Điều gì khiến một màn hình điều khiển công nghiệp không chỉ hiển thị thông tin mà còn trở thành bộ não phụ giúp cả dây chuyền sản xuất vận trơn tru? Chính là nhờ giao diện HMI cầu nối thông minh giữa con người và máy móc, giúp biến dữ liệu và tín hiệu điều khiển thành thao tác trực quan, nhanh chóng và chính xác.
1. Giao diện HMI trong hệ thống robot
Trong tự động hóa công nghiệp, thuật ngữ HMI (Human-Machine Interface) thường được hiểu là một màn hình cảm ứng với các nút điều khiển đồ họa và phối hợp hoạt động với bộ điều khiển lập trình PLC. Hiện nay có nhiều doanh nghiệp chuyên phát triển các hệ thống HMI với khả năng tùy biến rất cao.
HMI có thể đơn giản chỉ là một nút bấm duy nhất, được lập trình để ra lệnh cho robot khởi động hoặc dừng lại. Ngược lại, nó cũng có thể phức tạp đến mức tích hợp camera laser 3D và microphone và cho phép nhận diện chuyển động cơ thể. Dù ở dạng nào, mục tiêu cốt lõi của giao diện HMI vẫn là trao cho người vận hành khả năng kiểm soát trực tiếp một thiết bị cụ thể – trong trường hợp này là robot.
2. Các thành phần cấu tạo bảng điều khiển HMI
Bảng điều khiển HMI bao gồm hai thành phần chính: phần cứng và phần mềm.
1. Phần cứng: Đây là tập hợp các bộ phận vật lý cấu thành nên một hệ thống HMI.
- Màn hình hiển thị: Đây là thành phần quan trọng nhất, đảm nhận việc hiển thị văn bản, hình ảnh, biểu đồ, video… cho người vận hành. Các công nghệ hiển thị phổ biến bao gồm LCD, TFT và LED. Kích thước màn hình rất đa dạng, từ vài inch đến vài chục inch tùy ứng dụng.
- Bộ xử lý: Được xem là “bộ não” của HMI, thực hiện xử lý dữ liệu, điều khiển lệnh và quản lý các thành phần khác. Hiệu năng CPU quyết định tốc độ xử lý cũng như khả năng hiển thị đồ họa.
- Bộ nhớ: Bao gồm RAM và ROM hoặc bộ nhớ flash (dùng để lưu hệ điều hành và các chương trình HMI).
- Cổng giao tiếp: Cho phép HMI kết nối với thiết bị khác, đặc biệt là PLC và các thiết bị ngoại vi.
- Bàn phím và nút bấm: Một số HMI vẫn sử dụng phím vật lý cho nhập liệu và điều khiển, tuy nhiên xu hướng hiện nay là màn hình cảm ứng đang dần được thay thế.
2. Phần mềm: Là các chương trình chạy trên phần cứng, cho phép thiết kế cấu hình và giao diện HMI cũng như việc lập trình chức năng.
- Hệ điều hành: Quản lý tài nguyên phần cứng và cung cấp môi trường cho ứng dụng HMI. Các hệ điều hành phổ biến: Windows Embedded, Windows CE, Linux Embedded hoặc RTOS.
- Phần mềm lập trình HMI: Dùng để thiết kế giao diện người dùng, kết nối với PLC, lập trình chức năng giám sát và điều khiển. Mỗi hãng sản xuất thường có phần mềm riêng như: WinCC, FactoryTalk View, GT Designer…
Có thể bạn quan tâm: Động cơ robot ABB chính hãng
3. Phân loại giao diện HMI robot
Trong môi trường tự động hóa công nghiệp, có 4 loại giao diện HMI phổ biến được áp dụng cho robot, nhằm thể hiện sự khác biệt rõ rệt về chức năng, tính linh hoạt và chi phí.
- Nút bấm vật lý
Đặc điểm: Đây là giải pháp đơn giản và kém linh hoạt nhất, chỉ bao gồm các nút bấm vật lý kết nối với đầu vào kỹ thuật số của bộ điều khiển.
Ứng dụng: Chủ yếu được sử dụng một cách đáng tin cậy cho các chức năng an toàn, đặc biệt là Nút dừng khẩn cấp.
- Thiết bị lập trình cầm tay
Đặc điểm: Là thiết bị tiêu chuẩn đi kèm robot, có Giao diện GUI để lập trình và điều khiển.
Hạn chế: Thiết bị này không có khả năng tùy biến cao để phù hợp với các quy trình vận hành phức tạp và riêng biệt.
- Bảng điều khiển HMI
Đặc điểm: Là các bảng điều khiển chuyên dụng, sở hữu màn hình cảm ứng cùng với phần mềm thiết kế HMI mạnh mẽ.
Hạn chế: Để triển khai, người dùng cần có ngân sách đầu tư cho thiết bị và phần mềm đi kèm.
- Giao diện GUI
Đặc điểm: Được xây dựng bằng cách sử dụng phần mềm HMI chuyên dụng trên máy tính.
Ưu điểm: Đây là giải pháp hiệu quả về mặt chi phí và mang lại khả năng tùy biến gần như vô hạn theo yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
4. Tương lai của HMI trong hệ thống robot
Sự phát triển của giao diện HMI trong ngành robot gắn liền với những công nghệ mới nổi như trí tuệ nhân tạo, điện toán biên (edge computing), công nghệ AR và giao diện đa phương thức. Trong tương lai gần, các hệ thống HMI sẽ có khả năng hiểu ngữ cảnh vận hành, tự động thích ứng với từng hồ sơ người dùng và cung cấp khả năng giám sát – điều khiển mang tính dự đoán hơn là phản ứng tức thời.
Việc tích hợp các mô hình AI vào nền tảng HMI không chỉ hỗ trợ nhà vận hành ra quyết định nhanh và chính xác hơn, mà còn tự động hóa những quy trình phức tạp thông qua giao diện tối giản, thân thiện với người dùng. Song song đó, kết nối 5G và điện toán đám mây sẽ giúp HMI phân phối rộng rãi và truy cập theo thời gian thực từ bất kỳ đâu.
Những bước tiến này khẳng định giao diện HMI không chỉ là “cầu nối” giữa con người và máy móc, mà đã trở thành bộ não điều hành trung tâm giúp đơn giản hóa độ phức tạp và đảm bảo các hệ thống khác phối hợp nhịp nhàng – yếu tố then chốt để mở rộng quy mô robot tự động hóa trong công nghiệp.
Đọc thêm: Ứng dụng của cảm biến khoảng cách sử dụng trong robot
Kết Luận
Giao diện HMI là mắt xích quan trọng trong hệ thống robot, đóng vai trò cầu nối giữa con người và máy móc. Bằng việc tích hợp hiển thị dữ liệu, giám sát thời gian thực và điều khiển trực tiếp, HMI giúp người vận hành nắm bắt tình trạng thiết bị, tối ưu hiệu suất và đảm bảo an toàn vận hành.
Những tiến bộ mới đang định hình HMI thành một “bộ não” điều hành và điều phối nhịp nhàng, không chỉ là cầu nối mà còn là hệ thống điều hành tích hợp AI. Vai trò này là thiết yếu để đơn giản hóa độ phức tạp và mở rộng quy mô thành công robot tự động hóa trong các môi trường công nghiệp hiện đại.
Thiết Bị Robot là kênh phân phối trực tuyến các bộ phận, thiết bị robot mới hoặc đã qua sử dụng, các cảm biến robot, dầu mỡ robot và các linh kiện cơ khí. Tại đây, chúng tôi tự hào cung cấp khối lượng lớn vật tư từ các thương hiệu và nhà cung cấp lớn, bao gồm: FANUC, ABB, Kuka, Yaskawa, Mitsubishi, Staubli, Hyundai, CKD, v.v.
Liên hệ ngay để được Thiết bị robot tư vấn trực tiếp:
Hotline: 091 9225 197
Địa chỉ: 97/2 Kha Vạn Cân, phường Hiệp Bình, TP.HCM
=============
Facebook: Linh kiện robot.
Điện thoại
Email