acecook

Khám phá các giao thức truyền thông công nghiệp thời đại Công nghệ 4.0

Tự động hóa công nghiệp
20/05/2025 11:11
Tự động hóa công nghiệp đang trở thành trụ cột trong cuộc cách mạng Công nghiệp 4.0, nơi máy móc và quy trình được điều khiển bằng các hệ thống thông minh, robot và phần mềm chuyên dụng. Nền tảng cho sự tự động hóa này chính là hệ thống truyền thông tốc độ cao giữa các thiết bị và phần mềm. Để các thiết bị tự động hóa giao tiếp hiệu quả, việc sử dụng các giao thức truyền thông công nghiệp chuẩn hóa là điều bắt buộc.
aa
Doanh nghiệp và nhà khoa học cùng kết nối để ứng dụng kết quả nghiên cứu vào thực tiễn Khai thác dữ liệu lớn trong các nhà máy sản xuất điện
Khám phá các giao thức truyền thông công nghiệp thời đại Công nghệ 4.0
Các giao thức truyền thông công nghiệp. Ảnh minh họa

Ethernet công nghiệp

Truyền thông công nghiệp ban đầu dựa trên các kết nối nối tiếp như RS-232 hay RS-485. Những giao thức như Modbus và PROFIBUS - đại diện điển hình cho mạng Fieldbus - vẫn được sử dụng trong nhiều hệ thống hiện nay. Tuy nhiên, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ, truyền thông Ethernet đã dần chiếm ưu thế. Giao thức Ethernet công nghiệp như PROFINET, EtherNet/IP hay EtherCAT ngày càng được ưa chuộng nhờ tốc độ cao và khả năng mở rộng.

Theo báo cáo mới nhất của HMS Industrial Networks, Ethernet công nghiệp hiện chiếm tới 71% thị phần toàn cầu về các nút mạng mới được cài đặt trong lĩnh vực tự động hóa nhà máy - tăng 7% so với năm trước. Con số này thể hiện xu hướng chuyển dịch rõ rệt sang các giao thức mạng hiện đại, có khả năng kết nối và xử lý dữ liệu lớn theo thời gian thực.

Các giao thức Ethernet công nghiệp tiêu biểu

PROFINET phát triển bởi tổ chức PI (PROFIBUS & PROFINET International) là một trong hai giao thức dẫn đầu thị trường (18% thị phần). Đây là bản mở rộng của PROFIBUS, sử dụng hạ tầng Ethernet và cho phép tích hợp linh hoạt giữa thiết bị mới và hệ thống cũ. PROFINET hỗ trợ các tính năng như cảnh báo, chẩn đoán, thông tin bảo trì và an toàn chức năng, đồng thời tương thích với các giao thức khác như SNMP hay MQTT.

EtherNet/IP được phát triển bởi ODVA, sử dụng giao thức CIP (Common Industrial Protocol) trên nền tảng Ethernet tiêu chuẩn. Giao thức này nổi bật nhờ khả năng kết nối linh hoạt với thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau, giảm phụ thuộc vào hệ sinh thái khép kín. EtherNet/IP chủ yếu được triển khai tại thị trường Bắc Mỹ.

EtherCAT, do Beckhoff phát triển, mang lại khả năng điều khiển thời gian thực với độ trễ cực thấp. Với kiến trúc master-slave độc đáo, mỗi thiết bị trên mạng có thể đọc và ghi dữ liệu khi gói tin đi qua, giúp tối ưu tốc độ xử lý mà không cần tuần hoàn dữ liệu nhiều lần.

Fieldbus vẫn còn chỗ đứng

Mặc dù thị phần Fieldbus chỉ còn 22% và tiếp tục giảm, nhưng các giao thức nối tiếp như ModbusPROFIBUS vẫn có chỗ đứng nhất định. Với chi phí thấp, dễ triển khai và hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt, Fieldbus phù hợp với các hệ thống kế thừa, yêu cầu băng thông thấp và tính xác định cao.

Modbus, ra đời từ năm 1979, là giao thức đơn giản và phổ biến nhất. Được thiết kế để hoạt động qua kết nối RS-232/RS-485, Modbus RTU nổi bật với khả năng triển khai nhanh chóng, chi phí thấp, tuy nhiên lại bị giới hạn về tốc độ và loại dữ liệu hỗ trợ.

PROFIBUS, cũng do PI phát triển, hỗ trợ tốc độ truyền cao hơn Modbus và được biết đến với độ tin cậy và khả năng chẩn đoán tốt. Dù vậy, việc triển khai PROFIBUS khá phức tạp và tốc độ truyền vẫn không thể so sánh với Ethernet.

Kết luận

Không có một giao thức truyền thông công nghiệp nào phù hợp cho mọi ứng dụng. Việc lựa chọn giao thức cần dựa trên nhiều yếu tố: Môi trường làm việc, yêu cầu về tốc độ truyền, độ tin cậy, khả năng mở rộng và chi phí triển khai. Trong khi các mạng Fieldbus vẫn hữu dụng trong các hệ thống kế thừa và ứng dụng đơn giản, thì Ethernet công nghiệp đang là lựa chọn tối ưu cho các nhà máy thông minh, nơi truyền dữ liệu nhanh, chính xác và mở rộng linh hoạt là điều kiện tiên quyết.

Theo automation.com

tudonghoangaynay.vn
mca
Tin bài khác
Trí tuệ nhân tạo dẫn đầu cuộc cách mạng nhà máy thông minh

Trí tuệ nhân tạo dẫn đầu cuộc cách mạng nhà máy thông minh

Trong kỷ nguyên chuyển đổi số, trí tuệ nhân tạo (AI) không chỉ là một xu hướng công nghệ, mà đã trở thành yếu tố cốt lõi định hình lại ngành sản xuất toàn cầu. Mặc dù hơn 70% các dự án AI công nghiệp bị dừng lại sau giai đoạn thử nghiệm - theo một nghiên cứu của Diễn đàn Kinh tế Thế giới - những ví dụ thành công cho thấy AI có thể tích hợp hiệu quả và mang lại giá trị rõ ràng trong các nhà máy hiện đại.
Nhận định phiên giao dịch ngày 04/7: Cơ cấu danh mục, tránh mua đuổi

Nhận định phiên giao dịch ngày 04/7: Cơ cấu danh mục, tránh mua đuổi

Thị trường ngày 3/7 đánh dấu sự đứt mạch tăng liên tiếp của VN Index khi chỉ số quay đầu giảm điểm nhẹ trong bối cảnh thanh khoản tăng vọt. Trong khi lực bán gia tăng mạnh, khối ngoại lại bất ngờ mua ròng gần 2,3 nghìn tỷ đồng – tín hiệu trái chiều đáng chú ý. Trước những dấu hiệu chưa rõ ràng, trong phiên 4/7, nhà đầu tư nên tập trung cơ cấu danh mục và tránh mua đuổi.
Quỹ KH-CN Quốc gia chuyển mình kiến tạo, hướng tới đạt top 3 ASEAN về công bố quốc tế

Quỹ KH-CN Quốc gia chuyển mình kiến tạo, hướng tới đạt top 3 ASEAN về công bố quốc tế

Đại hội Đảng bộ Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ (KH&CN) Quốc gia nhiệm kỳ 2025-2030 đánh dấu bước chuyển mình quan trọng của đơn vị trong tư duy lãnh đạo, từ vai trò giám sát sang kiến tạo phát triển. Với tầm nhìn đổi mới toàn diện, Quỹ đặt mục tiêu trở thành thiết chế tài chính công minh bạch, hiệu quả, giữ vai trò trung tâm trong tài trợ KH&CN và đổi mới sáng tạo quốc gia.
LPBank giành "cú đúp" ESG danh giá: Khẳng định vị thế tài chính bền vững

LPBank giành "cú đúp" ESG danh giá: Khẳng định vị thế tài chính bền vững

Trong bối cảnh ESG (Môi trường – Xã hội – Quản trị) trở thành chuẩn mực quan trọng trong định hướng phát triển bên vững, LPBank đã ghi dấu ấn nổi bật khi liên tiếp nhận được hai giải thưởng danh giá trong nước và khu vực.
Thị trường chứng khoán ngày 03/7: Phiên phân phối hay cú giành hàng chiến lược?

Thị trường chứng khoán ngày 03/7: Phiên phân phối hay cú giành hàng chiến lược?

Phiên ngày 3/7 khép lại với sắc đỏ nhẹ nhưng để lại nhiều dư âm về tính chất dòng tiền và tâm lý thị trường. VN Index giảm điểm giữa lúc thanh khoản bùng nổ, gợi mở khả năng về một phiên phân phối quy mô lớn. Tuy nhiên, việc khối ngoại mua ròng gần 2,3 nghìn tỷ đồng lại đặt ra nghi vấn liệu đây có phải là động thái giành hàng chiến lược giữa lúc áp lực chốt lời gia tăng.
Ra mắt hệ thống giám sát Nghị quyết 57 về khoa học, công nghệ và chuyển đổi số

Ra mắt hệ thống giám sát Nghị quyết 57 về khoa học, công nghệ và chuyển đổi số

Sáng 2/7, Ban Chỉ đạo Trung ương về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số tổ chức lễ ra mắt các nền tảng số nhằm giám sát và triển khai Nghị quyết 57. Việc đưa vào vận hành hệ thống giám sát trực tuyến có ý nghĩa quan trọng, đánh dấu bước tiến trong đổi mới phương thức lãnh đạo, điều hành trên nền tảng số, bảo đảm tính minh bạch, đồng bộ và hiệu quả trong theo dõi, đánh giá việc thực hiện các mục tiêu chiến lược trên phạm vi toàn quốc.
Chính sách ưu đãi vượt trội cho dự án hợp tác công tư lĩnh vực KHCN, đổi mới sáng tạo

Chính sách ưu đãi vượt trội cho dự án hợp tác công tư lĩnh vực KHCN, đổi mới sáng tạo

Theo Nghị định số 180/2025/NĐ-CP ngày 1/7/2025, hợp tác công tư không chỉ được khuyến khích thực hiện theo các hình thức truyền thống quy định tại Luật Đầu tư theo phương thức đối tác công tư (PPP) mà còn được mở rộng áp dụng đối với tất cả các hình thức hợp tác giữa khu vực công và khu vực tư phù hợp các mô hình đầu tư công - quản trị tư, đầu tư tư - sử dụng công, lãnh đạo công - quản trị tư.
6 tháng đầu năm 2025: BSR đạt doanh thu hơn 69.000 tỷ đồng, lợi nhuận vượt 93% kế hoạch

6 tháng đầu năm 2025: BSR đạt doanh thu hơn 69.000 tỷ đồng, lợi nhuận vượt 93% kế hoạch

Bất chấp thị trường dầu mỏ thế giới tiếp tục bất ổn bởi xung đột địa chính trị diễn ra trên nhiều nơi, tác động tiêu cực chính sách thuế của Mỹ, giá dầu thô biến động mạnh và áp lực cạnh tranh ngày càng gia tăng, Công ty cổ phần Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) đã ghi nhận kết quả sản xuất kinh doanh (SXKD) khởi sắc trong 6 tháng đầu năm 2025.
Siêu máy chụp CT thứ 2 được đưa vào vận hành tại Việt Nam

Siêu máy chụp CT thứ 2 được đưa vào vận hành tại Việt Nam

Ngày 2/7, Bệnh viện Đa khoa Tâm Anh chính thức vận hành “siêu máy chụp CT” thứ hai, với hơn 100.000 lát cắt hiện đại hàng đầu, phục vụ người dân “siêu đô thị” TP.HCM.
Lĩnh vực Cơ khí chế tạo công nghệ cao vô cùng quan trọng đối với Việt Nam

Lĩnh vực Cơ khí chế tạo công nghệ cao vô cùng quan trọng đối với Việt Nam

Diễn ra từ ngày 2 - 5/7/2025 tại TP. Hồ Chí Minh, Triển lãm Quốc tế lần thứ 21 về cơ khí chính xác và sản xuất chế tạo (MTA Vietnam 2025) đã thu hút doanh nghiệp đến từ hơn 20 quốc gia và vùng lãnh thổ. Đây là cơ hội để doanh nghiệp trong và ngoài nước gặp gỡ, kết nối cùng các nhà đầu tư, khách hàng tiềm năng, giới thiệu sản phẩm, dịch vụ, gia tăng mức độ nhận diện thương hiệu, đồng thời cập nhật những đổi mới, sáng tạo tiên tiến trong ngành cơ khí chính xác và sản xuất chế tạo.
Quảng cáo
moxa