HMIパネルとは？構造とOEM組み込みの要点

Q: カスタム HMI パネルに PCB とコネクタを含めることはできますか？

それらの項目が図面と見積もりに明示的に含まれている場合は可能です。 プロジェクトでは、PCB がパッシブルーティングかアクティブコントローラか、回路図とファームウェアの所有者、必要な電気的および機能的テストがどれかを明記する必要があります。

JASPERのカスタムHMIアセンブリの範囲は物理的なオペレーターインターフェイスです：ユーザーが見て、触れて、押して、読み、掃除し、機器に取り付ける部品です。OEMは、そのフロントパネルスタックが確定する前に、筐体の基準点、オペレータータスク、入力方法、ディスプレイおよび電子機器の所有権、コネクタインターフェイス、環境、取り付け方法、および検証要件を提供する必要があります。

なぜ「HMI パネル」にプロジェクト定義が必要なのか

HMIはヒューマンマシンインターフェースを意味します。このフレーズは機能を説明するものであり、1つの普遍的な部品番号やアーキテクチャを指すものではありません。

制御システムの議論において、エンジニアは次のように使用することがありますHMIグラフィカルな画面、ナビゲーション、アラームの動作、ユーザー権限、およびPLCに接続されたランタイムについて。機械図面では、HMI パネルベゼル、カバー・レンズ、メンブレン・キーパッド、表示窓、ガスケット、およびコネクタ付きフロントアセンブリを意味する場合があります。購買チームは、すでにディスプレイ、プロセッサ、オペレーティングシステム、ランタイム、通信、およびエンクロージャを含む完成したブランド端末に対して同じフレーズを使用することがあります。

すべての三つの使用法は一般的です。問題は、引用、図面、または責任マトリックスが、どれを意図しているかを明記せずにその単語を使用するときに始まります。

購入者用またはエンジニアリング用の用語	含まれる可能性のある物理的内容	部品の外側に残る可能性のある内容
HMI パネル	前面、キーまたはタッチレイヤー、ディスプレイ開口部、インジケーター、回路、コネクタ、ガスケット	ディスプレイ電子機器、プロセッサー、ランタイム、PLCロジック
HMI 前面パネルアセンブリ	オペレーター向けレイヤーとそれらの機械的/電気的相互接続	マシンコントローラー、キャビネット配線、ソフトウェア、最終システム検証
HMI ターミナル	ディスプレイ、タッチ入力、プロセッサ、通信、ランタイム、筐体	PLCプログラム、フィールドデバイス、マシン安全システム
オペレーターインターフェース	ユーザーが情報を受け取り、命令を与える方法の機能説明	プロジェクトが定義しない限り、固定されたハードウェア境界はありません
コントロールパネル	HMIに加え、スイッチ、ランプ、非常用制御装置、配線、筐体を含む場合があります	パネルビルダーおよびOEMの範囲によります
ディスプレイモジュール	LCD または独自の機械的および電気的インターフェースを持つ他のディスプレイ	カバーガラス、タッチセンサー、前面グラフィックス、筐体、アプリケーションソフトウェア

ISA101は、画面ナビゲーション、グラフィックス、アラーム、セキュリティ、および製造アプリケーションにおけるプログラムやデータベースへのインターフェースなどのHMI作業をカバーします。[4] これは、完全なHMIの分野がフロントパネルのハードウェアを超えて拡張することを思い出させる有用なリマインダーです。BOMおよび図面は、画面および制御システムの責任とは別に物理的な組み立てを特定する必要があります。

フロントパネルのハードウェア、端末、ランタイム、PLC、および機械システムを分けたHMI用語マップ — HMI という言葉は、いくつかの境界を表すことができます。図面と部品表には、どの境界が引用されているかを明記する必要があります。

HMI は単一の表面ではなく、チェーンです

操作員はPLCレジスタや表示ピクセルと直接やり取りしません。人と機械の間には、物理的および論理的なチェーンが存在します。

オペレーターの作業
    -> 視覚的な凡例、アイコン、キー、タッチターゲット、表示、またはインジケーター
    -> 物理的な入力または表示層
    -> センサー、スイッチ、回路、コネクタ、または表示インターフェース
    -> コントローラーの入力および HMI ランタイム
    -> PLC、機械制御、通信、およびフィールド機器
    -> 機械の応答
    -> オペレーターへの視覚的、触覚的、聴覚的、またはハプティックフィードバック

各矢印はオーナーが必要なインターフェースです。

例えば、印刷されたSTARTアイコンはグラフィックアートワークが所有しているかもしれませんが、そのタッチターゲットはセンサーデザインに属し、そのチャンネルは回路およびコネクタマップに属し、その受理状態はコントローラーに属し、その権限ロジックはソフトウェアに属し、マシンの動作は制御システムに属します。フロントパネルの供給者は、印刷されたアイコンだけを確認して最終コマンドを検証することはできません。

ISO 9241-210 は、インタラクティブシステムの人間中心設計に関するものであり、ハードウェアとソフトウェアの両方のコンポーネントがインタラクションに影響を与えることを明示的に認識しています。[5] OEM プロジェクトの場合、これはチームが素材、色、または表示サイズだけを議論する前に、オペレーターのタスクと使用コンテキストを定義する必要があることを意味します。

物理パネル、コントローラー、ソフトウェア、PLC、応答、フィードバックを示すオペレーターから機械へのHMI信号チェーン — すべての遷移は、所有者、入力、出力、および検証の責任を持つインターフェイスです。

HMI パネルにはどのハードウェア層が含まれる可能性がありますか？

HMI パネルは、以下のすべての層を常に含むわけではありません。スタックはオペレータタスク、ディスプレイアーキテクチャ、筐体、電子機器、環境、およびサービス戦略から選択されます。

層またはコンポーネント	主な機能	定義する重要なインターフェース
印刷オーバーレイ、リジッドフェイス、またはカバーガラス	表示文字、アイコン、警告、ブランド表示、清掃可能なユーザー表面	アートワーク、色、仕上げ、化学物質曝露、視認領域
触覚キー、メンブレンスイッチ、シリコーンキー、またはタッチセンサー	オペレーターの操作を電気入力に変換する	対象サイズ、力またはタッチの挙動、チャネルマップ、フィードバック
スペーサー、キャリア、接着剤、または光学ギャップ	分離、接着、支持、および位置合わせを制御する	厚さの積層、切り欠き、平坦度、接着面積、手直し計画
表示ウィンドウ	ディスプレイへの保護された視覚パスを提供する	アクティブエリア、表示領域、ベゼルマスク、公差、視差
ディスプレイモジュール	視覚情報を生成する	外形、アクティブエリア、取り付け、電源、データインターフェース、熱
インジケータまたはバックライト	状態、ガイダンス、または視認性を提供する	位置、色定義、輝度目標、光隔離
PCB, FPC, プリント回路、または配線	入力、照明、表示、およびコネクタ信号をルーティングする	ピン配置、電流、電圧、曲げ部分、接地、テストポイント
コントローラまたはインターフェースボード	入力をスキャンし、出力を駆動し、信号を整え、通信する	ファームウェアの所有権、プロトコル、診断、更新経路
コネクタ、テール、またはケーブル	パネルをホスト電子機器に接続	結合部、向き、保持、経路、サービスアクセス
ガスケット、裏面接着剤、ベゼル、またはエンクロージャ	アセンブリを位置決めし、保護する	基準面スキーム、圧縮、表面、ファスナー、浸入境界

スタックは断面図だけでなく、分解図としても文書化する必要があります。有用な断面図は以下を特定します：

操作側と機械側;
表示アクティブエリアと可視開口部;
タッチまたはキー感知面;
グラフィックおよびマスキング層;
接着剤およびガスケット接合領域;
PCB または FPC サポート;
コネクタおよびケーブル出口;
エンクロージャの棚、ファスナー、または取り付け面;
重要なギャップ、圧縮ゾーン、および立入禁止エリア; および
どの寸法がパネル供給者、ディスプレイ供給者、およびOEMエンクロージャによって制御されるか。

オペレーター表面からディスプレイ、回路、コネクター、ガスケット、筐体までの分解されたHMIパネルハードウェアスタック — 概念的なスタックのみ。すべてのHMIがすべての層を含むわけではなく、最終構造はプロジェクトごとに異なります。

前面は機能部品です

目に見える表面は、電子機器が完成した後に追加された装飾ではありません。指示を伝え、状態を識別し、視認経路を制御し、入力層を保護し、実際の照明、手袋、清掃、姿勢条件下でオペレーターが見つけられるものを確立します。

グラフィックスとタスクマッピング

すべてのキーまたはタッチターゲットは、定義されたタスクとチャンネルにマッピングされるべきです。アートワークは次のことを識別する必要があります：

通常のコマンド;
ステータスおよび警告情報;
常に表示される必要のある値または単位;
画面によって機能が変わるキー;
制限された操作または安全関連の操作;
インジケータの位置;
表示マスクおよび非アクティブな境界;
言語および記号の要件；および
サービスまたはメンテナンス情報。

アートワークファイル、回路図、表示レイアウト、およびソフトウェア画面は同じ命名規則を使用する必要があります。もしあるファイルがチャンネルをK3と呼び、別のファイルがそれをRESETと呼び、ソフトウェアがそれをinput_07と呼ぶ場合、統合後のエラーが発生する可能性が高くなります。

表面、清掃、および表示条件

プロジェクトでは、実際の洗浄剤、接触摩耗、予想される汚染物、屋内・屋外での曝露、および視角を定義する必要があります。一般的な産業環境という記述だけでは、表面、印刷システム、コーティング、接着剤、またはシーリングの詳細を選択するには不十分です。

JASPERの産業用制御アプリケーションページラベル、触知位置、表示の可視性、清掃、コネクタの配線、エンクロージャの適合は、すべて一緒に検討する必要がある機械制御の文脈の種類を示しています。最終的な要件は依然として特定の装置プログラムに属します。

入力方法: キー、タッチ、または両方

HMI入力方式は、平らまたはモダンな外観の好みよりも、オペレーターの作業に従うべきです。

メンブレンキー

メンブレンスイッチは、薄型前面パネル構造で個別の電気接点を提供することができます。タクタイルドームは物理的なクリック感を与えることができ、非タクタイルゾーンはより平らな感触を保つことができます。この方式は、固定位置、繰り返し可能なキー配置、簡単なマトリックス動作、またはディスプレイなしでの操作が有益なコマンドに適しています。

設計はまだ、承認された作動挙動、回路マッピング、オーバーレイの形状、テールルート、コネクタ、サポート、および筐体の詳細が必要です。触覚ドームは、柔軟なサポート面や操作員の自然な手の届く範囲外にあるキーを補正するものではありません。

シリコンまたは機械式キー

盛り上がったキーは、指の位置、ストローク、および手袋使用を改善することができます。これにより、高さ、形状、サポート、シーリングインターフェースが追加されます。OEMは、キーマット、PCB、ハウジング、ライトガイド、および保持機能が、提供された1つのアセンブリであるのか、最終組立業者によって組み合わせられる別々の部品であるのかを定義する必要があります。

静電容量式タッチ

静電容量式タッチは、キーの移動なしで連続した前面表面を作ることができます。コントローラ、電極配置、カバー素材、カバーの厚さ、接着、近くの導体、接地、シールド、湿気への挙動、手袋の要件、ファームウェア調整のすべてが結果に影響します。

マイクロチップの静電容量式タッチ設計ガイドラインは、タッチカバーの影響とシールドをセンサー設計の入力として扱い、外観上の付随事項とは見なしません。[7] 厚いカバーや変更されたカバーは、指と電極との関係を変える可能性があり、トラックや意図しないタッチ領域はシールドを必要とする場合があります。したがって、カバーレンズ、センサー、コントローラ、筐体、および調整の責任は、一つのチェーンとしてレビューする必要があります。

ハイブリッド入力

HMI は、ディスプレイ、静電容量式タッチ、メンブレンキー、緊急操作、インジケータを組み合わせることができます。ハイブリッド設計は、頻繁または文脈に応じた操作が画面上で行われる場合に有効であり、重要、繰り返し、または手袋を着用した操作は固定された物理キーで行う方が適しています。

タッチスクリーンがあるからといって、物理的な操作を自動的に排除するわけではありません。表示が読めない場合、ソフトウェアが画面を切り替えている場合、またはオペレーターがインターフェースを直接見られない場合に、どの操作を維持すべきかは OEM が決定する必要があります。

ディスプレイウィンドウ、タッチセンサー、およびディスプレイモジュールは異なる部品です

これらの用語は、初期の議論ではしばしば混同されます。

ディスプレイウィンドウ

ディスプレイウィンドウは、前面の透明または開口の視認領域です。印刷マスク、硬い表面、透明接着剤、空気層、ガスケット、またはその他の光学的/機械的な詳細を含むことがあります。画像を生成することはありません。

定義:

ディスプレイのアクティブエリア;
表示可能領域;
窓開口とマスクの重なり;
整列許容差;
視野角;
表面仕上げと反射;
許容空気隙間または接合方法;
清掃および傷に関する要件; そして
組立および交換戦略。

タッチセンサー

タッチセンサーは操作員の接触または位置を検出します。ディスプレイとは別になっている場合があり、独自のFPC、コントローラー、接地、および調整を使用することがあります。タッチの有効領域とディスプレイの有効領域は、公称対角サイズが一致するだけでは揃いません。

ディスプレイモジュール

ディスプレイモジュールは画像を生成します。独自の外形、アクティブエリア、取り付け機構、電源、信号インターフェース、コネクタ、動作範囲、バックライト、熱特性、およびライフサイクルを持っています。

フロントパネルの治具作業を行う前に、OEM は実際のディスプレイ図面とリビジョンを提供する必要があります。ウェブ掲載情報、名目上の画面サイズ、またはスクリーンショットだけでは、表示可能開口および取り付けスタックの管理には不十分です。

完成したディスプレイ-タッチモジュール

一部のプロジェクトでは、ディスプレイとタッチセンサーを一体化モジュールとして調達します。他のプロジェクトでは、カバーガラス、タッチセンサー、ディスプレイを別々に組み立てます。図面には次の担当者を明記する必要があります：

タッチとディスプレイのアライメント；
カバーとタッチの接着;
ディスプレイの取り付け;
光学受け入れ;
タッチ調整;
ケーブル配線;
モジュールテスト;
修理または交換; および
保証責任。

このリソースは、エアギャップ対光学接着のパラメータを規定するものではありません。その決定は、別途、光学、機械、プロセス、コスト、およびサービスのレビューが必要です。

HMI表示ウィンドウ、タッチアクティブ領域、および表示モジュールの整列基準 — 公称画面サイズは可視開口部やタッチの位置合わせを制御しません。実際のモジュール図面と共有基準点を使用してください。

回路、コントローラー、およびコネクタの境界

物理的な前面は、そのチャンネルが電子機器に正しく接続されたときにのみ有用になります。

PCB、FPC、およびプリント回路

回路層は以下を配線する場合があります:

個別のキー接点;
タッチ電極;
LED 電源と制御;
ディスプレイ電源とデータ;
通信;
接地およびシールド接続;
テストポイント;
識別または構成信号; および
コネクタピン。

図面は、パッシブルーティング回路とアクティブコントローラボードを区別する必要があります。フロントパネルの背面にあるPCBは、必ずしもパネル供給者がファームウェア、通信、または機械ロジックを所有していることを意味するわけではありません。

コントローラボード

コントローラーはキーをスキャンしたり、タッチ測定を処理したり、インジケーターを駆動したり、ディスプレイを管理したり、ホストと通信したりすることがあります。定義してください：

ハードウェアオーナー;
回路図およびレイアウトオーナー;
コンポーネントおよびファームウェアオーナー;
プログラミング方法;
通信インターフェース;
起動および更新の挙動;
診断挙動;
電気試験の責任; および
最終ソフトウェア検証。

もしOEMがコントローラーを供給する場合でも、フロントパネルの図面には機械的な取り付け、コネクタの位置、接地、電気的インターフェースを明示する必要があります。サプライヤーが基板を統合する場合、見積もりにはどの機能とテストが含まれているかを正確に記載する必要があります。

コネクタとサービスアクセス

コネクタの選択は統合上の決定事項であり、末端の購入の詳細ではありません。以下を確認してください：

接続用コネクタとピン番号;
挿入方向;
ラッチと保持;
ケーブルまたはテールの経路;
曲げおよび応力緩和;
組み立て順序;
ディスプレイや筐体を取り付けた後のアクセス;
電気的クリアランスと立ち入り禁止区域;
テストアクセス; および
現場での交換要件.

筐体がラッチを遮ったりテールを鋭く折り曲げさせる場合、電気的に正しいコネクタでも使用できないことがあります。

筐体、取り付け、ガスケット、およびシーリング

前面パネルと筐体は一つの機械的境界を形成します.

取り付け方法には、背面接着剤、ガスケット圧縮、ベゼルキャプチャ、スタッド、ねじ、クリップ、ブラケット、またはそれらの組み合わせが含まれます。正しい選択は、パネルのサイズ、表面材料、平坦性、サービス戦略、荷重、表示質量、環境、および組み立て手順によって決まります。

共通基準を使用してください

少なくとも次を定義してください:

パネルアウトライン基準;
表示センターまたはアクティブエリア基準;
キーまたはタッチターゲット基準;
筐体開口;
ファスナーまたは位置決め特徴;
コネクタおよびテールの出口;
ガスケットの経路;
キープアウトゾーン; および
すべての嵌合特徴の公差の所有者。

共有基準がない場合、オーバーレイ、タッチセンサー、ディスプレイ、PCB、およびエンクロージャーは、それぞれ個別の設計図に適合することがありますが、組み立て後のインターフェースは依然としてずれて見えることがあります。

単体の層にIP等級を割り当てないでください

IEC 60529は、筐体によって提供される保護の等級を分類します。[6] 前面オーバーレイ、ガスケット、または接着剤は保護戦略に寄与する場合がありますが、等級はテストされた筐体の構成および定義された縫い目、ファスナー、圧縮、コネクタ、開口部、組立工程に属します。

シールされたメンブレンスイッチやカバーレンズがあるからといって、パネル、キャビネット、または機械全体の侵入保護等級が自動的に同じになると想定しないでください。

HMI 前面パネルガスケット、接着剤、ベゼル、コネクタ、およびエンクロージャーのシーリング境界 — 浸水性能は、シーム、圧縮、開口部、組立を含む評価対象の筐体構成に依存します。

サービスと交換

HMI が以下のどれであるかを判断してください：

永久に接着されている;
前面から取り外し可能;
後部から取り外し可能;
完全なモジュールとして交換;
ディスプレイ、キー層、または基板を交換して修理;
工場でのみサービス可能.

この決定により、接着剤、ガスケット、ファスナー、ケーブルアクセス、テスト、および予備部品戦略が変更されます.

フィードバックはオペレーターのループを閉じる必要があります

理解できるフィードバックがない入力は、オペレーターにそのコマンドが検出されたのか、受け入れられたのか、拒否されたのか、あるいはまだ処理中なのかを不確かにさせる可能性があります。

フィードバックの種類	確認できること	主な統合依存性
触覚スナップまたは移動	物理的なキーの動きまたは接触イベント	キーの構造、サポート、力、移動量
視覚的なキーインジケーター	コントロール付近のローカル状態	LED の位置、光の隔離、アートワーク、ドライバーロジック
表示の反応	コマンド、状態、値、アラーム、または次のステップ	ランタイム、表示、コントローラー、画面設計
可聴信号	検知、警告、または完了	サウンダー、環境、ソフトウェアロジック
ハプティック応答	キーの移動なしでのタッチ確認	アクチュエータ、取付質量、ドライバ、ファームウェア

フィードバックは次だけで指定すべきではありませんLED 必要またはタッチ時に確認音を鳴らすイベント、タイミングオーナー、状態の意味、視覚または聴覚での条件、および故障時やコマンド無効時の挙動を定義する。

ハードウェアおよびソフトウェア責任マトリックス

見積もり前と設計リリース前にマトリックスを使用する。

機能または成果物	フロントパネルサプライヤー	ディスプレイ/タッチサプライヤー	OEM エレクトロニクス/ソフトウェアチーム	最終装置統合者
印刷グラフィックと物理キー配置	承認されたアートワークと図面に基づいて製造	モジュールの形状が配置に影響する場合の入力	タスク名とチャンネルマップを承認する	設置された表示とアクセス権を確認する
タッチセンサーまたはメンブレン入力層	見積もり通りに構築／統合する	該当する場合はモジュールデータまたは接合センサーを提供する	コントローラー、しきい値、ファームウェア、診断を定義する	筐体、環境、およびオペレーターで検証する
表示ウィンドウとマスク	承認済みのスタックと公差に沿って構築する	アクティブ／可視領域およびモジュール図面を提供する	スクリーンの安全領域を承認する	インストールされた表示とアライメントを検証
表示モジュール	明示的に含まれる場合のみ統合	制御されたモジュールとインターフェースを提供	表示と独自のランタイムを駆動	熱的、機械的、およびシステムの挙動を検証する
PCB/FPCおよびコネクタ	管理されたファイルに構築または統合する	適用可能な場合、接続インターフェイスを提供する	別段の見積もりがない限り、回路図/ファームウェアを所有する	ハーネス、接地、およびサービスアクセスを確認する
筐体ガスケットと取り付け	図面に従って付属部品/機能を供給	モジュール取り付けの制約を提供	電気接地の要件を定義	自社筐体、圧縮、ファスナー、および最終的な浸入結果
HMI 画面、アラーム、ナビゲーション、権限	明示的に契約されていない限り、物理組立には含まれません	通常は含まれません	独自設計と検証	完全な機械で検証
PLC、SCADA、安全機能、および機械応答	物理的な組み立ての外側	モジュールの範囲外	独自の制御ロジックと通信	独自の最終システムおよび適合性検証

セルはプロジェクトによって変わることがあります。目的は、暗黙のギャップを防ぐことです。

前面パネルのハードウェア、ディスプレイ、ソフトウェア、PLC、エンクロージャー、および検証に関する HMI 責任マトリックス — プロジェクトの所有権は変更されることがありますが、デザインリリース前に各行には1つの指定された所有者が必要です。

システム境界によるHMIアーキテクチャを選択してください

アーキテクチャ	最適な適合	主な利点	主な制限事項と質問
個別のキーとインジケーターを備えた印刷パネル	固定されたコマンド、グラフィカル表示なし、簡単なホスト入力	薄型インターフェース、固定位置、直接触覚操作	制限された動的情報；ホストが入力を解釈しフィードバックを駆動する必要あり
表示窓と物理キーを備えたフロントパネル	動的情報と固定コマンド	画面と繰り返しの操作部の明確な分離	表示の整列、ベゼル制御、キー／表示のマッピング、および組み立ての所有権が必要
表示の上または周囲にタッチセンサー付きカバーガラスまたはオーバーレイ	再構成可能なインターフェースと連続する前面表面	柔軟な画面レイアウト、拭き取り可能な表面、可動キー部品の削減	タッチチューニング、カバースタック、接地、湿気／手袋使用時の挙動、フィードバック、およびソフトウェアが重要になる
統合型電源付きHMI端末	プロセッサ、通信、ランタイム、および筐体を備えた標準マシンプラットフォーム	カスタムハードウェアインターフェースの数が少なく、確立されたソフトウェアエコシステム	形状、ブランド、ライフサイクル、修理、コスト、供給が制約される場合があります；物理的なカスタムの範囲は狭くなります
ハイブリッドカスタムパネル	固定キー、タッチ/ディスプレイ、インジケーター、カスタムメカニクスを1つのアセンブリにまとめる	各タスクを最も適した制御タイプに割り当てる	最高のインターフェース数。責任、許容範囲、および検証マトリックスを明確にする必要がある

カスタムフロントパネルアセンブリは常に最適な解決策とは限らない。ソフトウェアのエコシステム、認証、通信、現場での交換がカスタム形状やブランディングより重要な場合は、標準のHMI端末がより良い場合がある。マシンが固定コマンドとステータス指示のみを必要とする場合、ディスプレイなしのキーパッドがより良い場合がある。

固定キー、ディスプレイとキー、タッチディスプレイ、標準端末、およびハイブリッドパネルに関する HMI アーキテクチャ比較 — オペレーターのタスクとシステムの境界からアーキテクチャを選択し、特定の入力技術から選んではいけない。

OEM統合ワークフロー

これは統合シーケンスであり、1つのサプライヤーがすべてのステップを所有するという約束ではありません。

1. オペレーターのタスクとシステム状態を定義する

オペレーターが何を観察し、判断し、入力し、確認し、回復しなければならないかを一覧にします。通常操作、セットアップ、メンテナンス、清掃、アラーム、無効、起動、故障条件を含めます。

2. システム境界を描く

次を特定するブロック図を作成します：

前面パネル；
キーまたはタッチセンサー；
ディスプレイ；
回路およびコネクタ;
コントローラ;
HMI ランタイム;
PLCまたは機械コントローラ;
通信;
筐体; および
電源および接地.

各ブロックおよび各インターフェースに所有者を割り当てます.

3. 機械的基準とスタック概念を固定する

筐体、ディスプレイ、タッチモジュール、PCB、コネクタ、フロントパネルの外形には管理された図面を使用する。アクティブ領域、可視領域、ボンドゾーン、ガスケット経路、テールルート、ファスナー、サービスアクセス、許容差の所有権を定義する。

4. アートワーク、チャネル、およびソフトウェア名を整合させる

次をカバーするクロスリファレンスを作成する:

印刷された表示;
物理的ターゲット;
回路チャネル;
コネクタピン;
コントローラーの入力/出力;
ソフトウェアオブジェクト; および
表示される情報または機械の反応.

5. 環境と人間要因のレビュー

文書化された照明、姿勢、届く範囲、手袋、清掃、湿気、汚染、振動、温度、予想寿命、および誤使用条件。部品レベルの要件と機器全体の要件を分ける。

6. 代表的なプロトタイプを作る

最もリスクの高いインターフェースのプロトタイプを作成します。印刷された外観サンプルではタッチ性能を検証できません。裸のタッチセンサーでは筐体の接地や湿気の挙動を検証できません。ディスプレイのモックアップではコネクタのアクセスを検証できません。

7. 責任レベルによって検証する

JASPERのテストおよび品質管理フレームワークを使用して描画ベースの視覚的、寸法的、回路、駆動、接着、コネクタ、および組立検査の出発点とします。引用された構造のための実際のHMI計画は確認する必要があります。契約で別段の定めがない限り、OEMおよびインテグレーターはコントローラー、ソフトウェア、機械、環境、および最終的な適合性の検証を引き続き所有します。

OEM HMI の統合フロー：オペレーターのタスクとシステム境界から、プロトタイプ、検証、そして生産管理まで — レビューの順序は、機械、電気、ソフトウェア、および検証の意思決定を同期させたままにします。

よくあるHMIパネル仕様の間違い

正面画像だけを根拠に見積もる

レンダリングは、層、基準点、コネクタ、電子機器、取り付け、ガスケット、またはテストの責任を定義しません。

ディスプレイ、タッチセンサー、カバーを一つの名前のない部品として扱う

それぞれ異なるアクティブエリア、コネクタ、公差、サプライヤー、故障モードを持っています。

フロントパネルのサプライヤーに「PLCに合わせる」ように依頼すること

サプライヤーは電気インターフェース、コネクタマップ、および責任明細書を必要とします。PLCのブランドやスクリーンショットだけでは、物理的なHMIは定義されません。

タスクを定義する前に入力技術を選択すること

フラットなタッチ面は、手袋の使用、目を使わない操作、または固定された緊急操作と競合する可能性があります。物理的なキーパッドは、動的な画面機能や連続的に清掃可能な表面と競合する可能性があります。

名目上の表示サイズをツーリング寸法として使用すること

名目上の対角サイズは、アクティブ領域、表示領域、モジュールの外形、マスク、コネクタ、または取り付け機能を制御しません。

パネルが完成するまでエンクロージャを無視する

接着剤、ガスケットの圧縮、ディスプレイの支持、コネクタへのアクセス、接地、および位置合わせはすべてエンクロージャに依存する。

1つの部品を「IP65」と呼ぶ

IP保護は評価されたエンクロージャ構成の特性であり、1つのオーバーレイ、ガスケット、またはスイッチ層のショートカットではありません。

フィードバックの所有権を未定義にする

オペレーターはキーの動きを感じることができますが、受理済み状態の表示を受け取らないことがあり、あるいはLEDを見てもそれが検出、許可、または機械の動作のいずれを意味するのかが分からないことがあります。

試作機と量産品の基準を組み合わせる

初期サンプルでは、外観、フィット感、触感の応答、または組み立て手順を検討することがあります。生産基準には、管理された図面、試験方法、限界、サンプリング、および追跡可能性が必要です。

OEM ハードウェアレビューのための HMI 入力チェックリスト

提供してください：

機器の種類、設置位置、および操作手順。
必要なコマンド、表示、インジケーター、アラーム、値、言語、および記号。
希望されるアーキテクチャ：固定キー、タッチ、ディスプレイ、ハイブリッド、または標準端末。
フロントパネルの輪郭、筐体の開口部、取付面、および基準スキーム。
ディスプレイメーカー図面、アクティブエリア、可視エリア、輪郭、取付、コネクタ、電源、およびデータインターフェース。
手袋、フィードバック、ストローク、力、湿度、および該当する場合の調整所有権を含むタッチセンサーまたはキーの要件。
グラフィックアートワーク、色の参照、仕上げ、ウィンドウ、デッドフロント、および照明要件。
PCB、FPC、回路、チャンネルマップ、ピン配置、コネクタ、テールやケーブル経路、および電気的制限。
コントローラー、ファームウェア、通信、診断、および更新の所有権。
筐体素材、平坦性、ガスケット経路、締結具、接着面、およびサービス戦略。
照明、視認、清掃、化学薬品、湿気、温度、振動、およびその他の実際の使用条件。
試作目的、検査計画、検証マトリックス、生産数量、トレーサビリティ、および変更管理要件。

まだ選択されていない入力がある場合、それらを未解決としてマークし、担当者と決定日を割り当てます。未解決のインターフェースを非表示にしないでくださいサプライヤーが推奨案を提示.

よくある質問

HMIパネルとHMIシステムの違いは何ですか？

HMIパネルは、オペレーターが操作する物理的なハードウェアまたは端末です。HMIシステムには、ランタイムソフトウェア、画面の動作、コントローラーとのインターフェース、データ、通信、権限、アラーム、機械の応答も含まれます。BOMおよび責任マトリックスで境界を定義してください。

HMI パネルはタッチスクリーンと同じですか？

いいえ。タッチスクリーンは可能な入力コンポーネントのひとつです。HMI パネルは、メンブレンキー、シリコーンキー、スイッチ、インジケーター、タッチのないディスプレイ、ディスプレイのないタッチ、またはハイブリッドの組み合わせを使用することがあります。

表示ウィンドウはディスプレイと同じですか？

いいえ。ウィンドウは前面の視認領域です。ディスプレイモジュールが画像を生成します。それらの可視領域、アクティブ領域、輪郭、公差、および取り付けの詳細は一致している必要があります。

JASPERはPLCプログラミングやSCADAソフトウェアを提供していますか？

このリソースの確認済み範囲は、JASPER の物理的な HMI 前面パネルアセンブリです。 PLC プログラミング、SCADA ソフトウェア、産業用 PC の供給、完全な制御キャビネットの設計、または最終機械の検証は含まれません。

カスタム HMI パネルに PCB とコネクタを含めることはできますか？

それらの項目が図面と見積もりに明示的に含まれている場合は可能です。プロジェクトでは、PCB がパッシブルーティングかアクティブコントローラか、回路図とファームウェアの所有者、必要な電気的および機能的テストがどれかを明記する必要があります。

密閉された前面パネルだけで、装置全体のIP等級を満たせますか？

いいえ。フロントパネルは侵入保護設計の一部となることがありますが、最終的な結果は完全な筐体、継ぎ目、締結具、ガスケットの圧縮、コネクタ、開口部、および組み立てに依存します。最終的な構成は、適切な評価と試験が必要です。

HMI のツーリングの前に何を確認すべきですか？

オペレーターの作業、アーキテクチャ、スタック断面、筐体および表示の基準、タッチやキーの動作、アートワーク、回路およびコネクタマップ、取り付けやガスケット、環境、責任マトリックス、試作の目的、受入基準を確認してください。

ツーリング前にハードウェアスタックを確認する

筐体図、ディスプレイ／モジュールデータ、アートワーク、キーまたはタッチマップ、回路およびコネクタ要件、取り付けコンセプト、環境、および責任マトリックスをJASPER のお問い合わせフォームを通じて送信してください。最初のレビューでは、物理的な HMI アセンブリに含まれるべきもの、電子機器およびソフトウェアチームに残るもの、そしてどのインターフェースがまだ担当者を必要としているかを特定する必要があります。

情報源

JASPER エレクトロニクス、“OEM フロントパネルおよびオペレーターインターフェース向けカスタム HMI 組み立て。” https://www.jasperele.com/products/hmi-assembly/
JASPER エレクトロニクス、“産業用制御インターフェース。” https://www.jasperele.com/applications/industrial-control/
JASPER エレクトロニクス、「メンブレンスイッチのテストおよび品質管理」。https://www.jasperele.com/quality/testing/
国際自動化学会、「ISA101、ヒューマンマシンインターフェース」。https://www.isa.org/standards-and-publications/isa-standards/isa-standards-committees/isa101
国際標準化機構、「ISO 9241-210:2019、人間とシステムの相互作用のエルゴノミクス – 第210部: インタラクティブシステムの人間中心設計」。https://www.iso.org/standard/77520.html
国際電気標準会議、”IEC 60529:1989+AMD1:1999+AMD2:2013 CSV、筐体によって提供される保護等級（IPコード）。” https://webstore.iec.ch/en/publication/2452
マイクロチップテクノロジー、”容量性タッチセンサー設計ガイド AN2934.” https://onlinedocs.microchip.com/oxy/GUID-A8A0085D-58D1-4E41-A07D-B93BFDE11AFE-en-US-4/GUID-80CF1688-09E6-46D2-B2C6-44743EA74277.html