Trong hệ thống điều khiển công nghiệp hiện đại, khả năng giao tiếp linh hoạt giữa các thiết bị là yếu tố then chốt để đảm bảo vận hành trơn tru, đồng bộ và hiệu quả. Modbus – một giao thức truyền thông công nghiệp phổ biến – hiện diện trong hầu hết các thiết bị tự động hóa, từ biến tần, PLC, HMI đến cảm biến thông minh. Trong đó, việc cấu hình truyền thông kép Modbus RTU và TCP trên cùng thiết bị không chỉ giúp hệ thống tối ưu hoá khả năng kết nối mà còn mở rộng khả năng tích hợp đa nền tảng.
1. Tổng quan về Modbus RTU và Modbus TCP
Modbus RTU là giao thức truyền thông nối tiếp (serial) dựa trên RS-232 hoặc RS-485. Đây là dạng Modbus truyền thống, được ưa chuộng nhờ chi phí thấp và độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp.
Modbus TCP, ngược lại, hoạt động trên nền tảng Ethernet TCP/IP. Nó có khả năng truyền dữ liệu tốc độ cao, dễ cấu hình, dễ mở rộng và phù hợp với các hệ thống SCADA, giám sát từ xa hoặc kết nối đám mây (cloud-based).
2. Lợi ích khi thiết bị hỗ trợ đồng thời Modbus RTU và TCP
Việc một thiết bị hỗ trợ đồng thời cả hai chuẩn truyền thông này đem lại nhiều lợi ích nổi bật:
- Tăng tính tương thích hệ thống: Kết nối linh hoạt với cả thiết bị đời cũ (sử dụng RS-485) và thiết bị hiện đại (sử dụng Ethernet).
- Giảm chi phí đầu tư hạ tầng: Không cần tách hai thiết bị riêng biệt cho hai loại giao thức.
- Dễ dàng mở rộng hệ thống điều khiển: Có thể chia sẻ dữ liệu từ một PLC cho nhiều client, bao gồm cả HMI, máy tính giám sát và thiết bị đo lường.
- Tăng độ ổn định mạng truyền thông: Nếu một giao thức gặp lỗi, giao thức còn lại vẫn đảm bảo hệ thống tiếp tục vận hành.
3. Các thiết bị Inovance hỗ trợ truyền thông kép
Hầu hết các thiết bị PLC, HMI và biến tần của Inovance hiện nay đều hỗ trợ cả Modbus RTU (qua cổng RS-485) và Modbus TCP (qua cổng Ethernet). Cụ thể:
- PLC H5U: Hỗ trợ song song nhiều cổng truyền thông, có thể cấu hình để vừa làm master RTU vừa làm slave TCP hoặc ngược lại.
- HMI IT700E: Hỗ trợ Modbus TCP và Modbus RTU đồng thời, cho phép giao tiếp cùng lúc với nhiều PLC khác nhau.
- Biến tần dòng MD520, MD810, IS810: Có thể cấu hình giao tiếp Modbus RTU nội tại, đồng thời mở rộng thêm module Ethernet để sử dụng Modbus TCP.
4. Hướng dẫn cấu hình truyền thông kép
Bước 1: Kết nối phần cứng
- Đối với Modbus RTU, kết nối cổng RS-485 A/B từ thiết bị đến master (thường là PLC hoặc HMI).
- Đối với Modbus TCP, kết nối cáp Ethernet từ thiết bị đến switch hoặc router mạng công nghiệp.
Bước 2: Cấu hình trên thiết bị
Với PLC H5U:
- Truy cập phần mềm InoPro để cấu hình PLC.
- Thiết lập RS-485 làm Modbus RTU Slave hoặc Master theo yêu cầu.
- Cấu hình Ethernet làm Modbus TCP Server hoặc Client.
- Chỉ định ID thiết bị (slave ID), tốc độ baud, định dạng data cho RTU.
- Gán IP, subnet mask và port Modbus (thường là 502) cho TCP.
Với HMI IT700E:
- Truy cập phần mềm InoTouch.
- Tạo 2 thiết bị giao tiếp riêng biệt: một cho Modbus RTU, một cho Modbus TCP.
- Mapping địa chỉ dữ liệu từ PLC hoặc biến tần cho từng giao thức tương ứng.
- Thiết lập polling rate phù hợp để tránh xung đột giao tiếp.
Bước 3: Kiểm tra truyền thông
- Dùng phần mềm giám sát như ModScan hoặc HMI mô phỏng để kiểm tra dữ liệu từ cả 2 giao thức.
- Đảm bảo không có trùng lặp địa chỉ hoặc trùng polling cùng thời điểm giữa các master.
5. Một số lưu ý quan trọng
- Cần đảm bảo mỗi slave chỉ được điều khiển bởi 1 master RTU tại một thời điểm. Trong khi đó, Modbus TCP có thể cho phép nhiều master kết nối song song.
- Nên sử dụng gateway tích hợp nếu cần đồng bộ dữ liệu giữa 2 mạng RTU và TCP độc lập.
- Tránh sử dụng cùng lúc quá nhiều kết nối TCP đồng thời (tuỳ theo giới hạn thiết bị).
- Với hệ thống lớn, nên triển khai hệ thống phân tầng mạng để đảm bảo độ ổn định.
6. Ứng dụng trong thực tế
Tại Công ty Cổ phần Điện Hải Dương (HDE Tech). Cấu hình truyền thông kép đã được triển khai thành công cho nhiều hệ thống như:
- Dây chuyền đóng gói tự động: PLC H5U vừa điều khiển motor tốc độ bằng Modbus RTU, vừa gửi dữ liệu thống kê lên SCADA bằng Modbus TCP.
- Tủ điều khiển HVAC: HMI IT700E đọc trạng thái thiết bị từ biến tần qua RTU, đồng thời nhận lệnh điều chỉnh từ BMS trung tâm qua TCP.
- Hệ thống pha trộn nguyên liệu ngành dược: Dùng PLC làm cầu nối giữa RTU và TCP, truyền dữ liệu nhiệt độ, lưu lượng, thời gian hoạt động lên hệ thống quản lý sản xuất (MES).
7. Kết luận
Cấu hình truyền thông kép Modbus RTU và TCP trên cùng thiết bị là giải pháp tối ưu cho các hệ thống điều khiển hiện đại đòi hỏi sự linh hoạt, tương thích cao và khả năng mở rộng mạnh mẽ. Việc khai thác triệt để tính năng này không chỉ giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí đầu tư mà còn đảm bảo khả năng vận hành ổn định, đáp ứng xu hướng kết nối số trong công nghiệp 4.0.
Nếu bạn đang cần tư vấn kỹ thuật hoặc giải pháp tích hợp hệ thống sử dụng thiết bị Inovance, hãy liên hệ ngay với Công ty Cổ phần Điện Hải Dương (HDE Tech) – đối tác phân phối và triển khai Inovance chính hãng tại Việt Nam.
Hotline: 0978.093.697
Website cùng hệ thống : https://inovancevietnam.vn/
Facebook: Công Ty CP Điện Hải Dương – HDE
Youtube: HDE Tech
Tiktok: HDE Tech
