Mạng Truyền Thông Công Nghiệp là gì ? Có mấy cách truyền thông trong công nghiệp

Modbus/Profibus/DeviceNet/Hart – Mạng truyền thông công nghiệp – Từ khóa mà hầu hết các nhà máy đều tìm kiếm và ra sức đầu tư cho đội kỹ sư tự động hóa của họ. Học về truyền thông công nghiệp và áp dụng những gì đã học vào nhà máy của chính họ. Vậy mạng truyền thông công nghiệp là gì, hãy cùng Vattunhamay.vn tìm hiểu ở bài viết dưới đây nhé.

Mạng truyền thông công nghiệp

Mạng Truyền thông công nghiệp là gì ?

Mạng truyền thông công nghiệp (Industrial Communication Network), cụm từ mà hầu hết các sinh viên hay các kỹ sư điện công nghiệp đều phải học ít nhất 1 lần trong sự nghiệp của họ. Ở các ngành như kỹ thuật điều khiển tự động hóa, điện-điện tử, điện tử viễn thông, cơ điện tử, điện công nghiệp … Mạng truyền thông công nghiệp là một môn học bắt buộc trong chuyên ngành về công nghiệp.

Mạng truyền thông công nghiệp là sự kết hợp chắc chẽ giữa công nghệ và lĩnh vực công nghiệp. Nó tạo ra một mạng lưới Internet kết nối các thiết bị điện hay thiết bị giám sát với máy móc trong môi trường tự động hóa.

Hệ thống mạng được thiết kế đặt biệt cho nhu cầu truyền tải dữ liệu trong môi trường công nghiệp. Nó có mục tiêu là cung cấp kết nối an toàn, đáng tin cậy với mức bảo mực cao. Gia tăng hiệu suất và khả năng chịu đựng được trong môi trường khắc nghiệt như môi trường nhà máy sản xuất, máy móc hay các ứng dụng tự động hóa.

Siemens Truyền Thông
Siemens Truyền Thông

Mạng truyền thông công nghiệp có máy loại ?

Mạng Truyền thông PROFIBUS

Profibus là mạng truyền thông dạng Fieldbus, nó được thiết kế để giao tiếp giữa máy tính PC hay latop kết nối với thiết bị truyền thông. Profibus được sử dụng rộng rãi và thông dụng. Nhất là trong các ứng dụng tự động hóa quá trình, tự động hóa quy mô sản xuất. Đặc biệt là được tin dùng trong các ứng dụng truyền thông phức tạp. Cần mực độ an toàn và đảm bảo tính bảo mực cao.

Có 3 loại Profibus là

  • Profibus DP: Dùng được cho cả tín hiệu tương tự và tín hiệu phân tán. Ứng dụng cho điều khiển động cơ hay biến tần, tự động hóa quá trình. Sử dụng dạng truyền thông cổng RS485 chuẩn.
  • Profibus PA: Loại này được ứng dụng trong tự động hóa quá trình. Sử dụng trong giao tiếp cấp thiết bị cấp quá trình như thiết bị điều khiển hay thiết bị đo lường.
  • Profibus FMS: Hỗ trợ việc giao tiếp với các hệ thống tự động hóa.
Profibus DP, PA, FMS
Profibus DP, PA, FMS

Mạng truyền thông Modbus

Modbus là một giao thức truyền thông nổi tiếng và phổ biến trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Giao thức này được phát triển để truyền thông giữa các thiết bị điều khiển và thiết bị đo lường và kiểm soát trong một mạng hệ thống. Modbus thường được sử dụng để kết nối các thiết bị như PLCs (Programmable Logic Controllers), bộ điều khiển, bộ chuyển đổi tín hiệu, cảm biến, và các thiết bị khác. Và nhìu nhất là giao tiếp các thiết bị khác hệ với nhau. Nên nội dung bài viết này sẽ tậ

Nguyên tắc của Modbus

  • Modbus sử dụng mô hình Master-Slave, trong đó một thiết bị được chỉ định làm “Master” gửi yêu cầu và các thiết bị khác làm “Slaves” phản hồi theo yêu cầu đó.
  • Ngoài ra, Modbus cũng hỗ trợ mô hình “Peer-to-Peer” (đồng đẳng), nơi mỗi thiết bị có thể gửi và nhận dữ liệu độc lập.

Phân loại Modbus RTU – Modbus TCP – Modbus ASCII

  • Modbus RTU (Remote Terminal Unit):
    • Một phiên bản của giao thức truyền thông Modbus, được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Modbus RTU là một dạng truyền thông tuần tự (serial communication), thường sử dụng cổng RS-232 hoặc RS-485 để giao tiếp giữa các thiết bị trong một mạng.
    • Modbus RTU sử dụng định dạng truyền thông tuần tự, trong đó các dữ liệu được truyền theo dạng nhị phân (binary).
    • Trong quá trình truyền thông, mỗi byte dữ liệu được mã hóa theo định dạng 8N1, tức là 8 bit dữ liệu, không có bit kiểm tra (no parity), và 1 bit stop.
    • Modbus RTU thường được sử dụng để kết nối và truyền thông giữa các thiết bị như PLCs, bộ điều khiển, bộ chuyển đổi tín hiệu, và các thiết bị đo lường và kiểm soát khác trong môi trường công nghiệp.
Modbus RTU
Modbus RTU
  • Modbus TCP:

    • Một biến thể của giao thức truyền thông Modbus được thiết kế để hoạt động trên mạng Ethernet TCP/IP. Nó sử dụng cơ sở hạ tầng mạng TCP/IP, cho phép truyền thông thông qua mạng LAN hoặc WAN. Modbus TCP thường được sử dụng trong các ứng dụng tự động hóa công nghiệp nơi có sẵn cơ sở hạ tầng mạng Ethernet.
    • Modbus TCP sử dụng giao thức truyền thông TCP/IP, giúp nó hoạt động trên môi trường mạng Ethernet.
    • TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức điều khiển đường truyền và IP (Internet Protocol) là giao thức Internet. Các giao thức này sử dụng đồng thời tạo nên chuyền tải cho internet.
    • Dữ liệu được truyền tải đi bằng phương thức này. Dữ liệu được dẫn đến TCP nơi có thông tin đính kèm và truyền đến cấp dưới là cấp IP. Sau đó dữ liệu được IP đặt trong gói và truyền gói đi.
Modbus TCP
Modbus TCP
  • Modbus ASCII:

    • Đây là phương thức truyền thông chậm nhất trong 3 loại phương thức giao tiếp Modbus. Một biến thể của giao thức truyền thông Modbus, được sử dụng để truyền thông thông qua cổng nối tiếp (serial communication), thường sử dụng cổng RS-232 hoặc RS-485. Cụ thể, Modbus ASCII sử dụng mã ASCII để biểu diễn dữ liệu trong quá trình truyền thông.
    • Modbus ASCII sử dụng định dạng truyền thông tuần tự, trong đó dữ liệu được biểu diễn bằng các ký tự ASCII.
    • Mỗi truyền dữ liệu thường được bao gồm một frame (khung) bắt đầu và kết thúc để định rõ dữ liệu truyền đi.
    • Mỗi thiết bị trong mạng Modbus ASCII được gán một địa chỉ duy nhất để xác định địa chỉ của thiết bị trong quá trình truyền thông
Modbus ASCII
Modbus ASCII

Mạng truyền thông DeviceNet

Một mạng truyền thông công nghiệp phổ biến được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Được phát triển bởi công ty Allen-Bradley (nay là một phần của Rockwell Automation), DeviceNet thường được sử dụng để kết nối và truyền thông giữa các thiết bị tự động hóa như bộ điều khiển, PLCs (Programmable Logic Controllers), biến tần, cảm biến và các thiết bị khác trong một hệ thống tự động hóa.

  • DeviceNet sử dụng kiến trúc mạng nút đa điểm (multi-drop network), trong đó nhiều thiết bị có thể kết nối với cùng một mạng thông qua một đường truyền dữ liệu chung.
  • DeviceNet sử dụng cổng giao thức CAN (Controller Area Network) để truyền thông dữ liệu giữa các thiết bị.
  • Loại này có ưu điểm là có thể làm nguồn cấp trực tiếp với nhiều thiết bị chấp hành cùng lúc. Nên giảm đáng kể các điểm kết nối vật lý, từ đó tiết kiệm chi phí đường dây hơn. Vì có tích hợp tất cả các thiết bị trên cáp bốn dây nguồn cấp và dữ liệu.
Thiết bịNet
DeviceNet

Mạng truyền thông công nghiệp HART

HART (Highway Addressable Remote Transducer) – Một công nghệ mạng truyền thông được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Đặc biệt là trong việc kết nối và truyền thông với các thiết bị đo lường. Cũng như kiểm soát quy trình, như cảm biến, bộ chuyển đổi, van, và các thiết bị khác.

  • HART kết hợp tín hiệu analog và digital trên cùng một đường truyền. Tín hiệu analog được sử dụng để truyền dữ liệu cảm biến hoặc tín hiệu đo. Trong khi tín hiệu digital chứa thông tin về thiết bị, trạng thái, và các thông số khác.
  • HART thường sử dụng cấu trúc Master-Slave. Trong đó thiết bị “Master” gửi yêu cầu và các thiết bị “Slave” phản hồi theo yêu cầu đó.
  • HART có thể được tích hợp với tín hiệu 4-20mA, một tiêu chuẩn phổ biến trong ngành công nghiệp.
  • HART thường được sử dụng với các cảm biến áp suất, nhiệt độ, lưu lượng, và các thiết bị khác.
  • Tín hiệu HART thường được truyền theo mô hình FSK (Frequency Shift Keying). Trong đó dữ liệu được biểu diễn bằng cách thay đổi tần số của sóng mang.
  • HART được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp quy trình, nơi đo lường và kiểm soát quy trình là quan trọng.
Hart
Hart

Vai trò của Mạng truyền thông công nghiệp

Mạng truyền thông công nghiệp (Industrial Communication Network) -. Là một hệ thống kết nối các thiết bị. Với hệ thống trong môi trường công nghiệp để truyền tải dữ liệu và thông tin. Vai trò của mạng truyền thông là rất quan trọng trong tự động hóa quy trình sản xuất và quản lý hệ thống công nghiệp. Dưới đây là một số vai trò chính của mạng truyền thông công nghiệp:

  1. Truyền tải dữ liệu:. Truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị và hệ thống khác nhau trong môi trường công nghiệp. Điều này giúp các thiết bị liên kết và làm việc cùng nhau. Để thực hiện các quy trình sản xuất hiệu quả hơn.
  2. Tự động hóa quy trình:. Giúp các thiết bị và máy móc trong môi trường công nghiệp tự động hoá quy trình sản xuất. Giảm sự can thiệp của con người và tăng hiệu suất.
  3. Quản lý và giám sát:. Mạng truyền thông công nghiệp cung cấp khả năng quản lý và giám sát từ xa các thiết bị và quy trình sản xuất. Điều này giúp người quản lý có thể theo dõi và kiểm soát mọi thứ từ xa, tăng cường khả năng giám sát và quản lý.
  4. Tích hợp hệ thống:.Kết nối các thiết bị và hệ thống khác nhau. Giúp tích hợp các thành phần khác nhau của một hệ thống tự động hóa. Điều này giúp tối ưu hóa sự tương tác giữa các phần của một nhà máy hoặc hệ thống sản xuất.

  1. Đảm bảo độ an toàn và ổn định:. Mạng truyền thông công nghiệp cần đảm bảo độ an toàn quy trình sản xuất. Điều này đặt ra yêu cầu cao về độ tin cậy và khả năng chịu lỗi của mạng. Để tránh sự cố gặp phải trong quy trình sản xuất.
  2. Hỗ trợ kết nối IoT (Internet of Things):. Mạng truyền thông công nghiệp thường hỗ trợ kết nối với các thiết bị IoT. Tạo ra một môi trường công nghiệp thông minh và linh hoạt.

>> Tham khảo giải pháp giao tiếp với dòng PLC SIEMENS SIMATIC S7

Nơi cung cấp vật tư, thiết bị tự động chính hãng-New của Siemens uy tín hàng đầu Việt Nam:

CÔNG TY TNHH VẬT TƯ NHÀ MÁY VIỆT NAM

Đ/c: 07 Đường số 9, Khu phố 6, Phường Hiệp Bình Chánh, TP Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

MST: 0314073383

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *