Phân loại Chuẩn giao tiếp trong tự động hóa công nghiệp

Thông qua các chuẩn giao tiếp tự động hóa, con người và thiết bị, máy tính có thể liên kết với nhau thông minh hơn, cho phép con người có thể truy cập, thu thập thông tin, truyền dữ liệu, điều khiển thiết bị từ xa. Nên chuẩn giao tiếp được ứng dụng rất phổ biến trong các ngành công nghiệp sản xuất, chế biến, đóng gói. Cùng tìm hiểu khái niệm và phân loại chuẩn giao tiếp tự động động hóa công nghiệp theo các thông tin dưới bài viết sau.

Tổng quan về Chuẩn giao tiếp trong tự động hóa công nghiệp

Trong thời đại công nghệ kỹ thuật phát triển từng ngày như hiện nay, thì bạn cần hiểu rõ rất nhiều lĩnh vực về khoa học – kỹ thuật để ứng dụng nó tốt hơn trong quy trình công nghiệp hóa – tự động hóa sản xuất, và một lĩnh vực cũng rất cần được chú trọng, đó là truyền thông trong công nghiệp. 

Trong đó, tiêu chuẩn giao tiếp là những tiêu chuẩn chung được được Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA) sáng tạo ra và phê duyệt nhằm để khoa học kỹ thuật toàn thế giới sử dụng là căn cứ để xây dựng hệ thống truyền dữ liệu, tín hiệu, thông tin nội bộ cho quy mô cơ sở mình, mang tính bảo mật, an toàn cao.

EIA ( Electronic Industries Alliance) là Hiệp hội doanh nghiệp điện tử được thành lập từ năm 1924, chuyên quy ước các tiêu chuẩn dùng trong phát triển khoa học kỹ thuật, giao tiếp truyền thông giữa máy móc, máy tính, thiết bị và các tiêu chuẩn về thông tin, tín hiệu,… để Hoa Kỳ, và bây giờ là toàn thế giới lấy đó làm tiêu chuẩn căn cứ phát triển khoa học kỹ thuật công nghiệp hiện đại.

Và chuẩn giao tiếp trong tự động hóa công nghiệp cũng là một trong các tiêu chuẩn đã được hiệp hội EIA này quy ước để căn cứ phát triển công nghiệp kỹ thuật ngày nay.

Chuẩn giao tiếp đều cần thông qua các cổng giao tiếp hoạt động theo nguyên lý nối tiếp, được gọi là Serial Port, và được phân chia thành hai loại phổ biến là đơn công và song công.

Đơn công có nghĩa là phương thức truyền thông 1 chiều, chỉ truyền đi mà không nhận tín hiệu truyền theo chiều ngược lại, tức là chỉ gồm 1 thiết bị thu hoặc phát tín hiệu chứ không thể thực hiện đồng thời cả 2 chức năng. Tuy nhiên thiết bị này cho phép truyền được khối lượng thông tin rất lớn, phát đến nhiều máy thu cùng một lúc, nên dùng để phát tín hiệu thông báo là rất hiệu quả.

Song công là phương thức để truyền thông 2 chiều, cho phép phát và thu lại tín hiệu, dữ liệu cùng lúc qua 2 hướng rất hiệu quả. 

Phân loại các chuẩn giao tiếp trong tự động hóa công nghiệp

Có thể chia tiêu chuẩn giao tiếp thành 3 loại là: RS232, RS422, RS485, đều đã được quy ước bởi EIA. Chi tiết đặc điểm từng chuẩn giao tiếp như sau:

Chuẩn giao tiếp truyền thông RS232 

RS232 là một chuẩn giao tiếp truyền thông được phát triển và quy ước bởi EIA/TIA, hoạt động trên nguyên tắc là truyền dữ liệu nối tiếp giữa các host và phạm vi ngoại vi. Chúng từng là một chuẩn giao tiếp được sử dụng rất phổ biến một thời gian trước thế kỷ 19. 

Đặc điểm của chuẩn giao tiếp RS232 là:

• Có khả năng chống nhiễu vô cùng tốt
• Có thể dễ dàng lắp đặt ngay cả khi máy tính đang hoạt động
• Mọi mạch điện có thể nhận được điện áp cung cấp dễ dàng thông qua các cổng nối tiếp
• Mức giới hạn của RS232 là +- 12V.
• Trở kháng tải hoạt động ở phạm vi từ 3000 – 7000 ôm.
• Dùng truyền thông không đối xứng để truyền tải tín hiệu điện áp chênh lệch, nên cần có sự tương tác giữa mức 0 và 1. Với mức logic cấp độ 1 từ -3 đến -12V; mức logic cấp 0 từ 3 đến 12V.
• Tốc độ truyền nhận dữ liệu cực đại là 100kbps.

Đặc điểm quá trình truyền dữ liệu theo chuẩn giao tiếp RS232 là:

• Truyền dữ liệu theo hình thức không đồng bộ, tức là bộ truyền sẽ gửi tín hiệu đến bộ nhận biết, sau đó gửi những tín hiệu này đến nhiều đường truyền tiếp theo theo mức bắt đầu bằng 0.
• Tốc độ Baud đường truyền, còn gọi là tốc độ bit, chính là các tham số thể hiện quá trình truyền dữ liệu qua các cổng kết nối của RS232. Và với cả bên phát và nhận tín hiệu, tốc độ Baud đường truyền là như nhau. 
• Sử dụng Bit chẵn lẻ hoặc Parity bit để kiểm tra lỗi đường truyền, từ đó người điều hành có phương án để bổ sung dữ liệu đường truyền hoặc sửa chữa lỗi sai trong đường truyền. 

Chuẩn giao tiếp truyền thông RS422 

Đây là một tiêu chuẩn giao tiếp truyền thông được phát triển và quy ước bởi EIA/TIA, còn có tên gọi khác là TIA/DTE-422, hoạt động trên nguyên tắc là truyền dữ liệu nối tiếp giữa các host và phạm vi ngoại vi ngoại vi. 

Đặc điểm của chuẩn giao tiếp RS422 là:

• Là phương tiện giao tiếp vật lý truyền qua cáp kết nối là cáp xoắn đôi.
• Có cấu trúc mạng là hệ thống liên kết giữa các cặp đôi điểm với nhau, hoặc liên kết đa điểm.
• Tốc độ đường truyền đạt trị số từ 100KBS – 10MBS.
• Mức điện áp ổn định từ -6 đến +6V

Đặc điểm quá trình truyền dữ liệu theo chuẩn giao tiếp RS422 là:

• Khoảng cách truyền tín hiệu tối đa từ 1200m, tương đương 4000ft.
• Có thể truyền dữ liệu, tín hiệu với tốc độ cực cao, kể cả với các dữ liệu truyền thông dài, lên đến 500 feet, có thể kết nối tối đa 32 thiết bị với hệ thống cổng giao tiếp và nhiều hơn nếu dùng thêm các bộ lặp.
• Có tốc độ đường truyền nhanh và ổn định. Bởi chúng là phương thức truyền đa điểm. 
• Có khả năng chống nhiễu, chống ồn tốt, bởi đường truyền thường là 4 dây, nên truyền dữ liệu rõ nét hơn chuẩn giao tiếp RS232.
• Được ứng dụng nhiều trong đa dạng, tự động hóa động cơ sản xuất công nghiệp tự động. 

Chuẩn giao tiếp truyền thông RS485

RS485 là chuẩn giao tiếp được phát triển từ chính chuẩn RS422, để cải thiện ưu điểm và hạn chế nhược điểm của chuẩn giao tiếp này.

Đặc điểm của chuẩn giao tiếp RS485 là:

• RS485 có thể truyền tín hiệu cho 32 cặp thu phát tín hiệu trong cùng một thời điểm. 
• RS485 sử dụng trở kháng trị số 120 ôm. 
• RS485 có thể ngăn chặn tín hiệu phản xạ, để không ảnh hưởng đến tín hiệu truyền đi, đông thời có thể cho phép 1 thiết bị đường truyền sử dụng một đường điều khiển cho phép truyền dữ liệu. 
• RS485 có chiều dài đường truyền liên quan đến độ dài tín hiệu, cụ thể là: khoảng cách 40 feet – 12m, 10 Mbits truyền đi trong 1 giây; 400 feet – 122m, 1Mbits truyền đi trong 1 giây; 4000 Feet – 1219m, tín hiệu 100 Kbit truyền đi trong 1 giây.

Đặc điểm quá trình truyền dữ liệu theo chuẩn giao tiếp RS485 là:

• Khả năng truyền dẫn cân bằng, vì RS485 bao gồm dây tín hiệu dạng A và B nhưng không xuất hiện dây mass. Nên tín hiệu được truyền bằng RS485 khá cân bằng, với đặc điểm tín hiệu truyền qua hai dây sẽ bị tỷ lệ nghịch với nhau
• Mức tín hiệu của RS485 là ở mức cao, trong đó áp dây A lớn hơn trị số áp dây B là 200mV. 
• Với tín hiệu ở mức thấp, thì áp dây A lại nhỏ hơn trị số áp dây B 200mV. 
• Điện áp VAB nếu đang dao động trong khoảng từ -200 đến 200, thì tức là chúng đang ở trạng thái bất định. 
• Điện áp ở dây tín hiệu (so với dây Mass) cần đạt từ -7 đến 12V.
• Dây đường truyền tín hiệu là cặp dây xoắn có khả năng nhiễu tốt, có thể truyền tín hiệu ở khoảng cách xa và tốc độ rất lớn.
• Điện trở đầu cuối của dây truyền dữ liệu đạt trạng thái lý tưởng từ 100 đến 120 ôm, tức có giá trị bằng giá trị trở kháng. Nếu giá trị này sai khác, tinh trạng nhiễu sóng sẽ xảy ra khiến đường truyền bị sai lệch. 

Lời kết

Các thông tin được cung cấp trong bài viết trên hy vọng đã giúp khách hàng hiểu được chuẩn giao tiếp truyền thông là gì cùng các loại chuẩn giao tiếp truyền thông hiện nay. Nếu có phân vân, thắc mắc, hay cần tu vấn về các giải pháp tự động hóa phù hợp với ngành nghề sản xuất của cơ sở mình, hãy liên hệ tới Bình Dương AEC theo số HOTLINE 0931.101.388 bạn nhé!

Địa chỉ xưởng: Lô 25-D14, LK Geleximco, Hà Đông, Hà Nội

Fanpage: https://www.facebook.com/BinhDuongAECb

Email: info@binhduongaec.com.vn