Giao thức Ethernet và Ethernet/IP có giống nhau không?

Trong quá trình làm việc với PLC, HMI, SCADA hay các hệ thống tự động hóa công nghiệp, chúng ta thường xuyên gặp hai khái niệm quen thuộc: Ethernet và Ethernet/IP. Do cả hai đều sử dụng cáp mạng, cổng RJ45 và switch Ethernet, nên không ít người cho rằng chúng là một – hoặc chí ít là khác nhau không đáng kể.

Tuy nhiên, trên thực tế, Ethernet và Ethernet/IP là hai khái niệm hoàn toàn khác nhau về bản chất. Việc nhầm lẫn giữa chúng có thể dẫn đến những sai sót nghiêm trọng trong thiết kế hệ thống: chọn sai thiết bị, cấu hình không giao tiếp được PLC, hoặc hệ thống hoạt động không ổn định khi đưa vào vận hành.

Vậy Ethernet là gì, Ethernet/IP là gì, và hai khái niệm này khác nhau ở điểm nào? Bài viết dưới đây BKAII sẽ giúp các bạn làm rõ từ những nền tảng cơ bản nhất, so sánh chi tiết từng khía cạnh, kèm theo ví dụ thực tế trong môi trường công nghiệp, để bạn có thể hiểu đúng và ứng dụng chính xác ngay từ đầu.

1. Ethernet là gì?

1.1 Ethernet – nền tảng truyền thông mạng

Ethernet là một chuẩn công nghệ mạng, được định nghĩa trong bộ tiêu chuẩn IEEE 802.3. Ethernet quy định cách dữ liệu được truyền đi trên cáp mạng, bao gồm cấu trúc frame, tốc độ truyền và môi trường vật lý.

Lưu ý: Ethernet KHÔNG phải là giao thức điều khiển công nghiệp.

1.2 Ethernet làm được gì?

  • Chuẩn cáp: Cat5e, Cat6, Cat6A…
  • Tốc độ: 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, 10 Gbps
  • Đóng gói frame Ethernet
  • Cơ chế truy cập đường truyền

Ethernet chỉ trả lời câu hỏi: Dữ liệu được truyền như thế nào? Nó không hiểu PLC, I/O hay thanh ghi công nghiệp.

1.3 Ví dụ về Ethernet

Các bạn có thể tưởng tượng: Ethernet giống như đường cao tốc. Nó quy định độ rộng, tốc độ xe chạy, nhưng không quan tâm xe chở hàng gì hay đi đâu.

2. Ethernet/IP là gì?

2.1 Ethernet/IP – giao thức công nghiệp

Ethernet/IP (EtherNet/IP) là một giao thức truyền thông công nghiệp do tổ chức ODVA phát triển.

Ethernet/IP = Ethernet + TCP/IP + CIP

2.2 Ethernet/IP dùng để làm gì?

2.3 Giao thức CIP – linh hồn của Ethernet/IP

CIP (Common Industrial Protocol) cho phép Ethernet/IP hiểu được cấu trúc dữ liệu công nghiệp như Input/Output, Tag PLC, Object và Service.

2.4 Ví dụ thực tế Ethernet/IP

Một hệ thống gồm PLC Allen-Bradley, biến tần PowerFlex và HMI PanelView kết nối bằng cáp Ethernet. Chỉ khi sử dụng Ethernet/IP, PLC mới có thể điều khiển và giám sát thiết bị.

3. Ethernet và Ethernet/IP có giống nhau không?

Kết luận ngắn gọn: Ethernet và Ethernet/IP KHÔNG giống nhau, nhưng có mối quan hệ chặt chẽ.

4. So sánh Ethernet và Ethernet/IP

Tiêu chí

Ethernet

Ethernet/IP

Bản chất

Chuẩn mạng

Giao thức công nghiệp

Tiêu chuẩn

IEEE 802.3

ODVA

Hiểu dữ liệu PLC

Không

Có

Truyền I/O thời gian thực

Không

Có

Ứng dụng

Mạng IT

Tự động hóa công nghiệp

5. Khi nào dùng Ethernet, khi nào dùng Ethernet/IP?

Mặc dù Ethernet và Ethernet/IP đều sử dụng chung hạ tầng cáp mạng và thiết bị mạng, nhưng phạm vi ứng dụng của hai công nghệ này hoàn toàn khác nhau. Việc lựa chọn đúng sẽ giúp hệ thống hoạt động ổn định, tránh lỗi giao tiếp và giảm chi phí đầu tư không cần thiết.

5.1 Chỉ cần Ethernet khi:

  • Kết nối PC, server, camera IP:
    Các thiết bị này chủ yếu truyền dữ liệu dạng file, hình ảnh hoặc video, không yêu cầu cấu trúc dữ liệu công nghiệp hay thời gian thực. Ethernet tiêu chuẩn là đủ để đáp ứng.
  • Mạng LAN văn phòng, nhà máy:
    Hệ thống mạng nội bộ dùng cho email, phần mềm quản lý, ERP, MES hoặc truy cập Internet chỉ cần Ethernet thông thường, không cần giao thức công nghiệp.
  • Kết nối thiết bị IT với hệ thống giám sát:
    Ví dụ: máy tính kỹ thuật truy cập web server của thiết bị, cấu hình switch, router hoặc xem dữ liệu dạng dashboard.

5.2 Cần Ethernet/IP khi:

  • Kết nối PLC Allen-Bradley và thiết bị ngoại vi:
    Ethernet/IP cho phép PLC đọc/ghi dữ liệu I/O, tag và trạng thái thiết bị một cách trực tiếp, điều mà Ethernet thuần túy không thể thực hiện.
  • Điều khiển biến tần, servo drive:
    Trong các ứng dụng điều khiển tốc độ, vị trí hoặc mô-men, Ethernet/IP hỗ trợ truyền dữ liệu điều khiển nhanh và đồng bộ, đáp ứng yêu cầu vận hành của hệ thống tự động.
  • Hệ thống SCADA và dây chuyền sản xuất:
    Ethernet/IP giúp SCADA thu thập dữ liệu thời gian thực từ PLC, giám sát trạng thái thiết bị, cảnh báo lỗi và điều khiển toàn bộ dây chuyền sản xuất.

Tóm lại, Ethernet phù hợp cho truyền thông dữ liệu IT thông thường, trong khi Ethernet/IP là lựa chọn bắt buộc cho các ứng dụng điều khiển và tự động hóa công nghiệp. Việc phân biệt rõ hai trường hợp này giúp bạn thiết kế hệ thống đúng ngay từ đầu và tránh những lỗi phổ biến khi triển khai thực tế.

6. Những hiểu nhầm phổ biến về Ethernet và Ethernet/IP

Trong thực tế triển khai hệ thống tự động hóa, rất nhiều sự cố giao tiếp không xuất phát từ lỗi thiết bị, mà đến từ việc hiểu chưa đúng bản chất giữa Ethernet và Ethernet/IP. Dưới đây là những hiểu nhầm phổ biến nhất mà kỹ sư thường gặp.

6.1 Thiết bị có cổng Ethernet chưa chắc hỗ trợ Ethernet/IP

Một sai lầm rất thường gặp là cho rằng: chỉ cần thiết bị có cổng Ethernet RJ45 thì có thể giao tiếp Ethernet/IP. Thực tế, cổng Ethernet chỉ cho biết hình thức kết nối vật lý, không phản ánh giao thức mà thiết bị hỗ trợ.

  • Nhiều thiết bị chỉ hỗ trợ: HTTP, FTP, Modbus TCP, SNMP…
  • Ethernet/IP yêu cầu thiết bị phải có stack giao thức CIP
  • Thông tin hỗ trợ Ethernet/IP luôn phải kiểm tra trong datasheet hoặc manual

Ví dụ: Một biến tần có cổng Ethernet nhưng chỉ hỗ trợ Modbus TCP thì sẽ không thể kết nối trực tiếp với PLC Allen-Bradley qua Ethernet/IP.

6.2 Ethernet/IP không chỉ là Ethernet tốc độ cao

Một hiểu nhầm khác là cho rằng Ethernet/IP chỉ đơn giản là Ethernet với tốc độ cao hơn hoặc ổn định hơn. Thực tế, tốc độ truyền chỉ là yếu tố phụ.

  • Ethernet/IP bổ sung lớp CIP (Common Industrial Protocol)
  • Hỗ trợ truyền dữ liệu I/O theo mô hình Producer – Consumer
  • Có cơ chế truyền dữ liệu theo chu kỳ (Cyclic I/O)

Nhờ đó, Ethernet/IP cho phép PLC xử lý dữ liệu điều khiển theo thời gian thực, điều mà Ethernet thuần túy không thể đảm bảo, dù có nâng cấp lên tốc độ Gigabit.

6.3 Switch thường dùng được, nhưng hệ lớn nên dùng switch công nghiệp

Về mặt kết nối, Ethernet/IP vẫn sử dụng switch Ethernet. Do đó, nhiều hệ thống nhỏ vẫn có thể hoạt động với switch văn phòng. Tuy nhiên, khi hệ thống mở rộng, các hạn chế sẽ bộc lộ rõ.

  • Switch thường không tối ưu cho lưu lượng I/O thời gian thực
  • Thiếu các cơ chế ưu tiên gói tin công nghiệp
  • Không chịu được môi trường rung, nhiệt độ cao, nhiễu điện từ

Các bạn lưu ý nhé:  Với dây chuyền sản xuất lớn, nhiều PLC và I/O, nên sử dụng Industrial Managed Switch hỗ trợ VLAN, QoS, IGMP Snooping để đảm bảo hệ thống Ethernet/IP hoạt động ổn định.

Hiểu và tránh những nhầm lẫn trên sẽ giúp bạn thiết kế hệ thống mạng công nghiệp đúng ngay từ đầu, giảm rủi ro khi chạy thử và nâng cao độ tin cậy trong vận hành lâu dài.

7. Kết luận

Qua những phân tích ở trên, có thể khẳng định rằng Ethernet và Ethernet/IP không giống nhau về bản chất. Ethernet chỉ đóng vai trò là nền tảng mạng, đảm nhiệm việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị, trong khi Ethernet/IP là giao thức truyền thông công nghiệp, được thiết kế chuyên biệt cho các hệ thống điều khiển và tự động hóa.

Ethernet/IP kế thừa hạ tầng Ethernet tiêu chuẩn nhưng bổ sung thêm lớp giao thức CIP, cho phép các thiết bị như PLC, biến tần, servo, I/O và SCADA hiểu được cấu trúc dữ liệu công nghiệp, trao đổi dữ liệu theo chu kỳ và đáp ứng yêu cầu vận hành của dây chuyền sản xuất.

Việc hiểu rõ sự khác biệt này giúp các bạn lựa chọn đúng thiết bị ngay từ giai đoạn thiết kế, cấu hình đúng giao thức khi triển khai và tránh các lỗi phổ biến như không giao tiếp được PLC, hệ thống hoạt động không ổn định hoặc phải thay đổi phần cứng không cần thiết.

Tóm lại, Ethernet là nền tảng – Ethernet/IP là giải pháp giao tiếp công nghiệp chạy trên nền tảng đó. Khi nắm vững mối quan hệ này, bạn sẽ chủ động hơn trong thiết kế, mở rộng và vận hành các hệ thống tự động hóa hiện đại.

Xem thêm:

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

Bài viết mới cập nhật...

 
 

Số lượng người đang truy cập...

Không thể hiển thị dữ liệu người dùng trực tuyến vào lúc này.