Trong bài viết này, Thanh Thiên Phú chia sẽ đến bạn trọn bộ tài liệu mạng truyền thông công nghiệp và các kiến thức chi tiết về mạng truyền thông công nghiệp. Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu nhé!
Bạn có thể tải về tài liệu và giáo trình mạng truyền thông công nghiệp của trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.HCM qua nút “download” ngay bên dưới nhé!
Download1. Mạng truyền thông công nghiệp là gì?
Mạng truyền thông công nghiệp có tên tiếng Anh là “Industrial Communication Network” hay được gọi là mạng công nghiệp, là một thuật ngữ tổng quát dùng để chỉ các hệ thống mạng truyền thông kỹ thuật số. Hệ thống này cho phép truyền tải dữ liệu theo phương thức nối tiếp nhằm mục đích kết nối các thiết bị công nghiệp với nhau, từ đó hình thành nên một mạng lưới đồng bộ có cấu trúc phân cấp và kiểm soát chặt chẽ.
Hiện tại, các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp có khả năng liên kết nhiều loại mạng ở các mức độ và cấp bậc khác nhau. Chúng có thể kết nối từ các cảm biến, thiết bị thực hiện nằm trong cấp độ hiện trường cho đến các máy tính điều khiển, cũng như các thiết bị giám sát và máy tính quản lý tổng thể cho toàn bộ hoạt động của một công ty.
Một số mạng truyền thông công nghiệp nổi bật như Modbus, Ethernet, DeviceNet, BACnet, Profibus và ControlNet đóng vai trò hết sức quan trọng trong việc liên kết các thiết bị trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Những mạng này giúp cho quá trình trao đổi thông tin giữa các thiết bị trở nên nhanh chóng và chính xác hơn.
Đồng thời, các cơ chế điều khiển như bộ điều khiển lập trình PLC, hệ thống điều khiển phân tán DCS và hệ thống SCADA (giám sát và thu thập dữ liệu) cũng được sử dụng rộng rãi. Những hệ thống này hỗ trợ việc quản lý và điều phối các hoạt động sản xuất hiệu quả hơn.
Tất cả những yếu tố này đều liên quan mật thiết đến các thiết bị hiện trường, thiết bị thông minh, máy tính điều khiển giám sát, bộ điều khiển I/O phân tán và giao diện người máy HMI. Để đảm bảo rằng tất cả các thiết bị này có thể giao tiếp hiệu quả với nhau, một mạng lưới hoặc sơ đồ truyền thông cần được thiết lập một cách mạnh mẽ và hiệu quả hơn.
2. Lịch sử hình thành của truyền thông công nghiệp
Lịch sử truyền thông công nghiệp khởi đầu từ kỹ thuật kết nối điểm-điểm sơ khai, nơi mỗi thiết bị cần một đường dây riêng tới bộ điều khiển. Phương pháp này nhanh chóng bộc lộ nhược điểm về sự phức tạp và chi phí dây dẫn tốn kém.
Bước ngoặt lớn đến vào những năm 1980-1990 với sự ra đời của Fieldbus (bus trường). Công nghệ này tạo ra một cuộc cách mạng khi cho phép nhiều thiết bị chia sẻ chung một đường truyền, giúp giảm đáng kể chi phí lắp đặt và đơn giản hóa hệ thống.
Từ những năm 2000, kỷ nguyên Ethernet Công nghiệp mở ra, tối ưu hóa công nghệ Ethernet từ văn phòng cho môi trường sản xuất. Các giao thức như Profinet hay Ethernet/IP mang lại tốc độ vượt trội và khả năng tích hợp liền mạch với hệ thống IT.
Ngày nay, mạng công nghiệp đã trở thành nền tảng cốt lõi cho Công nghiệp 4.0 và Internet vạn vật công nghiệp (IIoT), cho phép thu thập dữ liệu lớn để phân tích và tối ưu hóa sản xuất. Hướng tới tương lai, các công nghệ như Time-Sensitive Networking (TSN) và mạng không dây công nghiệp đang hứa hẹn sẽ tiếp tục định hình lại ngành tự động hóa.
3. Đặc điểm nổi bật của mạng truyền thông công nghiệp
Mạng truyền thông công nghiệp có thể được thiết lập bằng cả hai phương thức kết nối là có dây và không dây, tùy thuộc vào nhu cầu cụ thể của từng ứng dụng.
Trong hệ thống có dây, các loại cáp như cáp xoắn đôi, cáp đồng trục và cáp quang thường được sử dụng để bảo đảm rằng tín hiệu được truyền tải một cách ổn định và nhanh chóng.
Ngược lại, mạng không dây lại dựa vào công nghệ sóng radio để thiết lập kết nối giữa các thiết bị mà không cần đến dây dẫn.
Trong bối cảnh công nghiệp hiện đại, có nhiều loại mạng truyền thông khác nhau được áp dụng nhằm mục đích kết nối các thiết bị nằm trong môi trường công nghiệp với các mô đun đầu vào/đầu ra (I/O).
Các mạng này thường được phân loại dựa trên các giao thức nhất định mà chúng tuân thủ. Giao thức ở đây được hiểu là một bộ quy tắc hay hướng dẫn được thiết lập để thực hiện việc giao tiếp giữa hai hoặc nhiều thiết bị, đảm bảo cho quá trình truyền thông diễn ra một cách hiệu quả và đáng tin cậy.
4. Phân loại các mạng truyền thông công nghiệp phổ biến nhất hiện nay
Thế giới mạng truyền thông công nghiệp vô cùng đa dạng với hàng loạt các giao thức và chuẩn mực khác nhau, mỗi loại được thiết kế để đáp ứng những yêu cầu cụ thể về tốc độ, khoảng cách, số lượng thiết bị, tính năng thời gian thực và môi trường hoạt động. Việc lựa chọn đúng loại mạng là yếu tố then chốt quyết định sự thành công của một dự án tự động hóa. Dưới đây, Thanhthienphu.vn sẽ cùng các bạn kỹ thuật viên đi sâu vào tìm hiểu các loại mạng công nghiệp phổ biến nhất:
4.1. Mạng truyền thông Modbus
Modbus là một giao thức mở, có khả năng hoạt động trên nhiều lớp vật lý khác nhau, nhờ vào sự linh hoạt trong thiết kế của nó. Đây là giao thức phổ biến nhất được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển trong công nghiệp, cho phép truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị một cách hiệu quả.
Giao thức này cũng đóng vai trò như một phương tiện liên lạc giữa bộ điều khiển và các thiết bị khác thông qua cơ chế yêu cầu và đáp ứng, giúp các thiết bị kết nối trong một mạng lưới có thể giao tiếp với nhau một cách dễ dàng và hiệu quả.
Cơ chế giao tiếp trong Modbus được xây dựng dựa trên hệ thống truyền thông ở cấp độ thấp, nhằm đảm bảo tính ổn định và tin cậy cho việc truyền dữ liệu. Cơ chế này được phân chia thành hai loại chính: mạng Modbus chuẩn và Modbus hoạt động trên các mạng khác.
Mạng Modbus chuẩn cung cấp khả năng kết nối trực tiếp giữa các bộ điều khiển với nhau hoặc thông qua modem, tạo thuận lợi cho việc thiết lập hệ thống. Kỹ thuật giao tiếp giữa các trạm Modbus sử dụng nguyên tắc master/slave, trong đó chỉ một thiết bị có quyền gửi yêu cầu, trong khi các thiết bị thuộc loại slave có trách nhiệm đáp ứng lại bằng cách trả lời hoặc thực hiện yêu cầu mà thiết bị master đã gửi.
4.2 Mạng truyền thông công nghiệp nối tiếp
Giao tiếp nối tiếp là một hệ thống giao tiếp rất cơ bản và phổ biến, được ứng dụng trong tất cả các loại bộ điều khiển như PLC (bộ điều khiển logic khả trình). Hệ thống giao tiếp này chủ yếu hoạt động dựa vào các tiêu chuẩn giao thức như RS485, RS232 và RS422. Những tiêu chuẩn này định nghĩa các đặc điểm về điện, cơ học và chức năng cho giao tiếp nối tiếp.
Mạng truyền thông công nghiệp nối tiếp là một dạng hệ thống giao tiếp mà chủ yếu được sử dụng cho việc truyền thông khoảng cách xa và trong các mạng máy tính. Các giao diện giao tiếp nối tiếp thường được tích hợp vào vi xử lý của CPU hoặc bộ điều khiển logic khả trình, có thể là một mô-đun tách rời. Giao diện RS thường được lựa chọn để truyền tải dữ liệu với tốc độ cao giữa các thiết bị nằm ở vị trí xa.
Giao tiếp nối tiếp theo tiêu chuẩn RS232 được thiết kế nhằm hỗ trợ cho một máy phát và một máy thu, điển hình như sự kết nối giữa máy tính và bộ điều khiển. Các tiêu chuẩn giao tiếp nối tiếp RS422 (1 máy phát, 10 máy thu) và RS485 (32 máy phát, 32 máy thu) được phát triển để phục vụ cho việc giao tiếp giữa máy tính và bộ điều khiển. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn này có giới hạn về chiều dài đường truyền, với RS422 tối đa là 500m và RS485 là 200m.
4.3. Mạng truyền thông DeviceNet
Đây là một loại mạng bus hệ thống mở, được phát triển dựa trên công nghệ CAN (Controller Area Network). Mạng truyền thông công nghiệp này được thiết kế nhằm mục đích kết nối các thiết bị cấp chấp hành như cảm biến, công tắc, màn hình bảng điều khiển, đầu đọc mã vạch và các bộ điều khiển cấp cao hơn như PLC (Programmable Logic Controller), thông qua việc sử dụng nền tảng giao thức CAN. Giao thức này có khả năng hỗ trợ tối đa 2048 thiết bị và 64 điểm. Mục tiêu chính của CAN là tạo ra một môi trường mà các thiết bị thông minh có thể giao tiếp và kết nối với nhau một cách hiệu quả, với tốc độ truyền dữ liệu tối đa lên tới 1MB.
Mạng truyền thông DeviceNet có một số ưu điểm nổi bật, đặc biệt là khả năng giảm thiểu chi phí cho việc lắp đặt hệ thống dây điện. Điều này đạt được nhờ việc tích hợp tất cả các thiết bị trên một cáp bốn dây, bao gồm cả nguồn cấp và dữ liệu. Từ đó, nguồn cấp này có thể cung cấp điện trực tiếp cho các thiết bị chấp hành, giúp giảm thiểu số lượng các điểm kết nối vật lý cần thiết. Mạng truyền thông công nghiệp DeviceNet hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong ngành công nghiệp ô tô và bán dẫn.
4.4. Mạng truyền thông Profibus
Profibus là một tiêu chuẩn mạng truyền thông công nghiệp được thiết kế cho các hệ thống tự động hóa, thường được sử dụng phổ biến trong nhiều ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp. Nó đóng vai trò như một phương tiện giao tiếp, cho phép trao đổi thông tin giữa những thiết bị bên ngoài và hệ thống tự động hóa, không chỉ phù hợp cho các nhiệm vụ cần phản hồi nhanh mà còn cho những tác vụ giao tiếp với độ phức tạp cao.
Đối với việc triển khai Profibus, người ta có thể sử dụng cáp loại xoắn đôi kết hợp với chuẩn RS485 cho các ứng dụng liên quan đến sản xuất. Ngoài ra, trong các ứng dụng điều khiển quy trình, chuẩn IEC 1158-2 cũng có thể được áp dụng để đảm bảo hiệu suất tối ưu. Những thiết bị liên quan đến Profibus có thể bao gồm nhiều loại như đầu cuối, cảm biến, bộ điều khiển, ngoài ra còn có các thành phần phần mềm và phần cứng hỗ trợ cho việc kết nối và giao tiếp hiệu quả giữa các thiết bị.
4.5. Mạng truyền thông HART
HART (Highway Addressable Remote Transducer) là một chuẩn giao thức mạng nhằm điều khiển các tín hiệu số hóa trên cùng một dây truyền tín hiệu, đồng thời tương tác với các thiết bị thông minh cũng như hệ thống giám sát và điều khiển. Chuẩn HART cho phép truyền tải tín hiệu kỹ thuật số trên cùng một kết nối với tín hiệu analog 4-20mA.
Chế độ hoạt động của HART có thể là điểm-điểm hoặc đa điểm. Trong chế độ điểm, tín hiệu 4-20mA đảm nhận vai trò chính trong việc điều khiển quy trình, trong khi tín hiệu HART vẫn giữ nguyên mà không bị ảnh hưởng. Ngược lại, trong chế độ đa điểm, HART được ứng dụng khi có nhiều thiết bị được lắp đặt ở những vị trí khác nhau và ở khoảng cách xa nhau.
Hơn nữa, HART cung cấp một phương thức truyền thông hai chiều giữa các thiết bị ở hiện trường thông minh và hệ thống máy chủ, cho phép việc truy xuất và quản lý dữ liệu được thực hiện một cách thuận tiện. Một máy chủ hoặc máy tính cá nhân được cài đặt phần mềm ứng dụng sẽ giúp theo dõi và điều chỉnh quá trình vận hành của một nhà máy một cách hiệu quả.
5. So sánh mạng truyền thông công nghiệp, mạng viễn thông, mạng máy tính
5.1. So sánh mạng truyền thông công nghiệp và mạng viễn thông
Trong thế giới kết nối ngày nay, chúng ta thường nghe về các loại mạng lưới truyền thông khác nhau. Hai trong số đó, mạng truyền thông công nghiệp và mạng viễn thông (bao gồm cả mạng IT văn phòng thông thường), tuy cùng chia sẻ mục đích kết nối và truyền dữ liệu, nhưng lại phục vụ cho những mục tiêu và môi trường hoàn toàn khác biệt.
Mạng truyền thông công nghiệp giống như hệ thống thần kinh tinh vi, chính xác đến từng mili giây, điều khiển mọi hoạt động phức tạp bên trong một nhà máy hiện đại. Nó là huyết mạch đảm bảo robot hoạt động đồng bộ, dây chuyền vận hành trơn tru và dữ liệu sản xuất được thu thập một cách đáng tin cậy nhất.
Mạng viễn thông lại như một hệ thống xa lộ thông tin khổng lồ, kết nối hàng tỷ người trên toàn cầu, cho phép chúng ta gọi điện, gửi email, xem video và truy cập kho tàng kiến thức vô tận trên internet. Mặc dù cả hai đều truyền tín hiệu, nhưng yêu cầu và ưu tiên của chúng lại hoàn toàn khác nhau, dưới đây là bảng so sánh các điểm khác biệt chính giữa nạng truyền thông công nghiệp và nạng viễn thông:
| Tiêu chí | Mạng truyền thông công nghiệp | Mạng viễn thông |
|---|---|---|
| Mục đích chính | Điều khiển, giám sát quy trình, máy móc sản xuất | Liên lạc, truyền dữ liệu người dùng, giải trí |
| Ưu tiên hàng đầu | Độ tin cậy, Tính thời gian thực, Chống chịu môi trường | Băng thông, Phạm vi phủ sóng, Số lượng kết nối |
| Môi trường | Khắc nghiệt (nhiệt, rung, nhiễu EMI, bụi bẩn) | Được kiểm soát tốt hơn (văn phòng, nhà ở, data center) |
| Tính thời gian thực | Rất quan trọng, thường yêu cầu xác định (deterministic) | Ít quan trọng hơn, chấp nhận độ trễ biến thiên |
| Độ tin cậy | Cực kỳ cao (99.999% trở lên), ít chấp nhận gián đoạn | Cao, nhưng mức độ chấp nhận gián đoạn có thể lớn hơn |
| Giao thức chủ yếu | Chuyên biệt: Modbus, Profibus, Profinet, EtherCAT… | Phổ thông: TCP/IP, HTTP, SMTP, VoIP, 4G/5G, Wi-Fi… |
| Phần cứng | Thiết bị được gia cố (Switch CN, cáp CN, IP cao) | Thiết bị tiêu chuẩn (Switch IT, cáp UTP, router) |
| Phạm vi điển hình | Nhà máy, dây chuyền (LAN/MAN công nghiệp) | Toàn cầu, quốc gia, đô thị, tòa nhà (WAN/MAN/LAN) |
| Loại dữ liệu | Gói nhỏ, dữ liệu điều khiển, trạng thái, cảm biến | Đa dạng, dung lượng lớn (file, video, voice) |
Mạng truyền thông công nghiệp và mạng viễn thông là hai lĩnh vực riêng biệt với những yêu cầu và giải pháp công nghệ khác nhau. Không thể sử dụng thiết bị mạng văn phòng thay thế cho mạng công nghiệp và ngược lại. Việc lựa chọn đúng loại mạng và thiết bị phù hợp với ứng dụng cụ thể là yếu tố then chốt đảm bảo hiệu quả, an toàn và sự ổn định cho hoạt động sản xuất cũng như truyền thông.
5.2. So sánh mạng truyền thông công nghiệp và mạng máy tính
Mạng truyền thông công nghiệp cùng với mạng máy tính đều ứng dụng công nghệ truyền thông số hay còn gọi là truyền dữ liệu. Tuy nhiên, giữa hai loại mạng này tồn tại nhiều điểm khác biệt nổi bật mà người dùng cần chú ý sau đây:
Đầu tiên, mạng máy tính thường chỉ được coi là một phần trong cấu trúc quản lý công nghiệp tự động hóa. Ngược lại, mạng truyền thông công nghiệp có vai trò lớn hơn, nó tham gia trực tiếp vào quá trình điều khiển, giám sát và quản lý toàn bộ hoạt động sản xuất cũng như công nghệ của một doanh nghiệp.
Thứ hai, bảo mật dữ liệu là một yếu tố cực kỳ quan trọng đối với cả hai loại mạng. Tuy nhiên, mạng truyền thông công nghiệp không chỉ yêu cầu bảo mật đơn thuần mà còn cần phải đáp ứng tính thời gian thực tức là dữ liệu phải được truyền tải và xử lý ngay lập tức. Hơn nữa, nó cũng cần tương thích với nhiều thiết bị công nghiệp khác nhau, điều này không phải là yêu cầu bắt buộc cho mạng máy tính thông thường.
Cuối cùng, mạng truyền thông công nghiệp thường có quy mô và độ độc lập hạn chế hơn so với mạng máy tính. Mạng máy tính thường được thiết lập với quy mô lớn hơn và có phạm vi hoạt động rộng, chẳng hạn như mạng LAN hoặc Internet, cho phép kết nối nhiều thiết bị và người dùng cùng lúc.
6. Vai trò của mạng truyền thông công nghiệp
Mạng truyền thông công nghiệp đóng vai trò then chốt trong việc nâng cao năng suất, đảm bảo các thiết bị giao tiếp tức thời và đồng bộ. Điều này giúp giảm thiểu thời gian dừng máy đột ngột, tối ưu hóa chu trình sản xuất và gia tăng hiệu quả hoạt động tổng thể của nhà máy.
Về mặt chi phí, giải pháp mạng công nghiệp mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt. Nó không chỉ giảm đáng kể chi phí dây dẫn và lắp đặt so với phương pháp truyền thống mà còn giúp tiết kiệm chi phí bảo trì và vận hành nhờ khả năng chẩn đoán lỗi từ xa và giám sát tiêu thụ năng lượng.
Trong môi trường công nghiệp, độ tin cậy và an toàn luôn được đặt lên hàng đầu. Một hệ thống mạng ổn định, chống nhiễu tốt sẽ đảm bảo dữ liệu điều khiển luôn chính xác, trong khi các giao thức an toàn tích hợp giúp bảo vệ con người và tài sản theo các tiêu chuẩn quốc tế.
Hệ thống mạng còn mang lại tính linh hoạt và khả năng mở rộng vượt trội. Với cấu trúc module hóa, doanh nghiệp có thể dễ dàng thêm bớt thiết bị, mở rộng quy mô hoặc tích hợp công nghệ mới mà không cần phải thay đổi toàn bộ hạ tầng hiện có.
Một trong những vai trò chiến lược nhất là khả năng xóa nhòa ranh giới giữa tầng sản xuất (OT) và quản lý (IT). Dữ liệu từ máy móc có thể được truyền thẳng lên các hệ thống quản lý doanh nghiệp, tạo nền tảng cho việc phân tích dữ liệu lớn và ra quyết định chính xác.
Kết hợp lại, tất cả những lợi ích trên góp phần tạo dựng lợi thế cạnh tranh bền vững. Việc sở hữu một hạ tầng mạng mạnh mẽ chính là nền tảng cốt lõi giúp doanh nghiệp khẳng định vị thế và sẵn sàng cho cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0.
7. Ứng dụng thực tế của mạng truyền thông công nghiệp
Trong ngành sản xuất chế tạo, mạng truyền thông được sử dụng để điều khiển robot, băng chuyền sản xuất
Trong ngành thực phẩm và đồ uống, mạng Modbus TCP hoặc Ethernet/IP kết nối các đầu đọc mã vạch, cảm biến nhiệt độ, độ ẩm trong suốt quá trình sản xuất và đóng gói, lưu trữ dữ liệu lô hàng, đảm bảo khả năng truy xuất nguồn gốc khi cần thiết, đáp ứng các tiêu chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm
Trong ngành xây dựng và quản lý tòa nhà, Mạng BACnet (thường chạy trên nền IP hoặc MS/TP – tương tự RS-485) hoặc Modbus TCP kết nối các bộ điều khiển hệ thống HVAC (điều hòa không khí, thông gió), chiếu sáng, báo cháy, an ninh, đo lường điện năng… để giám sát và tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng trong các tòa nhà thương mại, khu công nghiệp
Những ví dụ trên chỉ là một phần nhỏ trong vô vàn ứng dụng của mạng truyền thông công nghiệp. Từ những nhà máy khổng lồ đến các xưởng sản xuất quy mô vừa và nhỏ, từ những ứng dụng điều khiển phức tạp đến các hệ thống giám sát đơn giản, hệ thống mạng công nghiệp luôn đóng vai trò thiết yếu.
8. Các cấp trong mạng truyền thông công nghiệp
Cấp độ sử dụng mạng truyền thông trong lĩnh vực công nghiệp được phân chia theo nhiều tiêu chí khác nhau như: bảo mật dữ liệu, tốc độ truyền tải thông tin, và khối lượng dữ liệu cần xử lý. Mỗi cấp độ sẽ có những nhiệm vụ và vai trò riêng biệt, do đó, yêu cầu xử lý cũng khác nhau. Trong ngành công nghiệp tự động hóa, các thiết bị và hệ thống truyền tải dữ liệu, tín hiệu sẽ được chia thành ba bậc khác nhau, sắp xếp theo thứ tự từ cao đến thấp như sau:
8.1. Cấp thông tin
Cấp độ này là cấp cao nhất trong hệ thống mạng truyền thông công nghiệp tự động hóa, có nhiệm vụ chỉ huy và điều hành các cấp độ thấp hơn. Tại cấp độ này, mạng lưới thường có quy mô lớn, phải xử lý một lượng dữ liệu khổng lồ, có thể diễn ra liên tục hoặc không và đòi hỏi phải có phản hồi nhanh chóng và chính xác.
Mạng Ethernet thường được ưa chuộng để thiết lập mạng ở cấp thông tin, đặc biệt trong các nhà máy, cơ sở sản xuất, nhằm phục vụ cho mục đích quản lý, lập kế hoạch sản xuất và trao đổi thông tin với nhau, đồng thời có khả năng kết nối với các mạng công nghiệp khác thông qua các cổng.
8.2 Cấp kiểm soát
Cấp kiểm soát bao gồm các thiết bị điều khiển trong công nghiệp như PLC (Bộ điều khiển lập trình được), các bộ điều khiển phân tán, và hệ thống máy tính cấp thấp hơn, đảm nhiệm các nhiệm vụ trong tự động hóa công nghiệp. Cấp kiểm soát cần đáp ứng một số yêu cầu nhất định như:
- Tốc độ truyền tải dữ liệu phải cao.
- Thời gian phản hồi tín hiệu và thông tin ngắn.
- Độ dài của dữ liệu được gửi đi thường tương đối ngắn.
- Cần phải có sự đồng bộ hóa tốt giữa các máy móc.
- Yêu cầu phát tín hiệu liên tục.
Ngoài ra, cấp độ này còn đóng vai trò như một bus điều khiển giúp đồng bộ hóa và phối hợp hoạt động của các đơn vị điều khiển khác nhau. Trong đó, ControlNet và Profibus là hai dòng bus trường phổ biến thường được sử dụng. Mạng cục bộ LAN cũng là sự lựa chọn thường thấy ở cấp độ này.
8.3 Cấp thiết bị
Cấp thiệt bị được coi là thấp nhất trong hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, chủ yếu bao gồm các liên kết giữa các thiết bị hiện trường như cảm biến và cơ cấu chấp hành, cũng như các loại máy móc.
Tại cấp thiết bị, thông tin được chuyển giao giữa các thiết bị này với PLC, từ đó thực hiện các tác vụ được truyền qua tín hiệu. Việc truyền tải thông tin tại cấp độ này có thể là kỹ thuật số, tương tự (analog), hoặc kiểu kết hợp (hybrid), và tốc độ hiển thị có thể nhanh hoặc chậm tùy thuộc vào loại thiết bị chấp hành mà nó kết nối.
Các mạng truyền thông ở cấp độ này thường áp dụng các loại cáp song song với nhiều dây dẫn để thực hiện việc truyền tải dữ liệu. Việc truyền thông này được hỗ trợ bởi các giao thức giao tiếp như RS232, RS485 và RS422, tùy thuộc vào sự phổ biến cũng như cấp độ tương ứng của các thiết bị sử dụng.
Do đây là hệ thống mạng truyền thông có khả năng hai chiều, nên nó bao gồm nhiều loại bus trường khác nhau nhằm xây dựng nên một hệ thống hoàn chỉnh.
Một số ví dụ tiêu biểu cho các loại bus trường này có thể kể đến như HART, ControlNet, CAN Bus, Profibus và Foundation Fieldbus.
Mạng truyền thông ở mức này chủ yếu được thiết kế với cáp song song đa dây cho phép truyền tải thông tin hiệu quả hơn. Các tiêu chuẩn giao tiếp mà chúng ta thường gặp như RS232, RS485 và RS422, chính là những giải pháp phù hợp tùy thuộc vào thiết bị và ứng dụng mà người dùng chọn lựa.
Hệ thống này cho phép truyền thông hai chiều, tức là có thể gửi và nhận dữ liệu, và nhằm phục vụ cho mục đích đó, nhiều loại bus trường đã được phát triển để tích hợp vào mạng lưới, điển hình như HART, ControlNet, CAN Bus, Profibus và Foundation Fieldbus.
9. Thanh Thiên Phú – Đối tác tin cậy cho giải pháp mạng truyền thông công nghiệp
Mạng truyền thông công nghiệp không còn là một khái niệm xa lạ mà đã trở thành yếu tố sống còn, là xương sống của nền sản xuất hiện đại và tự động hóa. Việc hiểu rõ, lựa chọn đúng đắn và triển khai hiệu quả hệ thống mạng phù hợp mang lại lợi ích to lớn về năng suất, chi phí, độ tin cậy và khả năng cạnh tranh. Từ các chuẩn Fieldbus kinh điển đến các công nghệ Ethernet công nghiệp tốc độ cao, mỗi lựa chọn đều cần được cân nhắc kỹ lưỡng dựa trên yêu cầu ứng dụng thực tế.
Đối mặt với những thách thức của thiết bị lạc hậu và áp lực thị trường, việc đầu tư vào một hạ tầng mạng công nghiệp mạnh mẽ chính là đầu tư cho tương lai. Đó là bước đi cần thiết để hướng tới nhà máy thông minh, linh hoạt và hiệu quả hơn.
Tại Thanhthienphu.vn, chúng tôi không chỉ bán thiết bị điện tự động. Chúng tôi mang đến giải pháp. Với đội ngũ kỹ sư dày dạn kinh nghiệm, am hiểu sâu sắc về đặc thù của từng ngành công nghiệp và các công nghệ mạng công nghiệp tiên tiến nhất, chúng tôi tự tin là người đồng hành đáng tin cậy trên con đường hiện đại hóa nhà máy của bạn.
Liên hệ ngay Thanh Thiên Phú để nhận tư vấn và giải pháp tối ưu nhất!
- Hotline: 08.12.77.88.99
- Website: thanhthienphu.vn
- Fanpage: https://www.facebook.com/thanhthienphuvn
- Địa chỉ: 20 đường 29, Khu phố 2, Phường Cát Lái, Thành phố Hồ Chí Minh.
