Hệ thống điều khiển giám sát từ xa 8DI/8DO sử dụng remote I/O mã sản phẩm ADAM-4055 qua modem 4G F2816 V2

Tài liệu này thuộc quyền sở hữu công ty TNHH Tự Động Hóa và Tin Học Công Nghiệp Bách Khoa (BKAII). Bất kỳ sự sao chép, sử dụng và tiết lộ mà không được sự cho phép từ phía công ty là vi phạm pháp luật của nước Cộng Hoà XHCN Việt Nam. Tài liệu này chỉ được sử dụng cho các thành viên và khách hàng của BKAII.

Hiện nay, việc ứng dụng công nghệ 4G vào tự động hóa không còn xa lạ với các kỹ sư điện. Việc hạ tầng mạng viễn thông được liên tục nâng cấp, thì chất lượng đường truyền 4G đã tương đối ổn định và đáp ứng nhu cầu trong các bài toán M2M. Chúng tôi, công ty BKAII là một đơn vị tư vấn giải pháp và cung cấp sản phẩm trong lĩnh vực truyền thông công nghiệp với kinh nghiệm lâu năm. Hôm nay, BKAII xin giới thiệu với các bạn giải pháp: “Hệ thống điều khiển và giám sát từ xa 8DI/8DO sử dụng bộ remote I/O mã hiệu ADAM-4055 qua modem 4G mã hiệu F2816 V2”.

Mục đích giải pháp:

Cung cấp cho các kỹ sư điện thêm một giải pháp giúp điều khiển và giám sát từ xa các I/O qua mạng viễn thông 4G và đặc biệt là không cần dùng tới PLC. Như vậy, bài toán này phù hợp với các bài toán giám sát online và không đặt cao tính realtime trong điều khiển (bởi do độ trễ của đường truyền là có thể xảy ra, tốc độ vô tuyến tất nhiên sẽ không thể bằng nối dây trực tiếp).

Mô hình bài toán

Thành phần trong hệ thống

Hệ thống vẫn đáp ứng các khối cơ bản của một bài toán điều khiển và giám sát thông thường, bao gồm 03 khối: khối thiết bị hiện trường, khối truyền thông và khối máy chủ trung tâm. Chúng ta sẽ làm rõ các thành phần và chức năng của hệ thống:

Thiết bị hiện trường:

Bao gồm các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành, cho ra tín hiệu DI hoặc DO. Đây là các thiết bị hiện trường, đối tượng mà bạn đang cần điều khiển hoặc giám sát.

01 bộ điều khiển và thu thập dữ liệu Adam-4055

Sản phẩm Adam-4055 là module mở rộng hỗ trợ 8 đầu ra số (8DI) và 8 đầu vào số (8DO) của hãng Advantech - Taiwan được BKAII phân phối tại thị trường Việt Nam. Đặc biệt, thiết bị hỗ trợ chuẩn truyền thông công nghiệp Modbus RTU và cổng giao tiếp vật lý RS485 nên cho phép có thể hoạt động một mình hoặc kết nối với nhiều thiết bị như: PLC, PC, Vi xử lý, máy tính nhúng,..... giúp bạn có thể giải quyết bài toán thu thập và điều khiển dữ liệu từ xa thông qua đường truyền RS485 một cách dễ dàng. Như vậy, các tín hiệu DI/DO của cảm biến/cơ cấu chấp hành sẽ được đấu vào DIO của bộ ADAM-4055

Ngoài ra, các bạn có thể tự lựa chọn các module I/O phù hợp với bài toán của mình tại đây

Khối truyền thông:

Bao gồm 01 F2816 V2: LTE IP MODEM và cần có 01 sim điện thoại có đăng ký dịch vụ 4G từ nhà mạng.

Modem F2816 V2 sẽ được đặt ở hiện trường và kết nối với bộ ADAM-4055 qua cổng truyền thông vật lý RS485, dữ liệu sẽ được truyền thông qua mạng 4G để lên Internet và về tới máy tính trung tâm. Về bản chất, modem F2816 V2 sẽ giúp tạo một đường truyền vật lý (hiểu nôm na là một sợi dây RS485 kéo dài) và không can thiệp đến giao thức truyền thông của thiết bị với máy tính cụ thể ở đây là giao thức Modbus RTU của bộ ADAM-4055).

Khối máy chủ trung tâm

Do modem F2816 V2 luôn “chủ động” kết nối để truyền thông về máy tính theo giao thức TCP/IP, nên tại máy chủ trung tâm cần được trang bị 01 địa chỉ IP tĩnh và public, hai thông số này được cài đặt vào trong F2816 V2 trong lần cấu hình ban đầu. Đồng thời cần NAT 01 port về tới máy tính – định dùng để giám sát. Việc sử dụng IP tĩnh sẽ giúp cho hệ thống hoạt động ổn định vì đây là “địa chỉ” cố định giúp modem F2816 V2 “biết đường” tự tìm đến.

Tại máy chủ trung tâm, có 02 cách để đón dữ liệu:

Cách thứ nhất: Đón dữ liệu trực tiếp thông qua Port đã được NAT. Cách đơn giản là bạn có thể dùng phần mềm Hercule, đón nghe dữ liệu ở port đã NAT.

Cách thứ hai: Có thể sử dụng phần mềm tạo cổng com ẢO (TCP2COM – đi kèm modem, hoặc VSPE – download trên mạng) để tạo cổng COM ảo. Từ đó có thể dùng phần mềm ứng dụng để giao tiếp với hiện trường thông qua cổng COM ảo, như bạn đang kết nối trực tiếp.

Sau khi đón được dữ liệu, bạn hoàn toàn chủ động giao tiếp với thiết bị Adam-4055 qua giao thức truyền thông công nghiệp Modbus RTU. Ở đây, bạn có thể tự lập trình phần mềm điều khiển giám sát trung tâm qua nhiều ngôn ngữ lập trình như: C#, C++, Visual basic,… hoặc sử dụng OPC để kết nối với các phần mềm SCADA của các nhà cung cấp khác.

Xem thêm bài viết:

Hi vọng với bài viết trên sẽ giúp ích được cho công việc cũng như việc học tập, nghiên cứu của các bạn. Cần thêm thông tin các bạn cứ liên hệ BKAII nhé!

"BKAII - Thiết bị truyền thông TỐT nhất với giá CẠNH TRANH nhất!"