Modbus RTU RS-485 hiện là giao thức truyền thông phổ biến hàng đầu trong lĩnh vực công nghiệp tự động hóa. Nó có thể kết nối PLC, HMI hay hệ thống SCADA một cách dễ dàng. Vậy, Modbus RS-485 là gì và tại sao nó lại được ưa chuộng đến vậy? Hãy cùng Sensors Việt Nam tìm hiểu chi tiết về giao thức truyền thông đỉnh cao này trong bài viết sau đây nhé.
MODBUS RTU RS-485 LÀ GÌ?
Khái Niệm Modbus RS-485
Modbus RTU RS-485 là một giao thức truyền thông chuẩn công nghiệp khá phức tạp, với hai phần riêng biệt, bao gồm:
- Giao thức Modbus RTU: Đây là ngôn ngữ giao tiếp (phần mềm) sử dụng mã hoá nhị phân để quy định cấu trúc dữ liệu, cách đóng gói - truyền dữ liệu và quy tắc hỏi - đáp giữa các thiết bị.
- Chuẩn vật lý truyền dẫn RS-485: Đây là "đường truyền" (vật lý). RS-485 quy định các đặc tính có liên quan đến điện áp của bộ phát và bộ thu trong hệ thống truyền thông cân bằng. Nó sử dụng sự chênh lệch điện áp trên hai dây A+ và B- để có thể truyền tải tín hiệu đi xa và kết nối nhiều điểm mà không lo bị nhiễu.
Tóm lại, Modbus RTU RS-485 là sự kết hợp giữa giao thức truyền thông Modbus RTU chạy trên nền tảng vật lý RS-485. Đây là giải pháp hữu hiệu để giao tiếp nhiều thiết bị trong môi trường công nghiệp.
Sơ lược về Mobus RS-485
XEM THÊM: SO SÁNH CẢM BIẾN CO E2618-CO VÀ E2630-CO - ĐÂU LÀ LỰA CHỌN SỐ 1?
Đặc Điểm Kỹ Thuật Modbus RS-485
Giao thức Modbus RS-485 hoạt động theo mô hình Master - Slave (chủ - tớ).
- Master (chủ): Thường là PLC, HMI, máy tính, bộ điều khiển.
- Slave (tớ): Thường là các cảm biến, biến tần, đồng hồ giám sát điện năng... Slave chỉ trả lời khi nhận được yêu cầu từ Master có địa chỉ (ID) giống mình.
- Số lượng thiết bị: Một mạng RS-485 có thể hỗ trợ đến 32 thiết bị (hoàn toàn có thể mở rộng lên 128 / 256 thiết bị nếu dùng bộ lặp Repeater).
- Khoảng cách truyền: Theo lý thuyết, giao thức Modbus có thể truyền tín hiệu đến 1200m (tuy nhiên, khoảng cách này còn phụ thuộc vào tốc độ Baud rate và chất lượng của cáp chống nhiễu).
Đặc điểm kỹ thuật của Modbus RTU
XEM THÊM: BẢNG GIÁ CẢM BIẾN CO CẠNH TRANH HÀNG ĐẦU TẠI SENSORS VIỆT NAM
CẤU TRÚC CỦA MODBUS RTU RS-485
Khung truyền Modbus RTU sử dụng mã hóa nhị phân (Hexadecimal), giúp tín hiệu gọn nhẹ và truyền đi nhanh hơn. Một bản tin giao thức Mobus tiêu chuẩn sẽ bao gồm:
- Địa chỉ Slave: 1 Byte (xác định thiết bị nhận lệnh).
- Mã hàm: 1 Byte (lệnh yêu cầu Slave làm gì - để đọc hay ghi dữ liệu).
- Dữ liệu: N Bytes (chứa thông tin chi tiết cần gửi hoặc các giá trị cần ghi).
- Kiểm tra lỗi: 2 Bytes (đây là mã kiểm tra lỗi Cyclic Redundancy Check - có nhiệm vụ đảm bảo dữ liệu nhận được toàn vẹn, không bị sai lệch do nhiễu).
Trong Modbus RS-485 còn có các khoảng lặng (silent interval) đóng vai trò tách biệt các khung truyền (tối thiểu 3.5 ký tự).
Cấu trúc của giao thức truyền thông Modbus
XEM THÊM: SO SÁNH CẢM BIẾN CO E2618-CO VÀ E2610-CO: MODEL NÀO ĐÁNG ĐẦU TƯ NHẤT?
ƯU ĐIỂM ĐIỂN HÌNH CỦA MODBUS RTU RS-485
Modbus RTU RS-485 được ưa chuộng ở khắp các môi trường công nghiệp, từ lớn đến nhỏ, nhờ những ưu điểm vượt trội sau đây:
- Tính ổn định cao và chi phí hợp lý, tiết kiệm.
- Truyền tín hiệu một cách nhanh chóng, gọn lẹ mà không lo vấn đề bị suy hao hay nhiễu đường truyền như tín hiệu Analog. Vì thế mà giao thức truyền thông này được ưa chuộng trong môi trường nhà máy có nhiều động cơ.
- Giúp tiết kiệm chi phí cho các dây dẫn. Với khung truyền Modbus RTU người dùng không cần kéo dây riêng lẻ từ mỗi cảm biến/đồng hồ/biến tần… về tủ trung tâm, mà chỉ cần 2 dây (A, B) để nối tiếp hàng chục, thậm chí là hàng trăm thiết bị với nhau.
- Một cảm biến/biến tần/thiết bị tích hợp giao thức Modbus có thể truyền đồng thời nhiều thông số cùng lúc.
Modbus RTU có tính ổn định cao, giúp tiết kiệm dây dẫn và kết nối nhiều thiết bị cùng lúc
XEM THÊM: CẢM BIẾN KHÍ CO GẮN TƯỜNG CT-361 (Modbus RTU)
ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỦA MODBUS RTU RS-485
Ứng dụng điển quan trọng nhất của giao thức Modbus RTU RS-485 là khả năng tích hợp các biến tần/đồng hồ đo/cảm biến Modbus vào hệ thống SCADA hoặc BMS. Thay vì kéo hàng chục dây analog từ các thiết bị về bộ điều khiển trung tâm, người dùng chỉ cần đi một sợi cáp RS-485 nối tiếp qua tất cả các thiết bị này.
Các ứng dụng điển hình có thể kể đến như:
- Hệ thống HVAC và phòng sạch: Kết nối cảm biến nhiệt độ, độ ẩm, khí CO, công tắc chênh áp gió… có tích hợp giao thức truyền thông Modbus RTU về PLC.
- Năng lượng: Các đồng hồ đo điện năng có tích hợp giao tiếp Modbus RS-485 gửi dữ liệu về máy tính giám sát sản lượng điện.
- Công nghiệp sản xuất: Giao thức Modbus kết nối các biến tần (VFD) với PLC để giám sát lưu lượng, áp suất và điều khiển tốc độ động cơ.
- SCADA – IoT công nghiệp: Dễ dàng tích hợp vào hệ thống giám sát tập trung để truyền dữ liệu một cách nhanh chóng, ổn định, chống nhiễu hiệu quả và hoạt động lâu dài.
Công nghệ Modbus được ứng dụng rộng rãi trong hệ thống HVAC
XEM THÊM: CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ HỒNG NGOẠI MODBUS RTU PMB201-3M (RS-485)
Modbus RTU RS-485 là giao thức truyền thông chuẩn công nghiệp và tiết kiệm chi phí. Công nghệ này được hàng triệu người tin dùng nhờ khả năng kết nối nhiều thiết bị, truyền tín hiệu ổn định và nhanh chóng. Có thể nói, giao thức truyền thông Modbus RTU là lựa chọn đáng tin cậy cho hầu hết các dự án tự động hoá hiện đại. Nếu bạn cần thêm thông tin tư vấn hoặc có nhu cầu mua cảm biến Modbus chất lượng cao thì hãy liên hệ ngay cho Sensors Việt Nam nhé!