HMI là gì? Cấu tạo, nguyên lý, ứng dụng của phần mềm HMI vào cuộc sống

HMI là gì? Đây là cụm từ chỉ Giao diện Người – Máy, đã trở thành một phần không thể thiếu trong hầu hết các hệ thống điều khiển và tự động hóa ngày nay. Từ nhà máy sản xuất đến hệ thống điều khiển tòa nhà, HMI đóng vai trò quan trọng trong việc tương tác giữa con người và máy móc.

Trong bối cảnh một thế giới đang ngày càng chuyển hướng về tự động hóa và kỹ thuật số, sức mạnh của HMI đã được tăng cường và phát triển đáng kể. Vậy bạn đã hiểu rõ về phần mềm HMI là gì chưa? Ưu điểm và tính ứng dụng vào thực tế như thế nào? Cùng Nuoccongnghiep.com khám phá chi tiết qua bài viết dưới đây nhé. 

Tìm hiểu phần mềm HMI

Phần mềm HMI là gì?

HMI, viết tắt của “Human-Machine Interface” – Giao diện Người – Máy, là một phần quan trọng của nhiều thiết bị hiện đại, giúp tạo điều kiện cho việc liên kết giữa con người và máy móc. Được định nghĩa đơn giản là giao diện mà con người sử dụng để tương tác với máy, HMI đã trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất đến dịch vụ.

Con người sẽ làm việc với máy móc thông qua một màn hình hiển thị đồ họa. Thông qua giao diện này, người sử dụng có thể truy cập và điều khiển các chức năng, quản lý dữ liệu, và nhận thông tin trực tiếp từ máy một cách dễ dàng và hiệu quả. 

Ưu điểm của hệ thống HMI là gì?

Tối ưu hóa và đơn giản hóa các thao tác vận hành đã trở thành một ưu tiên quan trọng hàng đầu trong các hệ thống hiện đại. Trong quá khứ, để điều khiển một hệ thống phức tạp, thường cần sử dụng nhiều nút nhấn, công tắc và thiết bị ngoại vi khác nhau. Nhưng cho đến ngày nay, nhờ sự tiến bộ của công nghệ, HMI đã mang lại một giải pháp hiệu quả hơn, cho phép vận hành toàn bộ hệ thống thông qua một giao diện trực quan và dễ sử dụng.

HMI không chỉ đơn thuần là một giao diện, mà còn là một công cụ mạnh mẽ cho việc hiển thị thông tin, dữ liệu và sự cố trong quá trình vận hành máy móc. Với khả năng hiển thị thông tin theo thời gian thực, người vận hành có thể nhận được thông tin đầy đủ và chi tiết về hoạt động của hệ thống, từ đó có thể điều chỉnh và xử lý sự cố một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Phần mềm HMI thường được thiết kế với tính linh hoạt cao, cho phép thay đổi và bổ sung thông tin một cách dễ dàng nếu cần thiết. Điều này cực kỳ quan trọng trong thời đại 4.0, khi dữ liệu thường xuyên được cập nhật và yêu cầu sự linh động từ các hệ thống.

Ngoài ra, HMI cũng có khả năng lưu trữ cao và kết nối mạnh mẽ với nhiều loại thiết bị và giao thức khác nhau. Điều này giúp tạo ra một môi trường làm việc linh hoạt, tích hợp các hệ thống tự động hóa và điều khiển.

Ứng dụng của HMI là gì?

Trước đây, khái niệm về HMI thường được xem là một công nghệ khá lạ lẫm và thường chỉ xuất hiện trong các nền công nghiệp phương Tây tiên tiến. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, HMI đã trở nên phổ biến và trở thành một phần không thể thiếu trong nhiều doanh nghiệp trên toàn thế giới. Không chỉ xuất hiện trong các ngành công nghiệp truyền thống như dầu khí, thực phẩm và đồ uống,… mà HMI cũng đã tiếp cận và ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực mới như kiến trúc hạ tầng, năng lượng và hóa chất.

Để duy trì và củng cố vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp, hệ thống HMI liên tục trải qua các bước tiến vượt bậc về độ hoàn thiện, chất lượng và khả năng tương thích với công nghệ của các nhà sản xuất. Giao diện HMI hiện đại ngày nay không chỉ cung cấp các tính năng đồ họa mạnh mẽ, mà còn ứng dụng sinh động và trực quan hơn bao giờ hết. Điều này giúp cho người dùng dễ dàng triển khai, sử dụng và giải quyết các sự cố xảy ra ngay lập tức.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của HMI như thế nào?

Cấu tạo

Các thành phần chính của HMI bao gồm: 

• Phần cứng: Bao gồm màn hình, chip, CPU, bộ nhớ chương trình ROM, bộ nhớ RAM, và các phím bấm. Phần cứng này giúp xây dựng nên nền tảng vật lý của HMI, cho phép hiển thị thông tin và thực hiện các chức năng điều khiển.
• Phần mềm: Bao gồm các hàm và lệnh, các đối tượng (object), công cụ xây dựng HMI, công cụ mô phỏng, công cụ nạp chương trình và công cụ kết nối. Phần mềm này là trí tuệ của HMI, cho phép tạo ra các giao diện Người – Máy tương tác linh hoạt.
• Truyền thông: Bao gồm các cổng kết nối như USB, Ethernet, RS232, RS485 và các giao thức Modbus, PPI, MPI, CANbus. Phần này cho phép HMI kết nối với các thiết bị và hệ thống khác nhau, tạo điều kiện cho việc giao tiếp/ chuyển giao dữ liệu.

Nguyên lý hoạt động

Khi người sử dụng nhấn các nút trên màn hình HMI để cài đặt thông số, các yêu cầu lúc này sẽ được chuyển tiếp đến PLC. Sau đó, PLC sẽ thực hiện các lệnh điều khiển để kích hoạt máy móc và tiến hành chu trình vận hành theo các thiết lập đã được đặt trước. 

Ngoài ra, hệ thống cũng có khả năng gửi các thông tin về trạng thái hoạt động và các thông số hiện tại lên màn hình thông qua PLC, cho phép người sử dụng giám sát và điều khiển các quá trình sản xuất linh hoạt ngay trong thời gian thực.

Phân loại HMI

Các loại HMI truyền thống thường sử dụng các thiết bị nhập thông tin như bút bấm và công tắc chuyển mạch, còn các thiết bị xuất thông tin thường là còi, đèn báo, đồng hồ đo và bộ tự ghi sử dụng giấy. 

Tuy nhiên, hiện nay, HMI được chia thành 2 loại chính, đó là: HMI trên nền PC và HMI trên nền nhúng.

• HMI trên nền PC, dựa trên các hệ điều hành như Windows, thường được tích hợp vào các hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) và phần mềm như Citect. 
• HMI nhúng là một dạng HMI chuyên dụng lấy thiết bị nhúng để làm nền tảng. Loại này thường được thiết kế với cấu hình nhỏ gọn, tiết kiệm năng lượng và chi phí. 

Bên cạnh đó, HMI còn có các biến thể của HMI trên các thiết bị cầm tay như Pocket PC và Palm. 

Phần mềm HMI số 1 thế giới có gì?

Wonderware/ AVEVA là một trong những hãng phần mềm công nghiệp hàng đầu thế giới, chuyên cung cấp các giải pháp đa dạng cho các ngành công nghiệp. Các sản phẩm và giải pháp của họ bao gồm phần mềm HMI/ SCADA, lưu trữ và phân tích dữ liệu, quản lý sản xuất, quản lý đám mây và chuyển đổi kỹ thuật số.

AVEVA đã hợp tác với các đối tác trong mọi lĩnh vực công nghiệp, từ thực phẩm và đồ uống, dầu khí – hóa chất, đóng tàu, năng lượng đến khai thác mỏ. 

Sự hiện diện rộng khắp của phần mềm của AVEVA trong các ngành công nghiệp trên toàn cầu đã được thể hiện qua các con số ấn tượng. Dữ liệu thống kê năm 2019 đã chỉ ra rằng sự phổ biến và ứng dụng của họ đã vượt xa rất nhiều so với trước đó. Điều này cho thấy sự uy tín và hiệu quả của các sản phẩm và giải pháp của AVEVA trên thị trường toàn cầu.

Lời kết

Qua bài viết chắc hẳn bạn đã nắm được tổng quan về phần mềm HMI là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động cũng như tính ứng dụng của HMI vào trong đời sống. HMI là một bước tiến rõ rệt trong việc quản lý, điều khiển và giám sát, mà còn phần mềm định hình tương lai của các ngành công nghiệp và công nghệ.