HMI là gì? Tìm hiểu về Giao diện Người Máy “Human Machine Interface”

08/03/2025
45 Phút đọc
1764 Lượt xem

HMI là thiết bị có vai trò quan trọng trong hầu hết các hệ thống tự động hóa công nghiệp hiện đại, từ dây chuyền sản xuất thực phẩm đến trạm điều khiển năng lượng. Đây chính là cầu nối trực quan, là bộ mặt của cỗ máy, cho phép các kỹ sư, kỹ thuật viên tương tác, điều khiển và giám sát toàn bộ quy trình một cách chính xác và hiệu quả nhất. Hãy cùng Thanh Thiên Phú khám phá chi tiết về màn hình HMI trong bài viết dưới đây.

1. HMI là gì?

HMI là viết tắt của “Human Machine Interface” dịch ra tiếng Việt có nghĩa là Giao diện Người – Máy. Đây là một thiết bị hoặc một phần mềm cho phép con người, cụ thể là các kỹ sư, người vận hành, tương tác và giao tiếp với máy móc, thiết bị hoặc một hệ thống phức tạp. Hãy hình dung HMI như bảng điều khiển trung tâm trên một chiếc ô tô hiện đại. Thay vì hàng loạt công tắc cơ, đồng hồ kim rối rắm, bạn có một màn hình cảm ứng hiển thị mọi thông số từ tốc độ, mức nhiên liệu, nhiệt độ động cơ, hệ thống định vị, giải trí. Bạn có thể chạm vào màn hình để điều khiển, ra lệnh và nhận phản hồi ngay lập tức. Trong công nghiệp, màn hình HMI chính là bảng điều khiển thông minh đó, nhưng ở một quy mô lớn và chuyên dụng hơn rất nhiều.

Giao diện Người - Máy (HMI)
Giao diện Người – Máy (HMI)

Nó không đơn thuần là một màn hình hiển thị. Màn hình HMI là một tập hợp công nghệ bao gồm cả phần cứng và phần mềm, được thiết kế để chuyển đổi những dữ liệu máy móc phức tạp, những dòng lệnh từ Bộ điều khiển logic khả trình (PLC), biến tần, cảm biến… thành các đồ thị, biểu đồ, nút nhấn, hình ảnh hoạt họa sinh động và dễ hiểu. Nhờ có HMI, người vận hành không cần phải là một chuyên gia lập trình PLC mới có thể điều khiển được dây chuyền. Họ có thể khởi động/dừng một động cơ, điều chỉnh nhiệt độ lò hơi, giám sát áp suất đường ống, hay nhận cảnh báo khi có sự cố… tất cả chỉ bằng vài thao tác chạm trên màn hình.

Kết nối HMI với PLC giúp giám sát và điều khiển hệ thống một cách trực quan
Kết nối HMI với PLC giúp giám sát và điều khiển hệ thống một cách trực quan

Về bản chất, HMI thực hiện hai chức năng cốt lõi. Chức năng đầu tiên là hiển thị dữ liệu (Data Visualization), tức là chuyển đổi dữ liệu thô từ máy móc như tín hiệu 0/1 hay giá trị analog 4-20mA thành thông tin có ý nghĩa cho con người. Ví dụ như hiển thị biểu đồ nhiệt độ theo thời gian thực, sơ đồ mô phỏng hoạt động của băng tải, hoặc đèn báo chuyển trạng thái.

Kết nối HMI với PLC giúp hướng dẫn các quy trình vận hành an toàn
Kết nối HMI với PLC giúp hướng dẫn các quy trình vận hành an toàn

Chức năng thứ hai là điều khiển và ra lệnh (Control and Command), cho phép người dùng nhập liệu và gửi lệnh xuống cho máy móc. Ví dụ, việc nhấn nút START trên màn hình HMI sẽ gửi tín hiệu đến PLC để thực thi lệnh khởi động động cơ tương ứng.

⇨ Tìm hiểu thêm về cách kết nối HMI với PLC các hãng

⇨ Tìm hiểu thêm về cách lập trình PLC điều khiển động cơ bước

⇨ Tìm hiểu thêm về cách điều khiển động cơ servo bằng PLC

⇨ Tìm hiểu thêm về cách kết nối cảm biến NPN với PLC

Trong bối cảnh của cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 và sự trỗi dậy của nhà máy thông minh (Smart Factory), vai trò của HMI ngày càng trở nên quan trọng. Nó không còn chỉ là một thiết bị độc lập mà đã trở thành một cửa ngõ thu thập dữ liệu, một mắt xích không thể thiếu trong hệ sinh thái Internet vạn vật công nghiệp (IIoT). Dữ liệu từ HMI có thể được đẩy lên các hệ thống cấp cao hơn như SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) hay MES (Manufacturing Execution System) để phục vụ cho việc phân tích, tối ưu hóa toàn diện và ra quyết định quản trị. Vì vậy, hiểu rõ HMI là gì và làm chủ nó chính là bước đầu tiên để các kỹ sư và doanh nghiệp khai phá tiềm năng của tự động hóa, nâng cao hiệu suất làm việc và khẳng định vị thế trên thị trường.

2. Các tính năng chính của HMI

Giao diện của HMI được thiết kế đơn giản và dễ sử dụng, với các nút bấm, biểu tượng và màn hình hiển thị rõ ràng và dễ đọc. Điều này giúp người dùng tương tác với màn hình và kiểm soát quy trình và hệ thống một cách hiệu quả.

Thiết bị cung cấp thông tin thời gian thực về quy trình và hệ thống. Nó liên tục cập nhật thông tin và cho phép người dùng theo dõi toàn bộ quy trình ở thời điểm thực tế. Điều này giúp người dùng đưa ra quyết định và hành động nhanh chóng và hiệu quả.

Màn hình này có tính năng tùy chỉnh, cho phép người dùng điều chỉnh các thông số và cài đặt theo ý muốn để phù hợp với từng ứng dụng cụ thể. Giao diện, các thông số hiển thị, chức năng và các cài đặt khác có thể được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của người dùng.

Người dùng có khả năng quản lý và kiểm soát thiết bị và quy trình từ xa. Điều này tăng tính linh hoạt và giúp tiết kiệm chi phí vận hành, cho phép người dùng kiểm soát và giám sát quy trình và hệ thống từ bất kỳ đâu.

Thiết bị cho phép người dùng điều khiển thiết bị và quy trình, cũng như giám sát thông số và biểu đồ để đảm bảo hoạt động tối ưu và an toàn. Nó cũng có tính năng báo cáo và ghi nhật ký về hoạt động và sự cố của hệ thống, giúp người dùng phân tích và cải thiện quy trình và hiệu quả hoạt động của hệ thống.

Thiết bị cung cấp tính năng bảo mật để đảm bảo an toàn và bảo vệ thông tin quan trọng của hệ thống. Nó hỗ trợ xác thực người dùng và kiểm soát truy cập để đảm bảo chỉ có người được ủy quyền có thể truy cập và kiểm soát hệ thống.

HMI giúp người dùng tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả vận hành. Nó giảm thiểu lỗi và sự cố trong quá trình vận hành và tăng tính linh hoạt trong việc điều khiển hệ thống.

3. Nguyên lý hoạt động của HMI

HMI hoạt động như một trung tâm điều khiển và giám sát, kết nối con người với máy móc và quy trình sản xuất thông qua một bộ điều khiển trung gian là PLC. Để thiết lập hệ thống này, HMI cần được tích hợp phần mềm phù hợp và kết nối với PLC bằng cáp truyền thông.

Khi người vận hành tương tác với HMI, chẳng hạn như nhấn nút trên màn hình cảm ứng hoặc nhập các giá trị cài đặt, HMI sẽ chuyển các yêu cầu này thành tín hiệu và gửi đến PLC. PLC sẽ xử lý các tín hiệu này và điều khiển trực tiếp các máy móc, thiết bị trên dây chuyền sản xuất (ví dụ: bật/tắt động cơ, điều chỉnh tốc độ, đóng/mở van).

Ngược lại, các máy móc và thiết bị trên dây chuyền liên tục gửi thông tin về trạng thái hoạt động (đang chạy hay dừng, có lỗi hay không) và các thông số hiện tại (nhiệt độ, áp suất, tốc độ, mức chất lỏng…) đến PLC. PLC sau đó chuyển tiếp các thông tin này đến HMI. HMI sẽ hiển thị các thông tin này một cách trực quan trên màn hình, giúp người vận hành dễ dàng theo dõi, giám sát toàn bộ quá trình sản xuất và đưa ra các quyết định điều khiển kịp thời.

4. Lịch sử phát triển của HMI

Ở giai đoạn sơ khai trước những năm 1980, việc giao tiếp với máy móc là một công việc thuần túy cơ và điện. Các bảng điều khiển là những tủ điện khổng lồ, chằng chịt dây nối, với hàng trăm nút nhấn vật lý, công tắc gạt, đèn báo và đồng hồ đo kim. Mỗi chức năng đòi hỏi một thiết bị và đường dây riêng. Khó khăn lớn nhất của thời kỳ này là việc lắp đặt và đi dây cực kỳ phức tạp, tốn kém. Khi cần thay đổi logic điều khiển, các kỹ sư phải đi lại dây, một công việc tỉ mỉ và dễ sai sót. Việc khắc phục sự cố cũng rất khó khăn, đồng thời các tủ điều khiển này chiếm diện tích đáng kể và chỉ cung cấp thông tin rất cơ bản, không có khả năng đồ họa hay lưu trữ.

Giai đoạn chuyển giao trong những năm 1980 chứng kiến sự ra đời của giao diện điện tử nhờ sự phát triển của công nghệ vi xử lý và màn hình CRT. Các giao diện điện tử đầu tiên này dựa trên văn bản, hiển thị các dòng chữ và số liệu đơn giản trên màn hình đơn sắc. Mặc dù còn thô sơ, đây là một bước tiến lớn khi một màn hình có thể thay thế hàng chục thiết bị vật lý, giảm độ phức tạp của dây nối và tiết kiệm không gian, cho phép người vận hành xem nhiều thông số hơn trên cùng một giao diện.

Giai đoạn bùng nổ từ những năm 1990 đến 2000 đã định hình nên khái niệm HMI hiện đại. Sự phổ biến của máy tính cá nhân với giao diện đồ họa người dùng (GUI) đã tạo ra một tiêu chuẩn mới. Màn hình HMI bắt đầu hỗ trợ đồ họa màu, cho phép kỹ sư thiết kế giao diện mô phỏng lại toàn bộ dây chuyền sản xuất. Các đối tượng như bồn chứa, động cơ được thể hiện bằng hình ảnh trực quan, và màu sắc được dùng để chỉ thị trạng thái hoạt động. Cùng lúc đó, công nghệ màn hình cảm ứng trở nên phổ biến, được tích hợp trực tiếp vào HMI, loại bỏ sự cần thiết của bàn phím hay chuột ngoài, tạo ra phương thức tương tác tự nhiên và nhanh chóng. Đây chính là lúc khái niệm màn hình cảm ứng HMI ra đời và trở thành tiêu chuẩn của ngành.

HMI đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp 4.0
HMI đóng vai trò quan trọng trong công nghiệp 4.0

Giai đoạn hiện đại từ năm 2010 đến nay đã đưa HMI trở thành một thiết bị thông minh, hiệu suất cao và kết nối mạnh mẽ, đóng vai trò trung tâm trong kiến trúc IIoT và Công nghiệp 4.0. Các HMI hiện đại được trang bị bộ vi xử lý mạnh mẽ, bộ nhớ lớn, và màn hình độ phân giải cao. Chúng còn tích hợp nhiều cổng giao tiếp tiên tiến như Ethernet, hỗ trợ các giao thức như MQTT, OPC UA, không chỉ để giao tiếp với PLC mà còn kết nối trực tiếp với hệ thống đám mây, trở thành một cổng kết nối vạn vật (IIoT Gateway). Thêm vào đó, khái niệm HMI đã mở rộng ra ngoài thiết bị vật lý, cho phép các kỹ sư giám sát và điều khiển nhà máy từ xa qua máy tính bảng, điện thoại thông minh nhờ các máy chủ web tích hợp sẵn. Hành trình này cho thấy, HMI đã tiến hóa từ một công cụ thay thế dây nối đơn thuần thành một trung tâm điều khiển và thu thập dữ liệu thông minh, là chìa khóa cho nhà máy số hóa.

5. Khác biệt giữa HMI truyền thống và HMI hiện đại

5.1. Thiết bị HMI truyền thống

Trong quá khứ, các hệ thống HMI thường rất đơn giản và cồng kềnh gồm các thiết bị đầu vào và đầu ra vật lý như:

Đầu vào:

  • Nút nhấn: Để bật/tắt, khởi động/dừng máy móc, hoặc thực hiện các chức năng khác.
  • Công tắc: Để chuyển đổi giữa các chế độ hoạt động.
  • Bàn phím: Để nhập dữ liệu hoặc các lệnh điều khiển.
  • Biến trở: Để điều chỉnh các giá trị analog (ví dụ: tốc độ, nhiệt độ).

Đầu ra:

  • Đèn báo: Để hiển thị trạng thái hoạt động của máy móc (ví dụ: bật/tắt, chạy/dừng, lỗi).
  • Đồng hồ đo: Để hiển thị các giá trị analog (ví dụ: áp suất, nhiệt độ, mức).
  • Máy in: Để in ra các báo cáo hoặc dữ liệu.
  • Còi báo: Để phát ra âm thanh cảnh báo.

Nhược điểm của HMI truyền thống:

  • Các đồng hồ đo và đèn báo thường chỉ cung cấp thông tin giới hạn và không chính xác bằng các thiết bị kỹ thuật số.
  • Không có khả năng lưu trữ dữ liệu về hoạt động của máy móc.
  • Các thiết bị cơ học dễ bị hỏng hóc và hao mòn.
  • Việc lắp đặt, đấu nối, và bảo trì các hệ thống HMI truyền thống rất phức tạp, và việc mở rộng hệ thống thường rất khó khăn.
  • Các thiết bị đầu vào và đầu ra vật lý chiếm nhiều không gian trong tủ điện.
  • Việc thay đổi hoặc nâng cấp hệ thống thường đòi hỏi phải thay đổi cả phần cứng và đấu nối lại dây điện.

5.2. Thiết bị HMI hiện đại

Ngày nay, các hệ thống HMI đã trở nên hiện đại, nhỏ gọn và mạnh mẽ hơn rất nhiều. Có hai loại HMI hiện đại chính:

HMI dựa trên PC (thường được gọi là SCADA):

  • Sử dụng máy tính (thường là máy tính công nghiệp) làm nền tảng phần cứng, chạy phần mềm HMI/SCADA chuyên dụng.
  • Kết nối với PLC và các thiết bị khác thông qua mạng (thường là Ethernet).
  • Cung cấp giao diện đồ họa trực quan, cho phép người dùng giám sát và điều khiển toàn bộ hệ thống từ một máy tính trung tâm.

HMI trên nền nhúng (HMI chuyên dụng):

  • Là các thiết bị phần cứng chuyên dụng, tích hợp sẵn màn hình cảm ứng, bộ xử lý, bộ nhớ, và các cổng giao tiếp.
  • Chạy phần mềm HMI được thiết kế riêng cho thiết bị đó.
  • Thường nhỏ gọn, dễ lắp đặt, và có giá thành thấp hơn so với HMI dựa trên PC.

Ưu điểm của HMI hiện đại:

  • Hiển thị thông tin chi tiết về trạng thái hoạt động của máy móc, các thông số, cảnh báo, và biểu đồ xu hướng.
  • Dễ dàng thay đổi giao diện, thêm chức năng, hoặc nâng cấp phần mềm.
  • Việc lắp đặt, cấu hình, và bảo trì HMI hiện đại thường đơn giản hơn so với HMI truyền thống.
  • Khả năng kết nối mạnh mẽ với nhiều loại thiết bị và giao thức khác nhau, cho phép tích hợp vào các hệ thống tự động hóa lớn.
  • Có thể lưu trữ một lượng lớn dữ liệu về hoạt động của máy móc để phân tích và cải tiến.
  • Dễ sử dụng, trực quan, và thân thiện với người dùng.
  • Hiển thị thông tin rõ ràng, sắc nét.
  • Có thể kết nối với internet, cho phép giám sát và điều khiển từ xa.

Nhược điểm của HMI hiện đại:

  • So với các thiết bị HMI truyền thống, HMI hiện đại thường có chi phí đầu tư ban đầu cao hơn.
  • Để sử dụng và vận hành hiệu quả các hệ thống HMI hiện đại, người dùng cần được đào tạo về phần mềm, giao thức truyền thông, và các kiến thức liên quan.
  • Phần mềm HMI cần được bảo trì và cập nhật thường xuyên để đảm bảo an ninh, sửa lỗi, và bổ sung các tính năng mới.

6. Phân loại HMI

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều loại HMI khác nhau, mỗi loại được thiết kế để phù hợp với những nhu cầu, ứng dụng và ngân sách cụ thể. Hiểu rõ về các loại HMI là gì và đặc điểm của chúng sẽ giúp các kỹ sư và nhà quản lý đưa ra lựa chọn sáng suốt nhất. Về cơ bản, chúng ta có thể phân loại HMI dựa trên hai tiêu chí chính là công nghệ tương tác và kiến trúc phần cứng.

6.1. Phân loại theo công nghệ tương tác

Đây là cách phân loại phổ biến nhất, dựa vào cách người dùng giao tiếp với màn hình.

Loại thứ nhất là HMI dựa trên nút nhấn (Push-button HMI). Đây là dạng HMI truyền thống và đơn giản nhất, bao gồm một màn hình hiển thị text hoặc đồ họa đơn sắc, kết hợp với các nút nhấn vật lý tích hợp sẵn. Người dùng sử dụng các phím chức năng, phím mũi tên để điều hướng và nhập liệu. Ưu điểm của loại này là độ bền rất cao, hoạt động tốt trong các môi trường khắc nghiệt, bụi bặm, dầu mỡ, nơi người vận hành phải đeo găng tay dày, đồng thời giá thành thường rẻ hơn. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là giao diện kém trực quan, thao tác chậm và khả năng thiết kế đồ họa bị hạn chế. Do đó, chúng phù hợp cho các máy móc đơn lẻ, tác vụ điều khiển đơn giản hoặc trong các môi trường yêu cầu độ bền cơ học tuyệt đối.

HMI sử dụng nút nhấn tương tác
HMI sử dụng nút nhấn tương tác

Loại thứ hai là HMI màn hình cảm ứng (Touch-screen HMI), cũng là loại phổ biến nhất hiện nay. Toàn bộ thao tác điều khiển, nhập liệu được thực hiện trực tiếp trên màn hình. Màn hình cảm ứng HMI là gì? Nó là sự kết hợp giữa công nghệ hiển thị và cảm biến chạm, tạo ra một giao diện người máy trực quan. Ưu điểm nổi bật là giao diện dễ sử dụng, cho phép thiết kế đồ họa phong phú, thao tác nhanh chóng và giúp tiết kiệm không gian bảng điều khiển. Ngược lại, nhược điểm có thể là độ bền kém hơn trong một số môi trường quá khắc nghiệt và khó thao tác chính xác khi đeo găng tay dày, cùng với giá thành thường cao hơn loại nút nhấn. Loại này phù hợp với hầu hết mọi ứng dụng trong công nghiệp hiện đại, từ điều khiển máy móc, giám sát dây chuyền đến các hệ thống xử lý phức tạp.

HMI màn hình cảm ứng (OMRON)
HMI màn hình cảm ứng (OMRON)

6.2. Phân loại theo kiến trúc phần cứng

Cách phân loại này đi sâu hơn vào cấu trúc bên trong của HMI.

Dạng đầu tiên là HMI nhúng (Embedded HMI), một thiết bị độc lập và chuyên dụng. Toàn bộ phần cứng và phần mềm được tích hợp trong một thiết bị duy nhất, ví dụ như các dòng sản phẩm của Siemens, Delta, Weintek. Ưu điểm của dạng này là độ ổn định và tin cậy rất cao do chạy trên hệ điều hành chuyên dụng, khởi động nhanh, ít bị ảnh hưởng bởi virus và dễ dàng lắp đặt. Nhược điểm là tính năng và hiệu suất bị giới hạn bởi phần cứng của nhà sản xuất, khả năng mở rộng và tùy biến thấp hơn.

Dạng thứ hai là HMI dựa trên PC (PC-based HMI). Dạng này sử dụng một máy tính công nghiệp (IPC) hoặc máy tính thông thường chạy Windows/Linux, kết hợp với phần mềm HMI/SCADA. Ưu điểm là hiệu suất xử lý cực kỳ mạnh mẽ, khả năng lưu trữ dữ liệu lớn, linh hoạt và mở rộng gần như không giới hạn, đồng thời dễ dàng kết nối với hệ thống IT của doanh nghiệp. Tuy nhiên, nó cũng có nhược điểm như chi phí đầu tư ban đầu cao hơn, phụ thuộc vào sự ổn định của hệ điều hành và thời gian khởi động lâu hơn.

Việc lựa chọn giữa các loại HMI này đòi hỏi sự cân nhắc kỹ lưỡng về yêu cầu ứng dụng, môi trường vận hành, ngân sách và kế hoạch phát triển tương lai. Đối với phần lớn các ứng dụng điều khiển máy và dây chuyền vừa và nhỏ, HMI nhúng màn hình cảm ứng là sự lựa chọn tối ưu. Trong khi đó, với các hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu quy mô lớn, HMI dựa trên PC sẽ phát huy được sức mạnh vượt trội.

7. Cấu tạo của HMI

Để làm chủ hoàn toàn công nghệ này, việc hiểu rõ HMI là gì ở bên trong là vô cùng cần thiết. Một thiết bị HMI hiện đại, dù đến từ thương hiệu nào, cũng đều được cấu thành từ ba thành phần cốt lõi không thể tách rời: Phần cứng, Phần mềm và Giao thức truyền thông. Sự kết hợp hài hòa của ba yếu tố này quyết định đến hiệu suất, độ tin cậy và khả năng của toàn bộ hệ thống giao diện người máy.

7.1. Phần cứng HMI

SIEMENS SIMATIC HMI (các kích thước)
SIEMENS SIMATIC HMI (các kích thước)

Phần cứng là toàn bộ các linh kiện vật lý mà bạn có thể nhìn thấy và chạm vào. Chất lượng và thông số của phần cứng ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ xử lý, khả năng hiển thị và độ bền của HMI. Khi lựa chọn HMI, các kỹ sư cần đặc biệt quan tâm đến các thông số kỹ thuật được trình bày trong bảng sau.

Thông số kỹ thuật Ý nghĩa Lưu ý
Màn hình hiển thị (Display) Kích thước (inch), độ phân giải (pixel), loại (TFT LCD), số màu. Kích thước lớn, độ phân giải cao giúp hiển thị nhiều thông tin, đồ họa sắc nét, dễ quan sát. Số màu càng nhiều, giao diện càng sinh động, dễ phân biệt trạng thái. Với dây chuyền phức tạp, nên chọn màn hình từ 7-10 inch trở lên, độ phân giải tối thiểu 800×480. Với máy đơn lẻ, 4.3 – 7 inch là đủ.
Màn hình cảm ứng (Touch Panel) Loại cảm ứng điện trở (Resistive) hoặc điện dung (Capacitive). Điện trở bền, dùng được với găng tay, bút. Điện dung nhạy hơn, hỗ trợ đa điểm nhưng khó dùng với găng tay dày. Tuổi thọ (số lần chạm) cũng là một yếu tố quan trọng. Cảm ứng điện trở 4-dây hoặc 5-dây là tiêu chuẩn công nghiệp vì độ bền và khả năng tương thích môi trường.
Bộ vi xử lý (CPU) Thường là các dòng ARM Cortex. Tốc độ CPU (MHz/GHz) quyết định tốc độ xử lý logic, chuyển trang, cập nhật dữ liệu. CPU yếu sẽ gây ra hiện tượng giật, lag, phản hồi chậm, ảnh hưởng đến thao tác vận hành. Chọn CPU có tốc độ từ 600MHz trở lên cho các ứng dụng thông thường. Với ứng dụng đồ họa nặng, xử lý script phức tạp, nên chọn CPU 1GHz+.
Bộ nhớ (Memory) RAM (Random Access Memory): Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, ảnh hưởng đến khả năng chạy đa tác vụ, xử lý các đối tượng đồ họa phức tạp. Flash/ROM (Read-Only Memory): Bộ nhớ lưu trữ, chứa hệ điều hành và quan trọng nhất là dung lượng dự án (project) của bạn. Dự án càng lớn, nhiều trang, nhiều hình ảnh thì càng cần ROM lớn. Tối thiểu nên là 128MB. RAM 128MB là mức cơ bản cho hoạt động mượt mà.
Cổng giao tiếp (Communication Ports) COM (RS232/RS485/RS422): Cổng nối tiếp truyền thống để kết nối với PLC, biến tần, đồng hồ nhiệt… Ethernet: Cổng mạng tốc độ cao, cho phép kết nối nhiều thiết bị, kết nối với mạng công ty, truy cập từ xa. USB (Host/Client): Dùng để nạp chương trình, sao lưu dữ liệu, kết nối với chuột, bàn phím, máy in. Ưu tiên HMI có ít nhất một cổng Ethernet. Cổng COM đa năng (hỗ trợ cả RS232/485/422) sẽ mang lại sự linh hoạt tối đa.
Các thành phần khác Nguồn cấp (thường là 24VDC), vỏ bảo vệ (chuẩn IP65 cho mặt trước để chống bụi, nước), các chứng chỉ công nghiệp (CE, UL). Luôn đảm bảo HMI có chuẩn bảo vệ mặt trước tối thiểu IP65 để hoạt động bền bỉ trong môi trường nhà máy.

7.2. Phần mềm HMI

Phần mềm HMI bao gồm hai loại chính. Loại thứ nhất là phần mềm phát triển (Development/Configuration Software), một công cụ được cài đặt trên máy tính của kỹ sư. Nó cung cấp môi trường lập trình đồ họa để “vẽ” ra giao diện, tạo nút nhấn, thiết lập đồ thị, và cấu hình các tính năng khác. Mỗi hãng HMI có phần mềm riêng như WinCC của Siemens, DOPSoft của Delta, hay EasyBuilder Pro của Weintek.

Phần mềm WinCC của Siemens
Phần mềm WinCC của Siemens

Loại thứ hai là phần mềm chạy (Runtime Software), bao gồm hệ điều hành và chương trình được cài đặt sẵn bên trong HMI. Nó có nhiệm vụ thực thi dự án đã được thiết kế, thực hiện giao tiếp với PLC, hiển thị đồ họa và xử lý tương tác từ người dùng. Chất lượng phần mềm được đánh giá qua sự thân thiện, thư viện đồ họa, khả năng hỗ trợ nhiều driver thiết bị và các tính năng nâng cao.

7.3. Giao thức truyền thông

Đây là yếu tố vô hình nhưng cực kỳ quan trọng. Giao thức truyền thông chính là “ngôn ngữ” mà HMI dùng để giao tiếp với các thiết bị khác như PLC. Để HMI và PLC kết nối được với nhau, chúng phải cùng hỗ trợ một giao thức chung. Các giao thức phổ biến có thể được phân loại dựa trên phương thức truyền dẫn.

Các giao thức truyền thông của HMI
Các giao thức truyền thông của HMI

Các giao thức dựa trên cổng nối tiếp (Serial) bao gồm Modbus RTU/ASCII, Mitsubishi FX-series protocols, Siemens PPI/MPI. Trong khi đó, các giao thức dựa trên Ethernet bao gồm Modbus TCP/IP, PROFINET, EtherNet/IP. Khi lựa chọn HMI, việc kiểm tra xem nó có hỗ trợ driver cho đúng dòng PLC bạn đang sử dụng là bước bắt buộc. Một HMI mạnh mẽ sẽ hỗ trợ hàng trăm loại driver khác nhau, mang lại sự linh hoạt và khả năng nâng cấp dễ dàng cho hệ thống trong tương lai.

8. Ưu và nhược điểm của HMI

Việc áp dụng HMI vào hệ thống sản xuất mang lại những lợi ích to lớn, nhưng cũng đi kèm một số yếu tố cần cân nhắc. Đánh giá một cách khách quan sẽ giúp các doanh nghiệp và kỹ sư có cái nhìn toàn cảnh để đưa ra quyết định đầu tư đúng đắn.

8.1. Ưu điểm vượt trội của HMI

Việc chuyển đổi từ bảng điều khiển cơ khí sang HMI hiện đại mang lại nhiều lợi ích rõ rệt. Lợi ích lớn nhất là tối ưu hóa vận hành và tăng năng suất. HMI thay thế hàng loạt nút bấm phức tạp bằng một giao diện đồ họa duy nhất, giúp người vận hành thao tác nhanh và chính xác hơn, giảm thiểu sai sót. Việc mô phỏng dây chuyền trên màn hình giúp họ có cái nhìn tổng quan, đưa ra quyết định xử lý tình huống nhanh nhạy, từ đó giảm thời gian chết của máy.

Thêm vào đó, HMI cung cấp thông tin trực quan, dễ hiểu. Dữ liệu từ máy móc được biểu diễn dưới dạng đồ thị, biểu đồ, giúp phát hiện các xu hướng bất thường sớm hơn. Một ưu điểm quan trọng khác là khả năng giám sát và cảnh báo nâng cao. HMI cho phép thiết lập hệ thống cảnh báo chi tiết, khi một thông số vượt ngưỡng an toàn, nó sẽ ngay lập tức thông báo và ghi lại lịch sử để dễ dàng chẩn đoán sự cố.

HMI cung cấp thông tin trực quan và dễ dàng thao tác
HMI cung cấp thông tin trực quan và dễ dàng thao tác

Bên cạnh đó, hệ thống trở nên linh hoạt và dễ dàng thay đổi, mở rộng. Việc thêm một chức năng mới chỉ đơn giản là chỉnh sửa thiết kế trên phần mềm thay vì phải can thiệp cơ khí phức tạp. Điều này cũng giúp giảm chi phí lắp đặt và bảo trì, vì một màn hình HMI có thể thay thế nhiều thiết bị vật lý, làm cho tủ điện gọn gàng và an toàn hơn. An toàn lao động cũng được tăng cường do người vận hành có thể điều khiển máy móc nguy hiểm từ xa. Cuối cùng, khả năng thu thập và lưu trữ dữ liệu của HMI hiện đại là một tài sản quý giá, cung cấp nguồn thông tin cho việc phân tích hiệu suất và cải tiến quy trình liên tục.

8.2. Nhược điểm và các yếu tố cần cân nhắc

Mặc dù có nhiều ưu điểm, việc triển khai HMI cũng có một số nhược điểm cần lưu ý. Đầu tiên là chi phí đầu tư ban đầu, so với hệ thống nút nhấn đơn giản, chi phí cho một màn hình HMI có thể là một khoản đầu tư đáng kể.

Tuy nhiên, lợi ích về năng suất mà nó mang lại thường sẽ bù đắp chi phí này. Yếu tố thứ hai là yêu cầu về kiến thức và kỹ năng. Để thiết kế và lập trình HMI hiệu quả, kỹ sư cần có thời gian học hỏi và thực hành phần mềm chuyên dụng. Một rủi ro khác là vấn đề an ninh mạng. Khi HMI được kết nối vào mạng, nó có thể trở thành mục tiêu tấn công nếu không được bảo mật đúng cách.

Cuối cùng, cần xem xét đến sự phụ thuộc vào một điểm (Single Point of Failure). Nếu màn hình HMI bị hỏng, toàn bộ hệ thống có thể phải dừng hoạt động. Do đó, việc lựa chọn HMI từ các thương hiệu uy tín và có nhà cung cấp hỗ trợ kỹ thuật nhanh chóng là một yếu tố rất quan trọng.

9. Ứng dụng của HMI

Sự linh hoạt và mạnh mẽ của HMI cho phép nó hiện diện ở khắp mọi nơi, từ những cỗ máy đơn giản đến những dây chuyền sản xuất tự động hóa hoàn toàn. Để hiểu rõ hơn sức mạnh của HMI là gì, hãy cùng thanhthienphu.vn khám phá những ứng dụng cụ thể trong các ngành công nghiệp.

Trong lĩnh vực sản xuất công nghiệp như cơ khí, chế tạo máy, thực phẩm, dệt may, HMI có ứng dụng rất rộng rãi. Nó được dùng để điều khiển máy CNC, máy cắt laser, cho phép người vận hành nạp bản vẽ, cài đặt thông số và theo dõi tiến trình gia công. Trong ngành thực phẩm, HMI giám sát dây chuyền đóng gói, từ tốc độ băng tải, số lượng sản phẩm, nhiệt độ máy dán nhãn, và cho phép thay đổi công thức đóng gói dễ dàng. Tương tự, trong ngành dệt may, HMI điều khiển tốc độ máy dệt, máy nhuộm và giám sát các thông số quy trình để đảm bảo chất lượng đồng đều. Ví dụ thực tế, một nhà máy sản xuất nước giải khát tại Bình Dương sau khi được thanhthienphu.vn tư vấn đã thay thế hệ thống cũ bằng PLC và HMI Delta, kết quả là năng suất tăng 25% và tỷ lệ lỗi giảm đáng kể.

Ứng dụng của HMI trong sản xuất công nghiệp
Ứng dụng của HMI trong sản xuất công nghiệp

Đối với ngành tự động hóa tòa nhà, HMI đóng vai trò là trung tâm điều khiển cho hệ thống HVAC, cho phép quản lý giám sát và điều chỉnh nhiệt độ, độ ẩm, lưu lượng không khí cho từng khu vực. Nó cũng được dùng để điều khiển hệ thống chiếu sáng thông minh và giám sát hệ thống an ninh, phòng cháy chữa cháy, giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng và tăng cường an toàn.

Trong ngành năng lượng, bao gồm điện lực, dầu khí và năng lượng tái tạo, HMI được dùng để giám sát các trạm biến áp, hiển thị trạng thái của máy cắt, dao cách ly và các thông số điện. Trong ngành dầu khí, HMI hoạt động trong môi trường khắc nghiệt để giám sát áp suất giếng khoan và các thông số an toàn. Với các hệ thống điện mặt trời, HMI giúp theo dõi sản lượng điện của từng dãy pin, hiệu suất của inverter, từ đó tối ưu hóa sản lượng.

Ngành xử lý nước và nước thải cũng ứng dụng HMI để giám sát và điều khiển toàn bộ quy trình. Người vận hành có thể điều khiển các máy bơm, van, máy khuấy và theo dõi các thông số chất lượng nước như pH, độ đục, nồng độ Clo dư. HMI cũng tự động điều khiển bơm dựa trên mức nước trong các bể chứa. Ngay cả trong nông nghiệp công nghệ cao, HMI được dùng trong các nhà kính thông minh để điều khiển hệ thống tưới tiêu, ánh sáng, nhiệt độ, tạo môi trường lý tưởng cho cây trồng, giúp tiết kiệm nước và tăng năng suất.

10. Quy trình xây dựng một hệ thống HMI

10.1. Lựa chọn phần cứng

Bước đầu tiên là lựa chọn phần cứng HMI phù hợp với yêu cầu của ứng dụng. Cần xem xét các yếu tố sau:

  • Kích thước màn hình: Dựa trên số lượng thông tin cần hiển thị, mức độ chi tiết của đồ họa, và không gian lắp đặt.
  • Số lượng phím cứng và phím cảm ứng: Dựa trên nhu cầu điều khiển và thao tác của người vận hành.
  • Cổng mở rộng: Xác định các loại cổng giao tiếp cần thiết (RS232, RS485, Ethernet, USB,…) để kết nối với PLC, máy tính, và các thiết bị khác.
  • Dung lượng bộ nhớ: Dựa trên dung lượng chương trình, số lượng biến, và nhu cầu lưu trữ dữ liệu.
  • Môi trường hoạt động: Chọn HMI có cấp bảo vệ (IP) phù hợp với môi trường (nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn,…).
  • Các yêu cầu khác: Độ sáng, độ tương phản, góc nhìn, tuổi thọ đèn nền,…

Bảng tổng hợp các HMI bán chạy nhất ở Thanh Thiên Phú:

Mã sản phẩm Mô tả Đơn giá
6AV2124-0GC01-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI TP700 Comfort, Panel dòng Comfort, thao tác cảm ứng, màn hình rộng TFT 7 inch, 16 triệu màu, giao diện PROFINET, giao diện MPI/PROFIBUS DP, bộ nhớ cấu hình 12 MB, Windows CE 6.0, có thể cấu hình từ WinCC Comfort V11 18,580,000
6AV2124-0JC01-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI TP900 Comfort, Panel dòng Comfort, thao tác cảm ứng, màn hình rộng TFT 9 inch, 16 triệu màu, giao diện PROFINET, giao diện MPI/PROFIBUS DP, bộ nhớ cấu hình 12 MB, Windows CE 6.0, có thể cấu hình từ WinCC Comfort V11 30,000,000
6AV2124-0MC01-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI TP1200 Comfort, Panel dòng Comfort, thao tác cảm ứng, màn hình rộng TFT 12 inch, 16 triệu màu, giao diện PROFINET, giao diện MPI/PROFIBUS DP, bộ nhớ cấu hình 12 MB, Windows CE 6.0, có thể cấu hình từ WinCC Comfort V11 40,000,000
6AV2124-0QC02-0AX1 Màn hình SIMATIC HMI TP1500 Comfort, Panel dòng Comfort, thao tác cảm ứng, màn hình rộng TFT 15 inch, 16 triệu màu, giao diện PROFINET, giao diện MPI/PROFIBUS DP, bộ nhớ cấu hình 24 MB, WEC 2013, có thể cấu hình từ WinCC Comfort V14 SP1 42,000,000
6AV2123-2DB03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP400 Basic, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 4 inch, 65536 màu, giao diện PROFINET, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 5,050,000
6AV2123-2GA03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP700 Basic DP, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 7 inch, 65536 màu, giao diện PROFIBUS, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 9,500,000
6AV2123-2GB03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP700 Basic, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 7 inch, 65536 màu, giao diện PROFINET, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 8,800,000
6AV2123-2JB03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP900 Basic, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 9 inch, 65536 màu, giao diện PROFINET, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 16,500,000
6AV2123-2MA03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP1200 Basic DP, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 12 inch, 65536 màu, giao diện PROFIBUS, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 22,300,000
6AV2123-2MB03-0AX0 Màn hình SIMATIC HMI, KTP1200 Basic, Panel dòng Basic, thao tác phím/cảm ứng, màn hình TFT 12 inch, 65536 màu, giao diện PROFINET, có thể cấu hình từ WinCC Basic V13/ STEP 7 Basic V13, chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 22,850,000
6AV6648-0CC11-3AX0 Màn hình SIMATIC HMI SMART 700 IE V3, Panel dòng SMART, Thao tác cảm ứng, màn hình rộng TFT 7 inch, 65536 màu, giao diện RS422/485, giao diện Ethernet (RJ45), cổng USB host loại A, hỗ trợ RTC (Đồng hồ thời gian thực), có chứng nhận CE, có thể cấu hình từ WinCC flexible SMART; chứa phần mềm mã nguồn mở, được cung cấp miễn phí (xem đĩa CD kèm theo) 5,000,000

10.2. Thiết kế giao diện

Sau khi chọn phần cứng, bước tiếp theo là thiết kế giao diện người dùng cho HMI. Quá trình này thường được thực hiện bằng phần mềm lập trình HMI chuyên dụng (ví dụ: EasyBuilder Pro, WinCC, GT Designer,…). Các bước chính bao gồm:

Cấu hình phần cứng và lựa chọn giao thức:

– Chọn loại HMI và cấu hình các thông số phần cứng (ví dụ: địa chỉ IP, cổng COM,…).

– Chọn giao thức truyền thông phù hợp để kết nối với PLC hoặc các thiết bị khác.

Thiết kế màn hình:

– Tạo các màn hình (screen) khác nhau để hiển thị thông tin và cho phép người dùng tương tác.

– Sử dụng các đối tượng đồ họa (object) như nút bấm, đèn báo, đồng hồ đo, biểu đồ, hình ảnh,… để hiển thị thông tin và tạo ra các nút điều khiển.

– Bố trí các đối tượng trên màn hình một cách hợp lý, dễ nhìn, và dễ sử dụng.

Gán biến (tagging):

– Tạo các biến (tag) để liên kết các đối tượng trên màn hình HMI với các địa chỉ ô nhớ (memory address) trong PLC hoặc các thiết bị khác.

– Ví dụ: Gán biến “Temperature” cho một đối tượng hiển thị số để hiển thị giá trị nhiệt độ đọc từ cảm biến.

Sử dụng đối tượng đặc biệt: Một số phần mềm HMI cung cấp các đối tượng đặc biệt như thanh trượt, ô nhập liệu, danh sách lựa chọn,… để giúp người dùng dễ dàng nhập liệu và điều khiển.

Lập trình script (tùy chọn): Một số phần mềm HMI cho phép người dùng viết các đoạn mã script (ví dụ: bằng ngôn ngữ C, Visual Basic,…) để thực hiện các chức năng phức tạp hơn, chẳng hạn như xử lý dữ liệu, tính toán, điều khiển theo logic,…

Mô phỏng và gỡ lỗi:

– Sử dụng chức năng mô phỏng (simulation) của phần mềm để kiểm tra hoạt động của giao diện HMI trên máy tính trước khi nạp xuống thiết bị thật.

– Sửa lỗi (debug) nếu có bất kỳ vấn đề gì xảy ra.

Nạp chương trình xuống thiết bị HMI:

– Kết nối HMI với máy tính thông qua cáp lập trình.

– Sử dụng phần mềm để nạp (download) chương trình đã thiết kế xuống bộ nhớ của HMI.

11. Các thương hiệu và dòng màn hình HMI phổ biến

Thị trường HMI tại Việt Nam rất sôi động với sự góp mặt của nhiều thương hiệu lớn. Mỗi thương hiệu đều có những thế mạnh riêng, phù hợp với các phân khúc và ứng dụng khác nhau. Việc lựa chọn đúng thương hiệu không chỉ đảm bảo về mặt kỹ thuật mà còn liên quan đến vấn đề hỗ trợ và chi phí.

Các thương hiệu HMI phổ biến
Các thương hiệu HMI phổ biến

Đây là bảng so sánh chi tiết các thương hiệu HMI phổ biến nhất do thanhthienphu.vn tổng hợp:

Thương hiệu Xuất xứ Phân khúc & Điểm mạnh Phần mềm lập trình Các dòng sản phẩm tiêu biểu Đối tượng phù hợp
Siemens Đức Cao cấp. Nổi tiếng về độ bền, sự ổn định và hiệu năng vượt trội. Hệ sinh thái đồng bộ hoàn hảo với PLC Siemens. Giao diện phần mềm chuyên nghiệp, nhiều tính năng nâng cao. WinCC trong TIA Portal Basic Panels (KTP), Comfort Panels (TP), Unified Comfort Panels. Các nhà máy lớn, yêu cầu độ tin cậy tuyệt đối, các hệ thống phức tạp, các công ty có vốn đầu tư nước ngoài (FDI) sử dụng tiêu chuẩn châu Âu.
Delta Đài Loan Trung cấp & Phổ thông. “Vua” về P/P (Price/Performance – Giá/Hiệu năng). Giá thành cực kỳ cạnh tranh, chất lượng ổn định, tính năng đầy đủ, phần mềm dễ sử dụng. Rất phổ biến tại Việt Nam. DOPSoft DOP-100 Series (DOP-103WQ, DOP-107EV, DOP-110CS…) Các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs), các nhà chế tạo máy, các dự án cần tối ưu chi phí mà vẫn đảm bảo hiệu quả. Rất phù hợp với thị trường Việt Nam.
Weintek (EasyView) Đài Loan Trung cấp. Rất mạnh về khả năng kết nối, hỗ trợ driver cho hơn 300 loại PLC khác nhau. Phần mềm EasyBuilder Pro miễn phí, mạnh mẽ và trực quan. Nhiều tính năng IIoT, Cloud. EasyBuilder Pro cMT Series (hỗ trợ Cloud), iE/iP Series (phổ thông) Các kỹ sư tích hợp hệ thống cần kết nối nhiều loại thiết bị từ các hãng khác nhau. Các ứng dụng yêu cầu giám sát từ xa, IIoT.
Mitsubishi Electric Nhật Bản Cao cấp & Trung cấp. Chất lượng Nhật Bản, độ bền cao. Đồng bộ tốt với hệ sinh thái PLC Mitsubishi, Servo Mitsubishi. Phần mềm mạnh mẽ. GT Works3 GOT2000 Series, GOT Simple Series. Các nhà máy sử dụng dây chuyền, thiết bị của Nhật Bản. Các ứng dụng yêu cầu độ chính xác và bền bỉ cao như trong ngành ô tô, điện tử.
Pro-face (by Schneider Electric) Nhật Bản Cao cấp. Tiên phong trong lĩnh vực HMI. Mạnh về đồ họa, khả năng kết nối và các giải pháp phần mềm chuyên dụng. Sau khi được Schneider mua lại, hệ sinh thái càng mạnh hơn. GP-Pro EX GP4000 Series, SP5000 Series Các ứng dụng đòi hỏi cao về chất lượng hiển thị, đồ họa. Các hệ thống tích hợp sâu với sản phẩm của Schneider Electric.
Rockwell Automation (Allen-Bradley) Mỹ Cao cấp. Thống lĩnh thị trường Bắc Mỹ. Tích hợp chặt chẽ với hệ sinh thái Rockwell (PLC ControlLogix, CompactLogix). Phần mềm mạnh mẽ nhưng phức tạp. FactoryTalk View Studio PanelView Plus Series, PanelView 5000 Series. Các nhà máy theo tiêu chuẩn Mỹ, đặc biệt trong ngành dầu khí, thực phẩm và dược phẩm.

Vậy nên chọn hãng nào? Câu trả lời phụ thuộc vào ba yếu tố chính:

Đầu tiên là hệ thống PLC hiện có của doanh nghiệp, vì việc chọn HMI cùng hãng với PLC luôn là phương án an toàn và dễ dàng nhất, đảm bảo tính tương thích và hiệu suất tối ưu.

Yếu tố thứ hai là ngân sách dự án; với ngân sách hạn chế, các thương hiệu như Delta và Weintek nổi lên như những lựa chọn hiệu quả về chi phí.

⇨ Tìm hiểu thêm về cách kết nối HMI Weintek với PLC Mitsubishi

Cuối cùng, các yêu cầu kỹ thuật đặc thù của ứng dụng, như đòi hỏi độ tin cậy tuyệt đối hoặc các tính năng IIoT, sẽ quyết định việc có cần đến các dòng sản phẩm cao cấp hay không.

12. Lưu ý khi lựa chọn màn hình HMI

Lựa chọn một màn hình HMI phù hợp là một quyết định quan trọng, có thể ảnh hưởng đến chi phí, hiệu suất và độ phức tạp của hệ thống. Dựa trên kinh nghiệm tư vấn và triển khai thực tế, thanhthienphu.vn đã đúc kết lại một quy trình gồm các bước cốt lõi để giúp bạn đưa ra lựa chọn sáng suốt.

Đầu tiên, bước nền tảng quan trọng nhất là đánh giá chính xác yêu cầu ứng dụng và môi trường vận hành. Bạn cần xác định rõ mục đích sử dụng HMI, mức độ phức tạp của giao diện và điều kiện môi trường lắp đặt. Nếu nhà máy có nhiều bụi, độ ẩm cao hoặc bị bắn nước, việc lựa chọn HMI có chuẩn bảo vệ mặt trước tối thiểu IP65 là cần thiết. Đồng thời, cần xem xét độ phức tạp của giao diện để quyết định kích thước màn hình cho phù hợp.

Tiếp theo, việc xác định kích thước màn hình và độ phân giải cũng đóng vai trò then chốt. Kích thước và độ phân giải cần tương xứng với nhau để đảm bảo hình ảnh sắc nét. Một màn hình lớn hơn sẽ cho phép hiển thị nhiều thông tin hơn mà không bị rối mắt, đồng thời các nút nhấn cũng lớn hơn, dễ thao tác hơn. Dòng HMI 7 inch với độ phân giải 800×480 thường được xem là lựa chọn cân bằng giữa chi phí, không gian lắp đặt và trải nghiệm người dùng.

Yếu tố kỹ thuật sống còn thứ ba là kiểm tra khả năng tương thích và kết nối. HMI phải giao tiếp được với các thiết bị hiện có, đặc biệt là PLC. Cần kiểm tra danh sách driver được HMI hỗ trợ để đảm bảo nó tương thích với dòng PLC đang sử dụng. Thêm vào đó, việc lựa chọn HMI có đầy đủ các cổng kết nối cần thiết như RS232, RS485 hay Ethernet là rất quan trọng. Ưu tiên HMI có cả cổng COM và Ethernet sẽ mang lại sự linh hoạt cho việc nâng cấp sau này.

Thứ tư, cần đánh giá tính năng của phần mềm lập trình. Một phần mềm tốt với giao diện thân thiện, thư viện đồ họa phong phú và hỗ trợ các tính năng nâng cao sẽ giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và công sức cho kỹ sư. Hầu hết các hãng đều cho phép tải về miễn phí phần mềm, vì vậy bạn nên dùng thử trước khi quyết định mua phần cứng.

Thứ năm, hãy xem xét khả năng mở rộng trong tương lai. Không nên chỉ mua một HMI vừa đủ cho nhu cầu hiện tại. Hệ thống của bạn sẽ phát triển, và HMI cần phải sẵn sàng cho điều đó. Việc chọn HMI có dung lượng bộ nhớ lớn hơn một chút và có cổng Ethernet sẽ giúp hệ thống dễ dàng nâng cấp và kết nối với các công nghệ mới như IIoT.

Lựa chọn đúng kích thước màn hình và độ phân giải của HMI
Lựa chọn đúng kích thước màn hình và độ phân giải của HMI

Cuối cùng, việc lựa chọn nhà cung cấp uy tín và có hỗ trợ kỹ thuật tốt là yếu tố cực kỳ quan trọng. Một nhà cung cấp uy tín sẽ đảm bảo sản phẩm chính hãng, chính sách bảo hành rõ ràng. Quan trọng hơn, đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật am hiểu, nhiệt tình sẽ giúp bạn giải quyết các vấn đề phát sinh trong quá trình lập trình và kết nối giúp hệ thống nhanh chóng đi vào hoạt động.

Khi lựa chọn HMI, bạn cần xem xét các thông số kỹ thuật sau đây:

1, Kích thước màn hình: Kích thước được đo bằng inch. Kích thước màn hình cần phù hợp với lượng thông tin cần hiển thị và không gian lắp đặt.

2, Độ phân giải màn hình: Số lượng điểm ảnh (pixel) trên màn hình (ví dụ: 800×480, 1024×768,…). Độ phân giải càng cao, hình ảnh hiển thị càng sắc nét.

3, Loại màn hình:

  • LCD: Loại màn hình sử dụng tinh thể lỏng để hiển thị hình ảnh.
  • LED: Sử dụng đèn LED để chiếu sáng màn hình.
  • TFT: Một loại màn hình LCD sử dụng transistor màng mỏng để điều khiển từng điểm ảnh, cho chất lượng hình ảnh tốt hơn.

4, Độ sáng: Được đo bằng candela trên mét vuông (cd/m²), cho biết độ sáng của màn hình. Độ sáng cao giúp màn hình dễ nhìn hơn trong môi trường có ánh sáng mạnh.

5, Độ tương phản: Tỷ lệ giữa độ sáng của điểm ảnh sáng nhất và độ sáng của điểm ảnh tối nhất, cho biết khả năng hiển thị chi tiết của màn hình.

6, Bộ xử lý (CPU): Loại và tốc độ của bộ xử lý ảnh hưởng đến hiệu suất của HMI, đặc biệt là khi xử lý đồ họa phức tạp hoặc chạy các ứng dụng nặng.

7, Bộ nhớ (Memory):

  • RAM: Dung lượng RAM ảnh hưởng đến khả năng chạy đa nhiệm và xử lý dữ liệu của HMI.
  • ROM/Flash: Dung lượng ROM/Flash quyết định dung lượng lưu trữ chương trình, dữ liệu, và hệ điều hành.

8, Cổng giao tiếp (Communication ports): Các loại cổng và số lượng cổng (RS232, RS485, Ethernet, USB,…) quyết định khả năng kết nối của HMI với các thiết bị khác.

9, Giao thức truyền thông (Communication protocols): Các giao thức mà HMI hỗ trợ (Modbus RTU/ASCII, Modbus TCP/IP, Profibus/Profinet, EtherNet/IP, CC-Link, CANopen,…) quyết định khả năng tương thích của HMI với các thiết bị khác.

13. Mua HMI chính hãng ở đâu?

Sau khi đã xác định được loại HMI phù hợp, câu hỏi tiếp theo và cũng là một trong những quyết định quan trọng nhất là “Mua HMI chính hãng ở đâu?”. Đây không chỉ là việc tìm nơi bán sản phẩm, mà là tìm kiếm một đối tác đáng tin cậy. Việc lựa chọn sai nhà cung cấp có thể dẫn đến nhiều rủi ro như mua phải hàng giả, hàng kém chất lượng, không có chính sách bảo hành, hoặc tệ hơn là không nhận được sự hỗ trợ kỹ thuật khi gặp sự cố, gây ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ và chất lượng của cả dự án.

Để giải quyết triệt để những băn khoăn này, Thanh Thiên Phú chính là lựa chọn hàng đầu mà các kỹ sư và doanh nghiệp trên toàn quốc tin tưởng. Chúng tôi không chỉ cung cấp thiết bị, chúng tôi mang đến một giải pháp toàn diện và sự an tâm tuyệt đối. Khi lựa chọn Thanh Thiên Phú, bạn sẽ nhận được sự đảm bảo về sản phẩm chính hãng 100%, với đầy đủ giấy tờ chứng nhận xuất xứ và chất lượng (CO/CQ), giúp bạn hoàn toàn yên tâm khi nghiệm thu dự án.

Với lợi thế là đại lý phân phối của các thương hiệu lớn như Siemens, Mitsubishi, Schneider, INVT, chúng tôi luôn mang đến một mức giá cạnh tranh nhất thị trường, giúp bạn tối ưu hóa ngân sách đầu tư. Đội ngũ hỗ trợ kỹ thuật của chúng tôi sẵn sàng tư vấn sâu về giải pháp, giúp bạn lựa chọn đúng sản phẩm và hỗ trợ xử lý các vấn đề kỹ thuật phát sinh trong quá trình lắp đặt và vận hành.

Thanh Thiên Phú luôn sẵn sàng đồng hành cùng bạn. Để nhận được tư vấn chi tiết và báo giá tốt nhất cho dự án của bạn, hãy liên hệ ngay với chúng tôi qua các kênh sau:

  • Hotline: 08.12.77.88.99
  • Website: thanhthienphu.vn
  • Địa chỉ: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Thủ Đức, Thành phố Hồ Chí Minh
CEO Dương Minh Kiệt

Dương Minh Kiệt

Người sáng lập Thanh Thiên Phú

Với 6 năm kinh nghiệm chuyên sâu về kỹ thuật tự động hóa, tôi đã giải quyết nhiều bài toán điều khiển và giám sát trong môi trường công nghiệp. Trọng tâm công việc của tôi là áp dụng kiến thức về lập trình PLC, cấu hình hệ thống SCADA, và lựa chọn thiết bị phần cứng (cảm biến, biến tần, PLC, HMI) để xây dựng các giải pháp tự động hóa đáp ứng yêu cầu vận hành cụ thể. Tôi có kinh nghiệm thực tế trong việc hiệu chỉnh hệ thống, gỡ lỗi logic điều khiển và đảm bảo các giao thức truyền thông công nghiệp (như Modbus, Profinet, Ethernet/IP) hoạt động thông suốt.