Màn hình cảm ứng HMI là gì? Ứng dụng của HMI trong công nghiệp

Ngày nay, các hệ thống điều khiển công nghiệp tiếp tục phát triển, các nhiệm vụ mà người vận hành cần hoàn thành có thể thay đổi thường xuyên. Để xử lý sự phức tạp này, bạn cần sự linh hoạt và khả năng sử dụng trong các trình điều khiển của mình. Đó là lợi ích của màn hình cảm ứng HMI. Với HMI, bạn có thể dễ dàng giao tiếp với máy móc và lấy dữ liệu hoạt động từ khắp các thiết bị và cơ sở của mình.

Màn hình cảm ứng HMI là gì?

Màn hình cảm ứng HMI viết tắt của Human Machine Interface (HMI), là thiết bị giao tiếp giữa người dùng với hệ thống, thiết bị, máy móc. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “ tương tác – giao tiếp ” với một máy móc qua 1 màn hình giao diện đều được gọi là HMI.

Về mặt kỹ thuật, bạn có thể áp dụng thuật ngữ HMI cho bất kỳ màn hình nào mà ai đó sử dụng để tương tác với thiết bị, máy móc. Nhưng HMI thường được sử dụng để mô tả những màn hình như vậy được sử dụng trong các cơ sở công nghiệp. HMI hiển thị dữ liệu thời gian thực và cho phép người dùng điều khiển máy móc bằng giao diện người dùng đồ họa.

Một HMI rất phổ biến mà tất cả các bạn thường xuyên gặp phải sẽ là cây ATM. Màn hình và nút bấm cho phép bạn vận hành máy để rút một số tiền nhất định hoặc gửi tiền.

Màn hình cảm ứng HMI hiện nay đã quá quen thuộc với con người. Đặc biệt trong ngành công nghiệp. Nó đóng vai trò vô cùng quan trọng trong phần giao tiếp giữa người và máy. Thật khó để có một quy trình tự động tốt trong công nghiệp mà không có HMI.

Phân loại màn hình cảm ứng HMI

Trong môi trường công nghiệp, HMI có thể có nhiều dạng. Nó có thể là một màn hình độc lập, một màn hình điều khiển gắn với một thiết bị khác hoặc một máy tính bảng. Dù nó trông như thế nào, mục đích chính của nó là cho phép người dùng trực quan hóa dữ liệu về các hoạt động và điều khiển máy móc. Ví dụ, người vận hành có thể sử dụng HMI để xem băng tải nào đang bật hoặc điều chỉnh nhiệt độ của bồn chứa nước công nghiệp.

Màn hình cảm ứng HMI hiện đại chia làm 2 loại chính

HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA,Citect…
HMI trên nền nhúng: HMI chuyên dụng, hệ điều hành là Windows CE

Ngoài ra còn có một số loại HMI biến thể khác: Màn hình tích hợp PLC hay Màn hình lai (Hybrid Xpanel), đó là sự kết hợp của 2 thiết bị HMI và PLC được kết hợp thành một sản phẩm với thiết kế thân thiện với người dùng, là giải pháp lý tưởng để có được lợi ích tối đa từ hai sản phẩm đáng tin cậy và mạnh mẽ

Màn hình cảm ứng HMI – CIMON chuyên dụng, chạy trên hệ điều hành Windows CE

Ứng dụng của màn hình cảm ứng HMI trong công nghiệp

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ ở tất cả các lĩnh vực và tất các khu vực trên thế giới. HMI là một thiết bị không thể thiếu góp phần đẩy nhanh quá trình tự động hóa các công đoạn cũng như các quy trình sản xuất phức tạp và khó đòi hỏi độ chính xác cao. Chính vì vậy, HMI được sử dụng bởi hầu hết các tổ chức công nghiệp, cũng như một loạt các công ty khác, để tương tác với máy móc của họ và tối ưu hóa các quy trình công nghiệp của họ. Ví dụ như dầu khí, năng lượng, chế tạo, ngành nước, vận tải,… và hơn nữa.

Khi hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA) của bạn giao tiếp với Bộ lập trình PLC và các cảm biến đầu vào/ đầu ra để lấy thông tin về hoạt động của thiết bị, thông tin đó sẽ được hiển thị trên HMI. HMI có thể hiển thị thông tin này dưới dạng đồ thị, biểu đồ hoặc biểu diễn trực quan khác giúp dễ đọc và dễ hiểu. Với HMI, bạn có thể xem tất cả thông tin hiệu suất cho thiết bị của cơ sở ở một nơi, cải thiện khả năng hiển thị của bạn đối với hoạt động của nhà máy. Người vận hành cũng có thể xem và quản lý các cảnh báo bằng HMI, giúp đảm bảo họ có thể xử lý chúng một cách nhanh chóng.

Người vận hành cũng có thể sử dụng màn hình HMI để điều khiển thiết bị nhằm tăng năng suất hoặc điều chỉnh theo các trường hợp thay đổi. Họ có thể thực hiện các điều chỉnh dựa trên dữ liệu họ xem trên HMI. Có thể thực hiện các thay đổi liên quan ngay từ màn hình giúp quá trình này nhanh hơn và dễ dàng hơn.

Khi Internet of Things (IoT) tiếp tục đóng vai trò nổi bật hơn trong các cơ sở công nghiệp, HMI càng trở nên hữu ích hơn. Bạn có thể sử dụng chúng để xem dữ liệu và điều khiển các thiết bị được kết nối khác nhau trong cơ sở của bạn.

HMI giúp tối ưu hóa quy trình công nghiệp bằng cách số hóa và tập trung hóa dữ liệu cho người xem. Bằng cách tận dụng HMI, các nhà khai thác có thể thấy thông tin quan trọng được hiển thị trong biểu đồ hoặc bảng điều khiển kỹ thuật số, quản lý cảnh báo và kết nối với các hệ thống SCADA và MES, tất cả thông qua một bảng điều khiển.

Màn hình cảm ứng HMI hiển thị trực quan các quy trình công nghệ, các thông số hoạt động….

Trước đây, các nhà khai thác phải trực tiếp xuống kiểm tra tiến độ sản xuất… và phải ghi lại nó trên giấy hoặc bảng. Bằng cách cho phép PLC truyền thông tin thời gian thực trực tiếp đến màn hình HMI, công nghệ HMI loại bỏ nhu cầu thực hành lỗi thời này và do đó giảm được nhiều vấn đề tốn kém do thiếu thông tin hoặc lỗi của con người.

Xu hướng phát triển của HMI

Trong thập kỷ qua, việc thay đổi nhu cầu hoạt động và kinh doanh đã thúc đẩy sự phát triển thú vị trong công nghệ HMI. Công nghệ ngày càng phát triển, thúc đẩy công nghệ HMI cũng phát triển theo đi kèm với các công nghệ tiên tiến. Các nhà khai thác có thể giám sát từ xa qua thiết bị di động hay gửi dữ liệu từ màn hình cảm ứng HMI cục bộ lên các Cloud, nơi nó có thể được truy cập và phân tích từ xa, trong khi vẫn giữ khả năng kiểm soát cục bộ.

Các bước xây dựng hệ thống HMI

Lựa chọn phần cứng

Lựa chọn kích cỡ màn hình: trên cơ sở số lượng thông số/ thông tin cảm biến hiển thị đồng thời. nhu cầu về đồ thị, đồ họa (lưu trình công nghệ…).
Lựa chọn số phím cứng, số phím cảm ứng tối đa cùng sử dụng cùng lúc.
Lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu in ấn, đọc mã vạch, kết nối các thiết bị ngoại vi khác.
Lựa chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu, lưu trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị.

Xây dựng giao diện

Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức…
Xây dựng các trang màn hình.
Gán các biến (tag) cho các đối tượng.
Sử dụng các đối tượng đặc biệt.
Viết các chương trình script (tùy chọn).
Mô phỏng và kiểm tra chương trình.
Nạp thiết bị xuống HMI.

Màn hình cảm ứng HMI/ Xpanel Cimon

Màn hình cảm ứng HMI/ Xpanel CIMON chạy trên hệ điều hành Windows CE, cung cấp độ tin cậy đã được kiểm chứng cho mọi môi trường công nghiệp. Với phần mềm thiết kế đi kèm, trực quan, thư viện đồ họa phong phú, nhiều tính năng tích hợp như Recipe, Data Logging, Script, Trend, Data Server, Schedule, Data Bridge, Alarm, VNC server… màn hình cảm ứng HMI Cimon cho phép người dùng rút ngắn thời gian triển khai và phát triển các dự án của mình một cách nhanh chóng.

Màn hình cảm ứng HMI/ Xpanel CIMON gồm 3 series:

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel XT/ iXT Series

Màn hình cảm ứng XT/ iXT Series có bảng điều khiển màn hình cảm ứng điện trở rất dễ điều hướng. Cung cấp các tùy chọn kích thước 4.3"; 7 inch, 10.4; 12.1 và 15 inch giúp khách hàng dễ dàng lựa chọn hơn cho từng yêu cầu ứng dụng. Ngoài ra đi kèm còn có 1 cổng Ethernet 10/100 Base T, 2/3 cổng COM ( 1/2 x RS232 + 1 x RS422/485), 1 cổng USB Host, 1 Tool Host, 1 Card SD (tùy chọn). XT/ iXT Series là lựa chọn phù hợp cho các ứng dụng nhỏ, không đòi nhiều khả năng mở rộng, kết nối.

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel nXT

nXT series là dòng màn hình HMI cao cấp của Cimon, với màn hình cảm ứng điện dung cấp công nghiệp, CPU lõi tứ, hệ điều hành nhúng và cấp độ bảo vệ IP68, bảng mặt trước được xếp hạng UL Type 4X/12 với vỏ nhôm. Màn hình nXT là UL Class 1, Division 2 được chứng nhận và nó cung cấp khả năng đọc dưới ánh sáng mặt trời vượt trội khi được sử dụng ở các địa điểm ngoài trời. nXT series tương thích với phần mềm trực quan hóa Cimon Canvas, thân thiện với người dùng cho tất cả các cấp độ kỹ năng.

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel eXT

Cung cấp hiệu suất mạnh mẽ tương tự như nXT, nhưng màn hình eXT được thiết kế với các tính năng tiết kiệm chi phí như bảng điều khiển phía trước màn hình cảm ứng được gắn trong vỏ nhựa, dẫn đến một giải pháp vượt trội, hiệu quả chi phí cho các ứng dụng trong nhà. Thêm vào đó, các màn hình eXT Series tương thích với phần mềm trực quan hóa CIMON Canvas mới nhất.

Màn hình cảm ứng HMI Kinco

Kinco cung cấp 3 series HMI chính: Future, Green và Mass, phục vụ cho các nhu cầu ứng dụng công nghiệp khác nhau như robot, máy móc xây dựng và hình ảnh y tế.

Các giải pháp của Kinco hỗ trợ giao tiếp PLC thường được sử dụng và các giao thức IoT như MQTT, cho phép kết nối liền mạch với đám mây. Phần mềm cấu hình mới tích hợp OT (Operational Technology) và IT (Information Technology), mang lại hiệu quả, dễ sử dụng, bảo mật và mở rộng.

Future series HMI

Future series dựa trên bộ xử lý kiến trúc Cortex-A9, tập trung vào hỗ trợ âm thanh và video, đáp ứng các kịch bản tương tác của máy tính con người như cấu hình + giám sát video, giọng nói, Báo động, v.v., và đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng với hiệu suất cao, chất lượng cao và dễ vận hành. Nó hỗ trợ đầu vào video Ethernet, đầu ra âm thanh, thẻ SD và giao diện nền tảng của Ali IoT được tích hợp trong phần mềm.

GREEN Series HMI

Tất cả các sản phẩm Green Series sử dụng bộ xử lý công nghiệp kiến trúc ARM Cortex-A7 thuận lợi nhất, không chỉ đảm bảo vòng đời dài của sản phẩm, mà còn cải thiện đáng kể hiệu suất sản phẩm, cung cấp sự đảm bảo tốt nhất cho hoạt động xanh và hiệu quả. Kinco cung cấp sự đảm bảo đáng tin cậy cho chất lượng sản xuất dài hạn và Green Series giúp cải thiện chất lượng thiết bị sản xuất cao cấp của Trung Quốc.

MASS Series HMI

MASS áp dụng CPU đa lõi công nghiệp và bộ nhớ flash NAND 256MB + bộ nhớ DDR3 128MB theo nhu cầu thị trường, với công suất lớn, độ nét cao, chế độ xem đầy đủ, gam màu rộng và một thế hệ phần mềm Kinco DTools v4. 0 miễn phí

MC&TT – Nhà phân phối chính thức các sản phẩm: Bộ lập trình PLC, phần mềm SCADA, Màn hình cảm ứng HMI của hãng CIMON (Korea) và Kinco (China) tại thị trường Việt Nam. Hãy liên hệ với chúng tôi để nhận được hỗ trợ dịch vụ tốt nhất.