Tự động hóa sản xuất công nghiệp mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp. Để nâng cao tính tự động hóa, hiệu suất quá trình và khả năng vận hành của các thiết bị, cần có kết nối giao tiếp ổn định.
Nhiều kiểu giao tiếp máy đang được ứng dụng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Cụ thể, những chuẩn giao tiếp nào đang được sử dụng trong lĩnh vực này? Hãy cùng Batiea tìm hiểu về các chuẩn giao tiếp phổ biến hiện nay.
Cổng giao tiếp USB
USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối giao tiếp phổ biến nhất hiện nay. Chuẩn USB được sử dụng để kết nối máy tính, điện thoại, các thiết bị ngoại vi khác… Tính đến thời điểm hiện tại, 2 cổng USB được sử dụng phổ biến nhất là USB2.0 và USB3.0. Trong đó, cổng USB3.0 là phiên bản nâng cấp của USB2.0 và có tốc độ truyền tải thông tin 600 – 625 MB/s, nhanh gấp 3 lần so với cổng USB2.0 (theo thực tế).
Chuẩn giao tiếp RS232
RS232 là một chuẩn giao tiếp tiếp nối trong công nghiệp, truyền dữ liệu theo hình thức nối tiếp. Chuẩn giao tiếp RS232 được sử dụng nhiều ở những năm trước đây, còn được biết đến với tên gọi COM và DB9. Tốc độ truyền tải dữ liệu của RS232 lần lượt là 9600, 14400, 28800 và 33600.
Ưu điểm của chuẩn giao tiếp RS232:
- Giao tiếp RS232 đơn giản, tích hợp và hỗ trợ với nhiều thiết bị.
- Chi phí rẻ, dễ kiếm và có tính phổ biến cao.
- Tốc độ truyền của RS232 khá nhanh và độ nhiễu ít.
- Có thể cấp nguồn cho thiết bị thông qua cổng RS232.
Nhược điểm:
- Tốc độ truyền hiện tại là 20kb/s được xem là khá chậm so với nhu cầu truyền thông tin và các chuẩn giao tiếp khác.
- Chiều dài cáp RS232 tối đa chỉ 15m.
Chuẩn giao tiếp RS485
RS485 được coi là phiên bản nâng cấp của RS232, cho khả năng truyền dữ liệu ở khoảng cách xa, với 32 cặp thu phát tín hiệu trên đường truyền cùng lúc. Độ nhiễu tín hiệu của RS485 thấp, tốc độ đường truyền dữ liệu sẽ phụ thuộc vào tỷ lệ với khoảng cách.
Chuẩn giao tiếp Ethernet
Ethernet là một công nghệ truyền thông, dùng để kết nối mạng LAN cục bộ, cho phép nhiều thiết bị giao tiếp với nhau thông qua 1 giao thức nhất định. Cáp ethernet là hệ thống dây truyền tín hiệu vật lý để truyền tín hiệu qua.
Ethernet ít bị nhiễu hơn so với mạng LAN không dây, đồng thời cung cấp mức độ bảo mật và kiểm soát mạng tốt hơn. Hiện nay, công nghệ Ethernet đang được dùng phổ biến là cáp đôi xoắn 10-Mbps.
Chuẩn giao tiếp Modbus
Modbus là chuẩn giao tiếp truyền thông công nghiệp được phát triển bởi Modicon, trực thuộc Schneider từ năm 1979. Nguyên tắc giao tiếp củ Modbus dựa trên hệ thống truyền tín hiệu dữa Master - Slaves, giúp truyền thông tin từ các thiết bị đầu cuối về PLS hoặc SCADA.
Đặc điểm của chuẩn truyền thông Modbus là sự ổn định, đơn giản, dễ sử dụng và chi phí thấp - free. Các chuẩn giao tiếp Modbus được chia thành nhiều loại: RTU, TCP/IP, ASCII…
Chuẩn giao tiếp CAN
CAN (Control Area Network) được phát triển bởi 2 hãng Bosch và Intel, nhằm kết nối phương tiện truyền thông cơ giới. Chuẩn giao tiếp CAN giải quyết vấn đề số lượng dây nối điểm trong các ô tô là rất lớn. Tốc độ truyền dẫn của CAN tương đối cao, trong khoảng cách lớn.
Đặc điểm của CAN cho phép các thiết bị trong BUS có thể giao tiếp với nhau thông qua 2 dây nối CAN-High và CAN-low.
Chuẩn gioa tiếp ProFiNet
ProFiNet (Process Field Net) là tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp, nhằm truyền dữ liệu qua cổng Ethernet, nhằm thu thập thông tin và điều khiển thiết bị trong hệ thống công nghiệp. Ưu điểm của ProfiNet cung cấp dữ liệu mạnh mẽ, tốc độ cao trong sự hạn chế của thời gian. ProfiNet IO triển khai giao tiếp với các thiết bị ngoại vi, kết nối trường, dựa trên cơ sở xếp tầng thời gian thực.
Chuẩn giao tiếp ProFiBus
ProFiBus (Process Field Bus) là chuẩn giao tiếp truyền thông Fieldbus, trong kỹ thuật tự động hóa, được phát triển từ năm 1989, bởi Siemens. Chuẩ giao tiếp này cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau có thể truyền tải thông tin mà không cần điều chỉnh giao diện.
Hiện nay, chuẩn giao tiếp ProfiBus được chia thành 3 loại:
- PROFIBUS DP cung cấp thiết bị hỗ trợ cho các thiết bị tương tự và phân tán, được dùng nhiều trong các hệ thống (biến tần, hệ thống I/O, điều khiển động cơ…).
- PROFIBUS PA có chức năng toàn diện hơn, được thiết kế cho các ứng dụng Intrinsically Safe..
- PROFIBUS FMS là bus điều khiển để sử dụng giao tiếp giữa DCS và PLC.
ControlNet
ControlNet là mạng giao tiếp điều khiển mở, sử dụng giao thức truyền thông công nghiệp chung (CIP). Nhiệm vụ của COntrolNet là kết nối chức năng của các mạng ngang hàng và mạng I/O bằng cách cung cấp hiệu suất tốc độ cao.
Bộ chuyển đổi Converter
Bộ chuyển đổi hay converter có chức năng chuyển đổi từ một cái có sẵn sang 1 cái khác, nhằm đáp ứng nhu cầu người dùng.
Giao thức TCP
TCP (Transmission Control Protocol) là giao thức cốt lõi của Internet Protocol Suite, bắt nguồn bằng việc thực thi mạng và bổ sung cho IP Internet Protocol, Giao thức TCP cung cấp đườnng truyền tín hiệu đáng tin cậy, với khả năng đưa ra lệnh và kiểm tra lỗi.
Ngoài ra, còn rất nhiều giao thức truyền thông khác đang được ứng dụng trong công nghiệp tự động hóa. Hy vọng những thông tin trên đây sẽ giúp bạn nắm rõ một số chuẩn giao tiếp thường gặp.