Industrieller Touchscreen-Monitor für die Automatisierung: Funktion, Anforderungen und Auswahl

Ein industrieller Touchscreen-Monitor bietet Bedienern die Möglichkeit, den Betriebsablauf einer automatisierten Maschine direkt zu verfolgen und mit ihr zu interagieren. Er zeigt die von einem Industrie-PC oder einer eingebetteten Steuerung generierte Benutzeroberfläche an und übermittelt Berührungsbefehle an das jeweilige Host-System. Bediener nutzen ihn, um Rezepturen auszuwählen, zulässige Einstellungen anzupassen, Alarme zu quittieren, den Produktionsstatus zu überprüfen und Wartungsarbeiten zu unterstützen.

Deshalb ist ein Industrie-Touchscreen-Monitor für die Automatisierung sollte als Teil des Computers betrachtet und nicht als Schreibtischzubehör behandelt werden.

Warum braucht die industrielle Automatisierung einen Touchscreen?

Die Automatisierung reduziert den manuellen Arbeitsaufwand, ersetzt jedoch nicht menschliche Entscheidungen. Es muss immer noch jemand einen Durchlauf starten, Alarme überprüfen, ein Produktformat ändern, ein Prüfergebnis bestätigen oder den Wartungsmodus aktivieren.

Ein Touchscreen vereint diese Funktionen in einer einzigen visuellen Benutzeroberfläche. Auf demselben Bildschirm können im Normalbetrieb Produktionsdaten, bei einem Alarm Fehlerdetails und bei Wartungsarbeiten Serviceinformationen angezeigt werden. Dies sorgt für mehr Übersichtlichkeit auf dem Bedienfeld und ermöglicht es dem Maschinenhersteller, einen Großteil der Benutzeroberfläche per Software zu aktualisieren. Not-Aus-Schalter, Sicherheitsverriegelungen und andere Sicherheitsfunktionen dürfen jedoch nicht von einem gewöhnlichen Touchscreen abhängig sein; sie erfordern eine entsprechende, sicherheitszertifizierte Steuerungskonstruktion.

Wo wird der Touchscreen in das Steuerungssystem integriert?

Ein Touchscreen ist ein Anzeige- und Eingabegerät. Er führt in der Regel weder die HMI-Anwendung aus noch steuert er die Maschine selbstständig.

In einer gängigen Architektur steuert die SPS die Maschine, während ein Industrie-PC die Visualisierungssoftware ausführt. Der Host überträgt das Videosignal über HDMI, DisplayPort, DVI oder VGA, und der Monitor sendet die Touch-Koordinaten über USB oder – bei einigen älteren Systemen – über RS232 zurück.

Durch diese Trennung bleibt der Computer im Gehäuse geschützt, während der Bildschirm für den Bediener positioniert ist. Außerdem kann so der Monitor ausgetauscht werden, ohne dass der Steuerungscomputer ersetzt oder das Programm neu geschrieben werden muss, vorausgesetzt, seine Abmessungen, Auflösung und Schnittstellen bleiben kompatibel.

Die Begriffe werden oft miteinander verwechselt, doch die Produkte sind nicht identisch:

Gerät	Inhalt	Beste Passform
Berührungsbildschirm	Display, Berührungssensor, Display-Controller und Schnittstellen	Die Software läuft bereits auf einem separaten IPC oder Controller.
Panel-PC	Bildschirm, Touchscreen und vollwertiger Computer	Rechenleistung und Bildschirm müssen in einem Gerät vereint sein
Spezielle HMI	Hardware- und herstellerspezifische HMI-Laufzeitumgebung	Es kommen ein festgelegtes SPS-Ökosystem und ein HMI-Projekt zum Einsatz

Falls das Projekt eine lokale Verarbeitung, Speicherung sowie ein Betriebssystem oder eine Software erfordert, die direkt hinter dem Bildschirm installiert sind, dann ist ein Industrie-Panel-PC ist in der Regel der geeignetere Ausgangspunkt.

Was verbessert ein Touchscreen im täglichen Betrieb?

Einrichtung und Umrüstung: Einstellungen, Rezepte und Anweisungen können auf einem Bildschirm angezeigt werden. Das Bedienpersonal muss nicht mehr zwischen einem Display, einer Tastatur und einem separaten Bedienfeld hin- und herwechseln – besonders praktisch bei Anlagen, bei denen häufig Produktwechsel stattfinden.

Reaktion auf einen Alarm: Eine Kontrollleuchte zeigt an, dass etwas nicht in Ordnung ist; ein HMI-Bildschirm kann anzeigen, wo der Fehler aufgetreten ist, wodurch er ausgelöst wurde und was zu überprüfen ist. Der Monitor führt keine Diagnose der Maschine durch, sondern macht die Diagnoseinformationen der Steuerung nutzbar.

Platz auf der Tafel und Einheitlichkeit: Status, Navigation und zulässige Eingaben können an einer Stelle zusammengefasst werden, während physische Bedienelemente aus Sicherheitsgründen oder für häufig genutzte manuelle Funktionen erhalten bleiben. Ein gängiges Bildschirmlayout kann zudem auf ähnliche Maschinen übertragen und an Änderungen hinsichtlich Sprache, Arbeitsablauf oder Berechtigungen angepasst werden.

Was zeichnet eine Fabrikautomationsumgebung aus?

Die Herausforderung besteht darin, die Lesbarkeit des Displays und die Stabilität der Touch-Eingabe auch nach dem Einbau in das fertige Gerät zu gewährleisten.

Handschuhe, Öl und Feuchtigkeit: Die Dicke der Handschuhe, Wasser, die Erdung und die Dicke des Deckglases beeinflussen die Leistung von PCAP. Resistive Touchscreens eignen sich nach wie vor für Druckeingaben, dicke Handschuhe oder die Verwendung eines Stylus. Führen Sie Tests mit den tatsächlichen Benutzereingaben durch, anstatt sich allein auf die Angaben im Datenblatt zu verlassen.

Motoren und elektrische Störgeräusche: Wechselrichter, Relais, Schaltnetzteile und eine unzureichende Erdung können zu fehlenden Eingaben oder Fehlauslösungen führen. Die Kabelführung, die Abschirmung, die Netzqualität, die Erdung und die Abstimmung des Touch-Controllers müssen in der fertigen Maschine überprüft werden.

Hitze und lange Betriebszeiten: Die Temperatur im Gehäuse kann deutlich höher sein als die Raumtemperatur. Die Lebensdauer der Hintergrundbeleuchtung, die Nennwerte der Bauteile, die Belüftung und die Wärmeabgabe benachbarter Geräte spielen bei Geräten, die in Langschichten oder rund um die Uhr im Einsatz sind, eine wichtige Rolle.

Vibrationen und Wartung: Überprüfen Sie die sichere Befestigung, den Abstand zum Stecker, die Kabelkrümmung, die Zugentlastung und den für den Ausbau des Geräts erforderlichen Platz. Die Übereinstimmung der Bildschirmgröße allein ist kein Hinweis auf die mechanische Passgenauigkeit.

Lange Lebensdauer der Ausrüstung: Eine Änderung am LCD, am Touch-Controller oder an der Displayplatine kann sich auf die Montage, die Firmware und das Touch-Verhalten auswirken. Kontrollierte Überarbeitungen und ein validierter Austauschplan können wertvoller sein als der niedrigste Anschaffungspreis.

Einen umfassenderen Überblick über diese Anwendungsbedingungen finden Sie unter Displays für die industrielle Automatisierung zur Maschinensteuerung.

So wählen Sie den richtigen Touchscreen-Monitor aus

Gehen Sie von der Maschine und dem Bediener aus, nicht von einer Liste mit Höchstwerten.

Tatsächlicher Zustand	Was ist zu bestätigen?
Der Bediener trägt Handschuhe	Handschuhmaterial und -dicke; optimierte PCAP- oder resistive Touch-Technologie
Öl, Staub oder gelegentlich Wasser gelangen an die Vorderseite	Frontdichtung, Dichtung und geeignete Oberfläche des Deckglases
Der Monitor befindet sich in der Nähe eines Motors oder eines Wechselrichters	Erdung, Abschirmung, Kabelführung, Netzqualität und EMV-Validierung
Die Anlagen sind rund um die Uhr in Betrieb	Betriebstemperatur, Sollwert für die Hintergrundbeleuchtung und thermische Bedingungen im Gehäuseinneren
Die vorhandene quadratische HMI-Öffnung muss erhalten bleiben	Seitenverhältnis, aktiver Bereich, Ausschnitt, Auflösung und Befestigungspunkte
Der Monitor wird an der Vorderseite des Schranks montiert	Touchmonitor für den Einbau in Schalttafeln Struktur und Dienstzugang
Das Display ist hinter der maschineneigenen Blende eingebaut	Monitor mit offenem Gehäuse Abmessungen, Halterungen und Freiraum für Verbindungselemente
Der Host-Computer befindet sich mehrere Meter entfernt	Videostandard, Kabellänge, Touch-Kabel und Signaltests im endgültigen Layout
Das Produkt wird über mehrere Jahre hinweg hergestellt.	Freigabe von Konfigurationen, Änderungsmitteilungen und Ersatzteilkontrolle

Die Helligkeit sollte an die Betrachtungsumgebung angepasst sein. Ein normales Display für den Innenbereich benötigt nicht automatisch ein bei Sonnenlicht lesbares Display, während starkes Umgebungslicht eine höhere Helligkeit, Reflexionskontrolle oder optische Verklebung rechtfertigen kann. Zusätzliche Helligkeit führt zu mehr Wärmeentwicklung und höherem Stromverbrauch, daher sollte sie ein echtes Sichtbarkeitsproblem lösen.

Typische Automatisierungsanwendungen

Industrielle Touch-Monitore kommen in Maschinensteuerungen, MES-Terminals, Roboterzellen, Prüfstationen, Verpackungsanlagen und Materialflusssystemen zum Einsatz. Ein Bildschirm in einer Verpackungsanlage kann Rezepturen und den Alarmverlauf anzeigen; ein Prüfbildschirm legt den Schwerpunkt auf Bilddetails und Informationen zu „bestanden“ oder „nicht bestanden“; ein Bildschirm in einer Roboterzelle unterstützt die Statusanzeige, die Auftragsauswahl und den Zugriff auf Wartungsfunktionen. Die jeweilige Aufgabe sollte das Anzeigeformat, die Montageart und das Touch-Verhalten bestimmen.

Informationen zu CNC-Maschinenprojekten finden Sie in unserem Anleitung zur Bedienung des Displays einer CNC-Maschine für anwendungsspezifische Hinweise zum Umgang mit Kühlmitteln, zum Einsatz von Schutzhandschuhen, zu früheren Beschlüssen und zu Störungen durch Frequenzumrichter.

Sobald diese Betriebsbedingungen klar sind, stöbern Sie in unserem Produktpalette an Industrie-Displays. So lässt sich vermeiden, dass man für unnötige Ausstattungsmerkmale bezahlt oder zu spät feststellt, dass ein Standardmonitor nicht zur Maschine passt.

Wann reicht ein Touchscreen nicht aus?

Ein separater Touch-Monitor eignet sich für Projekte, bei denen bereits ein Industrie-PC oder ein Embedded-Host vorhanden ist. Er ist weniger geeignet, wenn kein Computer zur Ausführung der HMI-Software verfügbar ist, eine lokale Verarbeitung am Bildschirm erforderlich ist oder die dedizierte HMI-Plattform eines SPS-Anbieters vorgeschrieben ist. Die Entscheidung hängt von der Architektur ab: Ein Monitor bietet Flexibilität, ein Panel-PC vereint Rechenleistung und Anzeige, und eine dedizierte HMI passt in ein definiertes Automatisierungsökosystem.

Abschließende Checkliste vor der Probenahme

Überprüfen Sie vor der Musterprüfung die Bildschirmgröße und die native Auflösung, das HMI-Layout, die Video- und Touch-Schnittstellen, die Bedienereingabe, die Montagezeichnung, den Platzbedarf auf der Rückseite, die Stromversorgung, die Temperatur, die Verschmutzung, die Reinigung sowie die erwartete Produktionslebensdauer. Testen Sie das Muster in der tatsächlichen Maschine mit den endgültigen Kabeln, der Erdung, den Handschuhen und der Software – nicht nur auf einem Schreibtisch im Büro.

Eagle Touch entwickelt industrielle Touchscreen-Monitore für OEM-Automatisierungsgeräte in den Ausführungen „Panel-Mount“, „Open-Frame“ und kundenspezifischen Konfigurationen. Senden Sie uns Ihre Maschinenzeichnung, die Schnittstellen der Steuerung, die Betriebsbedingungen und die voraussichtliche Stückzahl zu. Wir können die praktische Eignung prüfen, bevor das Muster gefertigt wird.