HMI là gì? Phân loại, cấu tạo, ứng dụng và 30 hãng sản xuất HMI

HMI là một từ rất quen thuộc đối với những người hoạt động trong ngành kỹ thuật, đặc biệt là trong các lĩnh vực điều khiển tự động hóa thông minh. Khi nhắc đến HMI thì chúng ta thường nghĩ đến nó như là một loại màn hình hiển thị có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển. Thật vậy, đó là những loại HMI hiện nay (tức là các dòng HMI hiện đại), tuy nhiên trước đó đã có tồn tại một loại HMI thô sơ hơn (tạm gọi là HMI truyền thống). Bài viết này, chúng tôi sẽ tập chung chia sẻ cho các bạn về loại HMI hiện đại, chúng ta cùng tìm hiểu lần lượt về HMI để hiểu rõ hơn nhé!

HMI truyền thống

HMI truyền thống bao gồm các thiết bị nhập thông tin (công tắc chuyển mạch, nút bấm…) và các thiết bị xuất thông tin (đèn báo, còi, đồng hồ đo, các bộ tự ghi dùng giấy,..). Nhược điểm của HMI truyền thống là: thông tin không đầy đủ và không chính xác, khả năng lưu trữ thông tin hạn chế, độ tin cậy và ổn định thấp, đối với hệ thống lớn để phát triển thì rất phức tạp rất và rất khó mở rộng.

HMI hiện đại

HMI hiện đại chia làm 2 loại chính: HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA,Citect… và HMI trên nền nhúng: HMI chuyên dụng, hệ điều hành là Windows CE 6.0. Ngoài ra còn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm, PoketPC.

Các ưu điểm của HMI hiện đại:

• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin.
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thông tin cần thiết.
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa.
• Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức.
• Khả năng lưu trữ cao.

HMI là gì?

HMI (Màn hình HMI) là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh “Human Machine Interface”, được dịch là “giao diện người & máy”. HMI là một giao diện (màn hình) có chức năng hiển thị và điều khiển nhằm mục đích giúp người vận hành có thể dễ dàng kiểm soát các thiết thị và máy móc.

Phân loại HMI

• Theo kiểu màn hình: màn hình cảm ứng HMI và màn hình HMI không cảm ứng (TFT, LCD, Touch,..)
• Theo kích thước: 3.5 inch, 4 inch, 7 inch, 10 inch, 12 inch, 15 inch,..
• Theo dung lượng bộ nhớ: 288KB, 1M, 2M, 10M,..
• Theo cổng truyền thông: USB, RS232/422/485, Ethernet, CANbus,..
• Theo giao thức truyền thông: MODBUS, MQTT, EtherNet/IP, CANopen, SNMP, FTP, BACnet, M-Bus, VNC, GSM (SMS, GPRS), KNX,..
• Theo tính năng nâng cao: SCADA, Cloud, Web Server, SQL, Email & SMS, Remote, 3G/4G/Wifi,..

Cấu tạo HMI

Dựa theo các cách phân loại HMI phía trên, tựa chung chúng ta có thể thấy được HMI bao gồm 3 phần chính:

• Phần cứng: màn hình, chíp, nút nhấn, thẻ nhớ và các cổng kết nối.
• Phần mềm: viết chương trình, cấu hình phần cứng, thiết lập truyền thông và thiết kế giao diện HMI.
• Truyền thông: bao gồm các 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.

Ứng dụng HMI

• Công nghiệp sản xuất, chế tạo máy, nâng cấp hệ thống và máy móc tự động
• Sản xuất, nâng cấp các dây chuyền tự động hóa công nghiệp
• Tự động hóa tòa nhà, điều khiển, quản lý, giám sát BMS, HAVC, BTS,..
• Công nghệ điều khiển bơm công nghiệp, xử lý nước, nước thải
• Quản lý, giám sát năng lượng điện, dầu, khí, gas,..
• Trường đại học, trung tâm đào tạo, dạy nghề
• Nhà thông minh (smart home)
• Quan trắc môi trường: hiển thị, theo dõi, thu thập dữ liệu và giám sát từ xa

Quy trình ứng dụng HMI

Lựa chọn HMI

• Kích thước màn hình: dựa trên mật độ hiển thị các dữ liệu, thông số, đồ thị, đồ họa,.. trên một trang HMI
• Có phím vật lý hay không (và bao nhiêu phím): dựa trên nhu cầu điều khiển, môi trường sử dụng thiết bị
• Lựa chọn các cổng kết nối: phụ thuộc vào nhu cầu kết nối với các thiết bị như máy in, đầu đọc mã vạch và các thiết bị ngoại khác

Xây dựng HMI

• Cấu hình phần cứng: kết nối HMI với các thiết bị điều khiển khác (PLC) và thiết lập chuẩn truyền thông
• Thiết kế giao diện đồ họa các trang hiển thị trên HMI
• Gắn các giá trị (tag) cho các đối tượng
• Viết chương trình liên kết cho HMI
• Mô phỏng, chạy thử và sửa lỗi
• Lắp đặt HMI vào hệ thống thực và vận hành

30 Hãng sản xuất HMI

HMI (Màn hình HMI) hiện đang là một sản phẩm khá phổ biến trên thị trường cả trong nước và ngoài nước, đặc biệt nó được ứng dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp đòi hỏi kỹ thuật hiện đại và tân tiến. Kèm theo đó, các nhà sản xuất thiết bị công nghiệp trên thế giới cũng lần lượt đầu tư và sản xuất hàng loạt các loại HMI để cung ứng ra thị trường. Tại thị trường Việt Nam thì có thể kể đến những hãng sản xuất HMI như:

1. Đức: Siemens, Beckhoff, Festo, Phoenix, Inovance
2. Mỹ: Honeywell, Allen-Bradley (Rockwell), Automation Direct, Eaton
3. Israel: Unitronics
4. Thụy sĩ: ABB
5. Pháp: Schneider
6. Nhật bản: Omron, Mitsubishi, Keyence, Panasonic, IDEC, Hitachi, Fuji, Koyo, Yaskawa
7. Hàn quốc: LS
8. Đài loan: Delta, Weintek, Fatek, Shihlin
9. Trung quốc: Samkoon, Kinco, Wecon, INVT,..

Trên đây, MC&TT đã chia sẻ cho bạn một số kiến thức cơ bản về HMI (Human Machine Interface) như: HMI là gì? Phân loại, cấu tạo, ứng dụng, quy trình ứng dụng hay các hãng sản xuất HMI được biết tới tại Việt Nam. Chúng tôi hy vọng những chia sẻ của chúng tôi sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình nghiên cứu, tìm hiểu, học tập và làm việc. Xin cảm ơn!