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
Tối đa hóa phạm vi phủ sóng và đảm bảo kết nối mạng cảm biến trong môi trường đầy chướng ngại vật dựa trên các thuật toán lấy cảm hứng từ thiên nhiên

Tối đa hóa phạm vi phủ sóng và đảm bảo kết nối mạng cảm biến trong môi trường đầy chướng ngại vật dựa trên các thuật toán lấy cảm hứng từ thiên nhiên

Việc áp dụng các thuật toán meta-heuristic có tiềm năng đáng kể trong nhiều lĩnh vực, bao gồm cả mạng cảm biến không dây.
Cảng Phước An (PAP) báo lỗ, vốn hóa vẫn tăng mạnh

Cảng Phước An (PAP) báo lỗ, vốn hóa vẫn tăng mạnh

Chi hàng nghìn tỷ đầu tư cảng biển, Cảng Phước An (PAP) vẫn chưa thoát được chuỗi lỗ liên tiếp, dù đã có doanh thu từ khai thác thương mại.
iPhone 17 Pro Max có màu mới lạ

iPhone 17 Pro Max có màu mới lạ

Theo PhoneArena, Apple đang thử nghiệm 4 phiên bản màu sắc khác nhau trên iPhone 17 Pro và iPhone 17 Pro Max.
Đại hội bất thường Hiệp hội Blockchain Việt Nam: Đổi tên mới, bầu bổ sung nhiều lãnh đạo ngân hàng vào Ban chấp hành

Đại hội bất thường Hiệp hội Blockchain Việt Nam: Đổi tên mới, bầu bổ sung nhiều lãnh đạo ngân hàng vào Ban chấp hành

Việc đổi tên khẳng định cam kết thúc đẩy sự phát triển của Mạng dịch vụ đa chuỗi Blockchain Việt Nam (VBSN), hướng tới hệ sinh thái blockchain toàn diện, bền vững, mang tầm vóc quốc gia.
Cần nhiều giải pháp đồng bộ cho chiến lược đào tạo nhân lực Robot và AI tại Việt Nam

Cần nhiều giải pháp đồng bộ cho chiến lược đào tạo nhân lực Robot và AI tại Việt Nam

Sáng 25/7, Trường Điện - Điện tử, Trường Cơ khí, Trường Công nghệ Thông tin và Truyền thông, Đại học Bách khoa Hà Nội, phối hợp với Hội Tự động hóa Việt Nam, cùng một số doanh nghiệp chế tạo, sản xuất, thiết kế phần mềm Robot trong nước đã tổ chức thành công “Hội thảo về đào tạo nhân lực trong lĩnh vực Robot và Trí tuệ nhân tạo”.
Mô hình YOLOv8 cải tiến để phân loại cá và phát hiện bệnh

Mô hình YOLOv8 cải tiến để phân loại cá và phát hiện bệnh

Phân loại cá và phát hiện bệnh là rất quan trọng đối với nuôi trồng thủy sản bền vững, đòi hỏi các mô hình thị giác chính xác và hiệu quả.
Ngân hàng lớn đồng loạt nâng cảnh báo, bảo vệ khách hàng trước lừa đảo trực tuyến

Ngân hàng lớn đồng loạt nâng cảnh báo, bảo vệ khách hàng trước lừa đảo trực tuyến

Trước thực trạng các vụ lừa đảo qua tài khoản ngân hàng diễn ra ngày càng tinh vi, các ngân hàng lớn như Vietcombank, Agribank, MB,... đã đồng loạt cảnh báo tài khoản nghi ngờ lừa đảo ngay trên ứng dụng, giúp khách hàng nhận diện rủi ro và chủ động phòng ngừa ngay từ bước chuyển tiền.
Thị trường chứng khoán ngày 25/7: VN-Index thiết lập kỷ lục mới, vượt mốc 1.531 điểm

Thị trường chứng khoán ngày 25/7: VN-Index thiết lập kỷ lục mới, vượt mốc 1.531 điểm

Phiên giao dịch ngày 25/7/2025 ghi dấu mốc lịch sử của thị trường chứng khoán Việt Nam khi chỉ số VN-Index chính thức xác lập đỉnh cao mới, đóng cửa tại 1.531,13 điểm, vượt qua mức đỉnh cũ 1.528 điểm từng được giữ vững hơn ba năm qua.
Tận dụng kiến trúc mạng nơ-ron sâu biến áp chú ý đa đầu để cải thiện dự báo tốc độ gió

Tận dụng kiến trúc mạng nơ-ron sâu biến áp chú ý đa đầu để cải thiện dự báo tốc độ gió

Năng lượng gió có tiềm năng lớn để phát điện, nhưng tính biến động của nó khiến việc dự báo tốc độ gió chính xác trở nên cần thiết để tích hợp hiệu quả.
SHB hợp tác toàn diện với BSR: Kiến tạo giá trị bền vững

SHB hợp tác toàn diện với BSR: Kiến tạo giá trị bền vững

Ngày 23/7, Ngân hàng TMCP Sài Gòn - Hà Nội (SHB) và CTCP Lọc hóa dầu Bình Sơn (BSR) ký kết thỏa thuận hợp tác toàn diện, đánh dấu bước tiến quan trọng trong mối quan hệ giữa hai doanh nghiệp lớn trong lĩnh vực tài chính – ngân hàng và năng lượng, lọc hóa dầu.
Quảng cáo
moxa