HMI là gì ?

Mô tả một màn hình HMI

Hôm nay chúng ta  sẽ tìm hiểu về HMI. Có thể bạn chưa bao giờ nghe nói về HMI, nhưng tôi cá là bạn sẽ gặp chúng khá thường xuyên. HMI là viết tắt của Human Machine Interface. Chúng ta sử dụng HMI trong công nghiệp để điều khiển và giám sát máy móc. Một HMI mà chúng ta thường xuyên tiếp xúc đó là ở các trụ ATM, màn hình giao tiếp thông qua cảm ứng đó là HMI.  Màn hình với nút bấm cho phép bạn thao tác chuyển tiền và rút tiền.

HMI là gì ?
HMI là gì ?

HMI là gì ?

Chúng ta hãy nói về các màn hình HMI trong công nghiệp. Thật khó để có một quy trình tự động hoá tốt trong công nghiệp mà không có HMI. Trong công nghiệp HMI là màn hình máy tính, để giám sát và điều khiển. Người vận hành hoặc nhân viên bảo trì có thể vận hành và giám sát máy từ HMI.
Chúng có thể bao gồm thông tin như nhiệt độ, áp suất, xử lý số liệu và vật liệu. Hay có thể dùng hiển thị mức chất lỏng, chất rắn trong các bể chứa, Silo, tanks công nghiệp.

Đối với nhân viên bảo trì, các HMI cũng có thể kết nối với  PLC và hiển thị nó trên màn hình cho mục đích khắc phục sự cố. Điều này có thể tiết kiệm thời gian hơn so với việc kết nối máy tính hoặc máy tính xách tay mỗi khi có sự cố.

Mô tả một màn hình HMI
Mô tả một màn hình HMI

Một lợi ích khác của việc có HMI hiện đại là các nhà máy và các khu công nghiệp có thể giám sát và kiểm soát nhiều máy móc hoặc thiết bị khác. Một cơ sở sản xuất nhỏ thậm chí có thể giám sát toàn bộ nhà máy trên một HMI đặt tại trung tâm.
Các trạm xử lý nước và nhà máy nước đã sử dụng điều này trong nhiều năm bằng cách ghép HMI với PLC. Họ có thể giám sát các địa điểm từ xa, như máy bơm nước, cũng như thiết bị bên trong nhà máy.

Chúng ta đã biết  HMI là bảng điều khiển và màn hình giám sát. Nhưng làm thế nào để HMI  kết nối với máy để có thể điều khiển và giám sát nó ? Hãy cùng xem.

Đầu tiên, HMI sử dụng phần mềm đặc biệt để các kỹ sư có thể lập trình chúng một cách chính xác. Các thương hiệu khác nhau có các phần mềm khác nhau cho phù hợp. Phần mềm cho phép kỹ sư thiết kế những gì người vận hành sẽ nhìn thấy trên màn hình. Những gì họ có thể theo dõi trên màn hình, những gì có thể người vận hành thao tác với máy.  Người lập trình HMI phải lập trình từng chỉ báo và nút đến một địa chỉ đầu vào hoặc đầu ra cụ thể của PLC.

Các giao thức phổ biến là Modbus, Ethernet / IP và Profibus. Tất cả là các mạng công nghiệp, là chuẩn thông dụng nhất trong giao tiếp các thiết bị với nhau.
Thông tin về giao thức có thể dễ dàng tìm thấy trên mỗi trang web của nhà sản xuất. Khi PLC và HMI giao tiếp với nhau thì có thể sử dụng bất cứ thứ gì được lập trình vào HMI để giám sát và điều khiển các chức năng của PLC.

Các kỹ sư có thể lập trình HMI để thực hiện hầu hết mọi chức năng có thể được kiểm soát hoặc thông tin có thể được giám sát bởi PLC. HMI và PLC phối hợp với nhau để giám sát và điều khiển máy.

Giám sát và điều khiển bằng HMI
Giám sát và điều khiển bằng HMI

Thiết bị HMI hiện đại bao gồm những gì ? HMI là gì ? 

Do phát sự phát triển của Công nghệ thông tin và Công nghệ Vi điện tử, HMI ngày nay sử dụng các thiết bị tính toán mạnh mẽ.

1. HMI ngày nay bao gồm :
• HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA,Citect…
• HMI trên nền nhúng: HMI chuyên dụng, hệ điều hành là Windows CE 6.0
• Ngoài a còn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm, PoketPC.

2. HMI có các ưu điểm như: 
• 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.

Một HMI đã được lập trình trong thực tế
Một HMI đã được lập trình trong thực tế

3.HMI trong hệ thống tự động hoá. 

HMI luôn có trong các hệ SCADA hiện đại, vị trí của HMI ở cấp điều khiển, giám sát:

4. Các thành phần của HMI:

+ Phần cứng:
• Màn hình:
• Các phím bấm
• CPU, ROM,RAM, EPROM/Flash, …
– Phần mềm của HMI 
• Các đối tượng (Object)
• Các hàm và lệnh
• Phần mềm phát triển:
• Các công cụ xây dựng HMI.
• Các công cụ kết nối, nạp chương trình và gỡ rối.
• Các công cụ mô phỏng
 Truyền thông của HMI để giao tiếp với thiết bị khác
• Các cổng truyền thông: RS232, RS485, Ethernet, USB
• Các giao thức truyền thông: Mobus, CANbus, PPI, MPI, Profielbus..

5. Thông số cần biết của HMI

• Kích thước màn hình: quyết định thông tin cần hiển thị cùng lúc của HMI.
Dung lượng bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu, Flash dữ liệu: quyết định số lượng tối đa biến số, số lượng Screen  và dung lượng lưu trữ thông tin như: history data, Recipe, hình ảnh, backup…
• Số lượng các phím và các phím cảm ứng trên màn hình: khả năng mở rộng thao tác vận hành.
• Chuẩn truyền thông, các giao thức hỗ trợ.
• Số lượng các đối tượng, hàm lệnh mà HMI hỗ trợ.
• Các cổng mở rộng: Printer, USB, CF card, SD card…

6. Quy trình xây dựng hệ thống HMI:

6a. Chọn phần cứng thiết bị 
• Lựa chọn kích thước 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.

Một dạng của HMI
Một dạng của HMI

6b. Thiết kế giao diện
• Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng ( Model), thiết bị kết nối ( PLC ), chuẩn giao thức…
• Xây dựng các trang màn hình screen.
• Gán các biến số (tag) cho các đối tượng.
• Sử dụng các đối tượng đặc biệt.
• Viết các chương trình script (tùy chọn).
• Mô phỏng và gỡ rối chương trình.
• Nạp thiết bị xuống HMI.

7. Các hãng sản xuất HMI phổ biến 

  • Omron
  • LS
  • Siemens
  • Mitsubishi
  • Delta
  • Schneider
  • Keyence
  • Samkoon
  • Weintek
  • ………….

Đó là một số thông tin mà mình chia sẻ đến các bạn về HMI. Trong bài viết có nhiều thiếu sót, các bạn có thể góp ý qua email nhé. Cám ơn các bạn.

Nguồn : Internet

Biên tập : Nguyễn Quốc 

Liên kết bài viết khác :

 

Chat Zalo 24/7