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Dec 30, 2023

Avances de HMI: ¿Existe un HMI perfecto para cada máquina de embalaje?

No existe una solución de máquina de envasado general para cada consumidor diferente

No existe una solución de máquina de envasado general para cada bien de consumo, tipo de contenedor/material y entorno de planta. Del mismo modo, no existe un hardware de interfaz hombre-máquina (HMI) único para todas las aplicaciones de embalaje. Los fabricantes de máquinas en la industria del embalaje deben seleccionar interfaces de operador con la funcionalidad, el tamaño de pantalla y el tipo de carcasa correctos para sus aplicaciones.

Debido a los continuos avances en la tecnología HMI en términos de hardware y software, la gama de opciones sigue creciendo, creando nuevas soluciones para máquinas o líneas específicas que admitirán diseños más seguros y modulares y una operación intuitiva. Lo que es más importante, garantizará que el hardware sea confiable y esté a la altura del trabajo durante los próximos años, ya que las pantallas industriales de alta calidad a menudo deben durar 20 años o más.

Sin embargo, mientras que HMI debe proporcionar flexibilidad en su configuración y opciones, también debe ofrecer funciones estándar. Esto se extiende más allá de los botones e-stop, stop, start y reset que siguen siendo populares en las aplicaciones de embalaje, e incluye ofertas como pantallas panorámicas HD con funcionalidad multitáctil. Estas características son necesarias no solo para empoderar a los operadores de máquinas con una mejor funcionalidad en la actualidad, sino también para garantizar que las operaciones de empaque tengan las capacidades requeridas en el futuro.

La tendencia en todas las industrias es minimizar el espacio ocupado por las máquinas y las plantas, y reducir los gabinetes de control voluminosos o eliminarlos por completo se ha convertido en una solución superior. El objetivo es integrar más componentes directamente en las máquinas y líneas de fábrica que controlan. El nuevo hardware HMI satisface la demanda de mayor modularidad a través de múltiples medios.

Los paneles de control montados en poste y en brazo permiten a los ingenieros colocar la interfaz del operador en la mejor ubicación, en lugar de requerir que esté conectada a un gabinete de control o colgante. Para máquinas individuales más grandes, estos paneles de control pueden colgarse de brazos pivotantes unidos a la parte superior de la estructura, lo que facilita su reubicación. Cuando se controlan líneas de empaque completas con un panel de control, a menudo es conveniente montar las pantallas táctiles en soportes y colocarlas en una ubicación central lejos del controlador.

Otra forma de reducir el espacio ocupado y la complejidad en el gabinete de control es a través de soluciones de tecnología de un solo cable (OCT). Si bien las opciones de OCT también están disponibles para servoaccionamiento y componentes de E/S, las soluciones de un cable para HMI combinan alimentación, señal de interfaz visual digital (DVI) y señal USB 2.0. Las opciones de OCT permiten a los ingenieros de control ubicar la HMI a solo unos pies del controlador en una pantalla táctil montada en el brazo o hasta a 100 metros del controlador, según la aplicación.

Eliminar por completo los cables entre el controlador y el panel de control es otra opción. Los Panel PC lo hacen posible al integrar un procesador basado en PC en la parte posterior de la pantalla táctil. Los tamaños de pantalla para PC de panel pueden variar en tamaño de 7 a 24 pulgadas, con opciones integradas y de montaje en poste. Esto hace que las PC de panel sean beneficiosas para máquinas de sellado pequeñas o aplicaciones grandes de formado/llenado/sellado.

Muchos paneles de control ahora están disponibles en orientación vertical, además de la orientación horizontal tradicional. Mientras que las pantallas 3:4 o 4:5 están disponibles, el formato panorámico 16:9 más elegante está comenzando a superarlas. Sin embargo, este es un caso en el que la forma definitivamente sigue a la función, por lo que la apariencia de los paneles de control estará determinada por cómo se usen y dónde.

Una de las principales preocupaciones al seleccionar hardware HMI es si es adecuado para el entorno. Las operaciones de empaque pueden requerir una limpieza extrema, pero también pueden requerir una seguridad extrema cuando involucran procedimientos de limpieza rigurosos o materiales combustibles.

Los paneles de control de acero inoxidable cumplen con los estándares de higiene requeridos por el envasado de alimentos y otras aplicaciones, ya sea que se utilice una llenadora y tapadora por peso para mantequilla de maní o una máquina de bandejas para dispositivos médicos. Sin embargo, el diseño higiénico de HMI no debe basarse simplemente en el material de la carcasa. Los paneles de control también deben incorporar pantallas táctiles empotradas y bordes biselados en la carcasa para fomentar el escurrimiento de cualquier producto derramado o solución de limpieza.

En áreas especialmente sucias o propensas al agua, la clasificación IP o NEMA del producto también es importante. El hardware HMI con una clasificación IP65 debería ser suficiente para casi todas las aplicaciones. Aparte de los ajustes de lavado total, esta clasificación permite a los operadores limpiar el panel de control a fondo sin dañarlo. Estos entornos también constituyen un caso convincente para OCT, que reduce la cantidad de cables que deben limpiarse por panel de control en un 50 por ciento.

Las aplicaciones que involucran materiales combustibles, como productos farmacéuticos, harina, aceites y fragancias, o cantidades significativas de polvo, requieren paneles aún más especializados. El hardware HMI optimizado para áreas peligrosas clasificadas como Zona 2/22 a menudo ofrece la misma flexibilidad de opciones, incluidos paneles de control pasivos y PC de panel sin ventilador en una variedad de tamaños. Los ingenieros deben considerar cuál funcionaría mejor según la aplicación, pero también deben asegurarse de que cada uno venga con algunas características estándar.

Debido a que el hardware HMI depende tanto de la aplicación específica, el software se ve más comúnmente como la principal fuerza de estandarización de una máquina a la siguiente. El ejemplo más famoso en aplicaciones de empaquetado es el diagrama de estado OMAC PackML. Sin embargo, en la planta, los paneles de control y las PC del panel deben proporcionar ciertas funciones que admitan los requisitos avanzados del software HMI actual, y los superen para garantizar la operación en el futuro.

Para el hardware HMI con el panel de control y el controlador combinados, el control basado en PC proporciona la opción más abierta y adaptable. Algunas PC de panel vienen equipadas con una inmensa potencia de procesamiento, como los procesadores Intel Core i7 o Atom de cuatro núcleos, para ejecutar tanto el software HMI como la lógica de control de la máquina. Además, estos a menudo tienen opciones para agregar robótica, análisis, medición y cualquier programa que funcione en un entorno basado en Windows.

El control basado en PC también proporciona una mayor conectividad, lo que facilita el acceso a la HMI habilitada para HTML5 desde una PC remota o un dispositivo personal. Este tipo de software HMI puede escalar dinámicamente la visualización como se ve en la interfaz del operador de la máquina a cualquier dispositivo móvil con un navegador web. Dependiendo del software, también puede haber aplicaciones específicas para teléfonos inteligentes y tabletas para monitorear y proporcionar notificaciones automáticas sobre eventos importantes de la máquina. En general, esto promueve una HMI más intuitiva y transparente en toda la operación.

La funcionalidad multitáctil es otra característica importante que debe tener. Estos paneles de control se basan en la funcionalidad que es común en la tecnología de consumo, como los teléfonos inteligentes y las tabletas, lo que permite a los operadores deslizar el dedo para navegar por las pantallas, pellizcar para hacer zoom e incluso seleccionar máquinas o áreas específicas dibujando un cuadro a su alrededor. Además, el software 3D HMI hace posible la visualización completa y la interfaz con líneas de fábrica completas o máquinas individuales a través de pantallas gráficas dinámicas.

Las operaciones que actualmente no requieren la funcionalidad multitáctil probablemente lo harán en el futuro. Los paneles multitáctiles pueden funcionar como pantallas de un solo toque si la capacidad no es necesaria de inmediato; y lo que es más importante, con frecuencia cuestan menos que los paneles de un solo toque comparables. Como resultado, invertir en la tecnología más avanzada es la mejor opción para el futuro y el presente.

A medida que las opciones de HMI continúan creciendo, los ingenieros deben elegir entre paneles de control que satisfagan las necesidades y una variedad de opciones. Ningún panel de control es el mejor para cada aplicación de empaque; las demandas pueden variar según el proyecto para el fabricante de la máquina de embalaje o el usuario final. Al examinar todas las opciones, es posible seleccionar la HMI que se ajuste perfectamente a su aplicación única.

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