HMI là gì? Ứng dụng của HMI trong ngành Điện – Điện tử

23:44 23/09/2023

Với dân trong ngành Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử, HMI đã không còn là thuật ngữ xa lạ và được ứng dụng phổ biến khi sử dụng máy móc kết hợp với sức người.

HMI là gì?

HMI (viết tắt của Human-Machine-Interface) là một màn hình được sử dụng khi người điều hành “giao tiếp” với thiết bị máy móc. Nói theo cách dễ hiểu hơn, bất cứ cách nào mà con người làm việc với một máy móc qua một màn hình giao diện thì đó là một HMI.

Màn hình HMI là một loại màn hình hiển thị nhỏ, có khả năng giao tiếp với các bộ điều khiển. Màn hình HMI sẽ kết nối với bộ lập trình PLC, kỹ thuật viên sẽ lập trình giao diện PLC đó để điều khiển các thiết bị. Màn hình HMI sẽ được lắp đặt trên mặt của tủ điện điều khiển, trong nhà máy sản xuất, người vận hành có thể theo dõi và thao tác trên màn hình HMI để điều khiển các thiết bị sản xuất.

Điện - Điện tử
Màn hình HMI

Ứng dụng của HMI trong Điện – Điện tử

Trong ngành Điện – Điện tử, HMI được ứng dụng để

  1. Điều khiển và giám sát thiết bị: Màn hình HMI giúp người dùng điều khiển, giám sát các thiết bị như máy móc sản xuất, hệ thống điện, và thiết bị tự động hóa. Ngoài ra, người điều khiển có thể thay đổi các tham số, bật/tắt thiết bị, và theo dõi trạng thái hoạt động.
  2. Quản lý quy trình sản xuất: Màn hình HMI được sử dụng để quản lý quy trình sản xuất bằng cách hiển thị dữ liệu về nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, và các thông số quan trọng khác. Người dùng có thể theo dõi và điều chỉnh các tham số để đảm bảo quy trình diễn ra ổn định và hiệu quả.
  3. Hệ thống điều khiển thông minh: Màn hình HMI cho phép người dùng tương tác với các thiết bị và ứng dụng thông qua giao diện trực quan.
  4. Bảo trì và sửa chữa: Màn hình HMI cung cấp thông tin về trạng thái và hiệu suất của thiết bị, giúp người dùng phát hiện và định vị sự cố nhanh chóng, từ đó hỗ trợ quá trình bảo trì và sửa chữa hiệu quả hơn.
  5. Thu thập dữ liệu và phân tích: Màn hình HMI sau khi được dùng để thu thập dữ liệu từ các thiết bị và hệ thống điện – điện tử sẽ làm công việc phân tích hiệu suất và đưa ra quyết định quản lý thông minh.
  6. Giám sát mạng điện thông minh: Trong hệ thống điện thông minh, màn hình HMI giúp giám sát và quản lý việc phân phối và tiêu thụ năng lượng điện. Nó cung cấp thông tin về tình trạng của các thiết bị kết nối với mạng điện thông minh và cho phép quản lý năng lượng hiệu quả hơn.
  7. Hệ thống điều khiển tòa nhà thông minh: Trong các ứng dụng như hệ thống điều khiển tòa nhà thông minh, màn hình HMI được sử dụng để điều khiển ánh sáng, nhiệt độ, an ninh, và các tính năng khác của tòa nhà từ xa hoặc tự động.

Ưu/Nhược điểm khi dùng các loại màn hình HMI

Màn hình HMI sẽ được chia ra hai loại: kiểu truyền thống và hiện đại. Ở mỗi loại màn hình sẽ có những ưu/nhược điểm khác nhau, người dùng cần biết những đặc điểm này để sử dụng màn hình HMI sao cho phù hợp, tránh mất thời gian, tốn thêm chi phí.

  1. Màn hình HMI truyền thống

Màn hình HMI truyền thống bao gồm các thiết bị nhập thông tin như: công tắc chuyển mạch, nút bấm… và xuất thông tin như: đèn báo, còi, đồng hồ đo, các bộ tự ghi dùng giấy.

Ưu điểm:

  • Dễ sử dụng: Người dùng có thể thao tác với hệ thống bằng cách chạm, nhấn nút, hoặc sử dụng thiết bị nhập liệu truyền thống như bàn phím và chuột
  • Đáng tin cậy và ít bị lỗi hơn so với các giải pháp khác do không phụ thuộc vào kết nối mạng hoặc phần cứng phức tạp
  • Thời gian xử lý nhanh: Giúp người dùng điều khiển và giám sát các quy trình một cách hiệu quả
  • Chi phí thấp: Màn hình HMI truyền thống thường có chi phí thấp hơn so với các giải pháp mới như màn hình cảm ứng hoặc các công nghệ mới hơn.
Màn hình HMI truyền thống

Nhược điểm:

  • Giới hạn khi tùy chỉnh: Khó tùy chỉnh và cập nhật khi cần thay đổi giao diện hoặc chức năng.
  • Kích thước màn hình hạn chế: Điều này có thể làm giới hạn việc hiển thị thông tin hoặc đồ họa phức tạp trên màn hình.
  • Không hỗ trợ đa phương tiện như âm thanh và video.
  • Khó thay đổi: Khi cần thay đổi giao diện hoặc chức năng của màn hình HMI truyền thống, việc này đòi hỏi sự can thiệp trực tiếp vào phần cứng, khiến quá trình làm việc bị mất thời gian

2. Màn hình HMI hiện đại

Màn hình HMI hiện đại xuất hiện như một giải pháp công nghệ mới, tích hợp nhiều tính năng mà thiết bị HMI truyền thống không thể làm hoặc tốn thời gian, công sức để xử lý. HMI hiện đại chia làm một số loại chính như:

• HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA,Citect…
• HMI trên nền nhúng: HMI chuyên dụng, hệ điều hành là Windows CE 6.0
• Một số loại HMI biến thể khác: MobileHMI dùng Palm, PoketPC.

Điện - Điện tử
Màn hình làm việc của một thiết bị HMI hiện đại

Ưu điểm:

  • Màn hình cảm ứng: Màn hình cảm ứng cho phép người dùng “giao tiếp” chỉ bằng những cái chạm
  • Giao diện đẹp, độ phân giải cao: HMI hiện đại có thiết kế đẹp mắt, độ phân giải cao giúp nâng cao chất lượng theo dõi và kiểm soát các quy trình phức tạp
  • Kết nối mạng và IoT: Tích hợp với khả năng kết nối mạng và hỗ trợ cho IoT, cho phép truy cập từ xa, giám sát từ xa và thu thập dữ liệu trực tiếp từ các thiết bị và cảm biến.
  • Tích hợp dễ dàng với hệ thống: Thiết bị HMI hiện đại có thể tích hợp dễ dàng với các hệ thống điều khiển và tự động hóa khác thông qua các giao thức liên thông phổ biến như OPC, Modbus, và Ethernet/IP; ngoài ra, thiết bị còn tích hợp cả âm thanh và video để cung cấp thông tin đa phương tiện, chính xác hơn;
Điện - Điện tử
Màn hình HMI hiện đại tích hợp nhiều tính năng tiện ích
  • Công nghệ màn hình linh hoạt: Một số màn hình HMI linh hoạt có khả năng định dạng, tự uốn cong hoặc dẻo theo các hình dạng và kích thước khác nhau để phù hợp với ứng dụng cụ thể.
  • Quản lý dữ liệu và lưu trữ: Tích hợp với khả năng quản lý dữ liệu và lưu trữ dữ liệu lâu dài để phục vụ cho phân tích và báo cáo sau này.
  • An toàn bảo mật: Bảo vệ dữ liệu và thiết bị khỏi các mối đe dọa trực tuyến

Dù vậy, HMI vẫn còn một số nhược điểm:

  • Giá thành cao
  • Phức tạp hóa, yêu cầu người dùng phải học tập và được đào tạo trong thời gian dài để có thể sử dụng thành thạo
  • Cần bảo trì và cập nhật thường xuyên để đảm bảo tính ổn định và bảo mật. Điều này đòi hỏi sự quản lý và chăm sóc liên tục.

Dù vậy, thiết bị HMI hiện đại vẫn đã và đang được ưa chuộng trong ngành Điện – Điện tử hiện nay bởi những thay đổi mang tính đột phá, tiện ích hơn nhiều so với thiết bị HMI truyền thống.

Tiêu chí lựa chọn màn hình HMI phù hợp

Để lựa chọn màn hình phù hợp, người mua nên dựa vào mục đích sử dụng, công việc cũng như giá cả. Một số tiêu chí khi lựa chọn màn hình HMI có thể kể đến như:

  • Khả năng kết nối với các thiết bị

Màn hình HMI cần tương thích với các thiết bị và hệ thống hiện có. Hãy đảm bảo rằng nó hỗ trợ các giao thức giao tiếp cần thiết, chẳng hạn như Modbus, OPC, hoặc các giao thức khác.

  • Hệ điều hành, lõi chip, bộ nhớ chương trình

Nếu ứng dụng của bạn đơn giản và không đòi hỏi nhiều xử lý hoặc bộ nhớ, bạn có thể sử dụng màn hình HMI với cấu hình tương đối thấp để tiết kiệm nguồn lực. Tuy nhiên, trong các ứng dụng phức tạp và yêu cầu hiệu suất cao, việc chọn màn hình HMI có hệ điều hành, lõi chip và bộ nhớ chương trình mạnh mẽ là rất quan trọng để đảm bảo tính ổn định và hiệu suất.

  • Kích thước màn hình, tính năng cảm ứng

Hãy xác định kích thước màn hình và độ phân giải cần thiết dựa trên nhiệm vụ và không gian hiển thị để đảm bảo màn hình hiển thị rõ ràng, dễ quan sát.

Ngoài ra, nếu như dự án không quá phức tạp hoặc không có nhiều kinh phí, bạn có thể lựa chọn màn hình không cảm ứng. Ngược lại, nếu dự án phức tạp, yêu cầu nhiều phần việc, màn hình có cảm ứng sẽ thích hợp hơn

  • An toàn bảo mật

Màn hình HMI cần có các tính năng bảo mật để bảo vệ dữ liệu và thiết bị khỏi các mối đe dọa trực tuyến.

  • Các tính năng, hiệu suất

Bạn nên xem xét khả năng tích hợp màn hình HMI vào hệ thống hiện có một cách dễ dàng và linh hoạt hay không. Ngoài ra, nếu muốn máy tích hợp IoT, hãy đảm bảo rằng nó hỗ trợ kết nối IoT và các giao thức liên quan.

Về hiệu suất làm việc, một màn hình HMI cần có hiệu suất đủ để đáp ứng yêu cầu của ứng dụng.

Màn hình HMI hiện đại cần được xem xét về hiệu suất làm việc phù hợp hay không
  • Chính sách mua hàng

Một số nhà sản xuất đến từ các nước khác nhau sẽ đem lại những chất lượng khác nhau dù giá cả không chênh nhau là bao. Người mua cần xem xét kĩ về dịch vụ của nhà cung cấp, chính sách hỗ trợ sau bán hàng, bảo hành và cung cấp các cập nhật phần mềm.

  • Giá cả

Giá cả mới là yếu tố quyết định HMI có về tay bạn hay không. Hãy lựa chọn tùy thuộc vào ngân sách dự án cho phép, tuy nhiên, cũng đừng ham rẻ, đồ cũ!

Các bạn đã hiểu được rõ hơn về màn hình HMI rồi chứ? Dù là một “newbie” trong ngành Điện – Điện tử hay không, hãy tìm hiểu kĩ về HMI để có thể làm việc hiệu quả nhé! Chúc các bạn thành công!

Theo học tại trường Cao đẳng FPT Polytechnic, sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử ngoài giờ học trên lớp sẽ được tham gia hoạt động thực hành tại xưởng thực hành của trường & doanh nghiệp. Đặc biệt, đây cũng là chuyên ngành có khá nhiều hoạt động “thực chiến” với nhiều đơn đặt hàng đến từ các doanh nghiệp. Đây sẽ là cơ hội tuyệt vời để sinh viên củng cố kiến thức, nâng cao kỹ năng, gia tăng năng lực cạnh tranh tuyển dụng ngay từ khi còn ngồi trên ghế nhà trường.

Chỉ trong 2 năm (6 học kỳ liên tục), sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật điện – điện tử sẽ được đào tạo để trở thành những kỹ thuật viên, chuyên viên bảo trì, thiết kế, lắp đặt mạng lưới điện, chuyên viên kỹ thuật,… từ đó đủ tự tin để nộp CV tại các xưởng công nghiệp, công ty viễn thông,…

Trong kỳ thực tập, sinh viên sẽ được học hỏi, làm việc tại các doanh nghiệp là đối tác chất lượng của nhà trường, đảm bảo đầu ra, chắc kiến thức, thạo kỹ năng sau khi ra trường.

Trường Cao đẳng FPT Polytechnic

Cùng chuyên mục

Đăng Kí học Fpoly 2024

  • Max. file size: 512 MB.
  • Max. file size: 512 MB.
  • Max. file size: 512 MB.