HMI Là Gì? Những điều Bạn Cần Biết Về HMI Hiện Nay

HMI là thiết bị tự động hóa được lắp đặt rất nhiều trong các máy móc, hệ thống sản xuất của các nhà máy. Vậy bạn biết gì về HMI? Những loại HMI nào đang phổ biến tại thị trường Việt Nam?  Khi lựa chọn thiết bị này, bạn cần quan tâm đến những thông số nào?

Chắc chắn những câu hỏi này vẫn chưa có lời giải đáp. Chúng tôi sẽ giúp các bạn tìm hiểu kỹ hơn về thiết bị này trong bài viết hôm nay.

Nội dung chính

• HMI là gì?
• Cấu tạo và các chức năng của HMI
  • Cấu tạo chức năng phần cứng
  • Cấu tạo chức năng phần mềm
  • Truyền thông
• Nguyên lý hoạt động của HMI
• Phân loại HMI
  • Các thiết bị HMI truyền thống
    • HMI truyền thống bao gồm
    • Nhược điểm của HMI truyền thống
  • Các thiết bị HMI hiện đại
    • HMI hiện đại chia làm 2 loại chính
    • Các ưu điểm của HMI hiện đại
• HMI được ứng dụng ở đâu?
• Các thông số đặc trưng của HMI
• Quy trình xây dựng hệ thống HMI
  • Lựa chọn phần cứng
  • Xây dựng giao diện
• Các hãng sản xuất HMI
  • LS
  • Omron
  • Delta
  • Siemens
  • Schneider
  • Mitsubishi

HMI là gì?

Sử dụng các thiết bị tự động hóa để ứng dụng và công nghiệp, nông nghiệp là xu hướng chung của cả thế giới và được quan tâm đặc biệt hơn ở những nước đang phát triển như Việt Nam.

Việc ứng dụng các thiết bị này vừa giúp hiện đại hóa, đơn giản hóa hệ thống máy móc sản xuất lại giúp tăng sản lượng, đạt năng suất như thiết kế và tiết kiệm được các chi phí và điện năng tiêu thụ của người dùng.

Bên cạnh các thiết bị như biến tần hay PLC thì còn có HMI. Vậy HMI là gì? HMI có tên tiếng anh là Human Machine Interface. Nó thực hiện chức năng quan trọng trong việc giao tiếp giữa các máy móc và con người. Từ đó, con người có thể điều khiển nhanh, chính xác hoạt động của máy móc thông qua các nút nhấn cứng, nút nhấn mềm và màn hình cảm ứng.

Từ khi có HMI, số lần con người thao tác, tác dụng đến máy móc khi vận hành đã được giảm đi đáng kể.

HMI thực hiện việc giao tiếp giữa máy móc và con người thông qua màn hình. Nó hiển thị, theo dõi tất cả các thông số, các thao tác trao đổi và tương tác 2 chiều. Mục đích của nó giúp con người có thể kiểm tra, giám sát một cách chặt chẽ trong suốt quá trình vận hành máy.

Cấu tạo và các chức năng của HMI

HMI chuẩn sẽ được tích hợp cổng kết nối, thiết bị kết hợp, thiết bị ngoại vi kết hợp với các chương trình đã được viết, thiết kế trên giao diện màn hình có đầy đủ các thông số đã được lập trình và cài đặt sẵn từ ban đầu. Người dùng chỉ cần quan sát và theo dõi HMI là đã có thể nắm được tổng quát hoạt động của các máy móc thiết bị.

HMI sẽ bao gồm 3 phần: Phần cứng, phần mềm, truyền thông. Nó được thiết kế để kết nối với nhau tạo nên 1 thiết bị hoàn chỉnh:

Cấu tạo chức năng phần cứng

Phần cứng của HMI sẽ bao gồm rất nhiều linh kiện, chi tiết như:

+ Các phím bấm.

+ Màn hình: Hầu hết các hãng đều đổi mới thiết kế màn hình theo dạng một smart phone, tích hợp chức năng cảm ứng. Người dùng chỉ cần chạm tay vào màn hình và thực hiện các thao tác điều khiển. Nó tương tự như việc chúng ta sử dụng điện thoại thông minh hằng ngày.

Ngoài chức năng tương tác để thực hiện thì màn hình còn giúp hiển thị các trạng thái cũng như những tín hiệu thông báo về hoạt động của thiết bị hay máy móc. Nó phụ thuộc rất nhiều vào việc người lập trình cod ban đầu, nhu cầu sử dụng.

+ Chip: Nó đóng vai là CPU của màn hình.

+ Thiết bị bộ nhớ chương trình và lưu trữ gồm các bộ phận: Ram, rom, EPROM/Flash.

Cấu tạo chức năng phần mềm

Phần mềm của HMI sẽ bao gồm:

+ Các lệnh và các hàm

+ Các công cụ mô phỏng

+ Một số phần mềm phát triển

+ Các công cụ kết nối, công cụ nạp và công cụ gỡ rối chương trình

+ Các công cụ xây dựng HMI

Truyền thông

Truyền thông sẽ bao gồm cả 2 phần đó là các cổng truyền thông, giao thức truyền thông:

+ Giao thức truyền thông phổ biến gồm: CANbus, MPI, PPI, PROFIBUS, Modbus…

+ Cổng truyền thông gồm USB, RS232, Ethernet, RS485.

Tùy thuộc vào model cũng như thiết kế của từng hãng sản xuất mà HMI sẽ có những đặc điểm riêng. Chính vì thế mà khách hàng cần phải cân nhắc trước khi mua mới để sử dụng hoặc thay thế nhất là khi có sự xâm nhập của hmi giá rẻ tràn lan trên thị trường ngày nay.

Nguyên lý hoạt động của HMI

Việc nắm được nguyên lý hoạt động của HMI rất có ý nghĩa đối với các khách hàng lần đầu tìm hiểu hoặc đang có nhu cầu về HMI, tự động hóa:

Như đã nói ở trên, HMI là giao diện là giao diện vận hành của máy và người thông qua PLC (Programmable Logic Controller). Các thiết bị này được kết nối với nhau bằng các cáp tín hiệu.

Người dùng sẽ thao tác nhấn nút trên màn hình hoặc thực hiện việc cài đặt thông số thì các tín hiệu sẽ được gửi về PLC. Lúc này PLC sẽ điều khiển dây chuyền, máy móc hoạt động.

Và quá trình ngược lại nghĩa là các máy móc, dây chuyền sẽ gửi tín hiệu phản hồi, trạng thái hoạt động hoặc những thông số có liên quan sẽ hiển thị lên màn hình HMI.Thông qua các PLC. Lúc này, người dùng có thể điều khiển và giám sát toàn bộ quá trình. Nếu sai sót hoặc sự cố xảy ra, người ta có thể kịp thời điều chỉnh để tránh tổn thất.

Phân loại HMI

Việc phân loại hmi sẽ giúp khách hàng có thể xác định được thiết bị nào đáp ứng nhu cầu làm việc thực tế. Người ta phân chia HMI thành 2 loại đó là HMI truyền thống và HMI hiện đại dựa trên quá trình nghiên cứu, phát triển sản phẩm qua từng thời kỳ.

Các thiết bị HMI truyền thống

HMI truyền thống bao gồm

+ Những thiết bị xuất thông tin như: Các bộ tự ghi dùng giấy, thiết bị đồng hồ đo, còi hú, đèn báo.

+ Những thiết bị nhập thông tin như: Nút bấm, các công tắc chuyển mạch.

Nhược điểm của HMI truyền thống

Và tất nhiên HMI truyền thống sẽ có những nhược điểm nhất định vì nó ra đời ở những năm trước khi công nghệ chưa phát triển, khi khoa học chưa có những bước đột phá mạnh mẽ như hôm nay.

+ HMI truyền thống nên sẽ hoạt động mang lại hiệu quả chưa cao, chưa đáp ứng được nhu cầu của người dùng nên ít được các kỹ sư tin cậy, sử dụng trong hoạt động.

+ Những thông tin mà con người nhập vào hay xuất ra sẽ không được đầy đủ và đảm bảo 100%.

+ Không có các bộ nhớ lưu trữ với dung lượng lớn nên rất dễ đầy.

+ Thiếu tính ổn định.

+ Sự phát triển và cải tiến mạnh mẽ trong khoa học, công nghệ vi điện tử, công nghệ thông tin, con người có nhu cầu cao hơn về thiết bị có khả năng tính toán mạnh mẽ.

+ Đối với những hệ thống lớn, phức tạp, quy mô rộng thì HMI truyền thống không thể đáp ứng được khi nó hạn chế mở rộng, độ phức tạp không cao.

Các thiết bị HMI hiện đại

HMI hiện đại chia làm 2 loại chính

+ HMI trên nền máy tính nhúng: Gọi là HMI chuyên dụng.

+ HMI trên nền của Window/PC hoặc MAC: Gọi là Scada.

Trên thực tế, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của khách hàng thì chúng ta còn có những HMI biến thể như: Mobile hmi dùng poket pc, mobile hmi dùng Palm.

Các ưu điểm của HMI hiện đại

HMI hiện đại được cải tiến và nâng cấp để có thể đáp ứng nhu cầu đa dạng, nâng cao của khách hàng nên có rất nhiều ưu điểm:

+ Tính đầy đủ, chính xác và kịp thời của thông tin được đánh giá cao.

+ Dung lượng bộ nhớ cao nên khả năng lưu trữ lớn.

+ HMI hiện đại có tính mềm dẻo, khách hàng có thể thay đổi và bổ sung thông tin khi cần thiết.

+ Tính mở của HMI mới có khả năng kết nối nhanh, kết nối mạnh với nhiều thiết bị khác nhau với nhiều loại giao thức.

+ Dễ vận hành, dễ lắp đặt và dễ dàng sửa chữa.

+ Tính đơn giản của hệ thống.

HMI được ứng dụng ở đâu?

HMI hiển thị một cách tổng quát, đầy đủ hoạt động của máy móc.Qua các cổng kết nối mạng, HMI có thể trao đổi thông tin.

Thời gian gần đây, con người ngày càng thích sự tiện lợi, đơn giản của HMI. Bởi vì thiết kế của nó có thể tiết kiệm được những chi tiết, phần tử vật lý như biến trở, thanh gạt, nút bấm hay nút nhấn. Điều này là vô cùng cần thiết cho các kỹ sư, nhân viên kỹ thuật khi mà họ xây dựng một dây chuyền, hệ thống sản xuất, thiết bị phức tạp, công suất lớn. Chính vì thế mà HMI nói riêng và các thiết bị khác như PLC, biến tần, card điều khiển được ứng dụng rộng rãi, phổ biến hơn không chỉ với công nghiệp mà các ngành thủ công nghiệp và nông nghiệp.

Cuộc cách mạng công nghiệp thời 4.0 được đẩy lên mạnh mẽ ở tất cả các lĩnh vực  sản xuất, chế biến, khai thác và tất cả khu vực trên thế giới không riêng gì ở Việt Nam.

Trong quá trình tự động hóa các quy trình sản xuất, công đoạn sản xuất đòi hỏi độ chính xác cao, gần như tuyệt đối và phức tạp hơn thì cần HMI. Nó đóng vai trò là thiết bị thúc đẩy.

HMI được ứng dung nhiều trong các nhà máy sản xuất và lắp ráp linh kiện điện tử, sản xuất ô tô- xe cơ giới, nhà máy sản xuất và chế biến lương thực thực phẩm, nước giải khát. Các ngành công nghiệp sản xuất gỗ, giấy, xử lý rác thải, dệt sợi và may mặc cũng ứng dụng HMI, biến tần.

Hmi viet nam được lắp đặt, sử dụng trong ngành cẩu tải, khai thác khoáng sản, sản xuất thép, hóa chất, thiết bị xây dựng độc hại.

Trong nông nghiệp, những máy móc cơ giới có HMI được khách hàng tin tưởng, sử dụng rất nhiều vì sự hiện đại, chính xác.

Trong các thiết bị kỹ thuật số, điện tử như âm li, đầu đĩa, ti vi, loa… HMI được tích hợp và con người điều khiển thông qua các nút bấm.

HMI được ứng dụng trong các lò nướng, lò vi sóng, lò vi ba để người dùng có thể theo dõi và điều chỉnh được thời gian, nhiệt độ.

Các thiết bị smart mà con người đang sử dụng ngày nay như laptop, máy tính để bàn, ipad, điện thoại cảm ứng có ứng dụng HMI với màn hình cảm ứng chạm và nút bấm.

Các thông số đặc trưng của HMI

HMI cũng giống như những thiết bị khác khi có những thông số liên quan và đặc trưng.

+ Màn hình hiển thị: Độ lớn của màn hình sẽ quyết định lượng thông tin hiển thị cùng lúc của HMI. Đó có thể là loại TFT  LCD đèn nền LED 3,5 hay 5,6 .

+ Độ phân giải của màn hình cao hay thấp, sắc nét hay không?

+ Nguồn cấp HMI có thể là 24v hoặc 220v.

+ Đèn nền: Thông thường các hãng sản xuất chọn đèn LED là đèn nền.

+ Bộ nhớ gồm Flash dữ liệu, bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu.

+ Cổng truyền thông và giao thức hỗ trợ: cổng kết nối máy in…

+ Các cổng mở rộng: USB, Printer, PC100.

+ Số lượng các đối tượng cũng như hàm lệnh mà HMI hỗ trợ.

+ Số lượng các phím cứng cũng như các phím cảm ứng có liên quan đến thao tác vận hành.

+ Các tiêu chuẩn của HMI áp dụng.

Quy trình xây dựng hệ thống HMI

Để có được một HMI vừa đáp ứng được yêu cầu công việc vừa mang lại hiệu quả cao thì khách hàng cần phải xây dựng được một hệ thống chuẩn. Quá trình này cần được thực hiện theo quy trình nhất định và tuân thủ từ lựa chọn cho đến xây dựng.

Lựa chọn phần cứng

Phần cứng của HMI sẽ bao gồm: kích cỡ màn hình, dung lượng bộ nhớ, phím cứng, các cổng mở rộng.

Khi lựa chọn dung lượng bộ nhớ: Thì tiêu chí mà khách hàng có thể căn cứ đó là số lượng trang màn hình hiển thị, số lượng các thông số cần thu thập số liệu, khả năng lưu trữ dữ liệu.

Bên cạnh việc lựa chọn số phím cứng thì khách cũng cần cân nhắc lựa chọn số phím cảm ứng tối đa có thể được sử dụng cùng một lúc.

Lựa chọn kích cỡ màn hình hiển thị thì phải dựa trên rất nhiều yếu tố như: bản đồ họa, đồ thị hay lưu trình công nghệ và số lượng thông tin, số lượng thông số mà cảm biến hiển thị đồng thời.

Lựa chọn các cổng mở rộng của HMI nếu khách hàng có nhu cầu in ấn thêm, kết nối với các thiết vị ngoại vi khác hoặc đọc mã vạch.

Xây dựng giao diện

Xây dựng giao diện của HMI gồm nhiều bước, công đoạn khác nhau như:

+ Cấu hình phần cứng: Thực hiện việc chuẩn giao thức, chọn phần cứng.

+ Sử dụng các đối tượng đặc biệt.

+ Gán các biển số cho các đối tượng.

+ Viết các chương trình.

+ Gắn các biến số cho các đối tượng.

+ Mô phỏng chương trình, gỡ rối chương trình.

+ Nạp thiết bị vào HMI.

Các hãng sản xuất HMI

Nếu bạn thực hiện một phép tìm kiếm các thiết bị hmi giá rẻ trên thị trường thì sẽ có hàng loạt các kết quả. Những thiết bị này đến từ nhiều hãng sản xuất với tên gọi, model, kích thước đa dạng.

Điều này rất thuận tiện để các bạn có thể tìm được một thiết bị phù hợp với các yêu cầu làm việc và giá cả. Tuy nhiên, chất lượng chưa được đảm bảo, % chính hãng không cao cùng với hàng nhái, kém chất lượng tràn lan khiến không ít người cảm thấy phân vân.

Chúng tôi sẽ giới thiệu cho các bạn một số hãng cung cấp HMI tốt, phổ biến tại Việt Nam như:

LS

LS là hãng chuyên cung cấp các thiết bị tự động hóa đến từ Hàn Quốc. Tất cả các HMI của hãng đều được sản xuất trên hệ thống dây chuyền hiện đại nhất, nguyên liệu và chất liệu cao cấp, kiểm duyệt chất lượng nghiêm ngặt theo tiêu chuẩn kỹ thuật.

Khách hàng có thể tham khảo một số dòng sản phẩm: iXP90-TTA/DC,  iXP90-TTA/AC, iXP80-TTA/DC, iXP80-TTA/AC, XP80-TTA/DC, XP80-TTB/AC, XP80-TTA/AC, LS XP70-TTB/AC, LS eXP60-TTA/DC, LS iXP50-TTA/DC…

Omron

Đây là thương hiệu đến từ Nhật Bản. Nổi bật phải tính đến HMI NB series của hãng với các loại: NB3Q, NB5Q, NB7W, NB10W… có đặc điểm là Sở hữu 6500 màu, kiểu cảm ứng TFT, hỗ trợ cắm thẻ nhớ ngoài. Dải kích thước làm việc dao động từ 3 inch đến 10 inch. HMI NB của omron có đèn led tuổi thọ cao, có thể kết nối truyền thông qua internet và USB.

Delta

Hãng hmi delta của Nhật Bản nổi tiếng với các loại: DOP-103BQ, DOP-107BV DOP-107CV, DOP-107EV, DOP-110CS… Đây đều là những dòng thông dụng hiện nay, phù hợp với nhiều loại máy móc và có độ bền cao. Giá thành sản phẩm cạnh tranh, cấu hình mạnh mẽ, độ sắc nét cao.

Siemens

Các hmi siemens hiện có trên thị trường như: Smart 700ie, MP277, TP177, KTP400, KTP700, KTP900, KTP1200,KTP1500, MP277- 6AV6 643-0CD01-1AX1, TP700, TP900, TP1500 Comfort…

Tuy giá thành của thiết bị cao khiến chi phí đầu tư ban đầu sẽ tốn kém hơn nhưng chất lượng của hmi hãng siemens được đánh giá tốt, độ bền bỉ, hỗ trợ việc kết nối và điều khiển hệ thống thuận lợi. Siemens là hãng chuyên sản xuất thiết bị công nghiệp, thiết bị tự động hóa lớn nhất của cộng hòa liên bang Đức.

Schneider

Chắc các bạn cũng đã được nghe đến Schneider của Đức với các thiết bị tự động hóa như biến tần, plc hay hmi.

Những dòng hmi nổi tiếng của hãng như như: HMIGXU3500, HMIGXU3512,

HMIGXU5500,  HMIGXU5512…

Mitsubishi

Hãng Mitsubishi là hãng sản xuất HMI được nhiều khách hàng tin tưởng. Trên thị trường Việt Nam, khách hàng có thể tìm kiếm hmi mitsubishi với các model như: GT2710-STBD, GT2710-STBA, GT2710-VTBA, GT2710-VTWA, GS2107-WTBD, GS2110-WTBD, GT2104, GT2103, GT2310, GT2308, GS2107-WTBD…

Ưu điểm của những thiết bị này là: Có thể hỗ trợ nhiều dòng PLC, màn hình màu, truyền thông mạnh mẽ. Thiết bị bền bỉ, khả năng ứng dụng cao và dễ dàng tìm kiếm tại bất kỳ các cửa hàng tại Việt Nam vì không chỉ hmi Mitsubishi mà các thiết bị khác của hãng đã đến thị trường nước ta từ những ngày đầu của Công nghiệp hóa.

Ngoài ra, bạn có thể tham khảo các hmi plc của các hãng như Keyence, Samkoon, Weintek…

Việc lựa chọn HMI cần phải dựa trên rất nhiều các yếu tố, đặc điểm của hệ thống máy móc. Nếu khách hàng cần sử dụng những thiết bị tốt, giá cả cao thì có thể lựa chọn những hãng nổi tiếng, tên tuổi. Còn những hệ thống nhỏ, đơn giản, công suất trung bình thì có thể cân nhắc các hmi invt…

Nếu bạn đang không chắc một hmi plc, động cơ servo có phù hợp với hệ thống hay không thì hãy kết nối ngay với chúng tôi – công ty TNHH thiết bị kỹ thuật Đà Nẵng để được tư vấn, hỗ trợ cũng như đặt hàng nhanh chóng.

Hotline: 0236 3767 333 luôn lắng nghe, tiếp nhận, chia sẻ và phục vụ khách hàng chu đáo nhất!.