Mithilfe des Human Machine Interfaces (HMI) kommunizieren Mensch und Maschine unmittelbar miteinander. Die Gestaltung des HMI beeinflusst dabei, wie sicher und intuitiv der Mensch seine Anweisungen an die Maschine übermitteln kann und in welcher Form diese die Anweisungen ausführt bzw. Ergebnisse ausgibt. Eine solche Kommunikation kann manuell über Maus- und Tastatureingaben erfolgen, sie kann aber auch sprach- oder gestengesteuert sein oder auf berührungsempfindlichen Touchscreens basieren. Im Maschinenbau und in der Industrieautomation werden analog-resistive Single-Touch-Systeme jetzt um moderne Multitouch-Technologien ergänzt.

Anwendungen mit Multitouch-Bedienung gehören bei Smartphones und Tablets bereits zum Alltag. Multitouch-Panels im industriellen Umfeld sind berührungsempfindliche HMI-Eingabegeräte, die mehrere Berührungspunkte (Multiple Touchs) bei einer Mensch-Maschine-Interaktion gleichzeitig erfassen und verarbeiten. Diese moderne Technologie fasziniert Anwender und Entwickler gleichzeitig durch neuartige Interak-tionsformen und innovative Anwendungsszenarien. Mit der Einführung des Betriebssystems Windows 7, das Multitouch-Funktionalität unterstützt, wird diesem Trend zusätzlich Nachdruck verliehen und der Weg für den industriellen Einsatz geebnet. Diesem Trend hat man bei TL Electronic Rechnung getragen. „Bei den industriellen Touch-Systemen stehen sowohl die Attraktivität als auch der Mehrwert an Funktionalität in der Anwendung im Vordergrund", erläutert Stefan Götz, der gemeinsam mit Michael Mohr geschäftsführender Gesellschafter des Unternehmens in Bergkirchen bei München ist. „An oberster Stelle unserer Entwicklungen stehen ganz klar die Usability sowie die Kosteneffektivität", ergänzt Michael Mohr. Durch die sogenannte Projective Capacitive Touch Technologie (PCT) lassen sich Bediengeräte mit komplett fugenfreier, gehärteter oder laminierter Glasfront realisieren.

Projective Capacitive Touch Technologie

Durch das bis zu 6 mm starke Glas werden Berührungen mit dem Finger – z.T. auch mit Handschuh – auf der Frontscheibe detektiert und für die Bedienung genutzt. Somit lassen sich die Geräte z.B. im Außenbereich auch bei Regen oder Schnee sowie bei Staub und Schmutz einsetzen. Durch die Multi-Finger-Operation (MFO) kann der Anwender z.B. durch eine intuitive Spreizbewegung der Finger in ein Detail seiner komplexen Anlage oder Maschine hineinzoomen oder Objekte in der Größe skalieren, um zusätzliche Informationen zu erhalten. „Damit stehen dem User mehr Daten zur Verfügung und er kann sich leichter orientieren. Schließlich lässt sich so eine vereinfachte Bedienung erreichen, die gleichzeitig verständlicher und somit auch sicherer ist", sagt Stefan Götz.

Die PCT-Touch-Monitore des Typs TPM LCD verfügen über eine plane und robuste Oberfläche ohne Schmutzkante an der Glasoberfläche. „Dadurch sind die HMIs widerstandsfähig gegen Öle sowie Säuren und lassen sich leicht reinigen, z.B. im Hygienic-Design-Umfeld der Nahrungsmittelindustrie oder in anderen rauen Industrie-Anwendungen", beschreibt Stefan Götz die Usability; die Benutzerfreundlichkeit der Geräte. Die kompakten Touch-Monitore der Serie Multitouch TPM LCD von TL Electronic sind als Chassis- sowie als Einbauvariante erhältlich. Die Chassis-Version vom Typ TPM 22W-VDAC-CH mit einer Diagonalen von 21,5 Zoll (54,6 cm) und einer Tiefe von nur 4,6 cm bietet brillante Full-HD-Auflösung im Format 16:9. Das dynamische Kontrastverhältnis von 1.000:1 sowie die Helligkeit von 270 cd/m² sorgen für einen rasanten Bildaufbau und sehr scharfe Darstellungen bei Betrachtungswinkeln bis 170°.

Stromverbrauch und Weitbereichsnetzteil

Durch die Hintergrundbeleuchtung kommen die Multitouchs auf einen Stromverbrauch von lediglich 45 W. Das Weitbereichsnetzteil ermöglicht Eingangsspannungen von 100 bis 240 VAC. Als Schnittstellen stehen sowohl VGA (D-Sub mit 15-Pins) als auch ein DVI-D (18-1-Kontakt) zur Verfügung. Für die Befes- tigung in der Anlage oder an der Maschine sind seitliche Montagewinkel sowie eine VESA-Montageschnittstelle lieferbar. Der Multitouch-Controller lässt sich leicht über eine USB-Schnittstelle direkt mit dem Rechner verbinden.

„Mit ihrer erweiterten Usability ergänzen die Multitouchscreens analog-resistive Single-Touchs, die sich im Industrieeinsatz bewährt haben", so Stefan Götz weiter. Im Vergleich zu den Multitouchsreens führt bei den resistiven Singletouchscreens aufgrund des physikalischen Aufbaus jede Art von Berührung auch mit Stiften oder Handschuhen zu einer Eingabe; auch wenn das Display durch Schmutz, Staub oder Wassertropfen bedeckt sein sollte.

Der geringe Stromverbrauch und die günstigen Herstellungskosten dieser Technologie sind oftmals ein entscheidendes Kriterium. Dabei kombinieren z.B. bewährte Einbau-Industriemonitore modernes Gerätedesign mit brillanten Displays in verschiedenen Größen auch im Widescreen-Format für mehr Benutzerfreundlichkeit.

„Als robuste Einbaulösung ist die Produktlinie Widescreen mit Full-HD-Auflösung als Openframe oder inklusive Panelmount-Frontplatte aus Aluminium in Schutzart IP65 konzipiert" , erläutert Michael Mohr. Die Widescreen-Serie in den Größen 15,6 Zoll (39,5 cm) bis 21,5 Zoll (54,6 cm) zeichnen sich durch einen Stromverbrauch von maximal 50 W bei einer Diagonale von 21,5 Zoll aus, die Full-HD-Auflösung im Format 16:9 bietet. Der optionale resistive Touch wird über RS232C-Schnittstelle oder per USB angeschlossen. Alle Widescreen-Monitore werden komfortabel per Plug & Play gemäß VESA DDC 1/2B an die Rechner angeschlossen und konfiguriert.

Besser durch Usability

„Für den effizienten Transfer der verschiedenen Touch-Technologien in das prozessnahe Bedienen und Beobachten sind anwendungsspezifische Aspekte zu berücksichtigen. Deswegen setzen wir klar auf eine Multi-Plattform-Strategie und erarbeiten mit dem Kunden die für die Applikation optimale Lösung. So kommt jeder Anwender zum passenden Bediengerät", erklärt Michael Mohr, der bei TL Electronic Kunden bei der Wahl der geeigneten HMI-Lösung berät. „Speziell für einfachere HMI-Applikationen werden zunehmend funktionelle Touchpanels mit geringer Leistungsaufnahme im Kompaktformat gewünscht", ergänzt der Industrie-PC-Experte.

Die Panel-PC-Linie von TL-Electronic eignet sich beispielsweise für nicht rechenintensive Anwendungen. Durch den wartungsfreien Systemaufbau ohne Lüfter und Festplatte sind die Geräte robust und langlebig. Für Usability sorgen die resistiven 4-Draht-Touchscreens, die bis auf das 7-Zoll-Modell mit leuchtstarken und stromsparenden LED-Backlights ausgestattet sind. „Die Touchpanels lassen sich direkt über die RJ45-Schnittstelle per PoE (Power over Ethernet gemäß IEEE 802.3at) mit Strom versorgen, sodass eine einzige Anschlussleitung genügt", beschreibt Michael Mohr. Das mitgelieferte Netzteil für den 12-VDC-Eingang steht als Alternative zur Verfügung. Für die unterschiedlichen Anforderungen kann der Anwender die Rechenleistung skalieren. Je nach Leistungsbedarf verrichten ein energieeffizienter Intel-Atom-Z510- mit 1,1 GHz oder ein Samsung-Arm-11-S3C6410-Prozessor mit 667 MHz die Rechenarbeit. „ Gerade bei Touchpanels ist ein hohes Maß an Flexibilität gefordert."

Kundenspezifische Modifikationen und Anpassungen realisieren wir in unserer eigenen Entwicklungsabteilung und mit professionellen Produktionsmethoden innerhalb kürzester Zeit", erklärt Michael Mohr die Strategie des Unternehmens. Die Panel-PC-Linie mit resistivem Touchscreen ist im Seitenverhältnis 4:3 oder 16:9 sowie in verschiedenen Größen von mindestens 5,7 Zoll (14,5 cm) Diagonale mit 640 × 480 Pixel bis zu 10,4 Zoll (26,4 cm) Diagonale mit 1024 × 768 Pixel lieferbar. Die Arm-11-Modelle verfügen über eine 10/100-Mbit/s-Ethernet-Schnittstelle, die Atom-Modelle bieten zwei Gigabit-Ethernet-Schnittstellen. Außerdem sind eine RS232- und eine RS232/485-Schnittstelle sowie zwei USB-Anschlüsse vorhanden. Die robusten Geräte haben eine leicht montierbare Panelmount-Front aus schwarz lackiertem Aluminium und lassen sich bis Schutzart IP65 abdichten. „Vorteil der resistiven Touch-Technologie und der energieeffizienten Prozessoren: Die langlebigen Geräte der Panel-PC-Serie haben maximal zwischen 9 und 26 W Leistung und können driftfrei mit jedem Gegenstand bedient werden", so Michael Mohr weiter.

Nach Informationen der TL Electronic GmbH in Bergkirchen bei München ( www.tl-elechtronic.de )