CHUYỂN ĐỔI GIAO THỨC/TÍN HIỆU CỔNG NỔI TIẾP SANG ETHERNET
Câu hỏi:
Để kết nối các thiết bị nối tiếp Modbus RTU với mạng Ethernet, tôi có cần một cổng chuyển đổi giao thức cụ thể không (Modbus RTU <=> Modbus TCP)? Hoặc một máy chủ cổng nối tiếp (Serial Device Server) có thể đạt được kết quả tương tự không?
Giải đáp:
Trước khi trả lời câu hỏi này, bạn phải biết trình điều khiển Modbus nào trên máy chủ SCADA mà bạn muốn sử dụng. Có bốn lựa chọn khả thi, tuy nhiên có 2 loại thường dùng nhất. (Câu trả lời nằm ở cuối bài viết).
(1) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus TCP,
(2) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus RTU – với cổng nối tiếp tích hợp,
(3) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus RTU – không có cổng nối tiếp tích hợp,
(4) Máy chủ SCADA với trình điều khiển “Ethernet Encapsulation”
Khái Niệm
(1) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus TCP
Nếu bạn gặp trường hợp trên thì việc sử dụng cổng chuyển đổi giao thức cho việc này là điều tối ưu. Với sự trợ giúp của thiết bị Modbus Gateway, bạn có thể sử dụng giao thức Modbus TCP để giao tiếp với các thiết bị Modbus RTU. Lưu ý (Modbus RTU và Modbus TCP là 2 giao thức khác nhau). Có nhiều giải pháp “Modbus gateway” trên thị trường tự động hóa cho phép kết nối Modbus TCP cho các thiết bị Slave Modbus TCP. Khi thiết bị Gateway nhận được yêu cầu Modbus TCP, thiết bị sẽ chuyển đổi gói thành gói Modbus RTU và gửi nó đến các thiết bị Modbus RTU ngay lập tức. Nói cho dễ hiểu (Khi máy chủ Scada (Modbus TCP Maser) yêu cầu đọc tín hiệu từ các đồng hồ điện năng (Modbus RTU) dưới nhà máy thì Gateway đóng vai trò là Modbus TCP (Client) và Modbus RTU (Master). Yêu cầu sẽ gửi đi từ Scada => Gateway => đồng hồ điện năng và tín hiệu yêu cầu sẽ gửi ngược lại về Scada. Bạn muốn tìm hiểu cách cài đặt về các giao tiếp trên chi tiết như thế nào, hãy xem Video này nhé: https://www.youtube.com/watch?v=BYooLeYwlO8&t=115s
(2) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus RTU
Với cổng nối tiếp tích hợp Chọn tùy chọn này nếu bạn chỉ muốn kết nối máy chủ SCADA hiện có và các thiết bị Modbus RTU với mạng Ethernet. Nếu máy chủ SCADA ban đầu của bạn có cổng nối tiếp tích hợp sẵn, bạn có thể sử dụng một cặp cổng để giải quyết vấn đề này. Như được hiển thị trong cấu trúc liên kết trong hình dưới, cổng có thể chuyển đổi gói Modbus RTU thành gói Modbus TCP và trở lại gói Modbus RTU. Tuy nhiên, nếu bạn không có cổng nối tiếp tích hợp trên máy chủ SCADA, thì đây không phải là giải pháp phù hợp với bạn. Thay vào đó, hãy xem xét tùy chọn 3 bên dưới nữa nhé!
(3) Máy chủ SCADA với trình điều khiển Modbus RTU
Trường hợp không có cổng nối tiếp tích hợp (Hầu như PC hiện tại không còn trang bị cổng COM ngoại trừ PC công nghiệp), và một số PC công nghiệp đòi hỏi bạn cần phải mua Card PCI để mở rộng cổng COM vật lý chứ bản thân khi mua về chưa có loại cổng kết nối này. Nếu bạn muốn sử dụng chương trình và thiết bị SCADA hiện có của mình, nhưng máy chủ SCADA ban đầu của bạn không có cổng nối tiếp tích hợp, thì hãy sử dụng “máy chủ thiết bị nối tiếp” – Serial Device Server để xây dựng một “cổng COM ảo” cho cổng nối tiếp trên máy chủ thiết bị nối tiếp từ xa được kết nối với các thiết bị nối tiếp của bạn. Cấu hình này cho phép bạn truy cập các thiết bị nối tiếp từ xa thông qua máy chủ thiết bị nối tiếp như thể nó có một cổng COM gốc. Máy chủ thiết bị nối tiếp sẽ cài đặt “trình điều khiển cổng COM ảo” trên máy chủ SCADA của bạn để tạo “cổng COM ảo”. Để kích hoạt cổng COM ảo, máy chủ thiết bị nối tiếp phải được cấu hình ở chế độ “COM ảo”. Tất cả dữ liệu được gửi đến cổng COM ảo này sẽ được chuyển đến cổng nối tiếp từ xa của máy chủ thiết bị nối tiếp. Tất cả các hành động đối với tín hiệu modem cũng sẽ được xử lý theo cách tương tự. Vì bạn có thể sử dụng cổng COM ảo theo cách tương tự như cổng COM cục bộ nên bạn có thể gửi trực tiếp yêu cầu Modbus RTU đến cổng COM, giống như bạn làm nếu đó là cổng COM vật lý.
(4) Máy chủ SCADA với trình điều khiển “Ethernet Encapsulation”
Nếu bạn không có cổng nối tiếp tích hợp trên máy chủ SCADA của mình nhưng không muốn cài đặt trình điều khiển “cổng COM ảo”, bạn có thể xem xét trình điều khiển “Ethernet encapsulation” để thay thế. Tuy nhiên, phần mềm SCADA của bạn phải có khả năng hỗ trợ trình điều khiển “Ethernet Encapsulation”, và không phải Scada nào cũng hỗ trợ trình điều khiển này. Nói chung, trình điều khiển “Ethernet encapsulation” là tốt nhất nếu bạn có kiến thức chuyên sâu về serial và TCP/IP.
Đối với tùy chọn này, bạn sẽ cần một “máy chủ thiết bị nối tiếp” với “chế độ “Raw Socket” hoặc Chế độ “Tunneling” được chọn, có nghĩa là kết nối giữa máy chủ và máy chủ thiết bị nối tiếp sử dụng giao tiếp TCP/IP hoặc UDP mà không cần bất kỳ giao thức nào khi SCADA gửi các gói Modbus RTU đến các thiết bị hiện trường. Máy chủ thiết bị nối tiếp cần phải được cấu hình đúng cách vì Modbus RTU sử dụng thời gian chờ khoảng thời gian để xác định điểm kết thúc của gói. Nếu gói Modbus RTU được chia thành hai hoặc nhiều gói TCP/IP hoặc UDP, bạn có thể gặp sự cố khi gửi gói tin. Nếu bạn không tự tin trong việc xử lý đúng cách truyền thông gói giữa các cổng nối tiếp và mạng Ethernet, có lẽ bạn nên sử dụng giải pháp cổng (tùy chọn 2) hoặc giải pháp trình điều khiển COM ảo (tùy chọn 3) sẽ ưu việt cho bạn. Nếu bạn chuyên xử lý gói tin dạng Socket thì tùy chọn 4 sẽ dành cho bạn.
Kết Luận:
Vậy với bài chia sẻ này, đã cho bạn biết loại kết nối bạn sẽ sử dụng khi làm giải pháp kết nối sắp tới. Và đáp án cho câu hỏi 2 loại thường dùng nhất đó là loại 1 và 2 theo thứ tự bài viết. Tuy nhiên một thông tin nữa nếu các bạn muốn OEM sản phẩm theo cấu trúc truyền tin riêng của các bạn thì Tùy chọn kết nối 4 sẽ đáp ứng tốt cho bạn nhé. Thị trường vẫn đang sử dụng tuy nhiên bạn cần am hiểu thật rõ gói tin và loại tín hiệu truyền đi thì việc tích hợp sẽ không còn khó khăn. Lúc này bạn chỉ cần chọn thiết bị bền, giá tốt, hỗ trợ kỹ thuật 24/7 thì việc tích hợp quá đơn giản phải không nào!
Cần hỗ trợ thêm thông tin hãy liên hệ số Hotline: 0372538207 để được tư vấn chi tiết thêm về các loại thiết bị nhé!
Xin cảm ơn!
