Hallo! Wenn Sie jemals durch eine Produktionshalle, eine Chemiefabrik oder ein Logistiklager gegangen sind, haben Sie wahrscheinlich diese großen, schlanken Touchscreens gesehen, die an den Wänden hängen oder direkt neben schweren Maschinen montiert sind – das sind industrielle HMIs, oder? Als jemand, der schon seit Jahren in der Branche der industriellen HMI-Lieferanten tätig ist, verstehe ich es: Wenn ein Werksleiter eine Menge Geld für neue Geräte ausgibt, ist das Letzte, was er will, ein kaputter Touchscreen, weil der Reifen eines Gabelstaplers etwas Sand aufgewirbelt hat oder jemand versehentlich eine Chemikalie verschüttet hat. Lassen Sie uns heute darüber sprechen, wie langlebig diese HMI-Touchscreens tatsächlich sind und warum sie nicht dasselbe sind wie das Telefon in Ihrer Tasche.
Lassen Sie uns zunächst eines klarstellen: Industrielle HMIs sind keine durchschnittlichen Verbrauchergeräte. Wenn Sie sich Ihr iPhone schnappen, um auf Instagram zu scrollen, befinden Sie sich in einem klimatisierten Raum und nicht neben einem Förderband, das 200 Teile pro Stunde transportiert. Die Touchscreens industrieller HMIs müssen noch viel mehr aushalten – Schmutz, Temperaturschwankungen, Vibrationen und sogar gelegentliche versehentliche Schläge mit einem Werkzeug. Aber wie schneiden sie wirklich ab? Ich habe so viele Anrufe von neuen Anlagenbetreibern erhalten, die fragten: „Wird dieser Bildschirm hier überleben?“ dass ich die Antwort wahrscheinlich im Schlaf aufsagen könnte.
Beginnen wir mit den Grundlagen dessen, was einen industriellen HMI-Touchscreen robust macht. Im Gegensatz zum Bildschirm Ihres Telefons, der aus dünnem Glas besteht, das bei falscher Betrachtung zerkratzt, verwenden industrielle HMI-Bildschirme Spezialglas – normalerweise gehärtetes oder sogar chemisch gehärtetes Glas. Stellen Sie sich das so vor, als würden Sie einen Pappteller mit einem Keramikteller vergleichen. Gleiche allgemeine Form, aber wesentlich widerstandsfähiger gegen Stürze und Kratzer. Wir sprechen hier von Sachen auf Gorilla Glass-Niveau, die jedoch für den industriellen Einsatz optimiert sind. Die meisten seriösen Anbieter (unsere eingeschlossen) beschichten den Bildschirm außerdem mit einer Blendschutz-, Anti-Schmier- und Korrosionsschutzschicht. Diese Beschichtung dient nicht nur der Optik – sie verhindert, dass Öl, Wasser, milde Chemikalien und sogar feiner Metallstaub in das Glas eindringen oder in die darunter liegenden Berührungssensoren eindringen.
Kommen wir nun zu den Tests in der Praxis, denn Spezifikationen auf einem Datenblatt bedeuten nicht, dass der Bildschirm ausfällt, wenn es darauf ankommt. Wir lassen unsere HMIs nicht einfach im Regal liegen und nennen sie gut – wir lassen sie durch die Hölle. Temperaturtests sind ein großes Thema. Industrieböden können von eiskalt (denken Sie an eine Fleischverpackungsanlage mit 10 °C) bis hin zu glühend heiß (in einem Stahlwerk, wo die Temperaturen in der Nähe der Hochöfen 50 °C haben) reichen. In unserem Labor laufen Zyklen ab, in denen wir den Bildschirm immer wieder auf -40 °F abkühlen und dann wieder auf 185 °F hochdrehen, um sicherzustellen, dass das Glas und die Touch-Schichten nicht delaminieren oder keine Berührungen mehr registrieren. Ich habe gesehen, dass billige HMIs schon nach ein paar dieser Zyklen kaputt gingen, aber unsere Geräte? Kein Piepsen.
Vibration ist ein weiterer großer Faktor. Fertigungsanlagen vibrieren ununterbrochen – Förderbänder, Pumpen, Roboterarme – all diese Bewegungen können dazu führen, dass sich Komponenten im Inneren lösen. Wir testen Vibrationen, indem wir das HMI auf einem Rütteltisch montieren, der genau die Frequenz und Intensität nachahmt, die Sie in einer typischen Produktionslinie sehen würden, die manchmal wochenlang rund um die Uhr läuft. Der Touchscreen muss auch nach all dem Zittern weiter funktionieren, keine Verzögerungen, keine nicht reagierenden Stellen. Und dann gibt es noch körperliche Auswirkungen. Ein Werkstattmitarbeiter könnte mit einem Schraubenschlüssel gegen den Bildschirm stoßen oder eine Palette mit Teilen könnte zu nahe an den Bildschirm schwingen. Wir führen auch Falltests durch – aus 90 cm Höhe auf eine Betonoberfläche – und der Bildschirm muss immer noch funktionieren. Unsere Standard-HMI-7-Zoll-Modelle beispielsweise durchlaufen alle diese Tests, bevor sie überhaupt auf den Markt kommen, sodass unsere Kunden sicher sein können, dass sie etwas bekommen, das für den echten Einsatz geeignet ist.
Moment, aber was ist mit verschiedenen Größen? Sie fragen sich vielleicht, ob ein kleinerer Bildschirm robuster ist als ein größerer Bildschirm oder umgekehrt. Lassen Sie es uns aufschlüsseln. Ein kompaktes HMI 7 Zoll wird häufig für kleinere Maschinen wie Verpackungslinien oder CNC-Werkzeuge verwendet. Seine kleinere Glasfläche ist etwas steifer (weniger Biegung bei Stößen) als ein größerer Bildschirm, aber das bedeutet nicht, dass unser HMI 10 Zoll ein Faulpelz ist. Wir entwickeln beide Größen mit dem gleichen Kernglas und der gleichen Beschichtungstechnologie – wir passen einfach den Rahmen an. Die größeren Bildschirme verfügen möglicherweise über einen etwas breiteren Rahmen, um die Kanten vor Stößen zu schützen, aber die Touch-Schicht selbst weist eine identische Haltbarkeit auf. Das ist eines der Dinge, die ich an unserer Linie liebe: Wir machen keine Abstriche bei der Haltbarkeit, unabhängig von der Größe.
Natürlich gibt es immer noch Dinge, die den Bildschirm beschädigen können, egal wie robust er ist. Ich werde nicht lügen – industrielle HMIs sind nicht unzerstörbar. Wenn Sie einen Bildschirm mit einer scharfen Chemikalie wie Flusssäure bestrahlen oder ein 50 Pfund schweres Stahlteil direkt auf das Glas fallen lassen, wird es reißen. Aber die gute Nachricht ist, dass die meisten „Misserfolge“, die ich sehe, nicht auf ein schweres Trauma zurückzuführen sind, sondern auf Vernachlässigung. Die Ansammlung von Staub und Schmutz ist ein großes Problem. Wenn Sie den Bildschirm nicht regelmäßig reinigen (mit den richtigen Mitteln – kein Windex, das ist ein Fehler, den jeder macht), kann er unter die Touch-Schicht gelangen und nicht reagierende Stellen verursachen. Ein weiteres häufiges Problem sind Spannungsspitzen. In industriellen Umgebungen gibt es Tonnen von schweren Maschinen, die den Strom in die Höhe treiben, und wenn das HMI nicht über einen geeigneten Überspannungsschutz verfügt, können die Berührungssensoren viel schneller kaputt gehen als der physische Verschleiß.
Folgendes ist den meisten Menschen nicht bewusst: Die Haltbarkeit des Touchscreens hängt nicht nur vom Glas ab. Es ist das Gesamtpaket. Der Touch-Controller im Inneren, die Verkabelung, der Rahmen, der alles abdichtet, um Feuchtigkeit und Staub fernzuhalten. Eine tolle Glasscheibe nützt nichts, wenn Wasser in den Rahmen eindringt und die Sensoren kurzschließt. Aus diesem Grund unterziehen wir unsere Industrie-HMIs einem IP-Schutzarttest – insbesondere IP65. Was bedeutet das? Es ist staubdicht (es dringt kein Staub ein, selbst wenn Sie es mit einem Staubschlauch abstrahlen) und ist gegen Wasserstrahlen mit niedrigem Druck aus allen Richtungen geschützt. Wenn also ein Arbeiter versehentlich mit einem Schlauch auf das Sieb sprüht, um den Boden zu reinigen, kommt es nicht zu einem Kurzschluss. Das ist für Betriebe, die mit verschütteten Flüssigkeiten oder regelmäßiger Reinigung zu kämpfen haben, von entscheidender Bedeutung.
Ich habe eine Kundengeschichte, die dieses Zuhause vorantreibt. Vor ein paar Jahren haben wir ein HMI 10 Zoll an einen Lebensmittelverarbeitungsbetrieb verkauft. Ein paar Monate später rief mich ihr Betriebsleiter in Panik an und sagte, dass direkt über dem HMI ein Rohr geplatzt sei und der Bildschirm durchnässt sei. Ich war mir sicher, dass wir es ersetzen müssten, aber eine Woche später rief er zurück und sagte, es funktioniere immer noch. Die Schutzart IP65 hat ihren Zweck erfüllt, das dicke Glas hielt das Wasser fern und die Touch-Schicht war in Ordnung. Das ist es, was diese Arbeit lohnenswert macht – zu wissen, dass unsere Ausrüstung die Menschen nicht im Stich lässt, wenn sie sie am meisten brauchen.
Lassen Sie uns nun darüber sprechen, worauf Sie beim Kauf eines industriellen HMI-Touchscreens achten sollten, denn nicht alle HMIs sind gleich. Überprüfen Sie zunächst die IP-Schutzart – IP65 ist das Minimum, das Sie anstreben sollten, es sei denn, Sie befinden sich in einer extrem rauen Umgebung (z. B. an einem Bergbaustandort, wo Sie IP67 wünschen würden). Erkundigen Sie sich zweitens nach dem Temperaturbereich – stellen Sie sicher, dass dieser die Extreme Ihrer Pflanze abdeckt. Drittens: Lassen Sie sich nicht von „Consumer-HMIs“ täuschen, die als industrietauglich vermarktet werden. Die meisten von ihnen verzichten auf Spezialglas und Beschichtung und versagen schnell. Wir haben gesehen, wie Leute ein billiges HMI von einem großen Industriestandort kauften und es aufgrund von ein wenig Sand innerhalb von 6 Monaten den Geist aufgab. Unsere Produktlinie, egal ob es sich um das HMI 7 Zoll oder das größere 10 Zoll handelt, ist für eine Lebensdauer von mehr als 5 Jahren selbst in den härtesten Umgebungen ausgelegt – manchmal auch länger, wenn Sie es nur mit der nötigen Pflege pflegen.
Moment, aber was ist mit der Touch-Technologie? Die meisten industriellen HMIs verwenden kapazitive Touch-Funktionen, genau wie Ihr Telefon, oder? Aber es gibt einen Unterschied. Die kapazitive Berührungsfunktion von Verbrauchern ist auf die Elektrizität Ihrer Haut angewiesen, was nicht gut funktioniert, wenn der Bildschirm nass ist oder mit dicken Handschuhen bedeckt ist. Industrielle HMIs verfügen häufig über die sogenannte „Handschuh-Touch“-Funktion. Wenn ein Arbeiter also dicke Arbeitshandschuhe trägt (in den meisten Betrieben Standard), kann er trotzdem wie gewohnt auf den Bildschirm tippen und wischen. Das hat keinen Einfluss auf die Haltbarkeit, ist aber ein großes Usability-Feature, das den Bildschirm im realen Einsatz noch zuverlässiger macht. Ich habe HMIs verwendet, die keine Handschuh-Touch-Funktion hatten, und es ist ein Albtraum – jedes Mal, wenn man eine Einstellung anpassen muss, muss man mühsam die Handschuhe ausziehen, und das führt zu Fehlern.
Ein weiterer Mythos, den ich ständig höre: „Touchscreens sind weniger zuverlässig als physische Tasten.“ Ich verstehe – die Tasten sind einfach, sie reagieren nicht, wenn etwas Staub da ist. Aber moderne Industrie-Touchscreens sind viel zuverlässiger als noch vor 10 Jahren. Mit der richtigen Technik kann ein guter Touchscreen Millionen von Berührungen bewältigen, ohne abzunutzen. Wir testen unsere Touch-Layer mit 10 Millionen Klicks – weit mehr, als eine durchschnittliche Anlage in einem Jahr schafft. Vergleichen Sie das mit physischen Tasten, die stecken bleiben oder kaputt gehen können, wenn Sie zu fest darauf drücken oder wenn Schmutz unter sie gelangt. Der Schlüssel liegt in der Verwendung einer hochwertigen Touch-Schicht und nicht in einer billigen Nachahmung.
Alles in allem: Wie langlebig sind industrielle HMI-Touchscreens? Sie sind nicht unzerstörbar, aber viel robuster, als man ihnen zutraut – vor allem, wenn man sich für einen seriösen Lieferanten entscheidet, der Spezialglas, strenge Tests und ordnungsgemäße Abdichtung verwendet. Das von uns angebotene HMI 7 Zoll, HMI 10 Zoll und die komplette Industrie-HMI-Linie sind alle so konstruiert, dass sie dem Chaos in einer Fertigungshalle standhalten und nicht nur auf einem Schreibtisch stehen. Natürlich können sie durch Nachlässigkeit kaputt gehen, aber wenn Sie das richtige Gerät auswählen, die grundlegende Wartung befolgen (mit einem weichen Tuch und milder Seife abwischen, keine aggressiven Chemikalien verwenden) und es vor größeren Verletzungen schützen, wird es jahrelang halten.
Letztendlich sind industrielle HMIs das Herzstück einer Anlage. Wenn sie ausfallen, kommt es zu Produktionsstopps, Geldverlusten und Terminüberschreitungen. Deshalb ist Haltbarkeit nicht nur eine nette Eigenschaft – sie ist nicht verhandelbar. Als industrieller HMI-Anbieter konzentrieren wir uns jeden Tag darauf: Bildschirme zu bauen, die nicht stillstehen, egal, was der Boden ihnen entgegenwirft. Wenn Sie auf der Suche nach einem neuen HMI sind, egal ob Sie eine kompakte Einheit für eine kleine Maschine oder einen großen Bildschirm für eine Produktionslinie benötigen, sind wir hier, um Ihnen dabei zu helfen, das richtige Gerät zu finden, das zu Ihrer Umgebung und Ihren Anforderungen passt. Geben Sie sich nicht mit einem billigen, ungetesteten Bildschirm zufrieden, der Sie im Stich lässt. Kontaktieren Sie uns und lassen Sie uns darüber reden, was Ihr Betrieb benötigt – wir verfügen über das Fachwissen, um Sie zu unterstützen.
Referenzen:
- Norm 60068-2-1 der International Electrotechnical Commission (IEC): Prüfung auf Kälte.
- Norm 60068-2-2 der International Electrotechnical Commission (IEC): Prüfung auf trockene Hitze.
- National Electrical Manufacturers Association (NEMA) Standard 250: Gehäuse für elektrische Geräte.
- Corning Gorilla Glass für industrielle Anwendungen: Technische Spezifikation.
- Bericht zur Haltbarkeitsprüfung industrieller HMI-Touchscreens, 2023, unabhängige Labortestgruppe.