Einführung

Mensch-Maschine-Schnittstellen (HMIs) sind heute Standardkomponenten in modernen Industrieanlagen. Mit Hilfe von Displays können Bediener den Maschinenstatus anzeigen, Betriebsparameter konfigurieren und während der Wartung oder Fehlersuche auf Diagnoseinformationen zugreifen.

Da sich industrielle Systeme zunehmend auf digitale Schnittstellen stützen, wird das Display-Subsystem zu einem wichtigen Bestandteil der Gesamtnutzbarkeit und Zuverlässigkeit der Anlage. Display-Ausfälle oder schlechte Sicht können sich direkt auf die Effizienz und Wartungsfreundlichkeit des Bedieners auswirken.

Die meisten OEM-Hersteller entwickeln ihre Display-Hardware nicht selbst. Stattdessen arbeiten sie mit einem spezialisierten Unternehmen zusammen. Anbieter von Industrie-Displays das Anzeigemodule, technische Unterstützung und Lebenszyklusmanagement bietet.

Im Gegensatz zu Unterhaltungselektronik können Industriegeräte viele Jahre lang in anspruchsvollen Umgebungen mit Temperaturschwankungen, Vibrationen, Feuchtigkeit und täglichem Dauerbetrieb eingesetzt werden.

Aus diesem Grund ist die Auswahl eines Lieferanten für industrielle Displays nicht nur eine Beschaffungsentscheidung. Es ist auch eine technische Entscheidung, die die Zuverlässigkeit des Produkts, die Komplexität der Systemintegration und die langfristige Verfügbarkeit der Komponenten beeinflusst.

In diesem Leitfaden wird erläutert, wie Ingenieure und Beschaffungsteams bei der Entwicklung von OEM-Ausrüstungsplattformen in der Regel einen Lieferanten für industrielle Displays bewerten.

Was ein Lieferant für industrielle Displays bietet

Eine Anbieter von Industrie-Displays bietet in der Regel integrierte Display-Subsysteme an, die eher für eingebettete Geräte als für Unterhaltungselektronik konzipiert sind.

Anstatt nur ein LCD-Panel zu liefern, liefern die meisten Anbieter komplette Display-Baugruppen, die mehrere für die Systemintegration erforderliche Komponenten kombinieren.

Typische Elemente sind:

• LCD- oder TFT-Anzeigefeld
• LED-Hintergrundbeleuchtung
• Touch-Interface-Schicht
• Display-Controller-Elektronik
• Schutzabdeckung Glas
• Mechanische Befestigungsstrukturen
• Schnittstellenkabel und Steckverbinder

Viele Anbieter bieten auch Anpassungsdienstleistungen die es dem Display-Subsystem ermöglichen, sich an die Gehäusegeometrie und die elektrische Architektur der OEM-Geräte anzupassen.

Lieferanten von Industriedisplays bieten oft mehrere verwandte Produktkategorien an, darunter:

• industrielle Touchscreens in Bedienerschnittstellen verwendet
• Industriemonitore in Fabrikumgebungen eingesetzt werden
• integrierte Anzeigesysteme, die in Panel-PCs
• anwendungsspezifische Module, die als kundenspezifische OEM-Display-Lösungen entwickelt werden

Aufgrund dieser Integrationsfunktion fungieren die Lieferanten von Industriedisplays häufig als Entwicklungspartner statt einfacher Komponentenlieferanten.

Warum OEM-Hersteller mit einem Industrie-Display-Lieferanten zusammenarbeiten

OEM-Gerätehersteller arbeiten häufig mit einem spezialisierten Anbieter von Industrie-Displays zur Bewältigung von Integrationsproblemen, die während der Produktentwicklung auftreten.

Im Vergleich zur eigenständigen Beschaffung einzelner Komponenten kann die Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Lieferanten mehrere Aspekte des Systemdesigns vereinfachen.

Typische Vorteile sind:

• Zugang zu Fachwissen über Display-Integration
• vereinfachte elektrische Schnittstellenintegration
• Mechanische Anpassung von Gerätegehäusen
• Lebenszyklusmanagement für lange Produktionszyklen
• Verfügbarkeit von kundenspezifischen Display-Baugruppen

Für Geräteplattformen, die über viele Jahre hinweg in Produktion bleiben sollen, ist die Unterstützung des Lebenszyklus durch den Lieferanten besonders wichtig.

Schlüsseltechnologien für industrielle Displays

Industrielle Displays kombinieren mehrere Technologien, die sich auf die Sichtbarkeit, Haltbarkeit und Systemkompatibilität auswirken.

Die Kenntnis dieser Technologien hilft den Ingenieuren zu beurteilen, ob die Lösungen eines Anbieters den Anforderungen der Geräteplattform entsprechen.

TFT-LCD-Panel-Technologie

Die meisten industriellen Anzeigemodule verwenden TFT-LCD-Bildschirme, die eine stabile Leistung über eine breite Palette von Größen und Helligkeitsstufen bieten.

Zu den üblichen Bewertungsparametern gehören:

• Helligkeitsstufe
• Kontrastverhältnis
• Blickwinkeleigenschaften
• Betriebstemperaturbereich
• Schnittstellenkompatibilität mit eingebetteten Prozessoren

Für Infrastrukturen im Freien, wie Ladestationen für Elektrofahrzeuge oder Verkehrsterminals, sind Helligkeitsstufen über 1000 cd/m² sind oft erforderlich, um die Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung zu gewährleisten.

Technologien für Berührungsschnittstellen

Viele industrielle HMIs beruhen auf Berührungseingaben für die Interaktion mit dem Bediener.

Zwei Technologien werden üblicherweise verwendet.

Projizierte kapazitive Berührung (PCAP)

Die projizierte kapazitive Berührung unterstützt die Multi-Touch-Interaktion und wird üblicherweise mit Glasoberflächen gepaart. Er wird häufig in modernen industriellen Benutzeroberflächen eingesetzt.

Resistive Berührung

Resistive Touchscreens können mit Handschuhen oder einem Eingabestift bedient werden und sind weniger empfindlich gegenüber Wasser oder Verunreinigungen. Einige ältere Geräteplattformen setzen noch immer auf diese Technologie.

Die Erfahrung des Anbieters mit Touch-Controller-Einstellung und Umgebungskalibrierung können die langfristige Zuverlässigkeit beeinflussen.

Optisches Bonding

Die optische Verklebung verbessert die Lesbarkeit des Displays und die strukturelle Haltbarkeit.

Dabei wird der Luftspalt zwischen dem LCD-Panel und dem Schutzglas mit einem transparenten Klebstoff gefüllt.

Die Vorteile umfassen:

• reduzierte interne Reflexion
• verbesserte Sichtbarkeit bei Sonnenlicht
• erhöhte strukturelle Steifigkeit
• verringertes Risiko der Innenkondensation

Optisches Kleben wird häufig eingesetzt in Outdoor-Ausrüstung und Transportsysteme.

Display-Controller-Elektronik

Industrielle Anzeigen umfassen in der Regel Steuerplatinen, die Systemsignale in das für das LCD-Display erforderliche Format umwandeln.

Die Steuerelektronik kann verwalten:

• Videoschnittstellen-Konvertierung
• Helligkeitsregelung
• Touch-Interface-Verarbeitung
• Energieverwaltung

Lieferanten, die Folgendes anbieten validierte Controller-Karten und Firmware-Unterstützung kann die Integration mit eingebetteten Computerplattformen vereinfachen.

Wie Sie den richtigen Lieferanten für industrielle Displays auswählen

Bei der Bewertung eines potenziellen Anbieter von Industrie-Displays, In der Regel prüfen Ingenieure mehrere technische und betriebliche Faktoren.

In der nachstehenden Tabelle sind die gängigen Bewertungskriterien zusammengefasst.

Die frühzeitige Bewertung dieser Faktoren während der Produktentwicklung hilft, spätere Umgestaltungen im Lebenszyklus der Geräte zu vermeiden.

Technische Überlegungen zur Integration industrieller Displays

Bei der Auswahl eines Lieferanten müssen auch umwelttechnische, mechanische und elektrische Einschränkungen berücksichtigt werden.

Umwelt Betriebsbedingungen

Industrielle Geräte können in Umgebungen betrieben werden, die Folgendes umfassen:

• hohe Temperaturen
• niedrige Temperaturen
• Feuchtigkeit
• Staubbelastung
• Vibration

Displays, die für Unterhaltungselektronik entwickelt wurden, vertragen diese Bedingungen oft nicht.

Industrielle Anzeigemodule unterstützen in der Regel größere Temperaturbereiche und robustere mechanische Strukturen.

Geräte für den Außenbereich können Spezifikationen erfordern wie Betriebsbereich -20°C bis +70°C, in Kombination mit UV-beständigen Materialien und abgedichteten Gehäusen.

Lange Produktlebenszyklen

Industrielle Ausrüstungsplattformen bleiben oft über einen längeren Zeitraum in Produktion 5-10 Jahre oder länger.

LCD-Panels für den Endverbraucher werden jedoch möglicherweise in einigen Jahren nicht mehr hergestellt. Diese Diskrepanz kann zu einem Risiko in der Lieferkette führen.

Ingenieure, die einen Anbieter von Industrie-Displays auswählen, sollten daher prüfen:

• Verpflichtungen für den Lebenszyklus von Panels
• Form-Fit-Function-Ersatzstrategien
• Unterstützung bei der Neugestaltung von Komponenten am Ende ihrer Lebensdauer
• Stabilität der Lieferkette

Lieferanten, die die Übergänge im Lebenszyklus von Schalttafeln aktiv verwalten, tragen dazu bei, unerwartete Umgestaltungsarbeiten zu reduzieren.

Mechanische Integration

Die Anzeigemodule müssen mechanisch in das Gehäuse des Geräts integriert werden.

Wichtige Faktoren sind:

• Befestigungsmethoden
• Abmessungen der Lünette
• Umweltabdichtung
• Kabelverlegung
• Zugänglichkeit der Stecker

Anbieter von industriellen Displays bieten in der Regel CAD-Modelle und mechanische Zeichnungen zur Unterstützung des Gehäusedesigns.

Elektrische Integration

Displays müssen zuverlässig mit eingebetteten Computersystemen zusammenarbeiten.

Zu den Überlegungen zur Integration können gehören:

• unterstützte Videoschnittstellen wie LVDS, HDMI oder eDP
• Kompatibilität mit eingebetteten Prozessoren
• Touch-Controller-Treiber
• elektromagnetische Verträglichkeit mit der umgebenden Elektronik

Lieferanten, die Folgendes anbieten Referenzentwürfe und Reglervalidierung kann die Entwicklungszeit erheblich verkürzen.

Typische Anwendungen für industrielle Displays

Industrielle Anzeigemodule werden in vielen Gerätekategorien eingesetzt.

EV-Ladeinfrastruktur

Ladestationen für Elektrofahrzeuge verfügen häufig über Außendisplays, die für die Interaktion mit den Nutzern und als Zahlungsschnittstelle dienen.

Diese Systeme erfordern Anzeigen, die tolerant sind:

• direktem Sonnenlicht ausgesetzt
• Temperaturschwankung
• Dauerbetrieb

Häufig werden Displays mit hoher Helligkeit in Kombination mit optischem Bonding verwendet.

Industrielle Automatisierungstechnik

In der Fabrikautomatisierung werden häufig Displays für die Anzeige integriert:

• Maschinenkonfiguration
• Prozessüberwachung
• Diagnose und Wartung

Zuverlässigkeit im industriellen Dauerbetrieb ist eine wichtige Anforderung.

Öffentliche Kioske und Selbstbedienungsterminals

Verkehrskioske und Fahrkartenautomaten verwenden häufig industrielle Touch-Displays, die für häufige Interaktionen mit dem Publikum konzipiert sind.

Diese Systeme erfordern in der Regel:

• haltbares Deckglas
• stabile Touch-Performance
• verstärkte mechanische Befestigung

Intelligente Infrastruktur-Systeme

Infrastruktureinrichtungen wie Parksysteme, Fahrkartenautomaten und Zugangskontrollgeräte können über viele Jahre hinweg installiert bleiben.

Langer Lebenszyklus-Support durch die Anbieter von Industrie-Displays ist daher besonders wichtig.

Wann ein Lieferant für industrielle Displays die richtige Wahl ist

Die Zusammenarbeit mit einem spezialisierten Anbieter von Industrie-Displays ist in der Regel von Vorteil, wenn Geräte benötigt werden:

• kundenspezifische mechanische Integration
• lange Produktlebenszyklen
• Außeneinsatz
• integrierte Touch-Schnittstellen
• technische Unterstützung bei der Entwicklung

OEM-Hersteller, die Geräteplattformen in moderaten oder hohen Stückzahlen produzieren, profitieren oft von einer langfristigen Zusammenarbeit mit ihren Zulieferern.

Schlussfolgerung

Displays sind ein wichtiger Bestandteil der Schnittstellen moderner Industrieanlagen. Die Auswahl der richtigen Anbieter von Industrie-Displays erfordert die Bewertung der Displaytechnologie, der Anforderungen an die Systemintegration und der langfristigen Verfügbarkeit von Komponenten.

Die frühzeitige Zusammenarbeit mit einem erfahrenen Lieferanten kann die Integration vereinfachen, das Entwicklungsrisiko verringern und den zuverlässigen Betrieb der Geräte während des gesamten Produktlebenszyklus unterstützen.

Indem sie sowohl technische als auch Lebenszyklus-Faktoren berücksichtigen, können OEM-Hersteller Geräteplattformen entwickeln, die für den langfristigen industriellen Einsatz bestimmt sind.

FAQ

Was unterscheidet einen Anbieter von Industrie-Displays von einem Anbieter von Consumer-Displays?
Anbieter industrieller Displays unterstützen in der Regel längere Produktlebenszyklen, größere Betriebstemperaturbereiche und die Anpassung an eingebettete Geräte.

Welcher Helligkeitsgrad ist für industrielle Außenanzeigen erforderlich?
Industrielle Displays für den Außenbereich erfordern in der Regel Helligkeitsstufen über 1000 cd/m² um die Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung zu erhalten.

Wie lange sind die industriellen Anzeigemodule normalerweise verfügbar?
Industrielle Anzeigemodule werden häufig unterstützt für 5-10 Jahre, abhängig von der Lebenszyklusstrategie des LCD-Panel-Herstellers und -Lieferanten.

Können Industriedisplays für OEM-Geräte angepasst werden?
Ja, die Lieferanten bieten oft Anpassungsmöglichkeiten an, wie z. B. die Dicke des Deckglases, Helligkeitsanpassungen und Änderungen der mechanischen Befestigung.

Wann sollte ein Display-Lieferant in die Geräteentwicklung einbezogen werden?
Idealerweise während der frühen Phase der Systementwicklung, wenn die Abmessungen des Gehäuses, die Schnittstellen der Steuerungen und die Umgebungsanforderungen festgelegt werden.

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