Màn hình HMI có lẽ đã quá quen thuộc với các chuyên gia trong ngành nhưng nó cũng đóng một vai trò khá quan trọng trong ngành công nghiệp ngày nay. Vậy HMI là gì? Nó có cấu trúc như thế nào và hoạt động như thế nào? Hãy cùng MECSU theo dõi bài viết dưới đây để hiểu rõ hơn.
HMI là gì?
HMI (HMI Screen) là từ viết tắt của “Human Machine Interface” và được dịch nôm na là “giao diện người và máy”. Đây là một giao diện (màn hình), nó có chức năng hiển thị và điều khiển giúp người vận hành dễ dàng điều khiển các thiết bị, máy móc.
Cấu tạo của HMI
Cấu trúc của HMI bao gồm 3 thành phần chính:
- Phần cứng: màn hình, chip, nút bấm, thẻ nhớ và các cổng kết nối.
- Phần mềm: viết chương trình, cấu hình phần cứng, cấu hình truyền thông và thiết kế giao diện HMI.
- Về giao tiếp: bao gồm các cổng, giao thức truyền thông như: USB, RS232 /22/85, Ethernet, CAN bus, MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP,.. và các tính năng nâng cao, mở.
Nguyên lý hoạt động
Khi HMI được tích hợp với phần mềm thích hợp và được kết nối bằng cáp tín hiệu với PLC của thiết bị. Đây là giao diện hoạt động giữa con người và máy móc thông qua PLC. Khi người vận hành nhấn nút trên màn hình hoặc cài đặt thông số, một yêu cầu sẽ được gửi đến PLC để điều khiển các máy trên dây chuyền.
Mặt khác, hệ thống máy dây chuyền có thể gửi trạng thái làm việc hiện tại hoặc các thông số tới màn hình HMI thông qua PLC giúp con người thực hiện quá trình giám sát, điều khiển.
Đặc điểm HMI
Phần cứng
- Màn hình: Chức năng cảm ứng trên màn hình cho phép người dùng chạm vào để điều khiển các thao tác trên màn hình, giống như chúng ta sử dụng điện thoại màn hình cảm ứng hàng ngày. Ngoài ra, màn hình HMI còn có thể hiển thị các tín hiệu hoạt động của máy móc trên thiết bị.
- Phím: dùng để thực hiện các thao tác điều khiển
- Chip: đây là màn hình bộ xử lý
- Bộ nhớ trong/ngoài: ROM, RAM, EEPROM/FLASH,…
Phần mềm
- Công cụ tạo HMI
- Các chức năng và lệnh được sử dụng để điều khiển
- Phần mềm hệ thống
- Công cụ kết nối, cài đặt
- Ứng dụng mô phỏng
HMI dùng để làm gì?
HMI là thiết bị không thể thiếu giúp tăng tốc độ tự động hóa các bước, quy trình sản xuất phức tạp, khó khăn, đòi hỏi độ chính xác cao. Vì vậy HMI được ứng dụng ở hầu hết các khâu sản xuất ở mọi lĩnh vực.
- Trong dầu khí, điện tử, thép, dệt may, điện, nước, ô tô, xe máy…
- Trong các thiết bị điện tử hoặc kỹ thuật số như đầu DVD, tivi, loa radio, loa âm thanh, v.v. nhờ các nút bấm được tích hợp trên máy.
- Các thiết bị thông minh như điện thoại thông minh, máy tính bảng, máy tính xách tay, v.v. thông qua màn hình cảm ứng và bàn phím. HMI được sử dụng trong lò vi sóng, lò vi sóng, máy giặt, v.v. giúp điều chỉnh nhiệt độ và thời gian.
Thông số kỹ thuật HMI
Một hệ thống HMI cơ bản sẽ có các thông số cơ bản sau:
- Kích thước màn hình: quyết định lượng thông tin sẽ hiển thị đồng thời trên HMI.
- Dung lượng bộ nhớ: Bao gồm nhiều loại bộ nhớ như bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu, bộ nhớ flash dữ liệu. Chúng xác định số lượng biến tối đa, số lượng màn hình và dung lượng lưu trữ thông tin như dữ liệu lịch sử, công thức, hình ảnh, bản sao lưu…
- Số lượng phím trên màn hình: bao gồm các phím cảm ứng và phím dùng để truyền thông tin hoặc tín hiệu.
- Số lượng chức năng và đối tượng được HMI hỗ trợ.
- Và các cổng mở rộng: Máy in, USB, thẻ CF, thẻ SD…
Quy trình xây dựng HMI
Chọn phần cứng
- Kích thước màn hình: phụ thuộc vào mật độ hiển thị dữ liệu, thông số, đồ thị, sơ đồ… trên trang HMI
- Phím vật lý hay không (và số lượng): tùy theo nhu cầu điều khiển và môi trường sử dụng thiết bị
- Lựa chọn cổng kết nối: Tùy theo nhu cầu kết nối với các thiết bị ngoại vi như máy in, máy quét mã vạch và các thiết bị ngoại vi khác
Giao diện
- Cấu hình phần cứng: kết nối HMI với các thiết bị điều khiển (PLC) khác và thiết lập các tiêu chuẩn truyền thông
- Thiết kế giao diện đồ họa cho các trang hiển thị trên HMI
- Đính kèm một giá trị (thẻ) vào một đối tượng
- Viết chương trình liên kết HMI
- Mô phỏng, kiểm tra và gỡ lỗi
- Cài đặt HMI trong hệ thống thực và hệ thống vận hành
Tùy theo nhu cầu thực tế, yêu cầu sử dụng hay chi phí đầu tư, khách hàng có thể lựa chọn loại HMI phù hợp nhất cho mình. Tôi hy vọng rằng với những thông tin tôi đã cung cấp, bạn sẽ có thể đưa ra những lựa chọn HMI phù hợp và tối ưu nhất có thể, đồng thời đảm bảo đáp ứng được nhu cầu tìm nguồn cung ứng và ngân sách của bạn. Hi vọng bạn sẽ có được sự lựa chọn tốt nhất cho mình.
