HMI là gì?
HMI (Human Machine Interface) là thiết bị trung gian giữa người vận hành và máy móc/quy trình công nghiệp. HMI hiển thị trực quan trạng thái hệ thống (dòng điện, nhiệt độ, tốc độ, mức nước…) trên màn hình và cho phép người dùng đưa ra lệnh điều khiển (start/stop, đặt setpoint, xác nhận alarm) mà không cần can thiệp trực tiếp vào tủ điện.
HMI thường là màn hình cảm ứng công nghiệp (touchscreen panel) lắp trên cửa tủ điều khiển hoặc bàn điều hành, kết nối với PLC bên trong tủ qua cáp truyền thông.
Các chức năng chính của HMI
- Hiển thị giá trị thực (Display): đồng hồ đo ảo, đồ thị xu hướng (trend graph), đèn trạng thái, số liệu sản xuất.
- Điều khiển (Control): nút start/stop ảo, nhập setpoint, chọn chế độ Auto/Manual.
- Quản lý alarm: danh sách cảnh báo lỗi với thời gian xảy ra, lịch sử alarm.
- Ghi dữ liệu (Data Logging): lưu giá trị đọc được vào USB hoặc SD card (CSV, Excel).
- Quản lý người dùng: phân quyền nhiều cấp — vận hành, kỹ sư, admin.
- Recipe management: lưu và gọi các thông số vận hành cho từng sản phẩm/mẻ sản xuất.
Giao tiếp HMI – PLC
| Giao thức | Vật lý | Tốc độ | Khoảng cách | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|
| Modbus RTU | RS-485 (2 dây) | 9600–115200 baud | 1.200 m | Phổ biến nhất, đơn giản |
| Modbus TCP | Ethernet | 10/100 Mbps | 100 m/segment | Dùng khi HMI có Ethernet |
| EtherNet/IP | Ethernet | 100 Mbps+ | 100 m/segment | Allen-Bradley, Omron |
| PROFIBUS DP | RS-485 đặc biệt | 12 Mbps | 100–1200 m | Siemens cũ |
| PROFINET | Ethernet | 100 Mbps | 100 m | Siemens S7-1200/1500 mới |
| Mitsubishi MC Protocol | RS-232/RS-422/Ethernet | Khác nhau | Khác nhau | Mitsubishi FX/Q/iQ-R |
Phần mềm thiết kế giao diện HMI
- Weintek EasyBuilder Pro: miễn phí, hỗ trợ 300+ driver PLC. Dùng cho màn hình Weintek MT-series.
- Siemens WinCC (TIA Portal): tích hợp trong TIA Portal, thiết kế cho KTP/TP-series.
- Proface GP-Pro EX: mạnh, hỗ trợ nhiều chuẩn truyền thông.
- Delta Screen Editor / DOPSoft: miễn phí, dùng cho màn hình Delta DOP-series.
Lưu ý khi lắp đặt HMI
- Đầu cáp RS-485: dùng đúng loại cáp twisted-pair chống nhiễu, kết thúc đường truyền bằng điện trở 120Ω ở hai đầu cuối bus.
- Nếu kết nối nhiều thiết bị Modbus RTU: tối đa 32 thiết bị/segment (RS-485 chuẩn), mỗi thiết bị địa chỉ unique 1–247.
- Màn hình HMI công nghiệp cần cấp IP65 mặt trước khi lắp trên cửa tủ ngoài trời hoặc môi trường ẩm.
- Nguồn cấp HMI cần ổn định: dùng bộ nguồn 24VDC chất lượng công nghiệp (MEAN WELL, Phoenix Contact), không dùng nguồn adapter rẻ.