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【白皮書】揭秘堅(jiān)固型人機(jī)界面如何應(yīng)用于極端環(huán)境,提升安全性與生產(chǎn)效率!

【白皮書】揭秘堅(jiān)固型人機(jī)界面如何應(yīng)用于極端環(huán)境,提升安全性與生產(chǎn)效率!

2024/7/16 10:07:35


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人機(jī)界面(HMI) 是一種使用戶能夠與機(jī)器、系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行交互的技術(shù)。它既包括簡(jiǎn)單的按鈕和開關(guān),也涵蓋復(fù)雜的觸摸屏和語音識(shí)別技術(shù)。HMI 在制造業(yè)、海事和能源等眾多行業(yè)和應(yīng)用中都是不可或缺的。

然而,并非所有的 HMI 設(shè)備都是一樣的。有些 HMI 設(shè)備專為抵御惡劣環(huán)境和極端條件而設(shè)計(jì),而另一些則適用于更加受控的環(huán)境。北爾電子設(shè)計(jì)和制造的 HMI 設(shè)備能夠滿足海事、惡劣環(huán)境和標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)化的需求。隨著氣候變化和技術(shù)創(chuàng)新為各行各業(yè)帶來新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,堅(jiān)固型 HMI 變得越來越重要和有價(jià)值。

接下來,我們將解釋堅(jiān)固型 HMI 的重要性,氣候變化如何影響對(duì)堅(jiān)固型 HMI 的需求,以及我們公司如何在 1981 年為 NASA 太空任務(wù)設(shè)計(jì)堅(jiān)固耐用的 UART 板,從而在市場(chǎng)上開創(chuàng)了堅(jiān)固型 HMI 的先河。

 

堅(jiān)固型人機(jī)界面為何如此重要?

堅(jiān)固型人機(jī)界面在惡劣環(huán)境和極端條件下運(yùn)行的機(jī)器、系統(tǒng)和設(shè)備中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。它們不僅提高了性能、可靠性和安全性,還顯著降低了維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間。相比之下,傳統(tǒng)HMI設(shè)備在極端環(huán)境下更容易發(fā)生故障和損壞,增加了風(fēng)險(xiǎn)。

 

北爾電子堅(jiān)固型HMI產(chǎn)品的部分特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):

· 耐環(huán)境因素:能夠承受高低溫、振動(dòng)、潮濕、極端紫外線照射、沖擊等。

· 防污染物:抵御灰塵、污垢、水等,確保設(shè)備可視性和觸摸靈敏度。

· 高性能顯示:提供標(biāo)準(zhǔn)和高亮度顯示屏,適用于戶外和偏遠(yuǎn)地區(qū)。

· 穩(wěn)健通信:靈敏且準(zhǔn)確的觸摸屏幕,確保安全的數(shù)據(jù)傳輸。

· 行業(yè)認(rèn)證:符合NEMA 4x、UL、CE、DNV/GL、ABS、Class 1 Division 2、ATEX等標(biāo)準(zhǔn),確保質(zhì)量和安全性。


應(yīng)用領(lǐng)域:

· 工業(yè)自動(dòng)化和控制:如工廠自動(dòng)化、過程控制和制冷。

· 運(yùn)輸與物流:如車隊(duì)管理、車輛跟蹤和交通控制。

· 能源和電力:如發(fā)電、儲(chǔ)能、可再生能源、石油和天然氣、采礦。

· 海事:如近海、壓載水、警報(bào)監(jiān)控、推進(jìn)。

· 保健和醫(yī)療:如流體廢物管理和制藥。

· 戶外和公共領(lǐng)域:如信息亭、數(shù)字標(biāo)牌、市政供水和污水處理。


堅(jiān)固型HMI的重要性在于它們能夠在惡劣環(huán)境中保持高性能和高可靠性,減少傳統(tǒng)HMI設(shè)備在極端條件下的故障和損壞風(fēng)險(xiǎn)。

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氣候變化如何影響對(duì)堅(jiān)固型人機(jī)的需求?

 

氣候變化是當(dāng)今世界面臨的最緊迫、最復(fù)雜的問題之一。它指的是地球氣候系統(tǒng)的長(zhǎng)期變化,如溫度、降水、風(fēng)和海平面,對(duì)環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大而多樣的影響,包括:

 

· 極端天氣事件:如熱浪、干旱、洪水、風(fēng)暴和野火。

· 海平面上升:導(dǎo)致海岸侵蝕、海水入侵和洪水。

· 生物多樣性喪失:棲息地退化和物種滅絕。

· 糧食危機(jī):缺水和作物歉收。

· 人類健康風(fēng)險(xiǎn):如熱應(yīng)力、呼吸系統(tǒng)疾病、傳染病和精神壓力。

· 社會(huì)和政治不穩(wěn)定:沖突、移民和流離失所。

 

氣候變化從兩個(gè)方面影響了對(duì)堅(jiān)固型人機(jī)界面的需求:

 

1. 應(yīng)對(duì)惡劣環(huán)境的需求增加:

· 氣候變化導(dǎo)致的極端環(huán)境和不可預(yù)測(cè)的條件增加了對(duì)堅(jiān)固型人機(jī)界面的需求。這些設(shè)備能夠在惡劣環(huán)境中正常工作,例如:

· 監(jiān)測(cè)和管理氣候變化的影響:如空氣質(zhì)量、水質(zhì)、土壤質(zhì)量和溫室氣體排放。

· 適應(yīng)和減輕氣候變化的影響:如災(zāi)害應(yīng)對(duì)、應(yīng)急管理、基礎(chǔ)設(shè)施復(fù)原力和氣候工程。

· 創(chuàng)新和開發(fā)氣候變化解決方案:如可再生能源、智能電網(wǎng)、碳捕獲和儲(chǔ)存以及地球工程。

 

2. 促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的需求增加:

· 堅(jiān)固型人機(jī)界面設(shè)備有助于減少溫室氣體排放、提高能源效率和可持續(xù)性。例如:

· 優(yōu)化和控制能源消耗和生產(chǎn):提高機(jī)器、系統(tǒng)和設(shè)備的能源效率。

· 整合和管理可再生能源:如太陽能、風(fēng)能、水能、氫能和脫碳技術(shù)。

· 支持循環(huán)經(jīng)濟(jì):如廢物管理、回收和再利用。

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我們是如何開始生產(chǎn)堅(jiān)固型人機(jī)界面的?

我們是堅(jiān)固型人機(jī)界面領(lǐng)域的先驅(qū)和領(lǐng)導(dǎo)者。我們?cè)趫?jiān)固型人機(jī)界面(HMI)領(lǐng)域已有40多年的歷史,致力于為各行各業(yè)的客戶提供優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新的產(chǎn)品和服務(wù)。

 

20世紀(jì)80年代末,我們?cè)O(shè)計(jì)了NASA UART板,標(biāo)志著堅(jiān)固型HMI在市場(chǎng)上的首次應(yīng)用。NASA UART板被用于NASA的多個(gè)任務(wù)和項(xiàng)目,如國(guó)際空間站、火星探測(cè)車和獵戶座飛船。此后,北爾電子繼續(xù)利用先前的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),開發(fā)出更多代的堅(jiān)固型HMI設(shè)備,滿足市場(chǎng)需求。

 

北爾電子HMI的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

·  耐高低溫:工作溫度范圍為-30°C至+70°C,存儲(chǔ)溫度范圍為-40°C至+80°C。

·  高抗振性:通過了4g RMS正弦掃頻振動(dòng)測(cè)試。

·  抗沖擊:通過了40g 11ms半正弦沖擊測(cè)試。

·  防潮和防紫外線:支持95%濕度,并能在紫外線照射環(huán)境下工作1000小時(shí)。

·  EMI和EMC規(guī)范:符合MIL-STD-461和MIL-STD-810標(biāo)準(zhǔn)。

·  高分辨率和高亮度:顯示屏分辨率高達(dá)1280 x 800像素,亮度高達(dá)1000尼特。

 

我們的堅(jiān)固型HMI設(shè)備展示了堅(jiān)固型產(chǎn)品技術(shù)的優(yōu)勢(shì),并樹立了公司在市場(chǎng)上的聲譽(yù)。北爾電子在設(shè)計(jì)階段的口號(hào)是“盡早測(cè)試,經(jīng)常測(cè)試”,以確保產(chǎn)品的穩(wěn)健質(zhì)量。

 

部分應(yīng)用案例

 

北爾電子X2 extreme系列人機(jī)界面專為惡劣環(huán)境設(shè)計(jì),已通過所有主流船級(jí)社認(rèn)證,適用于存在氣體、蒸汽和粉塵的危險(xiǎn)區(qū)域。其工作溫度范圍為-30°C至+70°C,能夠在高振動(dòng)和高壓沖洗場(chǎng)合正常工作。

 

X2 extreme系列提供7、12和15英寸型號(hào),每種型號(hào)有三個(gè)版本:

l 標(biāo)準(zhǔn)版

l 高性能版

l 全密封高性能版

高性能版和全密封高性能版均配備高亮顯示屏和集成CODESYS PLC功能。

 

石油化工行業(yè)應(yīng)用

 

我們的客戶是一家專注于石油鉆采設(shè)備的公司,主要產(chǎn)品包括高技術(shù)含量的油田成套設(shè)備,如石油固壓(酸化)成套設(shè)備、石油特種車輛和井下作業(yè)工具??蛻粝M麑?duì)石油化工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特種車輛(如壓裂車、管匯車、混沙車、化添車)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,并減少復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)布線。

 

由于這些特種車輛工作環(huán)境位于戶外,需要長(zhǎng)時(shí)間面臨極端高低溫、高振動(dòng)和紫外線照射,同時(shí)滿足UL C1D2防爆認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),客戶選擇了北爾電子X2 extreme系列人機(jī)界面,結(jié)合北爾電子無線交換機(jī)設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了石油車實(shí)時(shí)作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。

 

我們的方案優(yōu)勢(shì)

· 適應(yīng)惡劣環(huán)境:X2 extreme防爆戶外人機(jī)界面能夠適應(yīng)油田的惡劣環(huán)境。

· 實(shí)時(shí)監(jiān)控:多頻段無線通信設(shè)備滿足實(shí)時(shí)監(jiān)控需求。

· 雙網(wǎng)融合:雙頻IEEE 802.11ac實(shí)現(xiàn)雙網(wǎng)融合。

 

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融雪機(jī)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)管理

 

我們的客戶是一家加拿大公司,擁有超過35年的融雪機(jī)設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品銷往北美、歐洲和亞洲。該公司采用浸沒式燃燒直接加熱法,將燃燒過程中產(chǎn)生的能量直接傳遞給融化罐中的水和雪,實(shí)現(xiàn)高效能量轉(zhuǎn)換。

 

客戶的融雪機(jī)使用來自不同制造商的柴油發(fā)動(dòng)機(jī),需要在極端低溫環(huán)境下(-30℃至+70℃)正常工作。為了有效控制和管理這些發(fā)動(dòng)機(jī),客戶選擇了北爾電子的X2 extreme系列人機(jī)界面。

 

北爾電子的X2 extreme系列人機(jī)界面能夠在極端溫度范圍內(nèi)正常運(yùn)行,確??蛻舻娜谘C(jī)在各種惡劣環(huán)境下都能高效工作。

客戶表示:“We use your products for good 20 years already, and over these years we are very satisfied with your products and would prefer to stay with them if possible.(我們已經(jīng)使用北爾電子產(chǎn)品20年了,這些年來我們非常滿意北爾電子的產(chǎn)品并且希望持續(xù)使用北爾電子的產(chǎn)品)”。


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總結(jié)

 

堅(jiān)固型人機(jī)界面(HMI)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),能夠顯著提高在惡劣環(huán)境和極端條件下運(yùn)行的機(jī)器、系統(tǒng)和設(shè)備的性能、可靠性和安全性。與傳統(tǒng)HMI設(shè)備相比,堅(jiān)固型HMI設(shè)備更耐用,能夠降低維護(hù)成本和停機(jī)時(shí)間,減少故障和損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

 

堅(jiān)固型人機(jī)界面之所以重要,是因?yàn)樗鼈兛梢詰?yīng)對(duì)氣候變化帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)遇,而氣候變化是當(dāng)今世界面臨的最緊迫、最復(fù)雜的問題之一。氣候變化會(huì)增加對(duì)能夠在惡劣和不可預(yù)測(cè)的環(huán)境和條件下運(yùn)行的堅(jiān)固型人機(jī)界面設(shè)備的需求,也會(huì)產(chǎn)生對(duì)能夠有助于減少溫室氣體排放、提高能源效率和可持續(xù)性的堅(jiān)固型人機(jī)界面設(shè)備的需求。

 

掃描下方二維碼獲取更多北爾電子堅(jiān)固型人機(jī)界面產(chǎn)品資料。

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閱讀原文鏈接:https://forms.office.com/e/zTnr4e994H

 

 


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黃莉
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