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

Màn hình cảm ứng HMI là gì là câu hỏi của rất nhiều người, đặc biệt là các doanh nghiệp? Để ứng phó với sự phức tạp của hệ thống điều khiển công nghiệp ngày càng phát triển, hãy cùng tìm hiểu trong bài viết này để biết các ứng dụng của màn hình HMI nhé.

Hiện nay, hệ thống điều khiển công nghiệp ngày càng phát triển, khiến nhiệm vụ của người vận hành liên tục thay đổi, vì vậy, với màn hình cảm ứng, bạn có thể giao tiếp dễ dàng với các thiết bị và thu thập dữ liệu vận hành từ mọi nơi trong cơ sở.

1. Màn hình cảm ứng HMI là gì?

Màn hình cảm ứng HMI, viết tắt của Human-Machine Interface, là công nghệ cho phép con người tương tác trực tiếp với các thiết bị máy móc thông qua màn hình cảm ứng. Trong bối cảnh các hệ thống điều khiển công nghiệp ngày càng phát triển và phức tạp, vai trò của màn hình cảm ứng HMI trở nên vô cùng quan trọng.

Màn hình cảm ứng HMI không chỉ giúp người vận hành dễ dàng thực hiện các nhiệm vụ mà còn cung cấp khả năng linh hoạt để xử lý nhiều tình huống khác nhau. Mỗi khi yêu cầu công việc thay đổi, màn hình cảm ứng HMI cho phép người sử dụng dễ dàng cập nhật và điều chỉnh hệ thống mà không cần nhiều thời gian hoặc kỹ năng đặc biệt. Điều này rất quan trọng trong môi trường công nghiệp nơi tốc độ và độ chính xác luôn được đặt lên hàng đầu.

Màn hình cảm ứng HMI cũng hỗ trợ người dùng giao tiếp với máy móc một cách trực quan và thuận tiện hơn. Thay vì phải nhập lệnh thông qua các bàn phím hoặc thiết bị điều khiển phức tạp, người vận hành chỉ cần chạm vào các biểu tượng trên màn hình để thực hiện nhiều tác vụ cần thiết. Điều này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót do nhập liệu.

Một lợi ích quan trọng khác của màn hình cảm ứng HMI là khả năng thu thập và phân tích dữ liệu từ các thiết bị và cơ sở sản xuất. Màn hình cảm ứng HMI có thể hiển thị các thông số vận hành, cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất và cảnh báo khi có sự cố xảy ra. Nhờ đó, người quản lý có thể đưa ra các quyết định kịp thời và chính xác để tối ưu hóa hoạt động sản xuất.

Trong các ứng dụng công nghiệp hiện đại, màn hình cảm ứng HMI đóng vai trò như một công cụ quan trọng giúp tối ưu hóa hiệu quả và tăng cường khả năng giám sát. Sự linh hoạt và dễ sử dụng của HMI không chỉ giúp cải thiện hiệu suất làm việc của nhân viên mà còn nâng cao khả năng quản lý và điều hành của các doanh nghiệp.

Màn hình cảm ứng HMI là một giải pháp công nghệ tiên tiến giúp kết nối con người với máy móc một cách hiệu quả và dễ dàng. Với khả năng linh hoạt và tính năng thân thiện với người dùng, HMI đang trở thành lựa chọn hàng đầu trong các hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại. Việc áp dụng HMI không chỉ giúp nâng cao hiệu suất làm việc mà còn cải thiện toàn diện quá trình quản lý và vận hành trong các cơ sở sản xuất.

2. Các loại màn hình cảm ứng HMI

Trong môi trường công nghiệp, HMI có nhiều dạng khác nhau. Nó có thể là một màn hình độc lập, một màn hình điều khiển tích hợp với một thiết bị khác, hoặc thậm chí là một máy tính bảng. Dù ở dạng nào, mục tiêu chính của HMI là giúp người dùng dễ dàng trực quan hóa dữ liệu về hoạt động và điều khiển máy móc. Ví dụ, người vận hành có thể sử dụng HMI để kiểm tra xem băng tải nào đang hoạt động hoặc điều chỉnh nhiệt độ của bồn chứa nước công nghiệp.

Màn hình cảm ứng HMI hiện đại được phân thành hai loại chính:

• HMI trên nền PC và Windows/MAC: Loại này bao gồm các hệ thống SCADA và Citect, thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng xử lý mạnh mẽ và giao diện người dùng phức tạp.
• HMI trên nền nhúng: Đây là các HMI chuyên dụng, chạy trên hệ điều hành như Windows CE, thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp đòi hỏi tính ổn định và hiệu suất cao.

Ngoài ra, còn có các loại HMI biến thể khác như màn hình tích hợp PLC hoặc màn hình lai (Hybrid Xpanel). Đây là sự kết hợp giữa HMI và PLC trong một thiết bị, cung cấp một giải pháp tiện lợi và tối ưu, kết hợp các ưu điểm của cả hai thiết bị mạnh mẽ và đáng tin cậy trong một thiết kế thân thiện với người dùng.

3. Những ứng dụng của màn hình cảm ứng HMI trong công nghiệp

Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đang tác động đến mọi lĩnh vực và lan rộng mạnh mẽ đến mọi khu vực trên toàn cầu. HMI (Human-Machine Interface) là thiết bị không thể thiếu, giúp đẩy nhanh quá trình tự động hóa các công đoạn và quy trình sản xuất phức tạp, yêu cầu độ chính xác cao. Do đó, HMI được chọn lựa chọn và sử dụng rất rộng rãi trong nhiều tổ chức công nghiệp để tương tác với máy móc và tối ưu hóa quy trình công nghiệp, bao gồm dầu khí, năng lượng, chế tạo, ngành nước, vận tải và nhiều lĩnh vực khác.

Khi hệ thống SCADA (Giám sát và Thu thập Dữ liệu) giao tiếp với PLC (Bộ lập trình) và các cảm biến đầu vào/đầu ra để thu thập thông tin hoạt động của thiết bị, dữ liệu này sẽ được hiển thị trên HMI. HMI có thể trình bày thông tin này dưới dạng biểu đồ, đồ thị hoặc các biểu diễn trực quan khác, giúp dễ dàng đọc và hiểu. Với HMI, bạn có thể xem tất cả thông tin hiệu suất của thiết bị trong một giao diện duy nhất, cải thiện khả năng giám sát hoạt động của nhà máy. Người vận hành cũng có thể quản lý và xử lý các cảnh báo một cách nhanh chóng thông qua HMI.

Ngoài ra, người vận hành có thể sử dụng màn hình HMI để điều khiển thiết bị, tăng năng suất hoặc điều chỉnh theo tình huống thay đổi. Các điều chỉnh này có thể được thực hiện trực tiếp trên HMI, giúp quy trình trở nên nhanh chóng và thuận tiện hơn.

Với sự phát triển của Internet of Things (IoT) trong các cơ sở công nghiệp, HMI ngày càng trở nên quan trọng hơn. HMI cho phép người dùng xem dữ liệu và điều khiển các thiết bị kết nối khác nhau trong nhà máy của mình.

HMI giúp tối ưu hóa quy trình công nghiệp bằng cách số hóa và tập trung hóa dữ liệu. Nhờ HMI, người vận hành có thể thấy thông tin quan trọng dưới dạng biểu đồ hoặc bảng điều khiển kỹ thuật số, quản lý cảnh báo, và kết nối với các hệ thống SCADA và MES (Hệ thống Quản lý Sản xuất) từ một giao diện duy nhất.

Trước đây, người vận hành phải kiểm tra tiến độ sản xuất trực tiếp và ghi chép trên giấy hoặc bảng. Với công nghệ HMI, thông tin thời gian thực từ PLC được truyền trực tiếp đến màn hình HMI, loại bỏ những phương pháp lỗi thời này và giảm thiểu các vấn đề do thiếu thông tin hoặc sai sót của con người.

4. Các bước xây dựng hệ thống HMI

4.1. Lựa chọn phần cứng

• Chọn kích thước màn hình: Dựa trên số lượng thông số và thông tin cảm biến cần hiển thị đồng thời, cũng như nhu cầu về đồ thị và đồ họa.
• 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…).
• Chọn số lượng phím cứng và phím cảm ứng: Xác định số lượng phím cần thiết để sử dụng cùng lúc.
• Chọn cổng mở rộng: Nếu cần in ấn, đọc mã vạch, hoặc kết nối các thiết bị ngoại vi khác, hãy chọn các cổng phù hợp.
• Chọn dung lượng bộ nhớ: Dựa trên số lượng thông số cần thu thập, lưu trữ dữ liệu và số lượng trang màn hình cần hiển thị.

4.2. Xây dựng giao diện

• Cấu hình phần cứng: Lựa chọn phần cứng và chuẩn giao thức kết nối.
• Thiết kế các trang màn hình: Tạo các trang hiển thị cần thiết.
• Gán các biến (tag) cho các đối tượng: Liên kết các biến với các đối tượng hiển thị.
• Sử dụng các đối tượng đặc biệt: Áp dụng các đối tượng đặc biệt nếu cần thiết.
• Viết các chương trình script (tùy chọn): Nếu cần, viết các đoạn mã script để thực hiện các chức năng đặc biệt.
• Mô phỏng và kiểm tra chương trình: Thực hiện mô phỏng và kiểm tra để đảm bảo chương trình hoạt động đúng.
• Nạp chương trình vào HMI: Chuyển chương trình đã hoàn chỉnh vào thiết bị HMI.

4.3. Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel Cimon

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel CIMON hoạt động trên nền tảng Windows CE, mang lại độ tin cậy cao cho mọi môi trường công nghiệp. Được tích hợp với phần mềm thiết kế trực quan và thư viện đồ họa đa dạng, cùng nhiều tính năng như Recipe, Data Logging, Script, Trend, Data Server, Schedule, Data Bridge, Alarm và VNC server, màn hình HMI CIMON giúp rút ngắn thời gian triển khai và phát triển dự án nhanh chóng.

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel CIMON có ba dòng sản phẩm chính gồm:

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel XT/iXT Series

Dòng XT/iXT Series có bảng điều khiển cảm ứng điện trở dễ sử dụng, với các kích thước 4.3 inches; 7 inches, 10.4 inches, 12.1 inches và 15 inches, đáp ứng đa dạng yêu cầu ứng dụng. Các tính năng bao gồm một cổng Ethernet 10/100 Base T, 2/3 cổng COM (1/2 x RS232 + 1 x RS422/485), một cổng USB Host, một Tool Host và một Card SD (tùy chọn). XT/iXT Series phù hợp cho các ứng dụng nhỏ, không đòi hỏi nhiều khả năng mở rộng và kết nối.

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel nXT

Dòng nXT là phiên bản cao cấp của Cimon, với màn hình cảm ứng điện dung công nghiệp, CPU lõi tứ, hệ điều hành nhúng và cấp độ bảo vệ IP68. Mặt trước của màn hình đạt tiêu chuẩn UL Type 4X/12 với vỏ nhôm. Màn hình nXT được chứng nhận UL Class 1, Division 2 và có khả năng hiển thị rõ dưới ánh sáng mặt trời, lý tưởng cho các ứng dụng ngoài trời. Dòng nXT tương thích với phần mềm Cimon Canvas, dễ sử dụng cho mọi cấp độ kỹ năng.

Màn hình cảm ứng HMI/Xpanel eXT

Dòng eXT cung cấp hiệu suất mạnh mẽ tương tự như nXT, nhưng được thiết kế với chi phí tiết kiệm hơn bằng cách sử dụng vỏ nhựa cho bảng điều khiển phía trước. Đây là giải pháp hiệu quả chi phí cho các ứng dụng trong nhà. Màn hình eXT Series cũng tương thích với phần mềm trực quan hóa CIMON Canvas mới nhất, mang lại trải nghiệm tối ưu cho người dùng.

4.4. Màn hình cảm ứng HMI Kinco

Kinco cung cấp ba dòng HMI chính bao gồm Future, Green và Mass, đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng công nghiệp khác nhau như robot, máy móc xây dựng và hình ảnh y tế.

Giải pháp của Kinco hỗ trợ giao tiếp PLC phổ biến và các giao thức IoT như MQTT, cho phép kết nối dễ dàng với đám mây. Phần mềm cấu hình mới tích hợp công nghệ vận hành (OT) và công nghệ thông tin (IT), mang lại hiệu quả, dễ sử dụng, bảo mật và khả năng mở rộng.

Future Series HMI

Future Series dựa trên bộ xử lý kiến trúc Cortex-A9, hỗ trợ âm thanh và video, phù hợp cho các tình huống tương tác giữa con người và máy tính như cấu hình kết hợp giám sát video, giọng nói, báo động, v.v. Với hiệu suất cao, chất lượng tốt và dễ sử dụng, Future Series đáp ứng nhu cầu đa dạng của khách hàng. Thiết bị này hỗ trợ đầu vào video Ethernet, đầu ra âm thanh, thẻ SD và giao diện nền tảng Ali IoT được tích hợp sẵn trong phần mềm.

Green Series HMI

Green Series sử dụng bộ xử lý công nghiệp kiến trúc ARM Cortex-A7, đảm bảo vòng đời dài và hiệu suất cao. Dòng sản phẩm này cung cấp sự bảo đảm đáng tin cậy cho chất lượng sản xuất dài hạn, giúp nâng cao chất lượng của các thiết bị sản xuất cao cấp ở Trung Quốc.

Mass Series HMI

Mass Series sử dụng CPU đa lõi công nghiệp với bộ nhớ flash NAND 256MB và bộ nhớ DDR3 128MB, đáp ứng nhu cầu thị trường với dung lượng lớn, độ nét cao, góc nhìn rộng và gam màu phong phú. Phần mềm Kinco DTools v4.0 miễn phí đi kèm giúp tối ưu hóa trải nghiệm người dùng.

5. Tổng kết

Như vậy, bài viết trên đây đã giới thiệu cho bạn màn hình cảm ứng HMI là gì và những sản phẩm trong lĩnh vực này để bạn có thể tham khảo. Rất mong bài viết này sẽ giúp ích được phần nào cho bạn trong quá trình tìm hiểu màn hình HMI là gì.