HMI là gì

HMI được định nghĩa

HMI là từ viết tắt củagiao diện người máylà giao diện người dùng hoặc bảng điều khiển kết nối một người với máy móc, hệ thống hoặc thiết bị. Mặc dù thuật ngữ này về mặt kỹ thuật có thể được áp dụng cho bất kỳ màn hình nào cho phép người dùng tương tác dễ dàng với thiết bị, HMI thường được sử dụng nhất trong bối cảnh quy trình công nghiệp.

Hầu hết các cơ sở sản xuất được điều khiển bởi các máy tính mạnh mẽ được gọi là bộ điều khiển logic lập trình (PLC). PLC cảm nhận quá trình và cung cấp phản hồi tương ứng bằng các cảm biến và bộ truyền động, được nối dây với mô-đun I/O được kết nối với PLC. PLC được lập trình bằng các ngôn ngữ cấp cao được gọi là chương trình bậc thang, khối chức năng, văn bản có cấu trúc hoặc danh sách câu lệnh. Môi trường lập trình được thiết kế bởi các nhà sản xuất của mỗi PLC.

HMI giao tiếp với Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và cảm biến đầu vào/đầu ra để lấy và hiển thị thông tin để người dùng xem.Màn hình HMIcó thể được sử dụng cho một chức năng duy nhất, như giám sát và theo dõi, hoặc để thực hiện các hoạt động phức tạp hơn, như tắt máy hoặc tăng tốc độ sản xuất, tùy thuộc vào cách chúng được triển khai.

Mặc dù HMI là thuật ngữ phổ biến nhất cho công nghệ này, nhưng đôi khi nó được gọi là Giao diện người-máy (MMI), Thiết bị đầu cuối giao diện vận hành (OIT), Giao diện vận hành cục bộ (LOI) hoặc Thiết bị đầu cuối vận hành (OT). HMI và Giao diện người dùng đồ họa (GUI) tương tự nhau nhưng không đồng nghĩa: GUI thường được tận dụng trong HMI để có khả năng trực quan hóa.

Trong môi trường công nghiệp, HMI có thể được sử dụng để:

Hiển thị dữ liệu trực quan

Theo dõi thời gian sản xuất, xu hướng và thẻ

Giám sát KPI

Giám sát đầu vào và đầu ra của máy

Và hơn thế nữa

Tương tự như cách bạn tương tác với hệ thống điều hòa không khí để kiểm tra và kiểm soát nhiệt độ trong nhà, người vận hành nhà máy có thể sử dụng HMI để kiểm tra và kiểm soát nhiệt độ của bể nước công nghiệp hoặc để xem một máy bơm nào đó trong cơ sở có đang hoạt động hay không.

HMI có nhiều dạng khác nhau, từ màn hình tích hợp trên máy móc, đến màn hình máy tính, đến máy tính bảng, nhưng bất kể định dạng hay thuật ngữ nào bạn dùng để gọi chúng, mục đích của chúng là cung cấp thông tin chi tiết về hiệu suất và tiến độ cơ học.

Ai sử dụng HMI?

Công nghệ HMI được hầu hết các tổ chức công nghiệp cũng như nhiều công ty khác sử dụng để tương tác với máy móc và tối ưu hóa quy trình công nghiệp của họ.

Các ngành công nghiệp sử dụng HMI bao gồm:

Năng lượng

Đồ ăn và đồ uống

Chế tạo

Dầu khí

Quyền lực

Tái chế

Vận tải

Nước và nước thải

Và nhiều cái khác

Các vai trò phổ biến nhất tương tác với HMI là người vận hành, người tích hợp hệ thống và kỹ sư, đặc biệt là kỹ sư hệ thống điều khiển. HMI là nguồn lực thiết yếu cho những chuyên gia này, những người sử dụng chúng để xem xét và giám sát quy trình, chẩn đoán sự cố và trực quan hóa dữ liệu.

Những cách sử dụng phổ biến của HMI

HMI giao tiếp với Bộ điều khiển logic lập trình (PLC) và cảm biến đầu vào/đầu ra để lấy và hiển thị thông tin cho người dùng xem. Màn hình HMI có thể được sử dụng cho một chức năng duy nhất, như giám sát và theo dõi, hoặc để thực hiện các hoạt động phức tạp hơn, như tắt máy hoặc tăng tốc độ sản xuất, tùy thuộc vào cách chúng được triển khai.

HMI được sử dụng để tối ưu hóa quy trình công nghiệp bằng cách số hóa và tập trung dữ liệu cho người xem. Bằng cách tận dụng HMI, người vận hành có thể xem thông tin quan trọng được hiển thị trên đồ thị, biểu đồ hoặc bảng điều khiển kỹ thuật số, xem và quản lý cảnh báo và kết nối với hệ thống SCADA và MES, tất cả thông qua một bảng điều khiển.

Trước đây, người vận hành phải liên tục đi bộ trên sàn để xem xét tiến độ cơ học và ghi lại trên một tờ giấy hoặc bảng trắng. Bằng cách cho phép PLC truyền thông tin thời gian thực trực tiếp đến màn hình HMI, công nghệ HMI loại bỏ nhu cầu thực hành lỗi thời này và do đó giảm nhiều vấn đề tốn kém do thiếu thông tin hoặc lỗi của con người.

HMI hiệu suất cao

Người vận hành và người dùng ngày càng chuyển sang HMI hiệu suất cao, một phương pháp thiết kế HMI giúp đảm bảo tương tác nhanh chóng và hiệu quả. Bằng cách chỉ tập trung vào các chỉ báo cần thiết hoặc quan trọng nhất trên giao diện, kỹ thuật thiết kế này giúp người xem nhìn thấy và phản hồi các vấn đề hiệu quả hơn, cũng như đưa ra quyết định sáng suốt hơn. Các chỉ báo trên HMI hiệu suất cao đơn giản, sạch sẽ và cố tình xóa mọi đồ họa hoặc điều khiển không cần thiết. Các yếu tố thiết kế khác, như màu sắc, kích thước và vị trí, được sử dụng một cách thận trọng để tối ưu hóa trải nghiệm của người dùng. Tìm hiểu thêm về thiết kế HMI hiệu suất cao tại đây.

Màn hình cảm ứng và thiết bị di động

Màn hình cảm ứng và HMI di động là hai ví dụ về những tiến bộ công nghệ đã xuất hiện cùng với sự ra đời của điện thoại thông minh. Thay vì các nút và công tắc, HMI hiện đại cho phép người vận hành chạm hoặc chạm vào màn hình vật lý để truy cập các điều khiển. Màn hình cảm ứng đặc biệt quan trọng khi sử dụng với HMI di động, được triển khai thông qua HMI/SCADA dựa trên web hoặc thông qua ứng dụng. HMI di động mang lại nhiều lợi thế cho người vận hành, bao gồm truy cập tức thời vào thông tin HMI và giám sát từ xa.

Giám sát từ xa

Giám sát từ xa thân thiện với thiết bị di động cho phép tính linh hoạt và khả năng truy cập cao hơn cho cả người vận hành và người quản lý. Với tính năng này, một kỹ sư hệ thống điều khiển ngoài công trường có thể, ví dụ, xác nhận nhiệt độ của một nhà kho trên một thiết bị di động, loại bỏ nhu cầu giám sát tại chỗ sau giờ làm việc. Sớm thôi, việc kiểm tra một quy trình trên sàn nhà máy của bạn trong khi cách xa cơ sở hàng dặm sẽ không còn là điều gì bất thường nữa.

HMI Edge-of-Network và Đám mây

HMI biên mạng cũng có nhu cầu cao vì chúng cho phép người vận hành truy cập dữ liệu và hình ảnh trực quan từ các thiết bị hiện trường. Ngoài ra, việc gửi dữ liệu từ HMI cục bộ lên đám mây, nơi dữ liệu có thể được truy cập và phân tích từ xa, trong khi vẫn giữ khả năng kiểm soát cục bộ, đang trở nên phổ biến hơn.

Nhìn vào tương lai của HMI

Trong tương lai, các kỹ sư hàng đầu thậm chí còn đang khám phá những cách thức để triển khai Thực tế tăng cường (AR) và Thực tế ảo (VR) để trực quan hóa các chức năng sản xuất.

Khi dữ liệu ngày càng đóng vai trò thiết yếu trong sản xuất, tương lai của HMI có vẻ rất tươi sáng. Công nghệ này có thể đã đi một chặng đường dài, nhưng tiềm năng tăng trưởng của nó vẫn gần như vô hạn.