Anwendungen in der Öl- und Gasindustrie sind stark von der Steuerung, den Sichtverhältnissen und der Betriebsintelligenz abhängig. Aufgrund rauer Betriebsbedingungen werden diese Funktionen üblicherweise in einer dezentralen Leitstelle zusammen gefasst. Die Konvergenz von HMI und IPC bringt der Branche nun verbesserte operative Steuerungs- und Datenverarbeitungsfähigkeiten: zu den entsprechenden Technologien gehören kapazitive Touch-Screens, robustes Industrie-Design und hohe Serverleistung.

1. Industrielle HMI-Schnittstellen
Die Usability von Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interface, HMI) ist ein breit angelegtes Konzept einschließlich der Sichtverhältnisse auf dem Monitor und der Anwendererfahrung. In der Vergangenheit waren HMI-Schnittstellen durch extreme Temperaturen und Schleifelemente gefordert, besonders in der vorgelagerten Öl- und Gasproduktion. Touch Screens waren früher in der Funktionalität stark eingeschränkt und unpraktisch, weshalb viele Öl- und Gasunternehmen keine fortschrittlichen HMI- und Computing-Technologien einsetzten. HMIs boten schlechte Sicht bei direkter Sonneneinstrahlung und keine Multi-Touch-Technologie. Die Fähigkeiten moderner HMIs haben sich gewandelt – sie können den ganzen Prozess der vorgelagerten Öl- und Gasproduktion nun neu definieren, ihn effizienter und sicherer machen.

Resistive und kapazitive Schnittstellen-Technologie
Resistive Touch-Screens werden in IPCs und HMIs oft eingesetzt, weil sie beständiger sind, als kapazitive und, wie der Name impliziert, durch Widerstandsbewegung betrieben werden. Das erlaubt das Tragen von Handschuhen – ein wichtiger Faktor in der Öl- und Gasproduktion. Die Grenze resistiver Touch-Technologie war lange Zeit ihr Unvermögen, Multi-Touch anwenden zu können, sodass der Anwender immer einen einzelnen Finger oder Eingabestift nutzen musste. Betreiber von Bohrananlagen konnten Standard-HMIs nie ausreichend nutzen, und auch mit dem Fortschritt bei tragbaren Computern mussten sie weiterhin resistive Touch-Technologie einsetzen.
Kapazitive Touch-Technologie ist eine sensiblere Alternative – sie ermöglicht die Multi-Touch-Funktionalität und bietet einen intuitiveren Navigationsprozess, schnelleres Tippen und eine insgesamt bessere Anwendererfahrung. Der Betrieb ist geschickter und eignet sich für die Scada-Steuerung. Die Technologie an sich erforderte bisher allerdings immer eine nackte Hand, spezielle Handschuhe oder einen Eingabestift, um zu funktionieren, da sie sich auf die elektrischen Eigenschaften des Körpers verlässt, um zu erkennen, wann und wo der Anwender den Bildschirm berührt. Kapazitive Displays sind allerdings meist sehr spröde, anfällig für Abrieb und abhängig von menschlicher Berührung, was wiederum bedeutet, dass Feuchtigkeit, Ablagerungen und der Standard-Handschuh das übliche kapazitive Display in einer Industrieumgebung unbrauchbar machen. Bisher hatte die Öl- und Gasbranche deshalb begrenzten Zugang zur kapazitiven Touch-HMI-Technologie.

Industrielle kapazitive Schnittstellen
Industrielle kapazitive Touch-Technologie ist der neue, höchste Standard in der UL Class 1, Division 2 HMI-Technologie. Sie erlaubt es einer Hand voll führenden HMI-Herstellern, der Öl- und Gasbranche Zugang zu zuverlässiger Computing-Technologie zu bieten. Moxas neuer EXPC-1519 repräsentiert die industrielle Zuverlässigkeit, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit der kapazitiven Touch-Technologie. Der neuartige Zugang zur kapazitiven Multi-Touch Schnittstellen-Technologie macht es möglich, dass das Panel auch beim Tragen des Standard-Handschuhs mit der Fingerfertigkeit eines Konsumenten-Tablet-PCs bedient werden kann. Das ist ein großer Schritt für die Touch-Screen-Technologie. Die Manager von Bohranlagen können nun genau wie auf einer normalen Tastatur Abfragen oder Scada-Dashboards erstellen. Dieser Fortschritt ermöglicht bis zu vier simultane Kontaktpunkte – in anderen Worten vier Finger gleichzeitig. Außerdem sind die gleichen Sichtverhältnisse möglich, wie auf einem Konsumenten-Tablet-PC.
Da die kapazitive Touch-Technologie keinen Polyesterfilm oder Abstandhalter für Luftspalten zwischen der Bildschirmoberfläche und dem Gehäuse erfordert, ist die Visualisierung in dunklen oder sonnigen Umgebungen viel klarer. Der Branchen-vorbildliche Standard von 700 + NIT (Branchenstandard für Helligkeit) behält seine Brillianz sogar bei direkter Sonneneinstrahlung. Durch den Einsatz kapazitiver Touch-Technologie in der vorgelagerten Öl- und Gasproduktion können Anwender auf Bohrinseln nun fortschrittlichen Einblick und Scada-Steuerungssysteme direkt zum Ort des Geschehens bringen, dorthin, wo betriebsbedingte Entscheidungen unabdingbar sind.

2. Industrielles Design
Jede modern HMI und jeder modern IPC sollten bei -40 bis 70°C betrieben werden können und über sämtliche erforderlichen Zertifizierungen verfügen, einschließlich Class 1 Division 2, ATEX Zone 2, IECEx und NEMA 4X/IP66. Diese rigorosen Standards werden nicht durch Soft- oder Firmware-Fortschritte erzielt, sondern durch gründliches Produkt-Design und Testen.

HMI-Modularität
Ein vorbildliches IPC- bzw. HMI-Design ist robust, enstpricht den Branchenzertifizierungen Ex und UL Class 1, Division 2 und ist modular. Wenige Montageteile entsprechen schnellerer, günstigerer und einfacherer Reparatur und Wartung. Viele High-End-IPCs haben eine Rückwandplatine, ein Front-Panel und ein Motherboard, mit der Option auf externe Kabeldurchführung für normale E/A-, Kabel-, Zone 2- und duale AC/ DC-Stromversorgungsanbindung. Zusätzlich dazu sollte Augenmerk auf die modulare Stromversorgung gelegt werden. Fortschrittliche HMIs oder IPCs sollten duale AC/ DC-Stormversorgung bieten, mit optionalem WLAN und 100M Glasfaserverbindungen. Die HMI beziehungsweise der IPC müssen einer Reihe von Konnektivitätsanforderungen gerecht werden und Standard-Steckverbinder mit Kabeldurchführungen, Springklemmen und Steckern für explosionsgefährdete Bereiche bieten.

Thermodynamische Konstruktion
Heutzutage haben die thermodynamische Konstruktion und die CPU-Leistung von HMIs und IPCs ein unvergleichliches Niveau erreicht. Interne Lüfter oder intelligente Heizsysteme sind für den Betrieb bei -40 bis 70°C nicht erforderlich. Ein guter Indikator für die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit eines Produktes über den Lebenszyklus hinweg ist die Anzahl interner Systeme, die erforderlich sind, um die Verteilung der Betriebstemperatur eines Geräte zu unterstützen.

3. Prozessorleistung
Viele der HMI-Anbieter, die in der vorgelagerten Öl- und Gasbranche tätig sind, tendieren dazu, eine von zwei Optionen anzubieten: hohe industrielle Eignung mit wenig Funktionalität oder hohe Funktionalität mit wenig Industrieeignung. Ein moderner IPC  oder eine moderne HMI sollte jedoch einen leistungsstarken Prozessor einschließen, der in der Lage ist, den Zustrom an Daten von einem wachsenden Sensor-Netzwerk zu verarbeiten. Moxas EXPC-1519 verfügt beispielsweise über einen High-Performance Intel Core i7-3555LE der dritten Generation oder Celeron 1047UE CPU mit bis zu 2.5 GHz. Damit können Anwender die Steuerungsinformationen und Einsicht einer Leitstelle direkt ans Bohrloch bringen. Die Möglichkeit, intelligente Fähigkeiten zur Entscheidungsfindung direkt an die Bohranlage zu bringen hat immense Auswirkungen auf die Reduzierung von Betriebsrisiken, die erforderlichen Arbeitskräfte und die Effizienz der Bohrungen.