Tổng hợp chuẩn giao tiếp, giao thức truyền thông công nghiệp

Với thời đại công nghệ hiện nay, khoa học & kỹ thuật ngày một phát triển mạnh mẽ. Đồng hành theo đó, ngành công nghiệp cũng phát triển không ngừng nghỉ, đặc biệt là trong lĩnh vực truyền thông trong công nghiệp. Dần dần xuất hiện thêm những chuẩn giao tiếp, những chuẩn giao thức truyền thông công nghiệp mới, đến nỗi rất khó để phân biệt được chúng. Bài viết này, sẽ chia sẻ cho các bạn những khái niệm, định nghĩa thu thập được dựa trên trình chuyên môn của chúng tôi. Ví dụ như các khái niệm về: Serial Port, USB, RS232/RS422/RS485, MODBUS, MQTT, WEB SERVER, PROFINET, PROFIBUS,..

• Tìm hiểu tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp

#1. Cổng nối tiếp (Serial Port)

Serial port hay cổng tiếp nối đuôi nhau là một khái niệm dùng để định nghĩa các cổng hoạt động giải trí theo nguyên tắc tiếp nối đuôi nhau, tuy nhiên với chủ đề bài viết thời điểm ngày hôm nay tất cả chúng ta chỉ nói đến các cổng tiếp nối đuôi nhau thông dụng được sử dụng trong truyền thông công nghiệp như : COM, RS232 / RS422 / RS485, .. Và RS ở đây là từ viết tắt của “ Recommended Standard ”, tức là các “ tiêu chuẩn khuyến nghị ”. Trong kỹ thuật truyền thông người ta còn hoàn toàn có thể phân loại theo khái niệm đơn công ( simplex ) và song công ( duplex ) .

Đơn công có thể hiểu đơn giản là truyền thông đường một chiều, dữ liệu chỉ truyền trên một hướng. Tức là, một thiết bị chỉ có thể là một máy phát hoặc máy thu mà thôi. Truyền thông đơn công lại rất hiệu quả trong việc truyền một lượng lớn thông tin đến một số lượng lớn máy thu.

Truyền thông song công khắc phục được hạn chế của truyền thông đơn công minh năng lực được cho phép các thiết bị hoạt động giải trí như các bộ thu phát. Dữ liệu truyền trên cả hai hướng, do đó được cho phép chúng triển khai nhận tín hiệu và phát tín hiệu điều khiển và tinh chỉnh cùng một lúc. Qua đây, ta hoàn toàn có thể thấy RS232, RS422 là truyền thông thông song công trọn vẹn ; còn RS485 là hoạt động giải trí theo kiểu bán song công .

>>> Tìm hiểu chi tiết về Serial Port (cổng nối tiếp)

#2. USB (Universal Serial Bus)

USB là từ viết tắt của cụm từ Universal Serial Bus, là một chuẩn liên kết có dây trong máy tính. Chuẩn USB được sử dụng với mục tiêu là để liên kết các thiết bị ( điện thoại cảm ứng, máy tính bảng, máy chụp ảnh, máy quay phim, máy nghe nhạc hoặc các thiết bị công nghiệp khác như bộ thu thập dữ liệu, remote I / O, … với máy tính. Hình dạng của USB thì có nhiều loại dài, dẹp, vuông đủ loại .
Tính đến thời gian lúc bấy giờ thì USB có 2 loại chính là cổng USB 2.0 và cổng USB 3.0, cổng USB 3.0 là phiên bản tăng cấp của USB 2.0. Về lí thuyết thì vận tốc ghi chép tài liệu của USB 2.0 là 60 MB / s, còn USB 3.0 là 600 – 625 MB / s. Có thể thấy vận tốc trên lệch nhau gấp 10 lần, tuy nhiên trong thực tiễn khi sử dụng thì số lượng này nhã nhặn hơn, chỉ nhanh hơn khoảng chừng 3 lần .

>>> Tìm hiểu chi tiết về chuẩn giao tiếp USB A-B-C Mini Micro 2.0 3.0

#3. RS232

RS232 là một cổng tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau và là một trong những chuẩn truyền thông công nghiệp, truyền tài liệu theo hình thức tiếp nối đuôi nhau. RS232 hoàn toàn có thể được coi như là một lịch sử một thời, vào những năm về trước cổng RS232 được sử dụng thông dụng nhất với những tên gọi khác như : DB9 hay COM. Giao tiếp nối tiếp chậm hơn so với tiếp xúc song song, tuy nhiên được dụng phổ cập để truyền tài liệu dài bởi ngân sách thấp hơn. Giao tiếp nối tiếp sẽ truyền tài liệu theo kiểu từng bit một, trong khi tiếp xúc song song truyền tài liệu theo byte ( 8 bit ) hoặc ký tự hoặc bus tại cùng một thời gian. Tốc độ truyền của cổng RS232 được dùng thông dụng như : 9600, 14400, 28800 và 33600 .

Ưu điểm của RS232:

• RS232 phổ biến, dễ kiếm, chi phí rẻ.
• Giao tiếp đơn giản, hỗ trợ và tương thích với nhiều thiết bị
• Khả năng chống nhiễu tốt và tốc độ truyền khá nhanh
• Có thể cấp nguồn cho thiết bị thông qua cổng RS232
• Dễ dàng tháo, lắp

Nhược điểm của RS232:

• Tốc độ truyền dữ liệu có thể ở mức 20 kb/s, như vậy khá chậm so với các công nghệ mà con người đang sử dụng hiện nay.
• Chiều dài cáp tối đa là 15 mét, nếu dài hơn sẽ gây ra hiện tượng điện trở dây và sụt điện áp nên thường không được sử dụng với khoảng cách xa.

#4. RS422

RS422 là một chuẩn truyền thông truyền tài liệu theo phương pháp tiếp nối đuôi nhau. Tín hiệu được truyền trên 2 dây, và vận tốc truyền phụ thuộc vào vào khoảng cách truyền. Với chiều dài đường truyền là 40 feet ( 12 m ) thì vận tốc truyền tối đa là 10 Mbits / s, 400 feet ( 122 m ) là 1 Mbits / s và 4000 feet ( 1219 m ) là 100 kbits / s. Và ở mỗi một đầu ra hoàn toàn có thể liên kết và truyền tài liệu lên tới 10 đầu nhận. Tuy nhiên, chuẩn truyền thông công nghiệp RS422 gần như thời hạn sau đã bị thay thế sửa chữa trọn vẹn .

#5. RS485

Có thể coi RS485 là một phiên bản tăng cấp của RS422, điểm khách biệt là RS485 được cho phép liên kết và truyền tài liệu với tối đa 32 cặp thu phát trên đường truyền cùng một lúc. Tương tự với RS422, vận tốc truyền tài liệu của RS485 cũng nhờ vào và tỷ suất với khoảng cách. Với chiều dài đường truyền là 40 feet ( 12 m ) thì vận tốc truyền tối đa là 10 Mbits / s, 400 feet ( 122 m ) là 1 Mbits / s và 4000 feet ( 1219 m ) là 100 kbits / s .

>>> Chi tiết về chuẩn giao tiếp truyền thông RS232, RS422, RS485

#6. Ethernet (LAN, RJ45)

Ethernet là một dạng công nghệ tiên tiến truyền thông dùng để liên kết các mạng LAN cục bộ, được cho phép các thiết bị hoàn toàn có thể tiếp xúc với nhau trải qua một giao thức – một bộ quy tắc hoặc ngôn từ mạng chung. Là một lớp giao thức data-link trong tầng TCP / IP, Ethernet cho thấy các thiết bị mạng hoàn toàn có thể định dạng và truyền các gói dữ liệu như thế nào, sao cho các thiết bị khác trên cùng phân khúc mạng cục bộ hoàn toàn có thể phát hiện, nhận và giải quyết và xử lý các gói dữ liệu đó. Cáp Ethernet là một mạng lưới hệ thống dây vật lý để truyền dữ liệu qua .
So với công nghệ tiên tiến mạng LAN không dây, Ethernet thường ít bị gián đoạn hơn – mặc dầu là do nhiễu sóng vô tuyến, trở ngại vật lý hay băng thông. Ethernet cũng phân phối mức độ bảo mật thông tin và trấn áp mạng tốt hơn so với công nghệ tiên tiến không dây ( các thiết bị phải được liên kết bằng cáp vật lý – người ngoài sẽ gặp khó khăn vất vả khi truy vấn tài liệu mạng hay khi cố gắng nỗ lực điều hướng băng thông cho các thiết bị không được cung ứng .
Hiện thời công nghệ tiên tiến Ethernet thường được sử dụng nhất là công nghệ tiên tiến sử dụng cáp đôi xoắn 10 – Mbps. Công nghệ truyền thông 10 – Mbps sử dụng mạng lưới hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn, hoặc cáp đôi, cáp sợi quang. Tốc độ chuẩn cho mạng lưới hệ thống Ethernet lúc bấy giờ là 100 – Mbps, 1000 – Mbps .

>>> Tìm hiểu chi tiết về giao thức mạng Ethernet

#7. MODBUS

Modbus là một chuẩn truyền thông công nghiệp được Modicon ( Modicon hiện đã thường trực Schneider ) tăng trưởng từ năm 1979 để sửa chữa thay thế các chuẩn truyền thông truyền thống cuội nguồn trước đó. Cách thức hoạt động giải trí của Modbus là dựa trên nguyên tắc Master – Slave ( bên nhận – bên gửi tín hiệu ), nhằm mục đích truyền tài liệu từ các thiết bị đầu cuối về PLC hoặc SCADA .
Modbus đã trở thành một chuẩn truyền thông công nghiệp tiêu chuẩn và thông dụng bởi nhờ sự : không thay đổi + đơn thuần + dễ sử dụng và không tính tiền ( một yếu tố không kém phần quan trọng ). Các thiết bị chỉ cần cùng chung một chuẩn với nhau thì hoàn toàn có thể tiếp xúc với nhau mà không cần chăm sóc về loại thiết bị hay hãng sản xuất. Nhờ đó, các đơn vị sản xuất đã tích hợp chuẩn Modbus vào loại sản phẩm của họ để tăng tính linh động mà không cần trả phí bản quyền .
Hiện nay, trong ngành công nghiệp tất cả chúng ta có những chuẩn truyền thông Modbus thông dụng như : Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP / IP

#8. MODBUS RTU

Modbus RTU hoạt động giải trí dựa trên nguyên tắc Master – Slave, tức là một bên nhận tín hiệu ( Master ) và một bên truyền tín hiệu ( Slave ) thông các địa chỉ thanh ghi. Modbus RTU sử dụng phương pháp truyền bằng đường truyền vật lý như RS232 / RS485. Modbus RTU được mã hóa dạng nhị phân với 1 byte tài liệu và một byte truyền thông với vận tốc truyền 9600 – 57600 baud .

Ưu điểm của MODBUS RTU:

• Tất cả các tín hiệu được truyền trên 2 dây tín hiệu (với RS485) và khoảng cách truyền lên đến 1200m
• Giảm lượng dây kết nối vào PLC và tiết kiệm được một lượng lớn Module mở rộng
• Độ ổn định cao hơn và ít nhiễu hơn so với tín hiệu analog
• Có thể kết nối các thiết bị của các hãng khác nhau cùng chuẩn Modbus RTU
• Tiết kiệm không gian lắp đặt

Nhược điểm của MODBUS RTU:

• Tốc độ truyền tín hiệu hiệu không nhanh bằng việc sử dụng truyền trực tiếp tín hiệu analog hoặc digital (phù hợp với các ứng dụng điều khiển có thời gian đáp ứng >1s)
• Cần PLC hoặc hệ thống SCADA có cấu hình đủ mạnh để đọc được các địa chỉ thanh ghi

#9. MODBUS ASC II

Modbus ASC II được mã hóa dạng hexadecimal – 4 bit, cần 2 byte truyền thông cho một byte thông tin. Với loại Modbus bày, người dùng hoàn toàn có thể đọc được trực tiếp các gói tin mà không cần trải qua các thiết bị Master. Vậy nên, Modbus ASCII không hề tiếp xúc được với Modbus RTU và ngược lại .

#10. MODBUS TCP/IP

Modbus TCP có nguyên tắc hoạt động giải trí giống với Modbus RTU, chỉ khác là Modbus TCP sử dụng phương pháp truyền qua internet hay có tên gọi khác là Modbus IP tương ứng với một địa chỉ IP. Và đây đang và đã trở thành khuynh hướng mà các nhà lập trình thương mến và sử dụng ở thời gian hiện tại và tương lai .

>>> Chi tiết về chuẩn giao thức truyền thông MODBUS RTU, TCP, ASCII

#11. CAN (Control Area Network)

CAN là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh Control Area Network, xuất phát là một tăng trưởng chung của hai hãng Bosch và Intel nhằm mục đích phục vụ việc nối mạng trong các phương tiện đi lại giao thông vận tải cơ giới để sửa chữa thay thế cách nối điểm – điểm cổ xưa, sau đó được chuẩn hóa quốc tế trong ISO 11898. Với 1 số ít chủng loại xe hơi cỡ lớn, chiều dài dây dẫn tổng số trong cách nối điểm – điểm hoàn toàn có thể lên tới hàng kilomet, và khối lượng riêng của dây dẫn cũng lên tới hàng trăm kilogram. Chỉ tính 2 yếu tố này thì cũng đã thấy sự hiệu suất cao của việc sử dụng một mạng lưới hệ thống bus trường như CAN ( CANbus ) để xử lý được yếu tố này. Nhờ vận tốc truyền dẫn tương đối cao ở khoảng cách ngắn và những lợi thế ở một số ít đặc tính kỹ thuật mà công nghệ tiên tiến này đã được đưa vào 1 số ít nghành tự động hóa công nghiệp .
CAN là một mạng tinh chỉnh và điều khiển vùng được cho phép các thiết bị trong Bus hoàn toàn có thể tiếp xúc với nhau chỉ trải qua 2 dây nối ( CAN-High và CAN-Low ). Các thiết bị trong cùng cùng Bus được gọi là các Node ( trong xe hơi thì hoàn toàn có thể coi như là các ECU ), chúng hoàn toàn có thể lên tới vài chục Note trong khoanh vùng phạm vi từ vài trăm mét đến vài kilomet mà vẫn bảo vệ được vận tốc truyền tín hiệu. Điều đó tạo nên sự độc lạ của CAN so với các giao thức khác .

• Kích thước dữ liệu: tối đa 8 byte/frame
• Tốc độ truyền: tối đa 1Mbps trong phạm vi 40m
• Phạm vi tối đa: 6 km với tốc độ 10 kbps
• Số node tối đa: 70 nodes

Hiện nay ngoài CANbus, tất cả chúng ta còn được nghe đến những khái niệm giao thức truyền thông công nghiệp khác như : CANopen, CANlayer2, DeviceNet => chúng đều được kiến thiết xây dựng trên tiêu chuẩn CAN

>>> Tìm hiểu chi tiết về giao thức mạng CANbus_CAN (Controller Area Network)

#12. UART (Universal Asynchronous Receiver – Transmitter)

UART là từ viết tắt của cụm từ tiếng anh Universal Asynchronous Receiver – Transmitter. UART là một mạch tích hợp được sử dụng trong việc truyền dẫn tài liệu tiếp nối đuôi nhau giữa máy tính và các thiết bị ngoại vi .
UART có tính năng chính là truyền tài liệu tiếp nối đuôi nhau. Trong UART, tiếp xúc giữa hai thiết bị hoàn toàn có thể được triển khai theo hai phương pháp là tiếp xúc tài liệu tiếp nối đuôi nhau và tiếp xúc tài liệu song song .
UART thường được sử dụng trong các bộ vi tinh chỉnh và điều khiển có các nhu yếu đúng mực và chúng cũng có sẵn trong các thiết bị liên lạc khác nhau như tiếp xúc không dây, thiết bị GPS, mô-đun Bluetooth và nhiều ứng dụng khác .
Các tiêu chuẩn truyền thông như RS422 và TIA được sử dụng trong tiếp xúc chuẩn UART ( ngoại trừ RS232 ). Thông thường, UART là một IC riêng được sử dụng trong tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau UART .

#13. HART (Highway Addressable Remote Transducer)

HART ( Highway Addressable Remote Transducer ) là một giao thức mạng tinh chỉnh và điều khiển quy trình mở, hoàn toàn có thể truyền tín hiệu truyền thông kỹ thuật số trên cùng một đường truyền với các tín hiệu 4-20 mA .
Đây là giao thức mạng truyền thông duy nhất tạo điều kiện kèm theo cho cả tiếp xúc kỹ thuật số – tương tự như hai chiều cùng một lúc trên cùng một mạng lưới hệ thống dây, do đó mạng truyền thông công nghiệp chuẩn HART này còn được gọi là mạng lai .
Tín hiệu số này được gọi là tín hiệu HART mang thông tin chẩn đoán, thông số kỹ thuật thiết bị, hiệu chuẩn và các phép đo khác …
Mạng HART hoạt động giải trí ở chính sách điểm-điểm hoặc đa điểm. Trong chính sách điểm-điểm, tín hiệu dòng 4-20 mA được sử dụng để tinh chỉnh và điều khiển quy trình trong khi tín hiệu HART vẫn không bị tác động ảnh hưởng .
Mạng HART đa điểm được sử dụng khi các thiết bị được đặt cách xa nhau. Các thiết bị trường mưu trí đa biến thích hợp HART được sử dụng thoáng đãng trong nhiều ngành công nghiệp. Mạng truyền thông công nghiệp HART đa phần được sử dụng trong các ứng dụng SCADA .

#14. BACnet (Building Automation and Control Network)

BACnet là từ viết tắt của Building Automation and Control Network hay còn được hiểu là mạng tinh chỉnh và điều khiển và tự động hóa tòa nhà. Đây là tiêu chuẩn được tăng trưởng bởi ASHRAE Hoa Kỳ. BACnet trở thành tiêu chuẩn ASHRAE / ANSI 135 vào năm 1995 và sau đó qua nhiều lần tăng cấp và sửa đổi, năm 2003 BACnet trở thành tiêu chuẩn quốc tế ISO-16484-5 .
Giao thức BACnet xác lập một số ít dịch vụ được sử dụng để liên lạc giữa các thiết bị thiết kế xây dựng. Các dịch vụ giao thức gồm có Who-Is, I-Am, Who-Has, I-Have, được sử dụng để mày mò Thiết bị và Đối tượng. Các dịch vụ như Tài sản Đọc và Thuộc tính Viết được sử dụng để san sẻ tài liệu. Kể từ ANSI / ASHRAE 135 – năm nay, giao thức BACnet xác lập 60 loại đối tượng người dùng được thực thi bởi các dịch vụ .
Giao thức BACnet xác lập một số ít lớp link / lớp vật lý tài liệu, gồm có ARCNET, Ethernet, BACnet / IP, BACnet / IPv6, BACnet / MSTP, Point-To-Point trên RS-232, Master-Slave / Token-Passing trên RS – 485, ZigBee và LonTalk .

>>> Tìm hiểu chi tiết về giao thức BACnet

#15. KNX (Konnex)

KNX ( Konnex ) là một tiêu chuẩn mở ( EN 50090, ISO / IEC 14543 ) dành cho mạng lưới hệ thống quản trị, tự động hóa tòa nhà mưu trí ; được tăng trưởng trên nền ba tiêu chuẩn trước đó là : European Home Systems Protocol ( EHS ), BatiBUS, European Installation Bus ( EIB ). Với chuẩn KNX hoàn toàn có thể quản trị ánh sáng, rèm, cửa tự động hóa, HVAC, mạng lưới hệ thống bảo mật an ninh, quản trị nguồn năng lượng, video, âm thanh, camera và tinh chỉnh và điều khiển từ xa, ..

>>> Tìm hiểu chi tiết về giao thức KNX

#16. M-Bus (Meter-Bus)

M-Bus ( Meter-Bus ) là một tiêu chuẩn Châu Âu ( lEN 13757 – 2, EN 13757 – 3 ) được sử dụng để đọc tài liệu thông các đồng hồ đeo tay đo nước, khí hoặc điện từ xa. M-Bus cũng hoàn toàn có thể sử dụng cho các loại đồng hồ đeo tay giám sát tiêu thụ khác. Chuẩn M-Bus được tăng trưởng với sự tiếp xúc truyền tài liệu trên hai dây, giúp tiết kiệm chi phí ngân sách. Một biến thể khác của M-Bus là M-Bus không dây cũng được pháp luật trong EN 13757 – 4 .
M-Bus được tăng trưởng để phân phối nhu yếu về một mạng lưới hệ thống liên kết mạng và đọc các thông số kỹ thuật đồng hồ đeo tay đo, như để đo mức tiêu thụ khí đốt hoặc nước trong nhà. M-Bus này phân phối các nhu yếu đặc biệt quan trọng của mạng lưới hệ thống được phong cách thiết kế chạy bằng pin hoặc được cấp nguồn từ xa ( gồm có cả đồng hồ đeo tay đo ). Khi được hỏi, các đồng hồ đeo tay đo sẽ cung ứng tài liệu mà chúng tích lũy được cho một thiết bị quản trị chung, ví dụ điển hình như một máy tính xách tay, được liên kết định kỳ để đọc toàn bộ các thông số kỹ thuật của đồng hồ đeo tay đo trong một tòa nhà. Đây một giải pháp thay thế sửa chữa nhằm mục đích thu thập dữ liệu một cách tập trung chuyên sâu, truyền chỉ số công tơ từ xa qua một modem. M-Bus còn tương thích với các mạng lưới hệ thống khác như mạng lưới hệ thống báo động, mạng lưới hệ thống chiếu sáng, mạng lưới hệ thống sưởi, v.v.

#17. EtherCAT (Ethernet for Control Automation Technology)

EtherCAT ( Ethernet for Control Automation Technology ) bắt đầu được tăng trưởng bởi Beckhoff Automation, một nhà phân phối PLC ( Bộ điều khiển và tinh chỉnh logic khả trình ) được sử dụng trong các mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển thời hạn thực và tự động hóa công nghiệp .
Họ đã tăng trưởng phiên bản Fieldbus của riêng mình có tên là “ LightBus ” vào cuối những năm 1980, để xử lý yếu tố băng thông của các giao diện khác. Việc ứng dụng bổ trợ trên giao thức này ở đầu cuối đã dẫn đến việc ý tưởng ra EtherCAT .
Beckhoff đã ra mắt EtherCAT với quốc tế vào năm 2003. Và sau đó vào năm 2004, họ đã trao quyền cho ETG ( EtherCAT Technology Group ) – những người chịu nghĩa vụ và trách nhiệm tiếp thị tiêu chuẩn này. ETG có một nhà tăng trưởng và nhóm người dùng rất tích cực. EtherCAT được tiêu chuẩn hóa theo IEC 61158 và là một chuẩn truyền thông công nghiệp .

>>> Chi tiết về giao thức truyền thông công nghiệp EtherCAT

#18. ProfiNet (Process Field Net)

ProfiNet là từ viết tắt của cụm từ Process Field Net, là một tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp để truyền dữ liệu qua Ethernet nhằm mục đích thu thập dữ liệu và điều khiển và tinh chỉnh các thiết bị trong các mạng lưới hệ thống công nghiệp. Với năng lực can đảm và mạnh mẽ trong việc cung ứng tài liệu theo sự hạn chế của thời hạn ( theo thứ tự 1 ms trở xuống ). Tiêu chuẩn này được PROFIBUS và PROFINET International ( PI ), một tổ chức triển khai có trụ sở tại Karlsruhe của Đức duy trì và tương hỗ .

PROFINET IO triển khai các giao tiếp với các thiết bị ngoại vi kết nối trường, dựa trên cơ sở xếp tầng thời gian thực. PROFINET IO định nghĩa toàn bộ quá trình trao đổi dữ liệu giữa các bộ điều khiển (bộ điều khiển IO) và các thiết bị (thiết bị IO), cũng sẽ chuẩn đoán và thiết lập thông số. Bộ điều khiển IO thường là PLC, DCS hoặc IPC; trong đó IO-Devices có thể thay đổi: khối I/O, trình điều khiển, cảm biến hay bộ điều khiển vị trí,..

#19. ProfiBus (Process Field Bus)

PROFIBUS là từ viết tắt của cụm từ Process Field Bus là một chuẩn cho truyền thông Fieldbus trong kỹ thuật tự động hóa và được tăng trưởng lần đầu vào năm 1989 bởi BMBF ( phòng giáo dục và điều tra và nghiên cứu Đức ) và sau đó được sử dụng bởi Siemens. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quy trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường tiếp nối đuôi nhau ( serial fieldbus ) hoàn toàn có thể hoạt động giải trí như mạng lưới hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các mạng lưới hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán. Chuẩn này cũng được cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung ứng khác nhau tiếp xúc với nhau mà không cần kiểm soát và điều chỉnh giao diện đặc biệt quan trọng .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về giao thức truyền thông Profibus

Họ PROFIBUS có 3 kiểu giao thức là : PROFIBUS DP, PA, FMS trong đó PROFIBUS-DP được sử dụng thoáng rộng nhất lúc bấy giờ .

• PROFIBUS DP: là bus cấp thiết bị hỗ trợ cả tín hiệu tương tự và tín hiệu phân tán. PROFIBUS DP được sử dụng rộng rãi cho các đối tượng như hệ thống I/O, điều khiển động cơ và biến tần. Profibus DP truyền thông với tốc độ từ 9,6 Kbp -12 Mbp trong phạm vi từ 100-1200m. Nó là PROFIBUS hoạt động trên giao diện RS485 chuẩn và đã được bổ sung một số đặc điểm để phù hợp với các ứng dụng quá trình như đọc/ghi dữ liệu quá trình không theo chu kì, truyền trạng thái thiết bị, cấp nguồn trên bus và an toàn nội tại. PROFIBUS DP được thiết kế để truyền dữ liệu tốc độ cao tại cấp thiết bị. Trong trường hợp này, các bộ điều khiển trung tâm (PLC, PC) giao tiếp với các thiết bị hiện trường phân tán của chúng (I/O, drive, van…) qua một liên kết nối tiếp tốc độ cao. Hầu hết quá trình truyền dữ liệu với các thiết bị phân tán này được thực hiện theo chu kì.
• PROFIBUS PA: là một fieldbus có chức năng toàn diện thường được sử dụng cho thiết bị cấp quá trình. PROFIBUS PA truyền thông với tốc độ 31,25 Kbp với phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn. Chuẩn này được thiết kế cho những ứng dụng Intrinsically Safe.
• PROFIBUS FMS: là một bus điều khiển được sử dụng để giao tiếp giữa DCS và các hệ thống PLC.

#20. CC-Link

CC-Link là 1 mạng lưới Fieldbus giải quyết và xử lý cả hai chu kỳ luân hồi tài liệu I / O tài liệu và các tài liệu tham số mạch hở với vận tốc cao. CC-Link được tăng trưởng bởi Tập đoàn Mitsubishi và thời nay được quản trị bởi CC-Link Partner Association ( CLPA ). CC-Link là 1 mạng thông dụng ở Châu Á Thái Bình Dương. Hơn nữa, nó được sử dụng cho các ứng dụng chú trọng thời hạn dựa trên công nghệ tiên tiến tự động hóa của Tập đoàn Mitsubishi. CC-Link được ghi nhận bởi CLPA .
CC-Link là 1 Fieldbus cho mạng truyền thông vận tốc cao giữa các bộ điều khiển và tinh chỉnh và thiết bị trường mưu trí như I / Os, cảm ứng và bộ truyền động. trong các mạng lưới với hơn 65 trạm, nó cung ứng năng lực truyền thông thật sự mà không cần lặp lại. Được tương hỗ bởi tỷ lệ rộng của thiết bị tự động từ nhiều nhà máy sản xuất, CC-Link phân phối yếu tố truyền thông cho sản xuất tích hợp và hiệu suất cao hoặc quy trình cơ sở trải qua cáp đơn. Sự phân phối thời hạn nhanh là hiệu quả của các giao thức đơn thuần và hiệu suất cao cao. CC-Link bao hàm nhiều đặc tính cấp cao như tính năng stand-by master, tháo gỡ và tự động hóa trở về tính năng Slave cũng như tự động hóa Phục hồi từ các tính năng lỗi truyền thông .

#21. CC-Link/LT

CC-Link / LT bổ trợ cho mạng lưới hệ thống CC-Link Fieldbus với phiên bản tối ưu hóa cho truyền thông I / O cấp thấp. CC-Link / LT hoạt động giải trí với vận tốc truyền thấp hơn và hạn chế truyền thông so với tài liệu cyclic I / O chỉ trong định dạng bit. CC-Link / LT sử dụng cáp xoắn đôi 4 dây và cung ứng nguồn 24 V cho các thiết bị có cùng liên kết. CC-Link / LT thường được sử dụng như 1 mạng con và hoàn toàn có thể được tích hợp vào mạng CC-Link qua 1 cầu nối. Cấu hình với CSP-Files trong suốt quá trình thiết lập mạng CC-link, CC-Link Master phải được thông số kỹ thuật bằng công cụ đặc biệt quan trọng như thông số kỹ thuật CC-Link của Tập đoàn Mitsubishi. Quá trình thông số kỹ thuật dựa trên tài liệu thiết bị điện tử ( CSP-Files ) được nhu yếu cho mỗi thiết bị CC-Link. CSP-Files được phân phối bởi đơn vị sản xuất thiết bị và chứa các miêu tả điện tử tương quan đến thông số kỹ thuật truyền thông của thiết bị CC-Link .

#22. DeviceNet

Đây là một mạng bus mạng lưới hệ thống mở được tăng trưởng dựa trên công nghệ tiên tiến CAN. Nó được phong cách thiết kế để liên kết các thiết bị cấp chấp hành ( như cảm ứng, công tắc nguồn, đầu đọc mã vạch, màn hình hiển thị bảng tinh chỉnh và điều khiển, … ) với bộ điều khiển và tinh chỉnh cấp cao hơn ( như PLC ) qua nền tảng giao thức CAN. Giao thức này hoàn toàn có thể tương hỗ tới 64 điểm và tương hỗ tối đa 2048 thiết bị .
Ưu điểm của giao thức này là giảm ngân sách đường dây bằng cách tích hợp toàn bộ các thiết bị trên cáp bốn dây. Bao gồm cả tài liệu và nguồn cấp. Nguồn cấp này hoàn toàn có thể cấp trực tiếp cho các thiết bị chấp hành luôn. Do đó nó làm giảm các điểm liên kết vật lý. Mạng này được sử dụng phổ cập trong các ngành công nghiệp xe hơi và bán dẫn .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về giao thức DeviceNet

#23. ControlNet

Đây là mạng tinh chỉnh và điều khiển mở, sử dụng giao thức truyền thông công nghiệp chung ( CIP ) để phối hợp công dụng của mạng ngang hàng và mạng I / O bằng cách cung ứng hiệu suất vận tốc cao. Mạng này là sự tích hợp của ( DH + ) và I / O từ xa. Nó được sử dụng để truyền tài liệu theo thời hạn thực giữa I / O hoặc bộ giải quyết và xử lý trên cùng một mạng .
Nó hoàn toàn có thể tiếp xúc tối đa 99 điểm với vận tốc truyền tài liệu 5.000.000 bit / s. Nó được phong cách thiết kế để được sử dụng trên cả Lever thiết bị chấp hành và tinh chỉnh và điều khiển của mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp .

#24. Bộ chuyển đổi

Bộ chuyển đổi hay còn gọi là CONVERTER, đúng như tên gọi của nó : converter được sản xuất ra với mục tiêu quy đổi một cái nào đó có sẵn ( cổng tiếp xúc, giao thức truyền thông, tín hiệu, .. ) sang một cái khác, nhằm mục đích cung ứng nhu yếu người dùng. Ví dụ :

• Bộ chuyển đổi cổng giao tiếp: USB, RS232, RS422, RS485, RJ45,..
• Bộ chuyển đổi giao thức: Gateway,..
• Bộ chuyển đổi tín hiệu: 0-20mA, 4-20mA, 0-10V, 0-5V, nhiệt độ, loadcell,..
• .v.v.

#25. Gateway

Gateway là một thành phần không nhất thiết phải có trong một tiếp xúc H. 323. Nó đóng vai trò làm thành phần cầu nối và chỉ tham gia vào một cuộc gọi khi có sự chuyển tiếp từ mạng H. 323 ( ví dụ như mạng LAN hay mạng Internet ) sang mạng phi H. 323 ( ví dụ mạng chuyển kênh hay PSTN ). Một Gateway hoàn toàn có thể liên kết vật lý với một hay nhiều mạng IP hay với một hay nhiều mạng chuyển mạch kênh. Một Gateway hoàn toàn có thể gồm có : Gateway báo hiệu, Gateway truyền tải kênh thoại, Gateway điều khiển và tinh chỉnh truyền tải kênh thoại. Một hay nhiều công dụng này hoàn toàn có thể thực thi trong một Gatekeeper hay một Gateway khác .
Hiểu đơn thuần, gateway được cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau để giúp các thiết bị trong có các giao thức khác nhau hoàn toàn có thể tiếp xúc được với nhau một cách thuận tiện. Ví dụ : mạng của bạn sử dụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA … hoặc một giao thức nào đó thì gateway sẽ quy đổi từ loại giao thức này sang loại khác .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về bộ chuyển đổi giao thức gateway

#26. Internet Protocol Suite (TCP/IP)

Internet Protocol Suite ( bộ giao thức liên mạng ) là tập hợp các giao thức thực thi protocol stack ( chồng giao thức ) mà Internet chạy trên đó. Internet Protocol Suite đôi lúc được gọi là bộ giao thức TCP / IP. TCP và IP là những giao thức quan trọng trong Internet Protocol Suite — Transmission Control Protocol ( TCP ) và Internet Protocol ( IP ). Internet Protocol Suite tương tự như như quy mô OSI, nhưng có 1 số ít độc lạ. Ngoài ra không phải toàn bộ các lớp ( layer ) đều tương ứng tốt .

#27. TCP (Transmission Control Protocol)

Transmission Control Protocol ( TCP ) là giao thức cốt lõi của Internet Protocol Suite. Transmission Control Protocol bắt nguồn từ việc thực thi mạng, bổ trợ cho Internet Protocol. Do đó, Internet Protocol Suite thường được gọi là TCP / IP. TCP cung ứng một phương pháp phân phối đáng đáng tin cậy một luồng octet ( khối tài liệu có size 8 bit ) qua mạng IP. Đặc điểm chính của TCP là năng lực đưa ra lệnh và kiểm tra lỗi. Tất cả các ứng dụng Internet lớn như World Wide Web, email và truyền file đều dựa vào TCP .

#28. IP (Internet Protocol)

Internet Protocol ( IP ) là giao thức chính trong Internet protocol suite để chuyển tiếp tài liệu qua mạng. Chức năng định tuyến của Internet Protocol về cơ bản giúp thiết lập Internet. Trước đây, giao thức này là datagram service không liên kết trong Transmission Control Program ( TCP ) khởi đầu. Do đó, Internet protocol suite còn được gọi là TCP / IP .

#29. SQL (Structured Query Language)

SQL là viết tắt của Structured Query Language, nghĩa là ngôn từ truy vấn tài liệu. Có thể coi SQL là ngôn từ chung mà bất kể mạng lưới hệ thống cơ sở tài liệu quan hệ ( RDBMS ) nào cũng phải cung ứng, điển hình như : Oracle Database, SQL Server, MySQL … SQL giúp quản trị hiệu suất cao và truy vấn thông tin nhanh hơn, giúp bảo dưỡng thông tin thuận tiện hơn .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về SQL “Structured Query Language”

#30. Web Server

Khía cạnh phần cứng: một web server là một máy tính lưu trữ các file thành phần của một website (ví dụ: các tài liệu HTML, các file ảnh, CSS và các file JavaScript) và có thể phân phát chúng tới thiết bị của người dùng cuối (end-user). Nó kết nối tới mạng Internet và có thể truy cập tới thông qua một tên miền.

Khía cạnh phần mềm: một web server bao gồm một số phần để điều khiển cách người sử dụng web truy cập tới các file được lưu trữ trên một HTTP server(máy chủ HTTP). Một HTTP server là một phần mềm hiểu được các URL (các địa chỉ web) và HTTP (giao thức trình duyệt của bạn sử dụng để xem các trang web).

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về Web Server, Web Page, Nhúng Web

#31. HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

HTTP là từ viết tắt của cụm từ Hypertext Transfer Protocol là nền tảng tiếp xúc tài liệu cho World Wide Web. Siêu văn bản ( hypertext ) là văn bản có cấu trúc sử dụng các siêu link giữa các node chứa văn bản. HTTP là giao thức ứng dụng cho mạng lưới hệ thống thông tin hypermedia ( siêu phương tiện đi lại ) phân tán và phối hợp. Cổng mặc định của HTTP là 80 và 443. Hai cổng này đều được bảo mật thông tin .

#32. FTP (File Transfer Protocol)

FTP là từ viết tắt của cụm từ File Transfer Protocol là giao thức thông dụng nhất được sử dụng cho mục tiêu truyền file trên Internet và trong các mạng riêng. Cổng mặc định của FTP là 20/21. Với giao thức này, các máy client trong mạng hoàn toàn có thể truy vấn đến sever FTP để gửi hoặc lấy tài liệu. Điểm điển hình nổi bật là người dùng hoàn toàn có thể truy vấn vào sever FTP để truyền và nhận tài liệu dù đang ở xa .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về FTP (File Transfer Protocol)

#33. OPC (OLE for Process Control)

OPC được viết tắt từ OLE for Process Control, trong đó OLE là Object Linking and Embedding. OPC là 1 chuẩn tiếp xúc tài liệu giữa các ứng dụng, theo chính sách client-sever, được sử dụng thoáng rộng trong công nghiệp để bảo vệ tính linh động và thích hợp giữa các thành phần ( có nguồn gốc từ nhiều nhà phân phối khác nhau ) .

Cấu trúc : PLC -> phần mềm driver – OPC Sever -> OPC Client – phần mềm SCADA.

Nhà sản xuất PLC không cần chăm sóc tới các ứng dụng SCADA nữa, mà chỉ cần tạo ra 1 driver liên kết PLC và trả tài liệu ra dưới dạng OPC Server. Nhà sản xuất ứng dụng SCADA cũng ko cần chăm sóc tới các PLC nữa, mà chỉ cần tích hợp 1 module OPC Client để liên kết tới OPC bất kể là đủ .

#34. VNC (Virtual Network Computing)

VNC ( Virtual Network Computing ) là một công nghệ tiên tiến kĩ thuật dùng để san sẻ giao diện màn hình hiển thị từ xa ( remote desktop sharing ). VNC sẽ giúp người dùng hiển thị được màn hình hiển thị của máy tính hoặc màn hình hiển thị mạng lưới hệ thống ở xa ngay trên máy tính hiện tại của người dùng và hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh thao tác qua liên kết mạng. Rất tiện nghi cho những người quản trị viên ở khoảng cách xa, hoàn toàn có thể truy vấn màn hình hiển thị giám sát từ xa để quản trị, theo dõi hay giám sát .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về VNC (Virtual Network Computing)

#35. VPN (Virtual Private Network)

VPN là từ viết tắt của Virtual Private Network ( mạng riêng ảo ), được cho phép người dùng thiết lập mạng riêng ảo với một mạng khác trên Internet. VPN hoàn toàn có thể được sử dụng để truy vấn các website bị hạn chế truy vấn về mặt vị trí địa lý, bảo vệ hoạt động giải trí duyệt web của bạn khỏi sự tò mò trên mạng Wifi công cộng bằng cách thiết lập mạng riêng ảo cho bạn .
Về cơ bản, VPN chuyển tiếp tổng thể lưu lượng network traffic của bạn tới mạng lưới hệ thống – nơi hoàn toàn có thể truy vấn từ xa các tài nguyện mạng cục bộ và bypass việc kiểm duyệt Internet ( Internet censorship ). Hầu hết trên các hệ điều hành quản lý đều tích hợp tương hỗ VPN .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về VPN (Virtual Private Network)

#36. MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT là từ viết tắt của “ Message Queuing Telemetry Transport ” là một giao thức gửi tín hiệu dạng publish / subscribe. Chúng được sử dụng cho các thiết bị Internet of Things – IoT. Tín hiệu truyền đi với băng thông thấp, có độ an toàn và đáng tin cậy cao và năng lực sử dụng được trong mạng lưới thiếu không thay đổi .
Bởi giao thức MQTT này sử dụng băng thông khá thấp trong môi trường tự nhiên có độ trễ cao nên nó là một giao thức lý tưởng cho các ứng dụng M2M ( Machine to Machine ). Facebook Messenger cũng đang sử dụng giao thức MQTT này. Hiện nay, hầu hết các thiết bị được ứng dụng trong nghành truyền thông công nghiệp đều tương hỗ giao thức MQTT này như thể một điều kiện kèm theo đủ .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về giao thức MQTT

#37. SNMP (Simple Network Management Protocol)

SNMP là từ viết tắt của cụm từ “ Simple Network Management Protocol ” là giao thức tầng ứng dụng được sử dụng để quản trị và giám sát các thiết bị mạng cũng như công dụng của chúng. SNMP cung ứng ngôn từ chung cho các thiết bị mạng để chuyển tiếp thông tin quản trị trong cả môi trường tự nhiên single-vendor và multi-vendor trong mạng cục bộ ( LAN ) hoặc mạng diện rộng ( WAN ). Phiên bản gần đây nhất của SNMP, version 3, gồm có các nâng cấp cải tiến bảo mật thông tin để xác nhận và mã hóa tin nhắn SNMP cũng như bảo vệ các gói trong khi truyền .
Một trong những giao thức được sử dụng thoáng rộng nhất, SNMP được tương hỗ trên một loạt các loại phần cứng – từ các thiết bị mạng thường thì như bộ định tuyến ( router ), bộ chuyển mạch ( switch ) và điểm truy vấn không dây ( wireless access point ) đến các điểm cuối như máy in, scanner và thiết bị IoT ( Internet of Things ). Ngoài phần cứng, SNMP hoàn toàn có thể được sử dụng để giám sát các dịch vụ như Dynamic Host Configuration Protocol ( DHCP ). Các software agent trên các thiết bị và dịch vụ này tiếp xúc với mạng lưới hệ thống quản trị mạng ( NMS ), còn được gọi là trình quản trị SNMP, trải qua SNMP để chuyển tiếp thông tin trạng thái và biến hóa thông số kỹ thuật .
SMTP được sử dụng với hai tính năng chính. SMTP được sử dụng để chuyển email từ mail server nguồn đến mail server đích và chuyển email từ người dùng cuối sang mạng lưới hệ thống mail. Cổng mặc định của SMTP là 25 và cổng SMTP được bảo mật thông tin ( SMTPS ) là 465 ( Không phải tiêu chuẩn ) .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về SNMP

#38. SMS (Short Message Service)

SMS ( Short Message Service ) là một giao thức viễn thông được cho phép gửi các thông điệp dạng văn bản ngắn qua mạng không dây ( không quá 160 ký tự, gồm có vần âm, số và một số ít ký tự khác ). Số lượng ký tự trong mỗi tin nhắn được vận dụng theo ngôn từ của từng vương quốc khác nhau, so với tin nhắn Tiếng Việt có dấu thì tối đa chỉ được 70 ký tự / SMS, so với Tiếng Việt không dấu hoặc Tiếng Anh thì mới viết được 160 ký tự / SMS. Tin nhắn SMS vẫn hoạt động giải trí trên các mạng cơ bản và dựa trên 3 công nghệ tiên tiến mạng lớn đó là GSM, CDMA và TDMA. Dịch Vụ Thương Mại tin nhắn ngắn có trên hầu hết các điện thoại di động và một số ít PDA với năng lực truyền thông không dây. Trong nghành nghề dịch vụ truyền thông công nghiệp, SMS thường được dùng cho những nơi không có mạng internet hoặc khó kéo dây nhưng lại có mạng điện thoại thông minh .

#39. Email

E-Mail hay thư điện tử là một phương pháp trao đổi tin nhắn giữa những người sử dụng các thiết bị điện tử. Thư điện tử hoạt động giải trí qua các mạng máy tính mà lúc bấy giờ hầu hết là Internet. Hệ thống thư điện tử thời nay được dựa trên một quy mô lưu và chuyển tiếp. Các sever thư điện tử gật đầu, chuyển tiếp, phân phối và lưu tin nhắn. Trong nghành nghề dịch vụ truyền thông công nghiệp, email cũng thường được sử dụng để gửi các thông điệp từ mạng lưới hệ thống, máy móc đến những người có thẩm quyền .

#40. GSM/GPRS

GPRS ( General Packet Radio Service ) là dịch vụ vô tuyến gói tổng hợp được tăng trưởng trên nền tảng công nghệ thông tin di động toàn thế giới ( GSM ) sử dụng đa truy nhập phân loại theo thời hạn ( TDMA ). Công nghệ GPRS hay còn biết đến với mạng di động thế hệ 2.5 G, vận dụng nguyên tắc gói vô tuyến để truyền số liệu của người sử dụng một cách có hiệu suất cao giữa máy điện thoại di động tới các mạng truyền số liệu .

>>> Cùng tìm hiểu chi tiết về GPRS

#41. GPS (Global Positioning System)

Hệ thống xác định toàn thế giới ( Global Positioning System – GPS ) là mạng lưới hệ thống xác lập vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo. Trong cùng một thời gian, ở một vị trí trên mặt đất nếu xác lập được khoảng cách đến ba vệ tinh ( tối thiểu ) thì sẽ tính được tọa độ của vị trí đó .
GPS được phong cách thiết kế và dữ gìn và bảo vệ bởi Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, nhưng cơ quan chính phủ Hoa Kỳ được cho phép mọi người trên quốc tế sử dụng nó không tính tiền, bất kể quốc tịch .
Các nước trong Liên minh châu Âu đang kiến thiết xây dựng Hệ thống xác định Galileo, có tính năng giống như GPS của Hoa Kỳ, dự trù sẽ khởi đầu hoạt động giải trí năm 2011 – 12

#42. GIS (Geographic Information systems)

Hệ thống thông tin địa lý ( Geographic Information systems – GIS ) được định nghĩa như thể một mạng lưới hệ thống thông tin mà nó sử dụng tài liệu nguồn vào, các thao tác nghiên cứu và phân tích, cơ sở tài liệu đầu ra tương quan về mặt địa lý khoảng trống ( Geographically of geospatial ) nhằm mục đích trợ giúp việc thu nhận, tàng trữ, quản trị, giải quyết và xử lý, nghiên cứu và phân tích và hiển thị các thông tin khoảng trống từ quốc tế thực để xử lý các yếu tố tổng hợp thông tin cho các mục tiêu của con người đặt ra. Trong các ứng dụng truyền thông công nghiệp, GIS được ứng dụng để quản trị các mạng lưới hệ thống lớn gồm có nhiều trạm, nhiều nhà máy sản xuất ( VD : quản trị trạm BTS ) .
Trong bài viết này, MESIDAS đã san sẻ cho các bạn những khái niệm rất quen thuộc trong tự động hóa công nghiệp nói chung và truyền thông công nghiệp nói riêng. Hy vọng, với những san sẻ về : Serial Port, USB, RS232 / RS422 / RS485, Ethernet ( LAN, RJ45 ), MODBUS ( RTU, ASCII, TCP / IP ), CAN, UART, BACnet, KNX, M-Bus, PROFINET, PROFIBUS, CC-Link, Gateway, TCP / IP, SQL, WEB SERVER, HTTP, FTP, OPC, VNC, VPN, MQTT, SNMP, SMS và E-Mail, GSM / GPRS, GPS, GIS trên đây sẽ giúp ích cho các bạn trong quy trình điều tra và nghiên cứu, học tập và thao tác. Xin cảm ơn !
Nguồn tài liệu tìm hiểu thêm chính : https://en.wikipedia.org/

4.3
7
votes

Article Rating

Source: https://vh2.com.vn
Category : Truyền Thông