HMI là gì? Tổng quan HMI từ A – Z

Đối với nhiều người làm trong ngành kỹ thuật, đặc biệt lĩnh vực tự động hóa có lẽ không xa lạ với khái niệm HMI. Tuy nhiên đối với đại đa số mọi người thì đây là một khái niệm vô cùng mới và lạ. Vì vậy bài viết sau đây sẽ giúp bạn giải đáp một số câu hỏi về HMI là gì? Hãy cùng theo dõi với chúng tôi để có thể hiểu hơn về khái niệm cũng như những thông tin chi tiết về HMI.

HMI là gì ?

HMI hay còn được gọi với cái tên cụ thể là màn hình HMI. Đây chính là cách viết tắt của cụm từ tiếng Anh “Human Machine Interface”, dịch sang nghĩa tiếng Việt “giao diện người & máy”. Có thể hiểu đơn giản HMI chính là một giao diện có những chức năng hiển thị trên đó có thể điều khiển. Mục đích chính của giúp cho người vận hành có thể kiểm soát thiết bị, máy móc một cách đơn giản.

Cấu tạo của HMI là gì ?

Để hiểu rõ hơn về HMI là gì chúng tôi cung cấp tới bạn về cấu tạo HMI, chúng được phân ra thành 3 phần chính gồm:

• Phần cứng: gồm màn hình, các cổng kết nối, nút nhấn và thẻ nhớ chíp.
• Phần mềm: gồm cấu hình phần cứng,viết chương trình, thiết kế giao diện HMI và thiết lập truyền thông.
• Truyền thông: gồm các cổng kết nối, giao thức truyền thông cùng một số tính năng nâng cao.

Các thông số của HMI là gì ?

Đối với HMI cơ bản gồm một số thông số sau:

• Thông số về kích thước màn hình: thông số này thường ảnh hưởng trực tiếp tới lượng thông tin hiển thị cùng lúc tại màn hình HMI.
• Dung lượng bộ nhớ: thường bao gồm nhiều bộ nhớ khác nhau về chương trình, về dữ liệu, về Flash dữ liệu. Thông thường chúng sẽ cho thấy được số lượng tối đa biến số, dung lượng màn hình và dung lượng lưu trữ thông tin.
• Đối với bàn phím: gồm bàn phím bấm và bàn phím cảm ứng.
• Chuẩn truyền thông: có thể thực hiện giúp truyền thông tin và gửi các tín hiệu qua lại.
• Có số lượng của các hàm lệnh, những đối tượng được cập nhật trong HMI, HMI được dùng để hỗ trợ chúng.
• Một số cổng mở rộng: Printer, USB, CF card, SD card…

Phân loại HMI như thế nào ?

Theo như cách phân loại hiện hành thì các loại HMI được phân thành 6 mục chính gồm:

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

Tuy nhiên HMI còn được phân chia theo HMI truyền thống và HMI hiện đại:

HMI truyền thống là gì ?

HMI truyền thống gồm các thiết bị nhập thông tin và những thiết bị xuất thông tin. Chính sử dụng theo phương pháp thủ công mà HMI truyền thống sẽ có một số nhược điểm như: thông tin không chính xác thiếu đầy đủ, độ tin cậy thấp, không có khả năng mở rộng, khả năng lưu trữ thông tin hạn chế.

HMI hiện đại là gì ?

HMI hiện đại được chia thành 2 loại gồm: HMI trên nền PC và Windows/MAC cùng với HMI trên nền nhúng. Bên cạnh đó còn có một số loại biến thể khác được sử dụng khá phổ biến như MobileHMI dùng Palm, Pocket PC.

Ứng dụng của HMI ngày nay

Hiện nay HMI giúp ích rất nhiều trong đời sống, phổ biến có thể kể đến như:

• Những công nghệ liên quan đến chế tạo, sản xuất các máy móc, tạo cơ hội phát triển cũng như nâng cấp hệ thống máy móc tự động.
• Giúp cho việc sản xuất nâng cấp lên một hướng phát triển mới là tự động hóa công nghiệp.
• Giúp tự động hóa tòa nhà có thể điều khiển, giám sát cũng như theo dõi an ninh,…
• Dùng trong công nghệ điều khiển bơm xử lý nước, nước thải.
• Dùng trong quản lý, giám sát những năng lượng, khí,…. .
• Được sử dụng phần lớn trong các trường đại học, những trung tâm chuyên về dạy nghề, đào tạo nghề.
• Sử dụng đối với những ngôi nhà kiểu mới – nhà thông minh (smart home)
• Ứng dụng trong việc quan trắc môi trường về những hiển thị, việc thu nhập dữ liệu, giám sát từ xa,….

Các quy trình xây dựng một hệ thống HMI hoàn chỉnh

Để có thể xây dựng một hệ thống HMI hoàn chỉnh cần thực hiện theo 2 bước cơ bản sau:

Lựa chọn và xây dựng phần cứng HMI

• Kích thước màn hình: Thông qua việc hiển thị các số liệu, thông số, đồ họa,… về mật độ của chúng tại trang HMI để tìm được kích thước tương ứng.
• Tính theo nhu cầu sử dụng, điều khiển cũng như môi trường bạn muốn sử dụng thiết bị để xác định có bàn phím vật lý hay không. Nếu có sẽ cần bao nhiêu phím để sử dụng.
• Cũng tính theo cách sử dụng có thể gắn một số cổng kết nối, điều này phụ thuộc vào thiết bị đi kèm là gì, chúng là máy in, đầu đọc mã vạch hay thiết bị khác.

Xây dựng phần giao diện HMI

• Khi xây dựng cấu hình phần cứng sẽ được kết nối đầu tiên. Thực hiện bằng cách kết nối HMI với những thiết bị điều khiển khác và một số thiết lập chuẩn truyền thông.
• Thiết kế về một số đồ họa hiển thị.
• Gắn một số giá trị cần thiết cho các đối tượng.
• Tiến hành viết chương trình liên kết cho HMI.
• Khi gần hoàn thiện sẽ mô phỏng, chạy thử và tiến hành sửa chữa các phần lỗi.
• Cuối cùng lắp đặt vào hệ thống và sử dụng.

Các hãng đã và đang sản xuất HMI hiện nay

Có thể nói HMI hiện đang được dùng phổ biến trên thị trường, nhất là những ngành công nghiệp đòi hỏi về độ chuẩn xác thì rất cần các kỹ thuật hiện đại. Vì vậy để đáp ứng nhu cầu sử dụng, trên thế giới hiện nay có rất nhiều nhà đầu tư lần lượt sản xuất và cho ra thị trường các loại HMI khác nhau.

Đối với thị trường tiêu dùng ở Việt Nam bạn có thể tìm kiếm đến một số hãng phổ biến hiện nay như:

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