Tìm hiểu về mạng truyền thông công nghiệp - xương sống của bất kỳ kiến ​​trúc hệ thống tự động hóa nào vì nó là một phương tiện mạnh mẽ để trao đổi dữ liệu, kiểm soát dữ liệu và tính linh hoạt để kết nối các thiết bị khác nhau. Cùng tìm hiểu mối quan hệ giữa mạng truyền thông công nghiệp và hệ scada qua bài viết sau nhé.

Tham khảo: Hệ thống điều khiển Scada

Mạng truyền thông công nghiệp là gì?
Xem thêm:  Lập Trình Scada Là Gì? Tìm Hiểu Chi Tiết Một Hệ Thống Scada

Mạng truyền thông công nghiệp đề cập đến thuật ngữ chung của hệ thống mạng truyền thông kỹ thuật số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để kết nối các thiết bị công nghiệp với nhau.

Nó cũng là một loại mạng đặc biệt được sử dụng để xử lý kiểm soát thời gian thực và toàn vẹn dữ liệu trong môi trường khắc nghiệt của các cài đặt lớn.

Các hệ thống truyền thông công nghiệp phổ biến hiện nay cho phép kết nối mạng ở mọi cấp độ, từ cảm biến và cơ cấu chấp hành dưới cấp trường đến điều khiển máy tính, thiết bị quan sát và máy tính điều khiển, điều khiển giám sát và các cấp quản lý máy tính của doanh nghiệp, ban lãnh đạo công ty.
Tham khảo:  Quá trình hình thành và lịch sử phát triển hệ thống scada

Mạng truyền thông công nghiệp bao gồm: Modbus, Ethernet, Devicenet, Controlnet, v.v.

Các cơ chế điều khiển quan trọng được sử dụng trong lĩnh vực tự động hóa kỹ thuật bao gồm:

- Bộ điều khiển kogic có thể lập trình (PCL).

- Hệ thống điều khiển phân tán (DCS).

Kiểm soát Giám sát và Thu thập Dữ liệu (SCADA).

Tất cả các yếu tố này liên quan đến thiết bị hiện trường, thiết bị thông minh, PC giám sát, bộ điều khiển I / O phân tán và màn hình HMI.

Để có thể kết nối và cho phép giao tiếp giữa các thiết bị này, cần phải có một mạng hoặc sơ đồ truyền thông mạnh mẽ và hiệu quả hơn. Chúng rất khác so với các mạng doanh nghiệp truyền thống. Các mạng truyền thông công nghiệp này tạo thành các đường liên lạc giữa các thiết bị hiện trường, bộ điều khiển và PC.

Cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp

Phương tiện truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển có thể là không dây hoặc có dây.

Trong trường hợp truyền dẫn không dây, liên lạc thông qua sóng vô tuyến.

Trong trường hợp truyền dẫn có dây, các loại cáp được sử dụng có thể là cáp xoắn đôi, cáp đồng trục hoặc cáp quang. Mỗi cáp mạng có các đặc tính điện riêng có thể ít phù hợp hơn với một loại mạng hoặc môi trường cụ thể.

5 mạng truyền thông công nghiệp và hệ scada

Trong công nghiệp, có nhiều mạng truyền thông khác nhau được thiết kế để kết nối các thiết bị lĩnh vực công nghiệp và các mô-đun I / O. Chúng được mô tả theo các giao thức nhất định. Trong số đó, giao thức là một tập hợp các quy tắc để giao tiếp giữa hai hoặc nhiều thiết bị.

Dựa trên các giao thức này, mạng truyền thông được chia thành nhiều loại. Sau đây là các loại phổ biến.

1. Mạng truyền thông công nghiệp Modbus

Modbus là một giao thức hệ thống mở có thể hoạt động trên nhiều lớp vật lý. Nó là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp.

Đây là công nghệ truyền thông nối tiếp cung cấp mối quan hệ chủ / tớ để giao tiếp giữa các thiết bị được kết nối trên mạng. Nó có thể được thực hiện trên bất kỳ cáp truyền dẫn nào, nhưng 2 loại cáp được sử dụng phổ biến nhất: RS232 và RS485.

Modbus Serial tới RS232 hoặc RS485 (như một lớp vật lý) giúp kết nối các thiết bị trên mạng Modbus với bộ điều khiển (chẳng hạn như PLC). Nó có thể giao tiếp với tốc độ dữ liệu 19,2 kbits / s giữa thiết bị chính và lên đến 247 thiết bị phụ.

Các phiên bản Modbus RCP / IP mới hơn sử dụng Ethernet làm lớp vật lý để tạo điều kiện trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong các mạng khác nhau. Nó không phân biệt giữa các loại mạng và luôn tạo điều kiện cho một phương pháp truy cập và điều khiển thiết bị này trên thiết bị khác.

2. Mạng truyền thông nối tiếp

Giao tiếp nối tiếp là hệ thống giao tiếp cơ bản được sử dụng bởi mọi bộ điều khiển như PLC. Giao tiếp này được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn giao thức như RS232, RS422 và RS485. trong đó RS là viết tắt của Tiêu chuẩn khuyến nghị, xác định các đặc tính giao tiếp nối tiếp về đặc tính điện, cơ và chức năng.

Giao diện truyền thông nối tiếp được tích hợp trong CPU hoặc mô-đun quy trình (bộ điều khiển logic khả trình), hoặc nó có thể là một mô-đun giao tiếp riêng biệt. Các giao diện RS này chủ yếu được sử dụng để truyền dữ liệu tốc độ cao giữa các thiết bị từ xa (máy đọc mã vạch, hệ thống camera, thiết bị điều hành, v.v.) và PLC.

Giao diện nối tiếp RS232 được thiết kế để hỗ trợ một lần gửi và một lần nhận, chẳng hạn như giao tiếp giữa máy tính và bộ điều khiển. Chiều dài cáp tối đa có thể lên đến 15 mét. Chuẩn giao tiếp nối tiếp RS 422 (1Tx, 10Rx) và RS485 (32Tx, 32Rx) được thiết kế để giao tiếp giữa một máy tính và nhiều bộ điều khiển. Các tiêu chuẩn này được giới hạn về chiều dài trong phạm vi 500m (đối với RS422) và 200m (đối với RS485).

3. Mạng truyền thông công nghiệp DeviceNet

Đây là kiểu mạng bus hệ thống mở được phát triển dựa trên công nghệ CAN. Mạng được thiết kế để kết nối các thiết bị cấp bộ truyền động (ví dụ: cảm biến, công tắc, màn hình bảng điều khiển, đầu đọc mã vạch, v.v.) với bộ điều khiển cấp cao hơn (ví dụ: PLC) thông qua giao thức CAN. Giao thức hỗ trợ tối đa 2048 thiết bị và tối đa 64 điểm.

Ưu điểm của giao thức này là giảm chi phí đi dây bằng cách tích hợp tất cả các thiết bị trên một cáp bốn dây bao gồm cả nguồn và dữ liệu. Vì nguồn điện này có thể được cung cấp trực tiếp cho thiết bị truyền động, các điểm kết nối vật lý được giảm bớt. Mạng này được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp ô tô và bán dẫn.

4. Mạng truyền thông công nghiệp Profibus

Profibus là một trong những mạng truyền thông mở nổi tiếng và được triển khai rộng rãi. Các mạng này được sử dụng chủ yếu trong lĩnh vực tự động hóa quy trình và tự động hóa nhà máy. Nó phù hợp nhất cho các tác vụ giao tiếp phức tạp và các ứng dụng quan trọng về thời gian.

Profibus có 3 phiên bản khác nhau:

Profibus-DP (Thiết bị ngoại vi phi tập trung).

Profibus-PA (Tự động hóa quy trình).

Profibus-FMS (Đặc tả thông báo Fieldbus).

5. Mạng truyền thông công nghiệp – truyền thông HART

HART là một giao thức mạng điều khiển quá trình mở có thể truyền tín hiệu truyền thông kỹ thuật số của tín hiệu 4-20mA trên cùng một đường truyền.

Đây là mạng truyền thông duy nhất tạo điều kiện cho cả giao tiếp hai chiều kỹ thuật số và tương tự trên cùng một hệ thống dây dẫn, vì vậy mạng truyền thông công nghiệp HART này còn được gọi là mạng lai. Các tín hiệu kỹ thuật số này, được gọi là tín hiệu HART, mang thông tin chẩn đoán, cấu hình thiết bị, hiệu chuẩn và các phép đo khác.

Mạng HART hoạt động ở chế độ đa điểm hoặc điểm-điểm:

Mạng giao tiếp HART nhiều giọt được sử dụng khi các thiết bị ở xa nhau. Các thiết bị trường thông minh đa biến tương thích HART được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp.

Trong chế độ điểm-điểm, tín hiệu dòng 4-20mA được sử dụng để điều khiển quá trình và tín hiệu HART không bị ảnh hưởng.

Mạng truyền thông HART chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng SCADA.

Trên đây là chi tiết về mối quan hệ giữa mạng truyền thông công nghiệp và hệ scada. Cảm ơn bạn đọc đã quan tâm bài viết.

Bạn đang xem bài viết Mạng Truyền Thông Công Nghiệp Và Hệ Scada.  

Mọi thông tin chi tiết liên hệ MAX ELECTRIC VN.