Tăng cường hiệu quả, hiệu suất máy móc và hướng đến sản xuất tinh gọn là nhu cầu mà mọi nhà máy công nghiệp hướng đến. Với sự phát triển của kỹ thuật công nghệ, xu hướng đó đang được hiện thực hóa thông qua việc tích hợp các thiết bị điều khiển, các phần mềm điều khiển và quản lý sản xuất. Hiện tại, một số hãng đã đưa ra giải pháp tích hợp 2 thiết bị phổ biến nhất trong công nghiệp là HMI và PLC.

Giáp Văn Vỹ

Tích hợp PLC và HMI, 2 thiết bị vốn dĩ được thiết kế cho hai mục đích khác nhau là điều khiển và giao diện vận hành (visualization), được cho là giải pháp tinh gọn trong tự động hóa nhằm mang lại các lợi ích cơ bản như:

• Rút ngắn thời gian thiết kế máy và hệ thống do việc tích hợp môi trường phát triển (phần mềm thiết kế)
• Giảm chi phí do giảm số lượng các thiết bị đấu nối, đấu dây, phụ kiện và tiết kiệm không gian
• Giảm chi phí vận hành, bảo trì và hỗ trợ.

Việc tích hợp này, nói một cách dễ hình dùng là gộp chung PLC và HMI vào chung một phần cứng và sử dụng chung một phần mềm thiết kế để lập trình và cấu hình. Phần lớn hiện tại, các PLC là một phần cứng riêng biệt, sử dụng phần mềm thiết kế riêng, HMI cũng là một phần cứng riêng biệt và cũng phải sử dụng một phần mềm riêng để thiết kế. Nhưng phần lớn các HMI đều kết nối đến một hoặc nhiều PLC để trao đổi dữ liệu là các thông số của máy, các lệnh điều khiển của người vận hành,… PLC và HMI có thể cùng một nhà sản xuất hoặc khác nhà sản xuất và việc giao tiếp thông qua các giao thức truyền thông công nghiệp. Thiết bị tích hợp PLC-HMI dù thế nào cũng phải thực hiện cả hai công việc của PLC và HMI đó là xử lý Logic và Graphic.

PLC-HMI cung cấp một môi trường phát triển ứng dụng cho phần Logic tương tự như các phần mềm lập trình PLC truyền thống. Trong đó  gồm các ngôn ngữ lập trình theo chuẩn IEC61131-3 như Ladder, SFC, FBD, ST. Phần Graphic được tích hợp sẽ cho phép người thiết kế vẽ các giao diện vận hành, gán các Tag, các địa chỉ tương tác với phần PLC như các phần mềm thiết kế HMI khác. Ưu điểm ở đây là việc lập trình PLC và thiết kế HMI được thực hiện trên cùng một phần mềm và có thể diễn ra song song do đó người thiết kế dễ dàng kết nối giữa phần giao diện với phần điều khiển. Hơn nữa phần mềm cung cấp các công cụ mô phỏng toàn bộ ứng dụng nên việc kiểm tra chương trình sẽ nhanh chóng và trực quan hơn rất nhiều.

Ngoài những tính năng cơ bản trên, PLC-HMI còn có các tính năng khác như khả năng giao tiếp Ethernet công nghiệp hoặc các chuẩn mạng khác, khả năng cấu hình bảo mật, lưu trữ dữ liệu lịch sử của hệ thống… nhằm mang lại nhiều tiện ích hơn cho người sử dụng.

Có thể nói, các sản phẩm tích hợp PLC-HMI đáp ứng được phần lớn các nhu cầu về điều khiển trong nhà máy hiện tại đồng thời mang lại nhiều lợi ích cho người dùng nhằm phục vụ cho các xu hướng sản xuất tinh gọn hiện đại. Mặc dù còn mới mẻ nhưng các sản phẩm tích hợp PLC-HMI này hứa hẹn sẽ có sự phát triển mạnh mẽ trong thời gian tới.