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HMIスクリーンは、同時に6つの制約条件に基づいて選定されますが、これらの制約条件は互いに矛盾します。輝度を上げると内部温度が上昇し、カバーガラスを厚くすると耐久性は向上しますがタッチ感度が低下し、パネルを大きくするとインターフェースがシリアルリンクに近づきます。これらの矛盾を適切な順序（まず環境条件、次にパネル、最後にインターフェース）で解決した購入者は、単に切り抜き部分に収まるだけのインターフェースではなく、使用環境に耐えうるマシンインターフェースを手に入れることができます。
これは、オペレーターが機械を操作するために使用するディスプレイとタッチパネルのことです。
HMIスクリーンは、ディスプレイモジュール、タッチセンサー、カバーガラス、そしてそれらを制御盤に取り付けるための機械的なインターフェースを組み合わせたものです。HMIスクリーン自体はコントローラではありません。プログラマブルロジックコントローラ（PLC）または機械制御基板がインターフェースを生成し、スクリーンはそれを表示して入力を受け付けます。この分離は選定時に重要であり、どの決定がパネルサプライヤーの責任で、どの決定が制御システムサプライヤーの責任となるかを明確にします。
購入者にとっての実用的な定義は、筐体内に密閉され、作業者の作業距離で読み取ることができ、使用中の手袋で触れることができ、出力が既に固定されているホストに接続される必要があるアセンブリである。
データシートを開く前に、6つの条件によって仕様が決定されます。
重要な条件は、ディスプレイ周辺の周囲光、ディスプレイ内部の空気温度、オペレーターの視距離と判読可能な最小表示レベル、手袋と清掃方法、ホストまでのケーブル距離、そして想定される耐用年数を含むデューティサイクルです。これらの条件はそれぞれ測定可能または推定可能であり、それぞれが選択肢を絞り込んでいきます。
パネルサイズから始める購入者は、通常、機械設計が確定した後、つまり変更費用が高額になる段階でこれらの条件に戻ってくる。最初に要件にこれらの条件を明記しておけば、1時間ほどで済み、そのような事態を防ぐことができる。
文字の高さがサイズを決定し、コンテンツが解像度を決定します。
機械のHMIは、ほとんどの設置環境では500mmから1,000mmの距離で読み取られますが、ペンダントや大型制御ステーションの場合はさらに遠距離になります。実用的な仕様は、その距離における最小文字の高さであり、パネルのピクセルピッチが分かればピクセル数に換算できます。それ以上の解像度は、トレンドグラフ、波形トレース、カメラオーバーレイ、高密度診断テーブルなど、コンテンツに本当に細かい情報が含まれている場合にのみ有効です。
実用的な手順としては、まず視認性の要件に基づいてサイズを決定し、次に選択した解像度でスケーリングなしでインターフェース内の画面が最も高密度に表示されるかどうかを確認することです。スケーリングは隠れたコストであり、ある解像度用に設計されたインターフェースを別の解像度にスケーリングすると、明瞭さが失われ、多くの場合、遅延が発生します。
読みやすさは、輝度値ではなく比率で表されます。
明るい作業場に設置された機械は、天井照明や、屋外では直射日光と競合します。作業者の目に届くのは、ディスプレイが発する光と、その前面が反射する光の両方であり、周囲の光量が多い場合は、反射光が支配的になります。反射防止処理は反射を拡散させ、反射防止コーティングは反射を低減させ、光学ボンディングはディスプレイとカバーガラス間の内部反射を除去します。
選定上の結果として、適切な前面を持つ中程度の明るさのパネルは、光沢のある非接着前面を持つ明るいパネルよりも優れた性能を発揮する可能性があり、しかも消費電力と内部温度は低くなります。周囲光が実際に高い場合は、仕様書には輝度値ではなく、その条件下でのコントラスト要件を記載すべきです。
タッチ技術は、インターフェースよりもグローブによって決定されることが多い。
プロファイルを調整した投影型静電容量式タッチパネルは、薄手の検査用手袋やニトリル手袋にも対応し、最高の光学結果を提供します。厚手の作業用手袋、濡れた手、重度の汚染などにより、カップリングが調整で回復できるレベル以下に低下する場合、抵抗膜式パネルまたは物理キーを備えたハイブリッド設計が実用的な選択肢となります。機械が稼働中に操作される場合、最も安全な設計は、最もよく使用される機能を物理コントロールに配置し、タッチ面をセットアップやセカンダリスクリーン用に確保することです。
評価用サンプルに素手で触れるのではなく、顧客が着用する手袋を着用し、表面を濡らした状態で、生産用ガラスの厚さで検証してください。
ホスト出力とケーブル配線からインターフェースを選択してください。
ホストが標準ビデオ出力を提供する場合、タイミングコントローラを内蔵したディスプレイを使用することで、変換段とその遅延をなくすことができます。ディスプレイが1メートル以上離れている場合は、LVDSなどの差動リンク、または単一ペアのシリアライザリンクが信頼性の高い選択肢となります。パラレルRGBは、短い内部配線に適しています。制御盤は民生機器よりも頻繁にメンテナンスされるため、コネクタは確実にロックされ、ケーブルは規定の曲げ半径を持つ必要があります。
コネクタの位置やケーブルの配線経路はインターフェースの選択とその距離制限によって決まるため、機械設計をリリースする前に確認しておくことが重要です。
パネルは室内の気候ではなく、囲いの中の気候を感知する。
密閉型コントロールパネルは室温より10～20度高い温度で動作し、バックライトによってさらに発熱します。仕様には、ディスプレイ部の内部空気温度、コールドスタート要件、および想定されるデューティサイクルを明記する必要があります。これらは温度変動範囲と実現可能なバックライト寿命を決定するからです。密閉性は組み立てられたフロントパネルの特性です。ガスケットまたは接着されたフロントパネル、ベゼル、および筐体表面が一体となって、清掃や洗浄時に重要なIP等級を形成します。
機械をジェット洗浄または化学薬品洗浄する場合、フロントアセンブリの材質は定格と同様に重要であり、洗浄剤の種類は要求事項に明記する必要があります。モジュールの品質システムについては品質認証ページに、設置手順についてはFAQページにそれぞれ記載されています。
設計が未完成のうちに、代替案を設計しておく。
機械のHMIは10年以上稼働することが想定されるため、仕様には実際に使用した輝度で何時間稼働した後の輝度下限値を明記し、筐体を分解せずにフロントパネルを交換できる設計にする必要があります。供給の継続性も選定基準の一つです。製造中止の通知が文書化されている標準パネルクラスは、単一供給元部品に付随するわずかに優れた仕様よりも、10年間で見ると価値があります。
サービスアクセス、コネクタの位置、ケーブルのたるみはすべて同じ決定事項に含まれる。なぜなら、現場での故障において、修理訪問にかかる費用は通常、最大のコストとなるからである。
パネル価格よりも、工具費と歩留まりが重要な要素となる。
目に見えるコスト要因は、パネル、タッチセンサー、カバーガラスです。プログラム予算に影響を与えるのは、カバーガラスの金型、接着歩留まり、機種ファミリー全体で設計を変更することによって生じる部品番号の種類、およびバリエーションごとに掛け合わされる検証作業です。パネル、タッチスタック、インターフェースを標準化し、カバーガラスの形状と印刷のみを変更することが、通常、製品ファミリーをカバーする最も安価な方法です。
電力と熱設計にもコストがかかる。より明るいパネルにはより大きな電源とより優れた放熱経路が必要となり、これらは当初の見積もりに含まれていなかった場合、プログラムの後半で追加されることになる。
デザインを確定する前に、以下の10項目を確認してください。
ディスプレイ周辺の環境光、およびその条件下でのコントラスト要件。
ディスプレイ部の内部空気温度、およびコールドスタート要件。
視認距離と、判読可能な最小文字サイズ。
手袋の種類、洗浄剤、および密封方法。
ホスト出力、ケーブル長、コネクタ位置。
パネルサイズと解像度クラス。スケーリングに関しては、最も高密度な画面がチェックされる。
手袋に合わせたタッチテクノロジーに加え、重要な機能のための物理キーも搭載。
コーティングや印刷を含む、前面アセンブリの材料、およびそれらの耐久性要件。
寿命目標は、サービス輝度における輝度の下限値として示されている。
サービスおよび供給計画（販売終了通知および代替品の選定方法を含む）。
仕様を支える規格には、 IEC 62368-1の内部電子機器安全フレームワークと、完成品に対するEU EMC指令が含まれます。組立作業に関する作業基準はIPCによって、筐体および機器に関する規格はNEMAによって、制御プラットフォームに関するガイダンスはRockwell AutomationやSiemensなどのサプライヤーによって発行されています。モジュールの取り扱いに関する静電気対策は、EOS/ESD協会によって発行されています。
HMIスクリーンとは何ですか？
これは、オペレーターが機械を操作するために使用するディスプレイおよびタッチパネルアセンブリです。ディスプレイモジュール、タッチセンサー、カバーガラス、および取り付けインターフェースが制御パネルに封入されています。コントローラーはインターフェースを生成し、画面はそれを表示して入力を受け付けるため、この2つは別々に規定されています。
PLCとHMIの違いは何ですか？
PLCは機械のロジックを実行するコントローラであり、HMIは状態を表示し、オペレータの入力を受け付けるインターフェースです。選択の観点から言えば、PLCはホスト出力と利用可能なインターフェースを決定し、HMIはパネル、タッチ操作、およびシールに関する決定を行います。
産業用HMIディスプレイの価格はいくらですか？
単価は、パネルサイズと解像度、輝度、温度バリエーション、タッチ技術、およびフロントアセンブリによって決まります。プログラム全体を通してコストが高くなるのは、カバーガラスの金型、接着歩留まり、バリエーションの数、およびそれらの検証です。そのため、マシンファミリー全体で構成を標準化することで、通常は総コストを削減できます。
HMIには高輝度ディスプレイが必要ですか？
周囲の光量が本当に高い場合に限ります。視認性は、反射光に対する発光輝度に依存するため、反射防止加工を施した接着面ディスプレイは、より明るい光沢ディスプレイよりも低消費電力かつ低内部温度で優れた視認性を発揮します。設置条件には、輝度値（nits）ではなくコントラストを指定してください。
機械の稼働状況（周囲光、内部温度、視距離、手袋の有無、ケーブル長）をCDTechに送信してください。返信では、パネル、タッチパネル、インターフェースの組み合わせを提案し、必要な工具についても説明します。
[email protected]までご連絡いただくか、お問い合わせページをご利用ください。産業用ディスプレイのクラスは、産業用LCDディスプレイの項目に記載されています。
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