HMI là gì? Những tri thức hữu ích khiến bạn không thể bỏ qua

Mục lục

1. Định nghĩa chính xác HMI là gì?

Bạn muốn tìm hiểu xem HMI là gì? Vậy hãy cùng bài viết này đi tìm hiểu ngay thôi nào! 

HMI là các chữ cái được tạo thành từ cụm từ tiếng Anh Human Machine Interface – thiết bị giáo giúp người điều hành giao tiếp với máy móc, thiết bị. Nói dễ hiểu hơn thì bất kỳ con người sử dụng cách nào để “giao tiếp” với máy móc thông qua một màn hình giao diện thể hiện giúp cả hai hiểu nhau thì đó là một HMI.

Hiện nay HMI được ứng dụng rất phổ biến và rộng rãi ở nhiều thiết bị khác nhau. HMI luôn có mặt trong các hệ SCADA hiện đại và vị trí của nó thường nằm ở cấp giám sát và điều khiển. Trong quá trình tự động hóa các công đoạn hay trong quá trình sản xuất phức tạp với sự đòi hỏi cao đề độ chính xác thì HMI luôn là thiết bị không thể thiếu vắng. Có thể kể đến một số lĩnh vực hiện nay có ứng dụng HMI trong hầu hết các công đoạn sản xuất như: Điện tử, dầu khí, dệt may, ngành nước, sản xuất thép, ô tô, xe máy, ngành điện,…

Để hiểu rõ hơn về HMI thì bạn hãy cùng với Thanh Hằng đi tìm hiểu chi tiết hơn qua những thông tin chia sẻ trong phần tiếp theo của bài viết nhé!

2. HMI có cấu tạo, phân loại và nguyên lý hoạt động, thông số kỹ thuật

2.1. Cấu tạo của HMI là gì?

Cấu tạo của HMI gồm có 3 phần là phần mềm, phần cứng và truyền thống, cùng tìm hiểu rõ trong các phần này thì có cấu tạo cụ thể như thế nào nhé!

+ Phần cứng của HMI bao gồm: bàn phím bên ngoài; màn hình hiển thị; bộ nhớ của chương trình với Ram, Rom, Flash/EEPROM; CPU.

+ Phần mềm của HMI bao gồm: Object – các đối tượng; các lệnh thực hiện và hàm lập trình; phần mềm phát triển; các công cụ kết nối, gỡ rối và nạp chương trình; các công cụ xây dựng HMI và các công cụ mô phỏng.

+ Truyền thông của HMI bao gồm: Các giao thức truyền thông như PPI, CANbus, MPI, Modbus, Profibus; các cổng truyền thông như RS485, USB, RS232, Ethernet.

2.2. Phân loại chuẩn của HMI hiện nay

Hiện nay HMI được phân loại theo HMI truyền thống và HMI hiện đại, cụ thể như sau:

- Thứ nhất, HMI truyền thống bao gồm các thiết bị xuất thông tin như còi, đèn báo, các bộ ghi dùng giấy, đồng hồ đo; Các thiết bị nhập thông tin như nút bấm, công tắc chuyển mạnh.

- Thứ hai, HMI hiện đại được chia thành HMI trên nền nhúng gồm có: hệ điều hành là Windows CE6.0, HMI chuyên dụng; HMI trên máy tính và Windows/MAC như Citect, SCADA,… Ngoài ra còn có một số loại thiết bị HMI biến thể khác trên Mobile HMI dùng Pocket PC, Palm.

2.3. Nguyên lý hoạt động của HMI là gì?

HMI giúp con người và máy có thể giao tiếp với nhau thông qua giao diện vận hành PLC, người dùng và máy kết nối với nhau bằng cáp tín hiệu. Khi bạn với vai trò là người vận hành có những tác động lên thiết vị như nhấn nút trên màn hình hiển thị hoặc thực hiện việc cài đặt thông số, các yêu cầu thực hiện của bạn sẽ được gửi đến PLC, thông qua PLC để tiến hành điều khiến máy móc dây chuyền hoạt động đúng với mong muốn của bạn khi vận hành máy móc.

Ngược lại, hệ thống máy móc cũng có những phản hồi lại thông qua việc gửi trạng thái hoạt động hoặc các thông số hiện tại lên màn hình HMI để bạn có thể nhìn thấy thông qua PLC, từ đó việc giám sát và điều khiển máy móc của bạn với vai trò một người vận hành máy móc thiết bị trở lên đơn giản và dễ dàng hơn rất nhiều.

2.4. HMI có thông số kỹ thuật như thế nào?

Thông số kỹ thuật của HMI bao gồm: độ phân giải màn hình; màn hình hiển thị có thể là TFT LCD đèn nền LED 3.5”, 5.6”,..; giao diện vận hành gồm có cảm ứng, bàn phím; nguồn cấp; bộ nhớ; đèn nền – thông thường sử dụng đèn LED; cổng truyền thông là RS232C, cổng kết nối với máy in,..; đặc biệt HMI có khả năng kết nối với các thiết bị khác đến từ hãng như KEYENCE, Panasonic, Mitsubishi, PLC OMRON,..; tiêu chuẩn áp dụng với HMI Omron NB Series, HMI Omron NB Series.

3. Khi xây dựng hệ thống HMI cần lưu ý những gì?

3.1. Lựa chọn phần cứng chất lượng

Để xây dựng được một hệ thống HMI chất lượng, việc đầu tiên bạn cần quan tâm và lưu ý đó chính là lựa chọn phần cứng để sử dụng như thế nào vừa chất lượng lại bảo đảm độ bền, ứng dụng tốt cho hoạt động trong hệ thống HMI được xây dựng. Khi lựa chọn phần cứng, bạn cần lưu ý đến một số điểm như sau:

Thứ nhất, khi lựa chọn kích thước màn hình hãy dựa trên cơ sở số lượng thông số hoặc các thông tin cảm biến hiển thị đồng tời, đồ họa hay lưu trình công nghệ, cùng với nhu cầu về đồ thị.

Thứ hai, lưu ý khi lựa chọn số phím cảm ứng, số phím cứng tối đa cùng với sử dụng cùng lúc như thế nào.

Thứ ba, lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu về đọc mã vạch, thực hiện in ấn, hoặc kết nối với các thiết bị ngoại vi khác.

Thứ tư, lựa chọn dung lượng bộ nhớ dựa trên số lượng thông số cần thu thập số liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị và lưu trữ dữ liệu.

3.2. Xây dựng giao diện chuẩn

Khi xây dựng giao diện HMI bạn cần quan tâm và chú ý đến các vấn đề như sau:

Thứ nhất, cấu hình phần cứng phải chuẩn giao thức, chọn phần cứng model chuẩn, các thiết bị kết nối PLC,..

Thứ hai, thực hiện việc xây dựng các trang màn hình – Screen.

Thứ ba, tiến hành gán các biến số cho đối tượng phù hợp.

Thứ tư, thực hiện việc mô phỏng và gỡ rối chương trình.

Thứ năm, sử dụng các đối tượng đặc biệt để xây dựng giao diện HMI.

Thứ sáu, thực hiện việc nạp thiết bị xuống HMI.

Đó là một số lưu ý bạn cần biết và phải nắm được khi thực hiện việc xây dựng giao diện cho HMI hiện nay. Một nhà kỹ thuật chắc chắn phải hiểu và nắm được những điều này giúp tạo ra được một giao diện ưu việt nhất để sử dụng.

3.3. Nên lựa chọn HMI của một số hãng uy tín

Khi lựa chọn HMI bạn có thể tìm đến cá hãng sản xuất uy tín hiện nay như: LS, Omron, Delta, Siemens, Keyence, Weintek, Samkoon, Mitsubishi; Schneider,..

Tùy thuộc vào nhu cầu sử dụng và kinh phí đầu từ mà bạn có thể lựa chọn một loại HMI của hãng bất kỳ phù hợp nhất để sử dụng. Đặc biệt khi lựa chọn dù là các hãng nào để tiện lợi nhất khi ứng dụng vào hệ thống sản xuất trong nhiều ngành nghề hiện nay cũng cần phải quan tâm đến các lưu ý trong cách chọn phần cứng và xây dựng giao diện HMI chuẩn được chia sẻ trong phần trên của bài viết này.

4. Ưu điểm của HMI là gì?

HMI đem đến cho người vận hành rất nhiều ưu điểm khác nhau, có thể kể đến một số ưu điểm nổi bật như:

Thứ nhất, HMI có tính đầy đủ thông tin và chính xác cho người vận hành.

Thứ hai, HI có tính dễ thay đổi, bổ sung thông tin khi cần thiết, đặc biệt có tính mềm dẻo điều này tăng độ bền khi sử dụng và tiết kiệm chi phí sử dụng.

Thứ ba, HMI là hệ thống có tính đơn giản, điều này giúp bạn dễ dàng vận hành, mở rộng hoặc sửa chữa khi có vấn đề xảy ra.

Thứ tư, HMI có tính mở, điều này thể hiện ở khả năng kết nối mạnh mẽ của nói với nhiều các loại thiết bị khác nhau và nhiều loại giao thức khác nhau.

Thứ năm, ưu điểm của HMI thể hiện ở việc nó có khả năng lưu trữ cao với khối lượng lưu trữ khá lớn.

Trên đây là những ưu điểm mà HMI đem lại cho bạn khi ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau hiện nay trong quá trình sản xuất theo dây chuyền và quy trình hiện đại.

5. Bật mí về một số thuật ngữ cơ bản của HMI

Khi sử dụng và ứng dụng HMI trong quá trình sản xuất và vận hành máy móc, thiết bị, bạn sẽ gặp và sử dụng rất nhiều đến các thuật ngữ chuyên ngành có liên quan đến HMI như sau:

+ Screen – màn hình, là thành phần trong phần mềm ứng dụng của HMI được xây dựng dựa trên các công cụ phát triển phần mềm HMI, để chạy được cần nạp xuống thiết bị của bạn. Nó cũng là nơi chứa đựng các đối tượng, các chương trình dạng ngữ cảnh và các biến số.

+ Tags – biến số, bên trọng hệ điều hành của thiết bị HMI có các biến nội tại dùng để làm các biến số trung giao cho các quá trình tính toán, và thực hiện trong các thiết bị trên mạng điều khiển của HMI như trong PLC, trong các thiết bị nhím nà Controller, trong các thiết bị đo lường thông minh,…

+ Script – chương trình ngữ cảnh, đoạn mã chương trình Script toàn cục có tác động đến toàn bộ hệ thống Script và Script đối tượng chỉ tác động đến một đối tượng cụ thể nào đó, thường được ứng để viết lên các chương trình cho sự kiện của đối tượng.

+ Trend – đồ thị biểu diễn về sự thay đổi của một biến theo thời gian cụ thể nào đó. Trend có 2 loại chính là Trend quá khứ và Trend hiện đại.

+ Alarm – cảnh báo về một đối tượng nào đó thông qua việc đưa ra các báo động hoặc các thông báo về sự cố cho hệ thống của bạn và hiển thị trên màn hình HMI cho bạn nắm bắt và dễ dàng kiểm soát.

Qua chia sẻ những thông tin hữu ích trong bài viết này giúp bạn không chỉ tìm thấy câu trả lời cho HMI là gì mà còn bỏ túi được rất nhiều các thông tin hữu ích khác về HMI. Hy vọng với những tri thức chia sẻ tại đây sẽ giúp ích cho bạn và tăng thêm hiểu biết cũng như giúp bạn phần nào đó khi xây dựng hệ thống HMI trong dây chuyền sản xuất của công ty.

Đăng ngày 20/11/2020, 5 lượt xem