žalos aplinkai per visą jų produktų gyvavimo ciklą. 2023 metų Eco Manufacturing Consortium ataskaita parodė, kad šie pakeitimai sumažino pramoninių HMI anglies pėdsaką maždaug 40 procentų lyginant su tuo, kas buvo prieinama 2018 metais. Taip pat matome naujus sprendimus energijos valdymo sistemose, kurios puikiai veikia kartu su saulės elektrinėmis ir kitomis žaliąja energija. Tai leidžia įmonėms tiesiogiai prijungti savo įrangą prie švarios energijos šaltinių, padėdama pasiekti ilgalaikius darnaus vystymosi tikslus, apie kuriuos kalbama jau daug metų.

Pramonės sritys, reikalaujančios 24/7 HMI našumo

Lietimui valdomos HMI įmonės tapo būtinos ten, kur sistemos gedimai gali sukelti katastrofiškas pasekmes. Du sektoriai pabrėžia kritinį poreikį patikimoms, energiją taupančioms sąsajoms: naftos ir dujų išgavimas bei tikslaus vaistų gamyba.

Naftos ir dujų pramonė: nuotolinis stebėsena ir operacijų tęstinumas

Kasos ekrano HMIs naudojami jūros gręžimo įrenginiuose ir perduodami per dujotiekio tinklus suteikia operatoriams iš karto pasiekti slėgio rodmenis, srauto matavimus ir visos įrangos būklę visuose objektuose, kuriuose gali būti ribotas personalo skaičius. Ekranei veikia gerai net tada, kai temperatūra kinta nuo žemiau nulio iki -40 laipsnių Celsijaus, iki deginančios 70°C temperatūros. Svarbioms vožtuvo valdymo funkcijoms reakcijos laikas išlieka mažesnis nei 2 milisekundės, o tai yra svarbu, nes bet koks lėtesnis reagavimas gali sukelti rimtų ekologinių problemų ateityje. Kai ekranai nenaudojami, energiją taupančios funkcijos automatiškai sumažina ekranų ryškumą, tuo tarpu duomenų perdavimas vyksta toliau. Šis paprastas reguliavimas padeda sumažinti energijos suvartojimą nuo trisdešimt iki keturiasdešimt procentų normalaus veikimo metu, kai maksimalus ryškumas nėra būtinas.

Farmacijos gamyba: tikslumas ir mažo energijos suvartojimo patikimumas

Farmacijos pramonės valymo patalpose, HMIs turi atitikti ISO 14644-1 oro kokybės standartus, tuo pačiu nuolat sekant partijas. Naujesni talpiniai liečiamieji ekranai iš tiesų veikia gana gerai net tada, kai operatoriai dėvi sterilius pirštines, užtikrindami apie 99,9 % tikslumą. Be to, jie suvartoja tik pusę energijos lyginant su senesniais varžiniais modeliais, kuriuos naudodavome anksčiau. Ir pripažinkime, kad energijos taupymas reiškia geresnį kontrolės lygį, pavyzdžiui, liofilizavimo kamerose ir stebint vaistų užpildymo roboto veikimą. Čia kalbame apie rimtų nuostolių prevenciją – kažką panašaus į 2 mln. USD per valandą, jei kas nors sugenda biologinių vaistų gamybos metu. Nepamirškite ir adaptacinio ryškumo funkcijų – jos koreguoja ekraną pagal patalpos apšvietimą, kuris padeda sumažinti energijos švaistymą, ypač svarbu GMP sertifikuotose patalpose, kur kiekviena detalė turi reikšmės.

Balansas tarp našumo ir energijos: vėlavimas, reakcingumas ir saugumas

Realaus laiko apdorojimo palaikymas energijos taupymo režimuose

Pramonės aplinkoje naudojami liečiamieji ekranai sugeba sumažinti energijos sunaudojimą be jokio reikšmingo lėtėjimo dėl technologinių pasiekimų, tokių kaip dinaminis įtampos ir dažnio reguliavimas (angl. Dynamic Voltage and Frequency Scaling arba DVFS) bei protingos prognozuojančios algoritmai. Skaičiai taip pat rodo kažką įdomaus – tokia sistema gali sumažinti energijos vartojimą apie 35 procentais, kai ji tiesiog laukia nieko nedarydama, tačiau vis tiek reaguoti per mažiau nei pusę sekundės – tai ypač svarbu operacijoms, kur laikas yra viskas, pavyzdžiui, robotizuotuose suvirinimo postuose arba valdant konvejerius gamybos patalpose. Tai veikia dėka konteksto suvokimo apdorojimo, kuris užtikrina avarinių signalų ir svarbių valdymo funkcijų veikimą net kai sistema pereina į energijos taupymo režimą, tuo tarpu kitos naudotojo sąsajos gali „nusnūsti“.

Atvejo analizė: 40 % energijos suvartojimo sumažinimas neprarandant reakcijos laiko automobilių surinkimo procese

Vienas didelis automobilių dalių gamintojas neseniai įdiegė šiuos išmaniuosius HMI ekranus visoje gamyklų aikštėje. Šie ekranai gali keisti savo atnaujinimo dažnį nuo vos 1 Hz iki 60 Hz, priklausomai nuo to, ko reikia bet kuriuo metu. Kai jie sinchronizavo ekranų atnaujinimo dažnį su darbuotojų judėjimais ir mašinų ritmais, jiems pavyko sumažinti metinę elektros sąskaitą maždaug 112 tūkst. USD. Gana įspūdinga, ypač kai liečiamieji ekranai vis dar reagavo per 100 milisekundžių arba mažiau. Tai veiksmingai veikia dėl specialių kondensatorių, kurie įsijungia netikėtų situacijų, tokių kaip avarinio stabdymo mygtuko paspaudimas, kartu su efektyviais nuolatinės srovės (DC) keitikliais. Taigi, nors visa operacija sutaupo daug energijos, nieko nepaaukojama, kai reikia greitai atlikti darbus gamybos patalpose.

Kritinė analizė: Ar agresyvūs energijos taupymo režimai kelia pavojų operacinei saugai?

Pagal paskutinius metus paskelbtą ARC Advisory Group tyrimą, apie 83 procentai pramonės įrenginių pastebėjo tikrą energijos taupymą, kai įgyvendina šiuos pažengusius HMI energijos režimus. Tačiau vietose, kur svarbiausia saugos, taikomos rimtos apribojimų. Pramonė per metus sukūrė keletą pagrindinių metodų. Kai kas nors sugenda saugos sistemose, įrenginys turi tuoj pat grįžti į visiško našumo režimą kaip saugos priemonę. Keičiant bet kokius energijos nustatymus reikia kelių patvirtinimo sluoksnių, kad būtų neleista atlikti neleistinų pakeitimų. Daugelyje šiuolaikinių valdymo skydelių pagrindiniame valdymo ekrane rodomos gyvos dabartinės energijos būklės atnaujinimai. Kai kurie pirmininkaujantys gamintojai net prideda specialias stebėjimo funkcijas, atitinkančias ISO 13849 standartus. Šios sistemos automatiškai išjungs energijos taupymo funkcijas, kai tik reakcijos laikas tampa per lėtas saugiai veiklai. Šis balansas tarp išlaidų mažinimo ir saugos palaikymo lieka kritiškai svarbus visoms gamybos šakoms, kasdien susiduriančioms su potencialiai pavojingomis procedūromis.

DAK

Kokias savybes siūlo modernūs HMIs energijos vartojimo efektyvumui?

Modernūs HMIs turi savybes, tokias kaip dinaminis įtampos ir dažnio keitimas bei adaptuojama ryškumo kontrolė, kad būtų taupoma energija. Tai leidžia sistemai koreguoti energijos suvartojimą pagal realaus laiko poreikius ir aplinkos sąlygas.

Kaip HMI technologijos padeda didinti našumą pramonės aplinkose?

Pažengusios HMI technologijos padidina našumą leisdamos realaus laiko stebėseną ir įspėjimus, sumažindamos prastovas ir palaikydamos prevencinę techninę priežiūrą. Tai leidžia anksti aptikti galimas gedimų vietas ir efektyviai koreguoti gamybos procesus.

Kokios yra problemos su aktyviomis energijos taupymo funkcijomis pramoniniuose HMI įrenginiuose?

Pagrindinė problema yra užtikrinti, kad energijos taupymo režimai nekompromituotų darbo saugos. Sistemos turi galėti iš karto grįžti į visišką našumą, kai kyla pavojus saugai, o bet kokie energijos suvartojimo parametrai turi būti patvirtinti griežtais patikros procesais.