مرحبًا يا من هناك! إذا سبق لك أن مشيت عبر أحد قاعات التصنيع، أو مصنع كيماويات، أو مستودع لوجستي، فمن المحتمل أنك شاهدت تلك الشاشات الكبيرة والأنيقة التي تعمل باللمس معلقة على الجدران أو مثبتة بجوار الآلات الثقيلة - إنها أجهزة HMI صناعية، أليس كذلك؟ باعتباري شخصًا شارك في لعبة موردي HMI الصناعية لسنوات، فهمت الأمر: عندما ينفق مدير المصنع مبلغًا كبيرًا من المال لشراء معدات جديدة، فإن آخر شيء يريدونه هو أن تتعطل شاشة تعمل باللمس بسبب ارتطام إطار رافعة شوكية قليلًا من الحبيبات، أو بسبب انسكاب مادة كيميائية عن طريق الصدفة. اليوم، دعونا نتحدث عن مدى متانة شاشات اللمس الخاصة بأجهزة HMI، ولماذا ليست مثل الهاتف الموجود في جيبك.
أولاً، دعونا نوضح شيئًا واحدًا: أجهزة HMI الصناعية ليست أدواتك الاستهلاكية العادية. عندما تمسك بجهاز iPhone الخاص بك لتتصفح Instagram، فأنت في غرفة يمكن التحكم في مناخها، وليس بجوار حزام ناقل يتحرك 200 جزء في الساعة. يتعين على شاشات اللمس الموجودة في أجهزة HMI الصناعية أن تتعامل مع الكثير من الأمور، مثل الأوساخ وتقلبات درجات الحرارة والاهتزازات، وحتى الضربات العرضية من إحدى الأدوات. ولكن كيف يتكدسون حقًا؟ لقد تلقيت العديد من المكالمات من مشغلي المصانع الجدد يسألونني: "هل ستبقى هذه الشاشة هنا؟" ربما أستطيع أن أقرأ الإجابة أثناء نومي.
لنبدأ بأساسيات ما يجعل شاشة اللمس الصناعية HMI صعبة. على عكس شاشة هاتفك، المصنوعة من زجاج رقيق يمكن خدشه إذا نظرت إليه بشكل خاطئ، تستخدم شاشات HMI الصناعية زجاجًا متخصصًا - عادةً ما يكون زجاجًا مقسى أو حتى مقوى كيميائيًا. فكر في الأمر مثل مقارنة طبق ورقي بطبق خزفي؛ نفس الشكل العام، ولكنه أكثر مقاومة للسقوط والخدوش. نحن نتحدث هنا عن أشياء على مستوى زجاج الغوريلا، ولكن تم تجهيزها للاستخدام الصناعي. يقوم معظم الموردين ذوي السمعة الطيبة (بما في ذلك موردينا) أيضًا بتغطية الشاشة بطبقة مضادة للوهج ومضادة للتلطخ ومضادة للتآكل. لا يقتصر هذا الطلاء على المظهر فحسب، بل إنه ما يمنع الزيت والماء والمواد الكيميائية الخفيفة وحتى الغبار المعدني الناعم من النقش على الزجاج أو التسرب إلى مستشعرات اللمس الموجودة أسفله.
الآن، دعونا ننتقل إلى اختبار العالم الحقيقي، لأن المواصفات الموجودة في ورقة البيانات لا تعني المقبس إذا ماتت الشاشة عندما يكون الأمر مهمًا. نحن لا نترك أجهزة HMI الخاصة بنا على الرف ونعتبرها جيدة فحسب، بل نضعها في جحيم. اختبار درجة الحرارة هو واحد كبير. يمكن أن تنتقل الأرضيات الصناعية من التجمد (فكر في مصنع تعبئة اللحوم عند 32 درجة فهرنهايت) إلى الحرارة الشديدة (مصنع الصلب حيث تصل درجة الحرارة إلى 120 درجة فهرنهايت بالقرب من الأفران). يُجري مختبرنا دورات حيث نقوم بتصوير الشاشة لأسفل إلى -40 درجة فهرنهايت ثم نرفعها إلى 185 درجة فهرنهايت، مرارًا وتكرارًا، للتأكد من أن طبقات الزجاج واللمس لا تتفكك أو تتوقف عن تسجيل اللمسات. لقد رأيت أجهزة HMI الرخيصة تتشقق بعد عدد قليل من هذه الدورات، لكن وحداتنا؟ ليس زقزقة.
الاهتزاز هو عامل كبير آخر. تهتز معدات التصنيع دون توقف، مثل الناقلات، والمضخات، والأذرع الآلية، وكل هذه الحركة يمكن أن تؤدي إلى تفكك المكونات الموجودة بداخلها. نقوم باختبار الاهتزاز عن طريق تركيب HMI على طاولة هزازة تحاكي التردد والكثافة الدقيقين اللذين تراهما على خط إنتاج نموذجي، وأحيانًا يتم تشغيله على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع لأسابيع. يجب أن تستمر شاشة اللمس في العمل، دون أي تأخير أو نقاط عدم استجابة، حتى بعد كل هذا الاهتزاز. ثم هناك التأثير الجسدي. قد يصطدم أحد عمال المتجر بالشاشة بمفتاح ربط، أو قد تتأرجح منصة الأجزاء بشكل قريب جدًا. نقوم بإجراء اختبارات السقوط أيضًا — من ارتفاع 3 أقدام على سطح خرساني — ولا يزال يتعين على الشاشة أن تعمل. على سبيل المثال، تخضع موديلات HMI القياسية مقاس 7 بوصات لدينا لكل هذه الاختبارات قبل طرحها في السوق، لذلك يعرف عملاؤنا أنهم يحصلون على شيء مصمم للصفقة الحقيقية.
انتظر، ولكن ماذا عن الأحجام المختلفة؟ ربما تتساءل عما إذا كانت الشاشة الأصغر حجمًا أقوى من الشاشة الأكبر حجمًا، أو العكس. دعونا كسرها. غالبًا ما يتم استخدام HMI 7 بوصة المدمج للآلات الصغيرة، مثل خطوط التعبئة والتغليف أو أدوات CNC. تتميز مساحتها الزجاجية الأصغر حجمًا بأنها أكثر صلابة قليلاً (أقل مرونة عند الاصطدام) من الشاشة الأكبر حجمًا، ولكن هذا لا يعني أن شاشة HMI مقاس 10 بوصات الخاصة بنا مترهلة. لقد قمنا بتصميم كلا الحجمين باستخدام نفس تقنية الزجاج والطلاء الأساسية - فنحن فقط نضبط الإطار ليناسبهما. قد تحتوي الشاشات الأكبر حجمًا على إطار أوسع قليلاً لحماية الحواف من الصدمات، لكن طبقة اللمس نفسها متطابقة في المتانة. هذا أحد الأشياء التي أحبها في خط إنتاجنا - فنحن لا نختصر الأمور فيما يتعلق بالمتانة، بغض النظر عن الحجم.
وبطبيعة الحال، مهما كانت قوة الشاشة، لا تزال هناك أشياء يمكن أن تكسرها. لن أكذب، فأجهزة HMI الصناعية ليست غير قابلة للتدمير. إذا قمت بتفجير شاشة بمادة كيميائية قاسية مثل حمض الهيدروفلوريك، أو أسقطت قطعة فولاذية تزن 50 رطلاً مباشرة على الزجاج، فسوف تتشقق. لكن الخبر السار هو أن معظم "الإخفاقات" التي أراها ليست ناجمة عن صدمة كبيرة، بل هي نتيجة للإهمال. تراكم الغبار والأوساخ أمر كبير. إذا لم تقم بتنظيف الشاشة بانتظام (بالأشياء الصحيحة - لا يوجد Windex، فهذا خطأ يرتكبه الجميع)، فيمكن أن تدخل تحت طبقة اللمس وتتسبب في ظهور بقع غير مستجيبة. مشكلة شائعة أخرى هي ارتفاع الطاقة. تحتوي البيئات الصناعية على الكثير من الآلات الثقيلة التي تعمل على زيادة الكهرباء، وإذا لم يكن لدى HMI حماية مناسبة من زيادة التيار، فقد يؤدي ذلك إلى احتراق أجهزة استشعار اللمس بشكل أسرع بكثير من التآكل المادي.
هذا هو الشيء الذي لا يدركه معظم الناس: متانة شاشة اللمس لا تتعلق فقط بالزجاج. إنها الحزمة بأكملها. وحدة التحكم باللمس بالداخل، والأسلاك، والإطار الذي يربط كل شيء معًا لمنع الرطوبة والغبار. تكون الشاشة الزجاجية الرائعة عديمة الفائدة إذا دخل الماء إلى الإطار وتسبب في حدوث دائرة كهربائية قصيرة لأجهزة الاستشعار. ولهذا السبب قمنا بإخضاع أجهزة HMI الصناعية الخاصة بنا لاختبار تصنيف IP — IP65، على وجه التحديد. ماذا يعني ذلك؟ إنه محكم ضد الغبار (لا يدخل الغبار، حتى لو قمت بتفجيره بخرطوم الغبار) ومحمي ضد نفاثات الماء ذات الضغط المنخفض من أي اتجاه. لذا، إذا قام عامل عن طريق الخطأ برش الشاشة بخرطوم لتنظيف الأرضية، فلن تنقطع. وهذا يغير قواعد اللعبة بالنسبة للنباتات التي تتعامل مع الانسكابات أو التنظيف المنتظم.
لدي قصة عميل تدفع هذا المنزل. منذ بضع سنوات مضت، قمنا ببيع جهاز HMI مقاس 10 بوصة لمصنع لتجهيز الأغذية. وبعد بضعة أشهر، اتصل بي مدير العمليات، مذعورًا، وقال إن أنبوبًا انفجر مباشرة فوق واجهة HMI، وتبللت الشاشة. اعتقدت بالتأكيد أنه سيتعين علينا استبداله، لكنه اتصل مرة أخرى بعد أسبوع قائلًا إنه لا يزال يعمل. قام تصنيف IP65 بعمله، وأبقى الزجاج السميك الماء خارجًا، وكانت طبقة اللمس جيدة. هذه هي الأشياء التي تجعل هذه الوظيفة تستحق العناء - معرفة أن معداتنا لا تخذل الأشخاص عندما يكونون في أمس الحاجة إليها.
الآن، دعنا نتحدث عما يجب أن تبحث عنه عندما تتسوق لشراء شاشة تعمل باللمس بواجهة HMI صناعية، لأنه لا يتم إنشاء جميع واجهات HMI على قدم المساواة. أولاً، تحقق من تصنيف IP — IP65 هو الحد الأدنى الذي يجب أن تحصل عليه، إلا إذا كنت في بيئة قاسية للغاية (مثل موقع تعدين، حيث تريد IP67). ثانيًا، اسأل عن نطاق درجات الحرارة الخاصة بها، وتأكد من أنها تغطي أقصى درجات حرارة نباتك. ثالثاً، لا تنخدع بأجهزة HMI "المخصصة للمستهلكين" والتي يتم تسويقها على أنها صناعية. معظم هؤلاء يتخطون الزجاج والطلاء المتخصص، وسوف يفشلون بسرعة. لقد رأينا رجالًا يشترون HMI رخيصًا من موقع صناعي كبير، ويموت خلال 6 أشهر بسبب القليل من الحبيبات. تم تصميم خط إنتاجنا، سواء كان HMI مقاس 7 بوصات أو الأكبر مقاس 10 بوصات، ليدوم لأكثر من 5 سنوات حتى في أصعب البيئات - وفي بعض الأحيان لفترة أطول، إذا كنت تعتني به بشكل أساسي.
انتظر، ولكن ماذا عن تقنية اللمس؟ تستخدم معظم أجهزة HMI الصناعية اللمس السعوي، مثل هاتفك، أليس كذلك؟ ولكن هناك فرق. يعتمد اللمس السعوي للمستهلك على كهرباء بشرتك، والتي لا تعمل بشكل جيد إذا كانت الشاشة مبللة أو مغطاة بقفازات سميكة. غالبًا ما تتمتع أجهزة HMI الصناعية بما يسمى بقدرة "اللمس بالقفاز"، لذلك إذا كان العامل يرتدي قفازات عمل سميكة (قياسية في معظم المصانع)، فلا يزال بإمكانه النقر على الشاشة وتمريرها كالمعتاد. لا يؤثر ذلك على المتانة، ولكنها ميزة كبيرة لسهولة الاستخدام تجعل الشاشة أكثر موثوقية في الاستخدام الحقيقي. لقد استخدمت أجهزة HMI التي لا تحتوي على خاصية اللمس بالقفازات، وهذا كابوس - فأنت تتخبط في خلع القفازات في كل مرة تحتاج فيها إلى ضبط الإعداد، وهذا يؤدي إلى حدوث أخطاء.
هناك أسطورة أخرى أسمعها طوال الوقت: "شاشات اللمس أقل موثوقية من الأزرار المادية". لقد فهمت - الأزرار بسيطة، ولا تتوقف عن الاستجابة إذا كان هناك القليل من الغبار. لكن شاشات اللمس الصناعية الحديثة أصبحت أكثر موثوقية مما كانت عليه قبل 10 سنوات. مع الهندسة المناسبة، يمكن لشاشة اللمس الجيدة التعامل مع ملايين اللمسات دون أن تتآكل. لقد قمنا باختبار طبقات اللمس الخاصة بنا على 10 ملايين صنبور، وهو ما يزيد كثيرًا عما يمكن أن يفعله النبات العادي خلال عام واحد. قارن ذلك بالأزرار المادية، التي يمكن أن تتعطل أو تنكسر إذا ضغطت عليها بشدة، أو إذا تعرضت للأوساخ تحتها. المفتاح هو استخدام طبقة لمس عالية الجودة، وليس نسخة مقلدة رخيصة.
إذن، لنجمع كل ذلك معًا: ما مدى متانة شاشات اللمس الصناعية التي تعمل بواجهة HMI؟ إنها ليست غير قابلة للتدمير، ولكنها أقوى بكثير مما يمنحها الناس الفضل فيها - خاصة عندما تتعامل مع مورد حسن السمعة يستخدم زجاجًا متخصصًا، واختبارات صارمة، وختمًا مناسبًا. تم تصميم كل من HMI 7 بوصة، وHMI 10 بوصة، وخط HMI الصناعي الكامل الذي نقدمه لتحمل فوضى أرضية التصنيع، وليس مجرد الجلوس على المكتب. من المؤكد أن الإهمال يمكن أن يكسرها، ولكن إذا اخترت الوحدة المناسبة، واتبع الصيانة الأساسية (امسحها بقطعة قماش ناعمة وصابون خفيف، بدون مواد كيميائية قاسية)، واحميها من الصدمات الكبيرة، فسوف تستمر معك لسنوات.
في نهاية المطاف، تعد أجهزة HMI الصناعية هي المركز العصبي للمصنع. إذا انخفضت، يتوقف الإنتاج، وتضيع الأموال، ويتم تفويت المواعيد النهائية. ولهذا السبب فإن المتانة ليست مجرد ميزة جميلة - فهي غير قابلة للتفاوض. باعتبارنا أحد موردي HMI الصناعية، فإن هذا هو ما نركز عليه كل يوم: بناء شاشات لا تتوقف، بغض النظر عما تلقيه الأرضية عليها. إذا كنت في السوق لشراء واجهة HMI جديدة، سواء كنت بحاجة إلى وحدة مدمجة لآلة صغيرة أو شاشة كبيرة لخط إنتاج، فنحن هنا لمساعدتك في العثور على الوحدة المناسبة التي تناسب بيئتك واحتياجاتك. لا تستقر على شاشة رخيصة وغير مختبرة ستتركك عاليًا وجافًا. تواصل معنا ودعنا نتحدث حول ما تحتاجه عمليتك، فلدينا الخبرة اللازمة لإرشادك.
مراجع:
- معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) رقم 60068-2-1: اختبار البرودة.
- معيار اللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC) رقم 60068-2-2: اختبار الحرارة الجافة.
- الرابطة الوطنية لمصنعي الأجهزة الكهربائية (NEMA) المعيار 250: حاويات المعدات الكهربائية.
- زجاج كورنينج غوريلا للتطبيقات الصناعية: المواصفات الفنية.
- تقرير اختبار متانة شاشة اللمس الصناعية لواجهة HMI، 2023، مجموعة الاختبارات المعملية المستقلة.