HMI là gì? Cấu tạo và ứng dụng của HMI trong sản xuất và công nghiệp

By Administrator

December 19, 2023, 9:00 am0 lượt xem

HMI là gì? Cấu tạo và ứng dụng của HMI trong sản xuất và công nghiệp

HMI là một thiết bị giao tiếp giữa người vận hành và máy móc thiết bị, cho phép người vận hành có thể dễ dàng kiểm soát các thiết bị và máy móc, đồng thời nhận được thông tin phản hồi từ các thiết bị và máy móc.

HMI là viết tắt của Human - Machine Interface, có nghĩa là giao diện giữa người và máy móc. Khi nói đến HMI, thường là nói đến các loại thiết bị màn hình hiển thị có khả năng kết nối và giao tiếp với các bộ điều khiển. Đó là cách hiểu về những thiết bị HMI hiện đại ngày nay, còn các loại HMI truyền thống thô sơ hơn rất nhiều.

HMI truyền thống

HMI truyền thống là thiết bị cơ học và điện tử để truyền thông tin giữa con người và máy móc bao gồm:

- Các thiết bị nhập thông tin cho phép người dùng nhập dữ liệu vào máy móc, chẳng hạn như nút bấm, công tắc, và màn hình LCD.

- Các thiết bị xuất thông tin hiển thị dữ liệu từ máy móc cho người dùng, chẳng hạn như đèn báo, đồng hồ đo, và màn hình LCD.

HMI truyền thống có một số ưu điểm sau:

Đơn giản và dễ sử dụng: HMI truyền thống sử dụng các thiết bị cơ học và điện tử cơ bản, vì vậy chúng tương đối đơn giản và dễ sử dụng.
Độ bền: HMI truyền thống được làm từ các vật liệu bền, vì vậy chúng có thể chịu được điều kiện môi trường khắc nghiệt.
Giá thành thấp: HMI truyền thống có giá thành tương đối thấp.

Tuy nhiên, HMI truyền thống cũng có một số nhược điểm sau:

Không linh hoạt: HMI truyền thống có số lượng thiết bị nhập/xuất thông tin hạn chế, vì vậy chúng không linh hoạt như HMI hiện đại.
Không trực quan: HMI truyền thống sử dụng các biểu tượng và chữ viết để hiển thị dữ liệu, vì vậy chúng có thể khó hiểu đối với người dùng.
Không bảo mật: HMI truyền thống không có tính năng bảo mật, vì vậy dữ liệu có thể bị truy cập trái phép.

HMI hiện đại

HMI hiện đại sử dụng các công nghệ tiên tiến để cung cấp khả năng tương tác tốt hơn, giao diện trực quan hơn và khả năng mở rộng cao hơn. Các công nghệ này bao gồm:

Màn hình cảm ứng: Màn hình cảm ứng cho phép người dùng tương tác với HMI một cách trực tiếp và tự nhiên hơn.
Giao diện đồ họa: Giao diện đồ họa sử dụng các biểu tượng và hình ảnh để đại diện cho các thông tin và chức năng. Giao diện đồ họa giúp người dùng dễ dàng hiểu và sử dụng HMI hơn.
Tính năng lập trình: HMI hiện đại có thể được lập trình để đáp ứng nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng. Tính năng lập trình giúp HMI linh hoạt hơn và có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau.
Khả năng kết nối: HMI hiện đại có thể được kết nối với các hệ thống khác, chẳng hạn như hệ thống điều khiển, hệ thống giám sát và hệ thống mạng. Khả năng kết nối giúp HMI có thể chia sẻ dữ liệu và thông tin với các hệ thống khác.

HMI hiện đại thường được sử dụng trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, nhưng cũng có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác, chẳng hạn như hệ thống điều khiển tòa nhà, hệ thống bán lẻ, hoặc hệ thống thông tin giải trí. Ưu điểm của HMI hiện đại bao gồm:

Khả năng tương tác tốt hơn: Người dùng có thể tương tác với HMI hiện đại một cách tự nhiên và trực quan hơn, tiếp nhận thông tin kịp thời và chính xác, dễ thay đổi và bổ sung thông tin cần thiết
Giao diện trực quan hơn: HMI hiện đại sử dụng các đồ họa tiên tiến để tạo ra một giao diện dễ hiểu và dễ sử dụng hơn.
Khả năng mở rộng cao hơn: HMI hiện đại có thể được mở rộng để đáp ứng các yêu cầu của các ứng dụng cụ thể, có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức..
Dễ dàng vận hành và sửa chữa hơn,

HMI hiện đại đã trở thành một phần không thể thiếu trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại. HMI hiện đại giúp người dùng dễ dàng hơn trong việc vận hành và giám sát các hệ thống, từ đó nâng cao hiệu quả và năng suất.

HMI hiện đại được chia làm 2 loại chính là HMI trên nền PC và HMI trên nền nhúng.

HMI trên nền PC là loại HMI sử dụng máy tính cá nhân (PC) làm nền tảng. Loại HMI này thường có cấu hình mạnh mẽ, có thể xử lý nhiều thông tin và thực hiện nhiều tác vụ phức tạp. HMI trên nền PC thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi cao về hiệu suất và khả năng mở rộng, chẳng hạn như các hệ thống điều khiển tự động hóa công nghiệp quy mô lớn.

HMI trên nền nhúng là loại HMI sử dụng các thiết bị nhúng làm nền tảng. Loại HMI này thường có cấu hình nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và chi phí. HMI trên nền nhúng thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khả năng di động cao hoặc chi phí thấp, chẳng hạn như các hệ thống điều khiển máy móc quy mô nhỏ.

Ngoài ra, còn có một số loại HMI biến thể khác, chẳng hạn như:

MobileHMI: Là loại HMI sử dụng các thiết bị di động làm nền tảng, chẳng hạn như điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. MobileHMI thường được sử dụng trong các ứng dụng giám sát và điều khiển từ xa.
WebHMI: Là loại HMI sử dụng trình duyệt web làm giao diện người dùng. WebHMI thường được sử dụng trong các ứng dụng có yêu cầu bảo mật cao hoặc cần truy cập từ xa.

Cấu tạo HMI

Cấu tạo của HMI bao gồm ba phần chính:

Phần cứng: Bao gồm màn hình, bộ xử lý, bộ nhớ, cổng giao tiếp và các thiết bị đầu vào/đầu ra khác như màn hình, chíp, nút nhấn, thẻ nhớ và các cổng kết nối.
Phần mềm: Bao gồm hệ điều hành, giao diện người dùng và các ứng dụng.
Truyền thông: Cho phép HMI giao tiếp với các thiết bị khác trong hệ thống, gồm cổng kết nối, giao thức truyền thông như: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus, MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP,.. và các tính năng nâng cao, mở rộng.

HMI được ứng dụng rất đa dạng và ngày càng trở nên cần thiết hơn trong môi trường công nghệ Tự động hóa như ngày nay

Điều khiển máy móc và thiết bị tự động: HMI được sử dụng để điều khiển các máy móc và thiết bị tự động, chẳng hạn như máy CNC, robot công nghiệp, hệ thống dây chuyền sản xuất, v.v.