Màn hình HMI công nghiệp Advantech là lớp giao diện giữa người vận hành và dây chuyền. Điểm mạnh của nhóm thiết bị này không nằm ở riêng phần màn hình mà nằm ở chỗ nó chạy trên nền máy tính công nghiệp, nên phần mềm, số điểm dữ liệu và khả năng kết nối không bị đóng khung như thiết bị HMI chuyên dụng.
Bài này nói về lớp giao diện vận hành và cách dựng lớp đó. Phần cấu tạo, các loại cảm ứng và nguyên lý hoạt động của màn hình được trình bày riêng ở bài màn hình cảm ứng công nghiệp, còn nhóm thiết bị gộp máy tính với màn hình nằm ở bài máy tính cảm ứng Advantech.
Lớp HMI làm những việc gì
Giao diện người và máy trong nhà máy đảm nhiệm bốn việc, và bốn việc này quyết định thiết bị phải có gì.
- Hiển thị trạng thái theo thời gian thực. Số liệu chạy của máy, nhiệt độ, áp suất, số lượng đã sản xuất, cảnh báo đang treo. Yêu cầu kéo theo là màn hình đủ sáng, đủ lớn và nhìn rõ ở góc chéo, vì người vận hành ít khi đứng chính diện.
- Nhận lệnh thao tác. Chạy, dừng, đổi công thức, xác nhận cảnh báo. Yêu cầu kéo theo là cảm ứng nhận đúng thao tác qua găng tay và trong điều kiện mặt kính có bụi hoặc hơi nước.
- Ghi nhật ký và truy xuất. Ai thao tác gì vào lúc nào, mẻ sản xuất nào chạy trên thông số nào. Yêu cầu kéo theo là ổ lưu trữ tại chỗ và đồng hồ thời gian thực có pin nuôi.
- Kết nối lên lớp trên. Đẩy dữ liệu về phần mềm quản lý sản xuất hoặc hệ thống giám sát toàn nhà máy. Yêu cầu kéo theo là cổng mạng tách lớp và khả năng nói được nhiều giao thức.
Bốn việc trên giải thích vì sao thiết bị HMI trong nhà máy không thể thay bằng một màn hình văn phòng gắn thêm chân đế.
HMI chuyên dụng và HMI trên nền máy tính
Hai hướng đều dùng được, khác nhau ở giới hạn khi hệ thống lớn lên. Bảng dưới đặt cạnh nhau theo các tiêu chí thường phát sinh sau vài năm vận hành.
| Tiêu chí | HMI chuyên dụng | HMI trên nền máy tính công nghiệp |
|---|---|---|
| Hệ điều hành | Hệ nhúng đóng kín của hãng sản xuất | Windows hoặc Linux trên nền x86 |
| Phần mềm chạy được | Phần mềm của chính hãng đó | Phần mềm giám sát thông dụng, phần mềm tự viết, trình duyệt |
| Số điểm dữ liệu | Bị giới hạn theo đời máy | Giới hạn theo cấu hình phần cứng, nâng được bằng cách đổi cấu hình |
| Lưu trữ tại chỗ | Dung lượng nhỏ, thường chỉ giữ nhật ký ngắn | Ổ thể rắn hoặc ổ 2,5 inch, giữ nhật ký nhiều tháng |
| Kết nối lên lớp trên | Qua giao thức mà hãng hỗ trợ | Qua mạng chuẩn, cơ sở dữ liệu, dịch vụ mạng |
| Thời gian dựng ban đầu | Nhanh, công cụ cấu hình sẵn | Lâu hơn, phải cài đặt và khoá cấu hình |
| Khi hệ thống mở rộng | Có thể phải thay thiết bị | Thường chỉ cần nâng cấu hình hoặc thêm phần mềm |
Kết luận thực dụng: máy đơn lẻ, số điểm dữ liệu ít và không có kế hoạch nối lên hệ thống quản lý thì HMI chuyên dụng gọn hơn. Dây chuyền phải ghi truy xuất, phải nối lên phần mềm quản lý sản xuất hoặc phải chạy thêm phần mềm riêng thì nền máy tính công nghiệp là hướng ít phải làm lại hơn.
Ba cách dựng lớp HMI bằng thiết bị Advantech
Cùng một yêu cầu vận hành có ba cách dựng, chọn theo điều kiện tại vị trí chứ không theo giá thiết bị.
| Cách dựng | Thiết bị cần | Chọn khi | Điểm phải lưu ý |
|---|---|---|---|
| Bảng điều khiển gắn mặt tủ | Một panel PC gắn vào khoang khoét sẵn | Vị trí sạch, khô, cần ít dây và ít thiết bị | Phần máy tính chịu chung điều kiện với vị trí vận hành |
| Màn hình rời cộng máy tính trong tủ | Một màn hình cảm ứng công nghiệp và một máy tính đặt trong tủ kín | Vị trí nóng, nhiều bụi hoặc có nước rửa | Phải kéo thêm cáp hình và cáp cảm ứng, giới hạn theo chiều dài cáp |
| Phần mềm trên máy chủ, màn hình truy cập qua mạng | Một máy chủ chạy phần mềm giám sát và nhiều màn hình mỏng tại các điểm | Nhà máy có nhiều điểm vận hành cùng xem một hệ thống | Phụ thuộc mạng nội bộ, phải tính phương án khi mất kết nối |
Cách thứ ba là hướng mà phần mềm giám sát trên nền web của hãng nhắm tới, trình bày trong bài phần mềm WebAccess HMI và SCADA của Advantech. Khi hệ thống lớn tới mức phải gom dữ liệu nhiều khu vực, ranh giới giữa lớp HMI và lớp giám sát toàn nhà máy được phân tích trong bài phần mềm SCADA là gì.
Điểm mạnh so với màn hình văn phòng
Đây là so sánh hay bị bỏ qua khi lập dự toán, vì chênh lệch giá ban đầu khá rõ. Bốn điểm dưới đây là chỗ khác biệt thể hiện sau khi thiết bị đã vào vận hành.
- Cấp bảo vệ mặt trước. Thiết bị công nghiệp công bố cấp bảo vệ cho mặt trước sau khi gắn lên tủ, thường ở mức chịu bụi và tia nước phun. Màn hình văn phòng không có cấp này, bụi kim loại và hơi dầu vào theo khe tản nhiệt.
- Chịu rung và cách lắp. Thiết bị công nghiệp có bộ gá mặt tủ, gá tay đỡ hoặc gá VESA, siết cứng vào kết cấu. Màn hình văn phòng dùng chân đế nhựa, rung theo nhịp máy và lỏng dần chỗ bắt vít.
- Vòng đời sản phẩm. Dòng công nghiệp giữ cùng một mã và cùng kích thước khoang lắp trong nhiều năm, nên thay thế không phải gia công lại mặt tủ. Màn hình văn phòng đổi mẫu theo năm, vài năm sau không mua lại được đúng mẫu.
- Tuổi thọ đèn nền và chế độ chạy. Các mã công nghiệp công bố tuổi thọ đèn nền ở mức 50.000 giờ và thiết kế cho chế độ chạy liên tục, còn màn hình văn phòng tính theo giờ làm việc hành chính.
Ràng buộc phải tính khi triển khai
Bốn ràng buộc dưới đây thường xuất hiện sau khi thiết bị đã mua, nên tính trước sẽ tiết kiệm được một vòng đổi hàng.
Ràng buộc thứ nhất là kích thước khoang khoét trên mặt tủ. Tủ cũ đã có khoang theo thiết bị đời trước, thiết bị mới phải vừa hoặc phải gia công lại mặt tủ. Đo khoang thật trước khi chốt kích thước màn hình là bước không nên bỏ. Ràng buộc thứ hai là nhiệt độ tại vị trí. Thiết bị gắn mặt tủ có phần thân nằm trong tủ, mà nhiệt trong tủ kín thường cao hơn nhiệt phòng vài độ; số này cộng vào dải nhiệt làm việc của thiết bị.
Ràng buộc thứ ba là giao thức của thiết bị cần đọc. Bộ điều khiển đời cũ chỉ nói giao thức nối tiếp, nên phải đếm đủ số cổng và ghi rõ chuẩn tín hiệu của từng cổng ngay từ khi đặt hàng. Phần này còn liên quan tới cách chia lớp mạng trong nhà máy, vì cổng mạng của thiết bị thường phải tách riêng lớp điều khiển với lớp quản lý. Ràng buộc thứ tư là phương án khi mất mạng: nếu chọn cách dựng phần mềm trên máy chủ, cần xác định điều gì xảy ra tại vị trí vận hành khi đường truyền gián đoạn và ai được phép thao tác tay trong khoảng đó.
Chọn màn hình HMI công nghiệp Advantech
Trên site này, phần màn hình rời nằm ở danh mục màn hình công nghiệp, còn nhóm gộp máy tính với màn hình nằm ở máy tính màn hình cảm ứng. Một mã màn hình rời hay dùng cho vị trí có nguồn một chiều trong tủ là FPM-5151G, còn bản gắn mặt tủ có sẵn máy tính bên trong có thể xem ở bài TPC-1551T.
Khi gửi yêu cầu báo giá, bốn thông tin nên nêu trước: kích thước khoang khoét sẵn trên mặt tủ, danh sách thiết bị cần đọc dữ liệu kèm giao thức từng thiết bị, phần mềm giám sát dự kiến dùng, và điều kiện tại vị trí gồm nhiệt độ, bụi, nước rửa cùng việc người vận hành có đeo găng hay không.
Để đối chiếu với các dòng bảng điều khiển khác cùng hãng, xem danh mục panel PC công nghiệp Advantech trên IPC247. Nếu chưa chắc nên dựng lớp HMI theo cách nào, có thể chạy công cụ chọn máy theo yêu cầu rồi gửi kết quả kèm đề nghị báo giá.
Câu hỏi thường gặp về màn hình HMI công nghiệp Advantech
Màn hình HMI công nghiệp Advantech khác HMI chuyên dụng thế nào?
HMI chuyên dụng chạy hệ điều hành nhúng đóng kín, phần mềm và số điểm dữ liệu bị giới hạn theo đời máy. Thiết bị của Advantech chạy nền x86 với Windows hoặc Linux, nên chạy được phần mềm giám sát thông thường, kết nối cơ sở dữ liệu và mở rộng số điểm dữ liệu mà không phải đổi phần cứng.
Có ba cách dựng lớp HMI, nên chọn cách nào?
Chọn theo môi trường tại vị trí vận hành. Vị trí sạch và khô thì dùng panel PC gắn mặt tủ cho gọn. Vị trí nóng hoặc nhiều bụi thì dùng màn hình rời ở ngoài, máy tính đặt trong tủ kín. Nhà máy có nhiều điểm vận hành thì nên dựng phần mềm chạy trên máy chủ và cho các màn hình truy cập qua trình duyệt.
Vì sao không dùng màn hình văn phòng làm HMI?
Màn hình văn phòng không có cấp bảo vệ mặt trước, không chịu được rung theo nhịp máy và không có gá lắp lên mặt tủ. Ngoài ra vòng đời sản phẩm ngắn, sau vài năm không mua lại đúng mẫu để thay, khiến khoang khoét trên tủ phải gia công lại.
Màn hình HMI công nghiệp cần độ sáng bao nhiêu?
Trong xưởng có mái che, mức độ sáng phổ thông là đủ. Vị trí gần cửa hoặc có nắng hắt cần mức cao hơn cùng lớp kính chống loá. Vị trí ngoài trời phải chọn dòng màn hình độ sáng cao chuyên dụng, vì màn thông thường bị rửa trôi hình khi có nắng chiếu trực tiếp.
Cần chuẩn bị gì trước khi hỏi báo giá thiết bị HMI?
Nên có bốn thông tin: kích thước khoang khoét sẵn trên mặt tủ, danh sách thiết bị cần đọc dữ liệu kèm giao thức của từng thiết bị, phần mềm giám sát dự kiến dùng, và điều kiện tại vị trí gồm nhiệt độ, bụi, nước rửa cùng việc người vận hành có đeo găng hay không.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
