HMI từ lâu đã là giao diện quen thuộc trong các hệ thống tự động hóa. Tuy nhiên, khi nhu cầu kết nối dữ liệu và giám sát từ xa tăng lên, HMI IoT đang trở thành lựa chọn được quan tâm trong nhiều hệ thống.
Vậy HMI IoT khác gì HMI truyền thống? Những tính năng nào thực sự tạo nên sự khác biệt và khi nào doanh nghiệp nên nâng cấp? Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.
1. HMI IoT là gì?
HMI IoT là dòng HMI ngoài chức năng giao diện vận hành còn được thiết kế với khả năng kết nối, thu thập và trao đổi dữ liệu với các hệ thống bên ngoài như server, database, cloud hoặc nền tảng giám sát từ xa, tùy tính năng và giao thức được nhà sản xuất hỗ trợ.
Mô hình kiến trúc cơ bản: Thiết bị → PLC → HMI IoT → Mạng → Hệ thống bên ngoài
Hệ thống bên ngoài có thể là máy tính, Server, Database, nền tảng Cloud hoặc các phần mềm khác nếu HMI và hệ thống được hỗ trợ tương ứng.
Chức năng nổi bật của HMI IoT:
Tùy model, HMI IoT có thể hỗ trợ:
- Giám sát và điều khiển từ xa: Cho phép người dùng truy cập dữ liệu hoặc chức năng điều khiển từ bên ngoài hệ thống
- Thu thập và truyền dữ liệu: Đưa dữ liệu từ PLC, máy móc đến hệ thống lưu trữ hoặc phần mềm bên ngoài.
- Cảnh báo và thông báo: Gửi thông tin về trạng thái, cảnh báo hoặc lỗi đến hệ thống khác khi được cấu hình phù hợp.
- Kết nối với hệ thống quản lý: Có thể kết nối với Server, Database, SCADA hoặc các nền tảng khác tùy giao thức và khả năng của thiết bị.
HMI IoT vì vậy không chỉ phục vụ việc quan sát và điều khiển trực tiếp tại hiện trường, nhà máy mà còn mở rộng khả năng sử dụng dữ liệu cho các nhu cầu giám sát và quản lý.
2. HMI IoT khác gì HMI truyền thống?
HMI truyền thống và HMI IoT đều có thể thực hiện những chức năng cơ bản như hiển thị thông số, cảnh báo, cài đặt giá trị và điều khiển thiết bị.
Điểm khác biệt chủ yếu nằm ở khả năng kết nối và khai thác dữ liệu ngoài phạm vi vận hành.
Với HMI truyền thống, dữ liệu chủ yếu phục vụ người vận hành tại khu vực đặt máy. Trong khi đó, HMI IoT được phát triển theo hướng mở rộng khả năng kết nối, cho phép dữ liệu vận hành được trao đổi với các thiết bị hoặc hệ thống bên ngoài tùy theo khả năng của từng model.
2.1. Khả năng khai thác – hiển thị dữ liệu
Đây là điểm tạo ra sự khác biệt rõ nhất giữa HMI IoT và HMI truyền thống.
- HMI truyền thống thường tập trung vào việc hiển thị dữ liệu để người vận hành theo dõi và điều khiển máy. Người dùng có thể xem nhiệt độ, áp suất, tốc độ, trạng thái thiết bị, cảnh báo lỗi… ngay trên màn hình.
- HMI IoT mở rộng phạm vi sử dụng dữ liệu. Ngoài việc hiển thị trên màn hình, dữ liệu có thể được truyền đến hệ thống bên ngoài để phục vụ các nhu cầu như lưu trữ, tổng hợp, giám sát hoặc quản lý tập trung.
Ví dụ, dữ liệu vận hành của máy có thể được đưa đến Server, Database hoặc nền tảng Cloud nếu HMI hỗ trợ các phương thức kết nối tương ứng.
2.2. Khả năng giám sát từ xa
- HMI truyền thống chủ yếu phục vụ việc quan sát và điều khiển trực tiếp tại máy.
- Với HMI IoT, khi được cấu hình phù hợp, người dùng có thể theo dõi thông tin vận hành từ máy tính hoặc các hệ thống khác mà không nhất thiết phải đứng trực tiếp trước HMI.
Điều này hữu ích với:
- Nhà máy có nhiều máy nằm ở các khu vực khác nhau.
- Hệ thống cần theo dõi liên tục.
- Kỹ thuật viên cần hỗ trợ từ xa.
- Người quản lý cần nắm tình trạng thiết bị mà không trực tiếp xuống khu vực sản xuất.
3. Ưu nhược điểm của HMI IoT
HMI IoT mang lại nhiều lợi ích khi doanh nghiệp có nhu cầu kết nối dữ liệu, nhưng đi kèm với đó là yêu cầu cao hơn về thiết bị, mạng và cấu hình hệ thống.
3.1. Ưu điểm của HMI IoT
Mở rộng khả năng sử dụng dữ liệu
Thay vì dữ liệu chỉ được sử dụng trên màn hình HMI, dữ liệu vận hành có thể được chia sẻ với các hệ thống khác nếu thiết bị hỗ trợ. HMI IoT vì vậy không chỉ đóng vai trò là màn hình điều khiển, mà còn có thể trở thành một điểm kết nối dữ liệu trong hệ thống.
Giám sát từ xa
Giúp người dùng theo dõi trạng thái máy, thông số hoặc cảnh báo từ xa mà không cần liên tục có mặt tại khu vực đặt thiết bị.
Thuận tiện khi quản lý nhiều thiết bị
Khi số lượng máy tăng, việc kiểm tra từng HMI riêng lẻ có thể mất nhiều thời gian.
HMI IoT giúp mở rộng khả năng kết nối dữ liệu để thông tin từ nhiều thiết bị có thể được tập trung về một hệ thống quản lý, nếu kiến trúc triển khai đáp ứng yêu cầu.
Tạo nền tảng cho việc mở rộng hệ thống
Khi nhu cầu quản lý dữ liệu tăng lên, hệ thống HMI IoT có thể thuận lợi hơn khi mở rộng thêm Server, Database, Dashboard hoặc Cloud sau này thay vì phải thay đổi toàn bộ hệ thống từ đầu.
3.2. Nhược điểm của HMI IoT
Chi phí đầu tư cao hơn
HMI IoT có thể có giá thành cao hơn HMI chỉ phục vụ vận hành cơ bản. Ngoài thiết bị HMI, doanh nghiệp còn có thể phải đầu tư thêm hạ tầng mạng, Gateway, Server, phần mềm hoặc dịch vụ Cloud tùy kiến trúc.
Yêu cầu hạ tầng mạng ổn định
Khả năng kết nối dữ liệu phụ thuộc vào hạ tầng mạng. Nếu mạng không ổn định, dữ liệu truyền về hệ thống bên ngoài có thể bị gián đoạn. Doanh nghiệp cần tính đến thiết bị mạng, cấu hình kết nối, độ ổn định đường truyền và phương án xử lý khi mất kết nối.
Cần quan tâm nhiều hơn đến bảo mật
Khi HMI được kết nối với mạng doanh nghiệp hoặc Internet, nguy cơ truy cập trái phép cũng cần được tính đến.
Các vấn đề như tài khoản, mật khẩu, phân quyền, truy cập từ xa và phân tách mạng cần được thiết kế ngay từ đầu thay vì chỉ xử lý sau khi hệ thống đã đưa vào vận hành.
Cấu hình và bảo trì phức tạp hơn
HMI IoT không chỉ liên quan đến bản thân màn hình mà còn có thể liên quan đến PLC, mạng, Server, Database hoặc các hệ thống khác.
Vì vậy, việc triển khai đòi hỏi người thiết kế phải hiểu cả phần điều khiển, truyền thông và kết nối dữ liệu.
4. Khi nào nên nâng cấp từ HMI truyền thống lên HMI IoT?
Có phải hệ thống nào cũng cần HMI IoT?
HMI truyền thống vẫn có thể đáp ứng tốt nếu hệ thống chỉ cần:
- Điều khiển máy tại chỗ.
- Theo dõi thông số vận hành.
- Hiển thị cảnh báo.
- Cài đặt thông số.
- Không có nhu cầu giám sát từ xa.
- Không cần truyền dữ liệu đến Server hoặc Cloud.
- Không cần quản lý dữ liệu của nhiều máy tập trung.
Trong những trường hợp này, nâng cấp lên HMI IoT có thể không mang lại nhiều giá trị tương ứng với chi phí đầu tư.
Khi nào nên nâng cấp từ HMI truyền thống lên HMI IoT?
Có thể cân nhắc nâng cấp khi hệ thống bắt đầu phát sinh những nhu cầu như:
- Cần giám sát máy từ xa
- Cần thu thập dữ liệu vận hành
- Có nhiều máy cần theo dõi
- Cần xây dựng hệ thống quản lý dữ liệu
Tóm lại, HMI IoT mang lại giá trị rõ ràng nhất khi doanh nghiệp thực sự có nhu cầu khai thác dữ liệu ngoài phạm vi vận hành. Nếu chỉ cần hiển thị và điều khiển thiết bị tại chỗ, HMI truyền thống có thể đã đáp ứng đủ.
5. Những yếu tố cần kiểm tra trước khi nâng cấp lên HMI IoT
Trước khi thay HMI truyền thống bằng HMI IoT, cần kiểm tra cả thiết bị hiện tại và nhu cầu của hệ thống.
Kiểm tra HMI và PLC hiện tại
Cần xác định:
- Model HMI.
- Model PLC.
- Hãng sản xuất.
- Cổng giao tiếp.
- Giao thức truyền thông.
- Dữ liệu hiện đang được trao đổi giữa PLC và HMI.
Thông tin này giúp xác định HMI hiện tại có thể tận dụng được đến đâu.
Xác định dữ liệu cần kết nối
Nên xác định rõ:
- Dữ liệu nào cần thu thập?
- Dữ liệu nào cần lưu?
- Chu kỳ lấy dữ liệu bao nhiêu?
- Cần theo dõi dữ liệu theo máy hay theo dây chuyền?
- Ai sẽ sử dụng dữ liệu?
Ví dụ, một hệ thống có thể chỉ cần theo dõi trạng thái máy, sản lượng, thời gian chạy và mã lỗi thay vì truyền toàn bộ dữ liệu PLC.
Kiểm tra giao thức truyền thông
HMI IoT cần tương thích với các thiết bị và hệ thống cần kết nối. Tùy thiết bị, có thể gặp các giao thức như:
- Modbus RTU.
- Modbus TCP.
- Ethernet/IP.
- OPC UA.
- MQTT.
- Hoặc giao thức riêng của nhà sản xuất.
Kiểm tra hạ tầng mạng
Cần xác định:
- Hệ thống sử dụng mạng nội bộ hay Internet.
- HMI kết nối bằng Ethernet hay phương thức khác.
- Có cần Gateway hay không.
- Server/Cloud đặt ở đâu.
- Hệ thống có yêu cầu truy cập từ xa hay không.
Kiểm tra khả năng lưu trữ dữ liệu
Nếu có nhu cầu lưu lịch sử, cần xác định dữ liệu sẽ được lưu ở đâu:
- Bộ nhớ của HMI.
- Thẻ nhớ hoặc bộ nhớ mở rộng.
- Gateway/Edge.
- Server.
- Database.
- Cloud.
Kiểm tra bảo mật
Nếu có kết nối mạng hoặc Internet, cần xác định:
- Ai được phép truy cập?
- Có phân quyền người dùng không?
- Có cần truy cập từ xa không?
- Dữ liệu được truyền qua mạng như thế nào?
- Có cần tách mạng điều khiển và mạng quản lý không?
Đánh giá chi phí
Cuối cùng, cần tính tổng chi phí của phương án nâng cấp, từ đó mới xác định được phương án có phù hợp với nhu cầu thực tế hay không.
6. Quy trình nâng cấp HMI truyền thống lên HMI IoT
- Bước 1: Khảo sát hệ thống hiện tại
- Bước 2: Xác định nhu cầu sử dụng dữ liệu
- Bước 3: Đánh giá khả năng của HMI hiện tại
- Bước 4: Lựa chọn phương án nâng cấp
Một trong những lựa chọn có thể cân nhắc là HMI Samkoon SK Series dòng QS-G – dòng HMI IoT được thiết kế để đáp ứng nhu cầu giám sát, điều khiển và kết nối dữ liệu trong các hệ thống tự động hóa.
Kỹ Thuật Vô Cực là đơn vị phân phối chính hãng HMI Samkoon, hỗ trợ tư vấn lựa chọn model phù hợp với từng hệ thống. Liên hệ tại đây!
- Bước 5: Thiết kế và cấu hình
- Bước 6: Kiểm thử hệ thống
- Bước 7: Đưa vào vận hành
Kết luận: Có nên nâng cấp lên HMI IoT?
HMI IoT mở rộng chức năng của HMI truyền thống bằng khả năng kết nối và trao đổi dữ liệu với các thiết bị, hệ thống bên ngoài.
Nếu hệ thống chỉ cần vận hành và giám sát tại chỗ, HMI truyền thống có thể đã đáp ứng đủ nhu cầu. Ngược lại, khi phát sinh nhu cầu giám sát từ xa, thu thập dữ liệu, lưu trữ lịch sử hoặc kết nối với Server, Database, Cloud, HMI IoT có thể là phương án đáng cân nhắc.
Nếu cần đánh giá hệ thống hiện tại có nên chuyển sang HMI IoT hay không, hoặc đang cần tư vấn lựa chọn HMI IoT, liên hệ Kỹ Thuật Vô Cực để được tư vấn phương án tối ưu và phù hợp nhất!
CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT VÔ CỰC
- Hotline: 098.554.0011
- Email: giaiphapkythuatvc@gmail.com
- Địa chỉ: Dự án Bình Minh Glaxy, số 586 phố Bích Hoà, xã Bình Minh, TP. Hà Nội
- Chi nhánh 1: Số 29, Đường số 12, Khu phố 2, phường Hiệp Bình, TP. Hồ Chí Minh
- Chi nhánh 2: B1 khu TĐC Chiến Thắng, Khu Vực Thạnh Lợi, Phường Hưng Phú, Tp Cần Thơ
