Yếu Tố Cơ Bản Lựa Chọn Màn Hình Cảm Ứng HMI

1. Môi Trường Hoạt Động

- Một yếu tố quan trọng để xem xét phương pháp đúng đắn là môi trường hoạt động. Bất cứ điều kiện môi trường hoạt động khác thường sẽ làm giảm phạm vi lựa chọn HMI của bạn. Thí dụ, môi trường có nhiều tiếng ồn về điện và rung có thể đòi hỏi bạn phải lựa chọn một màn hình công nghiệp chịu va chạm hoặc rất cứng. Một HMI hoạt động trong môi trường áp lực cao như nhà máy chế biến thực phẩm có thể đòi hỏi cấp độ (IP) bảo vệ lối vào cao hơn. Còn với môi trường nhiệt độ cực cao như HMI đặt gần lò luyện gang? Nếu HMI được sử dụng bên ngoài, có cần một màn hình có thể đọc với ánh sáng ban ngày hay không? Tốt hơn là nên lập một kế hoạch và cân nhắc sử dụng một HMI với tác vụ nặng nề hơn là đi ngược lại và thay thế bởi nó không chịu đựng được.

2. Ứng Dụng Người Sử Dụng 

- Điều này nghe có vẻ là hiển nhiên nhưng trước đây thường không được bàn đến. Có bao nhiều người biết tất cả các yêu cầu của họ vào thời điểm khởi đầu một dự án? Tốt hơn hết là nên để lại một khoảng trống cho bộ nhớ bổ sung hay những phím chức năng, hoặc để cung cấp một hiển thị màu thậm chí dự án có thể không cần đến nó.
- Để lựa chọn HMI, cần biết rằng khi có nhiều ứng dụng HMI khác nhau, hầu hết nằm trong 3 phạm trù rộng:
- Sản phẩm thay thế nút bấm: Trước khi có sự xuất hiện của HMI và thậm chí đến ngày nay, rất nhiều máy móc được điều khiển bằng nút ấn và các chuyển công tắc lật. Tình trạng quá trình và dữ liệu khác được hiển thị bởi đèn chỉ thị và hiển thị BCD/LED. Rất nhiều các ứng dụng HMI hiện này về bản chất thay thế các đầu vào và đầu ra được kiểm soát bằng mạch điện điện tử, với HMI mô phỏng nút ấn và công tắc thông qua các phím cảm ứng hoặc thông qua một bộ phím, và một màn hình hiện thị tình trạng.

         + Loại hình ứng dụng đòi hỏi công suất tính toán nhỏ và có thể được xử lí dễ dàng bằng đầu cuối giả cấp thấp của bất kỳ nhà sản xuất nào. Bạn phải nhớ rằng số lượng phím và tình trạng được hiển thị sẽ được đưa ra cân nhắc khi quyết định kích thước của màn hình. Một số HMI giá thấp có màn hình 3,5 in. hoặc nhỏ hơn, tuy nhiên người sử dụng cuối có thể cảm thấy nản chí khi sử dụng nhiều màn hình để tiếp cận tới tất cả nút ấn và hiển thị.
         + Trong khi rất nhiều HMI nhỏ với phím và 2 đến 4 dòng văn bản được hiển thị có thể được sử dụng như một sản phẩm thay thế nút ấn, chúng có thể thiếu đi những đặc điểm có lợi mà người sử dụng mong muốn khi sử dụng. 

        + Thí dụ, rất nhiều hiển thị nhỏ hơn có màu đen trắng hoặc đơn sắc. Khách hàng có thể quyết định ngay sau đó nên chọn màu xanh cho trường hợp cho phép tiếp tục hoạt động hoặc đỏ để lưu tâm tới tình trạng cảnh báo.
- Bộ xử lí dữ liệu: Các ứng dụng ở đây có thể bao gồm các chức năng như phương pháp, lập xu hướng dữ liệu, ghi dữ liệu, xử lí/ghi lại cảnh báo. Thí dụ, trong dây chuyền sản xuất linh hoạt chạy nhiều sản phẩm, HMI tầm trung sẽ phải thực hiện chức năng này, gần như chắc chắn với ít nhất một màn hình màu 6 in để hiển thị tất cả các dữ liệu và đồ thị cần thiết. Nên xem xét lượng dữ liệu được lưu trữ và kích cỡ cũng như số lượng các phương pháp.
Việc xử lí dữ liệu có thể rất đòi hỏi nhiều bộ nhớ, do đó lượng bộ nhớ của HMI sẽ là một yếu tố quan trọng trong lựa chọn của bạn — ít nhất RAM 4 MB cộng với khả năng truy cập card flash nhỏ gọn. Việc xóa hay chuyển dữ liệu vào và ra khỏi HMI cần được xem xét. Liệu các phương pháp có được lưu trên mạch hay được tải về từ PC SCADA (điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu)? Liệu dữ liệu được ghi có được lấy ra để phân tích và lưu trữ? Liệu việc xử lí dữ liệu sẽ được tự động hóa hay vẫn bằng tay?
        + Câu trả lời có cho những câu hỏi này sẽ đòi hỏi một HMI với kết nối mạng và các công cụ phần mềm tương ứng và dẫn đến nhiều câu hỏi khác nữa. Thí dụ, là một cổng Ethernet có khả năng gửi và nhận tin nhắn theo yêu cầu, hay ứng dụng card flash được ủy nhiệm? Bên cạnh đó, một số HMI có thể chỉ hỗ trợ các file dữ liệu với các dạng khác nhau như KSV, CSV hay bộ đôi. Câu trả lời cho những câu hỏi này sẽ tùy thuộc vào các thành phần khác trong hệ thống và thông số kỹ thuật của công ty.
- Đốc công:Ứng dụng có liên quan đến các chức năng của SCADA hay có thể thậm chí là MES (hệ thống thực hiện sản xuất) như lưu trữ dữ liệu, chuyển đổi cơ sở dữ liệu, tương tác với một hệ thống cấp doanh nghiệp. Với mục tiêu chính hiện tại là phân tích dữ liệu thời gian thực và giảm chi phí, HMI tương ứng có thể làm tăng giá trị đáng kể. Một ứng dụng“đốc công” thường đòi hỏi một PC công nghiệp có đầy đủ tính năng chạy WinXP hay một hệ điều hành tương đương. Nên xem xét những thiết bị nhiều cổng chạy ít nhất là 100 MB, cần cho việc chia mạng ra từng đoạn để điều khiển lưu tốc mạng.
- Một điều đáng lưu tâm khác nữa ở đây là mong muốn có một HMI cầm tay hay di động. Một HMI cầm tay tiêu chuẩn được kết nối với máy thông qua cáp và có thể được chuyển tới một ưu điểm để giải quyết một vấn đề. Đối với các máy móc lớn, HMI di động có thể được rút phích cắm từ một bên và cắm vào bên khác. HMI di động có thể lưu tất cả chi phí bằng cách giảm số lượng HMI cần để vận hành thiết bị. Những hạn chế đối với HMI cầm tay thường liên quan tới chi phí cùng với nguy cơ tiềm ẩn hỏng hóc khi chuyển đi nơi khác. Cũng nên cần lưu ý rằng số lượng HMI sẽ giảm số lượng nhân công có thể làm việc trên máy tại cùng một thời điểm.

3. Công Cụ Nhập Liệu

- Đới với hầu hết các HMI, bạn cần lựa chọn một trong hai phương pháp sử sụng HMI: cảm ứng hay dùng bàn phím. Với công nghệ hiện nay, màn hình cảm ứng cũng chỉ mạnh mẽ như HMI bàn phím. Quyết định ở đây hầu hết phụ thuộc vào sở thích của người sử dụng. Tuy vậy, hai trường hợp mà ở đó một HMI bàn phím được ưa chuộng hơn thấy rõ. Nếu với một lượng dữ liệu số lớn cần được nhập vào, HMI bàn phím có thể cho phép nhập nhanh hơn bàn phím ảo của các màn hình cảm ứng. HMI bàn phím cũng có thể dễ sử dụng trong môi trường làm việc đòi hỏi người vận hành phải mang găng tay.

4. Phần Mềm Lập Trình

- Sự phức tạp của ứng dụng và sở thích của người lập trình sẽ xác định phần mềm cần đến. Có 3 loại phần mềm lập trình HMI chính: loại độc quyền, độc lập phần cứng với các chức năng được xây dựng sẵn và phần mềm mở. Sau đây là một số ví dụng cho mỗi loại:
      + Phần mềm độc quyền: Hầu hết các sản phẩm thay thế nút ấn và bộ xử lí dữ liệu có thể được lập trình bằng các phần mềm tiêu chuẩn của nhà cung cấp HMI. Thí dụ, Bosch Rexroth, sở VI-Composer. Phần mềm độc quyền dường như dễ sử dụng và cho phép phát triển nhanh hơn. Một điểm hạn chế là chương trình được phát triển với phần mềm độc quyền chỉ chạy được trên nền tảng phần cứng cụ thể. Nếu một nhà cung cấp HMI khác được xác đinh cho dự án trong tương lai, ứng dụng cần được tái phát triển hoàn toàn.
      + Phần mềm độc lập phần cứng với các chức năng được xây dựng sẵn: Đây là phần mềm HMI bên thứ 3 có thể chạy trên các loại phần cứng HMI khác nhau. Một thí dụ thường thấy là InduSoft Web Studio. Không như phần mềm độc quyền, một ứng dụng được tạo ra với loại phần mềm này có thể chạy trên bất kỳ nền tảng mở nào. Điều này giúp cho người lập trình tự do lựa chọn phần cứng HMI dựa trên các đặc điểm, chất lượng của dịch vụ,…Phần mềm độc lập này thường có nhiều chức năng được xây dựng sẵn thông dụng như nút ấn và phương pháp. Tuy nhiên, do nó phải đáp ứng nhiều nền tảng, có thể nó ít thân thiện với người sử dụng hơn so với phần mềm độc quyềnvà có thể không có nhiều chức năng chuyên dụng bằng.
      + Phần mềm mở: Đối với người lập trình nguồn muốn hoàn toàn tự do phát triển các chức năng của mình, luôn luôn có lựa chọn lập trình với phần mềm mở. Các thí dụ về loại phần mềm này bao gồm Microsoft .Net, và Visual C. Các ứng dụng được tạo ra với loại phần mềm này là hoàn toàn độc lập với phần cứng, cho phép người thiết kế máy lựa chọn HMI tốt nhất với khả năng lập trình linh hoạt. Trong khi người lập trình phải khởi đầu từ một mớ hỗn độn để xây dựng các chức năng, có một số cộng động trên mạng cung cấp cho bạn lời khuyên và bạn cũng có thể download mã về cho ứng dụng của bạn.
Những bất lợi mà chúng tạo ra gồm có thời gian phát triển ban đầu dài, trong đó có thời gian khắc phục sự cố và thử nghiệm, và có thể thiếu hỗ trợ sau khi dự án hoàn thành. Mặc cho những thuộc tính vốn có về nguồn trong phương pháp phát triển, nhiều nhà sử dụng cuối vẫn có thể thiếu khả năng hỗ trợ một dự án được phát triển theo phương pháp này. Các dự án được tạo ra thông qua các công cụ mở thường đòi hỏi đội ngũ nhân viên phải chuyên sâu kỹ thuật phần mềm hơn nữa. Có thể cần nhiều thời gian hơn để thay đổi hay khắc phục sự cố như một chương trình. Những chi phí này có thể bù lại sự tiết kiệm phần mềm ban đầu được thực hiện khi mua những công cụ phần mềm mở.

5. Yếu Tố Khác

- Có một số yếu tố khác cần quan tâm như lựa chọn điều khiển, khả năng mở rộng chương trình, vị trí địa lí và hỗ trợ kỹ thuật.
- Lựa chọn điều khiển nói đến khả năng của một số HMI cũng có chức năng như một PLC hay một bộ điều khiển.

- Được sử dụng một cách hợp lí, khả năng này có thể giảm đáp kể độ phức tạp của hệ thống. Tương tự, nếu một nhà cung cấp cung cấp một “giải pháp có thể mở rộng”, và chương trình được tạo ra cho một HMI có thể dễ dàng được thay đổi cho một HMI cấp cao hay cấp thấp khác từ dòng sản phẩm của công ty đó. Điều này cho phép người lập trình tiết kiệm thời gian bằng cách tái sử dụng tác vụ trước đó và bổ sung hay cắt bỏ những đặc điểm như mong muốn.
- Một yếu tố khác cần quan tấm là mục tiêu cuối cùng cho hệ thống máy. Một số nhà cung cấp HMI có vị thế vững mạnh hơn tại những khu vực nhất định trên thế giới. Điều này có thể ảnh hướng đến việc lựa chọn HMI, do hỗ trợ kỹ thuật tại chỗ mạnh có thể là một thế mạnh kinh doanh và giảm những đòi hỏi hỗ trợ của người thiết kế máy.
- Vấn đề quan tâm cuối cùng là hỗ trợ kỹ thuật. Bạn có thể gọi điện và nói chuyện trực tiếp với nhân viên hỗ trợ kỹ thuật hay bạn phải gửi email? Hỗ trợ kỹ thuật miễn phí hay phải trả phí? Hỗ trợ kỹ thuật có mặt 24/7 hay chỉ có mặt trong giờ hành chính? Liệu Website của bạn có cung cấp lựa chọn dịch vụ tự phục vụ dễ sử dụng hay không (hướng dẫn sử dụng có thể download, cơ sở nền tảng kiến thức) hay nó hoàn toàn là một công cụ phục vụ kinh doanh? Ngoài ra nó còn hỗ trợ cho phòng kế toán tại công ty bạn có thể hoạch định rõ ràng hơn để tạo lập báo cáo tài chính thay vì phải đi thuê dịch vụ báo cáo tài chính cuối năm ở bên ngoài.
- Nghiên cứu những yếu tố này sẽ giúp bạn đưa ra quyết định tốt hơn. Lưu ý rằng giá là vấn đề cần bàn đến cuối cùng. Có rất nhiều vấn đến cần quan tâm trước để đưa ra một quyết định hoàn hảo. Lựa chọn tính năng mà bạn cần và sau đó so sánh giá. Lựa chọn một HMI không đủ khả năng dựa trên giá cả sẽ dẫn đến tốn kém nhiều chi phí hơn trong thời gian dài, làm cho khách hàng không hài lòng.