Bộ chuyển đổi R-KEY-LT

[KIẾN THỨC] Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang Modbus TCP/IP

Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang Modbus TCP/IP

————————————

Những dạng tín hiệu Analog như là 4-20mA, 0-10V…là những dạng tín hiệu truyền bằng dây dẫn. Được phát tín hiệu ra từ các thiết bị chuyển đổi. Ngoài dạng tín hiệu này ra, đối với những người kỹ thuật đã có kinh nghiệm thì ắt hẳn sẽ biết tới dạng truyền thông ModBus RTU, ASCII hay thậm chí là TCP/IP.

Dạng kiểu kết nối này sẽ có rất nhiều người sẽ không hiểu đặc điểm kiểu truyền thông này. Nhưng trên thực tế, thì các kiểu nối mạng trong PLC, hay trong SCADA thì chúng ta hay nghe với tên truyền thông Ethernet. Thế nên, bài viết hôm nay tôi sẽ giải thích thêm về bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP/IP

Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang Modbus TCP/IP là gì?

Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP/IP là một dạng thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu RS232/RS485 sang dạng hình thức kết nối bằng địa chỉ IP. Các địa chỉ IP này có thể dùng Wifi hoặc truyền thông Ethernet. Từ đấy chúng ta sẽ được hiểu nó là ModBus TCP/IP.
Vậy nguồn gốc ModBus được hình thành từ đâu ra? Hiểu như thế nào về ModBus RTU? Qua đó, vì sao trong công nghiệp chúng ta nên dùng các thiết bị ModBus.

Nguồn gốc ModBus 

Truyền thông ModBus đã được phát triển vào năm 1979 bởi Modicon, nay đã thuộc về Schneider. Hiểu đơn giản thì, truyền thông ModBus là dạng giao tiếp giữa Master-Slave (chủ-tớ).

Những dạng thiết bị đo lường hay được gán với tên “đầy tớ” sẽ truyền dữ liệu đo lường được thông qua đường truyền RS232/RS485. Tiếp đến, các dữ liệu này sẽ truyền thẳng tối bộ phận đọc tín hiệu (Master). Các tín hiệu này đồng thời sẽ được hiển thị tại Master này.

Mỗi dạng kết nối “Chủ-tớ” này nên lưu ý rằng, chỉ có một chủ và nhiều tớ. Chứ không thể đồng thời có nhiều chủ – nhiều tớ cùng một lúc”

Thế nào là ModBus TCP-IP?

Chắc hẳn, sẽ có nhiều người tự hỏi ModBus TCP-IP là gì? Cụm từ này có ý nghĩa là gì khi được nhắc tới, bàn luận tới. Vậy hãy cùng tôi tìm hiểu nó ở trong phần này nhé!

TCP-IP là từ viết tắt của Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Đây là kiểu dạng kết nối thông qua đường truyền Ethernet hoặc wifi. ModBus TCP/IP, sẽ có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu đường mạng.

Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP-IP
Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP-IP

Đơn giản sẽ thế này, ví dụ như trong hệ thống của bạn. Bạn đang có hệ thống các con cảm biến đo nhiệt độ, bạn muốn đọc các tín hiệu nhiệt độ này thông qua trạm điều khiển mà không cần phải ra trực tiếp trạm. Để làm được điều ấy, thì mọi thiết bị cảm biến của bạn phải kết nối từ RS485 sang TCP/IP.

Lúc này, máy tính của bạn đã được cài đặt phần mềm để đọc các địa chỉ tín hiệu trên. Nên nhớ rằng, để có thể đọc được các tín hiệu thì mỗi dạng tín hiệu đấy luôn phải có địa chỉ riêng. Để máy tính có thể tìm kiếm thiết bị đo lường nào thì phải thông qua địa chỉ.

Như thế nào gọi là một địa chỉ của máy tính?

Chúng ta, tìm nhà của nhau thông qua địa chỉ nhà như là số 12, Rosita Khang Điền. Vậy máy tính tìm kiếm địa chỉ như thế nào. Một dạng địa chỉ mà mọi người hay được biết đến đó là 192.168.XXX.

Địa chỉ ModBus TCP-IP dùng để kết nối SCADA
Địa chỉ ModBus TCP-IP dùng để kết nối SCADA

Để máy tính có thể truy cập đến địa chỉ đấy thì chúng ta phải là “người dẫn đường” cho máy tính. Lúc đấy máy tính dễ dàng truy cập vô dữ liệu của bạn.

Thế nào là ModBus RTU?

RTU, là từ viết tắt bởi “Remote Terminal Unit”. Được hiểu là thiết bị đầu cuối. Là một cái tên gọi chung cho dạng truyền dữ liệu RS485 và RS232. Với đặc điểm chung của loại dạng truyền này là chúng ta có thể truyền đi xa mà không bị nhiễu.

ModBus RTU thông thường sẽ được kết nối với PLC, hệ thống SCADA để truyền tải dữ liệu. Ngoài ra, dạng này là một phần trong quá trình chuyển đổi tín hiệu điện sang tín hiệu mạng truyền thông. Chúng ta không thể chuyển đổi tín hiệu Analog sang tức thời TCP/IP.

Do đó, luôn phải có một thiết bị trung gian cho quá trình đọc dữ liệu thông qua mạng Wifi, Internet. Đó là bộ chuyển đổi ModBus R-Key-LT. R-Key-Lt là bộ chuyển đổi từ ModBus RTU sang ModBus TCP/IP, đơn giản hóa thì từ RS485/RS232 sang Ethernet/Wifi.

RS232 là gì?

Cap DB9 9 chân tiêu chuẩn hay gọi là cổng COM đều là những tên gọi cho dạng truyền dữ liệu nối tiếp RS232. RS232, là kiểu dạng truyền sẽ truyền tải dữ liệu bằng tín hiệu nhị phân. Điện áp dương sẽ có tín hiệu là 0, còn điện áp âm sẽ có tín hiệu là 1.

Đặc điểm của đường truyền RS232 này chỉ truyền được với tốc độ là 20kbps. Do đó, kiểu kết nối này chỉ có thể được với khoảng cách xa nhất là 50 feets, tương ứng với 15m. Hay thường được nhìn thấy khi kết nối với Motors, HMI, PLCs

RS232 là gì?
RS232 là gì?

Tuy nhiên, với tốc độ truyền tải như vậy thì đối với các thiết bị ngày nay rất là “chậm”. Vì loại này đã tồn tại rất là lâu đời và đã không còn được ưu dùng cho các thiết bị nhà máy nữa.

Trong RS232 sẽ có hai kiểu loại kết nối:

  • DTE, viết tắt từ Data Terminal Equipment. Dành cho các thiết bị đọc dữ liệu như máy tính
  • DCE, viết tắt từ Data Communications Equipment. Dành cho các thiết bị truyền dữ liệu như Modem

RS485 là gì?

RS485, giao tiếp RS485 hay cáp RS485 đều là những tên gọi chung của kiểu loại giao tiếp RS485 này. Cấu tạo của dạng RS485 là những đoạn sợi dây được kết xoắn lại với nhau theo từng cặp. Từ đặc điểm này, dẫn đến RS485 có thể truyền tín hiệu đi xa tốt hơn và có khả năng chống nhiễu đường truyền hiệu quả hơn.

RS485 là gì?
RS485 là gì?

RS485 sẽ cho phép thiết bị của bạn truyền xa lên đến 4000 feets, tương ứng với 1200m. Với tốc độ truyền tải dữ liệu lên đến 10(Mbit/s), cùng với khả năng đấu nối song song 32 thiết bị kết nối trên cùng một đường truyền.

Từ những đặc điểm trên, thì RS485 hay được sử dụng nhiều ở các nhà máy, xí nghiệp hay dự án lớn hơn so với RS232.

Bộ chuyển đổi ModBus R-KEY-LT

Bộ chuyển đổi tín hiệu RS485 sang Ethernet (R-Key-LT) là loại thiết bị chuyên dùng để điều khiển hệ thống nhà máy hoặc hiển thị kết quả đo trong nhà máy thông qua mạng nội bộ của nhà máy hay xí nghiệp.

Nhiệm vụ của R-Key-Lt là truyền tải dữ liệu từ các thiết bị đo lường thông qua giao tiếp ModBus RTU bằng những địa chỉ đã được gán cho nó. Sau đó, một máy tính hay trạm điều khiển hệ thống sẽ dùng wifi kết nối với bộ chuyển đổi ModBus R-Key-Lt này.

Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP-IP R-key-LT
Bộ chuyển đổi ModBus RTU sang ModBus TCP-IP R-key-LT

Sau đó những dạng thông số đo được, hay dùng để điều khiển sẽ được hiển thị trên màn hình máy tính. Việc ngồi giám sát thông qua mình hình này, sẽ rất giống với việc giám sát hệ thống SCADA.

Ngoài ra, điều đặc biệt của R-Key-Lt là khả năng hỗ trợ kết nối đồng thời 8 TCP/IP ModBud Clients và 10 ModBus TCP-IP severs.

Ứng dụng bộ chuyển đổi ModBus RTU sang Modbus TCP/IP

Các bạn đã được giới thiệu sơ qua về những đặc điểm chung qua phần giới thiệu. Thì bây giờ, chúng ta sẽ tìm hiểu rõ thêm phần ứng dụng của bộ chuyển đổi ModBus RTU sang Modbus TCP/IP R-Key-Lt này.

Bộ chuyển đổi R-Key-LT này công năng chính của nó dùng chuyển đổi qua lại giữa TCP/IP sang RTU/ASCII và ngược lại. Là một thiết bị trung gian giúp cho Master có thể truyền tải hoặc nhận tín hiệu phản hồi từ các Slave.

Ứng dụng bộ chuyển đổi ModBus RTu sang ModBus TCp-IP
Ứng dụng bộ chuyển đổi ModBus RTu sang ModBus TCp-IP

Dễ hiểu hơn, thì các Slave sẽ liên kết chung lại với nhau và truyền tín hiệu dưới dạng ModBus RTU. Tiếp đó tín hiệu ModBus RTU này sẽ được chuyển hóa thành dạng ModBus TCP/IP thông qua R-Key-LT.

Nhiệm vụ tiếp theo là một Master, phải được thiết lập/lập trình để kết nối với toàn bộ địa chỉ của Slave thông qua đường truyền Ethernet/Wifi. Bạn nên nhớ rằng, để truy cập vô các Slave này, thì bạn cũng phải tìm địa chỉ của thiết bị R-Key-Lt thông qua những phần mềm như SENECA device discovery, hoặc ModBus của nhiều hãng khác.

Toàn bộ quá trình diễn ra đơn giản như thế này: Master <=> R-Key-Lt <= Slave. Là tín hiệu sẽ được phản hồi từ Slave đến R-Key-Lt. R-Key-Lt chuyển hóa tín hiệu sang cho một Master có thể đọc được ở vị trí xa bằng Wifi hay Ethernet.

Điều lưu ý khi mua bộ chuyển đổi

Khi bạn đi mua một bộ giao thức kết nối mạng ModBus R-Key-LT thì bạn hãy quan tâm đến về thông số kỹ thuật của nó như sau:

  • Nguồn cấp: 10…40 Vdc, 19…28 Vac
  • Điện năng tiêu thụ tối đa: 1W
  • Cách ly tín hiệu Ethernet: 1500 Vac
  • Đèn chỉ trạng thái: Nguồn điện, sự giao tiếp Rx – Tx và Ethernet link/traffic.
  • Cấp bảo vệ: IP20
  • Nhiệt độ hoạt động: -20˚C…+70 ˚C
  • Cổng Ethernet:
    • Nr 1 Fast Ethernet 10/100 Tx port, RJ45 connectors
    • Lên đến 8 TCP-IP Clients / 10 TCP/IP serves
  • Serial port: 1 RS232/RS485 switchable serial port, max baud rate 115kbps.
  • Supported protocols: ModBus TCP-IP, ModBus RTU, ModBus ASCII
  • Ethernet to serial: Tối đa 8 ModBus TCP clients
  • Serial to Ethernet: Tối đa 10 ModBus TCP serves.
  • Chế độ hoạt động:
    • Từ ModBus TCP-IP sang ModBus RTU/ASCII
    • Từ ModBus RTU/ASCII sang ModBus TCP-IP
  • Bộ xử lý: ARM 32bit.

Tổng kết

Qua bài viết này thì các bạn sẽ hiểu thêm được vấn đề như sau:

  • Nguồn gốc hành thành của tín hiệu ModBus
  • Hiểu rõ thêm về ModBus TCP/I P là gì? Và cách hoạt động của chúng
  • Hiểu thêm được về ModBus RTU truyền tải những dạng nào?
  • Cách chuyển đổi tín hiệu ModBus RTU sang ModBus TCP/IP và ngược lại

Cảm ơn các bạn đã đọc bài viết của tôi. Chúc các bạn một ngày tốt lành!


SALES ENGINEER: Nguyễn Thành Đạt
SĐT: 0342962936



Bài viết liên quan

Làm thế nào chuyển đổi và phân biệt tín hiệu Analog và Digital?

Làm thế nào chuyển đổi và phân biệt tín hiệu Analog và Digital?

Tóm Tắt Nội Dung1 Cách phân biệt tín hiệu Analog và Digital1.1 Tín hiệu Analog là gì?1.2 Tín hiệu Digital là gì?1.3 Tín hiệu Digital và Analog khác nhau như thế nào?2 Các thiết bị dùng để chuyển đổi tín hiệu Analog Digital2.1 Bộ chuyển đổi nhiệt độ sang Analog2.2 Bộ chuyển đổi điện trở, […]

Bộ chống sét tin hiệu 4-20mA

Bộ chống sét tín hiệu 4-20mA | Khi nào dùng bộ chống sét tín hiệu Analog?

Tóm Tắt Nội Dung1 3 nguyên nhân làm lỗi tín hiệu analog và digital1.1 Nhiễu tín hiệu tuyến tính 4-20mA1.2 Lỗi tín hiệu dòng 4-20mA1.3 Bị sét đánh lên thiết bị điện tử-đo lường2 Bộ chống sét tín hiệu 4-20mA Analog/Digital2.1 Nguyên lý chống sét tín hiệu Analog2.2 Thông số kỹ thuật bộ chống sét2.3 […]

Bộ phát dòng 4-20mA 0-10V

Bộ phát dòng 4-20mA 0-10V | SENECA – TEST 4

Tóm Tắt Nội Dung1 Bộ phát dòng 4-20mA 0-10V là gì?1.1 Khi nào cần dùng bộ phát dòng 4-20mA?1.2 Thông số kỹ thuật bộ phát dòng 4-20mA 0-10V1.3 Ưu và nhược điểm bộ phát dòng2 Ứng dụng bộ phát dòng 4-20mA 0-10V2.1 Dùng để phát tín hiệu Analog 4-20mA 0-10V2.2 Dùng để đo tín hiệu […]