Tổng hợp 8 giao thức truyền thông phổ biến trong SCADA

Trong kỷ nguyên công nghiệp 4.0, hệ thống SCADA đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát & điều khiển các quy trình sản xuất theo thời gian thực. Tuy nhiên, để các thiết bị trong hệ thống SCADA giao tiếp hiệu quả, không thể thiếu sự hỗ trợ của các giao thức truyền thông. Đây chính là nền tảng giúp dữ liệu được truyền nhanh chóng, chính xác & an toàn giữa các thành phần như PLC, RTU, máy chủ trung tâm,… Vậy có những giao thức truyền thông nào đang được sử dụng trong SCADA? Mỗi giao thức có đặc điểm gì nổi bật? Hãy cùng atscada.net khám phá chi tiết 8 giao thức truyền thông phổ biến trong SCADA ngay trong bài viết hôm nay nhé!

Tìm hiểu giao thức truyền thông trong SCADA là gì?

Giao thức truyền thông trong SCADA là tập hợp các quy tắc & tiêu chuẩn giúp các thiết bị như PLC, HMI, RTU, máy chủ SCADA trao đổi dữ liệu với nhau. Nhờ các giao thức này, hệ thống có thể thu thập dữ liệu từ cảm biến, truyền tín hiệu điều khiển đến thiết bị, giám sát & xử lý thông tin theo thời gian thực. 

Lựa chọn đúng giao thức ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, độ tin cậy & khả năng mở rộng của hệ thống SCADA. 

8 giao thức truyền thông phổ biến trong SCADA hiện nay

Dưới đây là 8 giao thức truyền thông được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống SCADA hiện nay:

Modbus (RTU/TCP)

Modbus là một trong những giao thức truyền thông lâu đời & phổ biến nhất trong tự động hoá công nghiệp. Được giới thiệu vào năm 1979 bởi Modicon, Modbus trở thành tiêu chuẩn mở, cho phép các thiết bị của các hãng khác nhau kết nối dễ dàng. 

– Modbus RTU: truyền dữ liệu qua đường truyền nối tiếp (RS232, RS485). Dữ liệu được mã hoá dưới dạng nhị phân, giúp tốc độ truyền nhanh & ổn định trong môi trường công nghiệp 

– Modbus TCP: chạy trên nền Ethernet, kết hợp tính đơn giản của Modbus với tốc độ & khả năng mở rộng của mạng IP 

Profibus 

Profibus được phát triển bởi Siemens & các đối tác. Là giao thức truyền thông công nghiệp trong các hệ thống tự động hoá, đặc biệt phổ biến tại châu Âu.

– Profibus DP: dùng để kết nối PLC với các thiết bị ngoại vi như cảm biến, biến tần, cơ cấu chấp hành với tốc độ rất cao 

– Profibus PA: được thiết kế cho các khu vực nguy hiểm, thường dùng trong ngành hoá chất & dầu khí 

Profinet

Profinet là phiên bản nâng cấp mạnh mẽ của Profibus, sử dụng nền tảng Ethernet công nghiệp. Khác với các giao thức truyền thống, Profinet cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao, độ trễ thấp & khả năng xử lý theo thời gian thực. 

– Profinet NRT: dùng cho các ứng dụng không yêu cầu thời gian thực 

– Profinet RT: truyền dữ liệu với độ trễ thấp, phù hợp với các ứng dụng điều khiển thông thường 

– Profinet IRT: độ chính xác thời gian cao, thường dùng trong các hệ thống yêu cầu đồng bộ hoá  

EtherNet/IP

EtherNet/IP là giao thức do Rockwell Automation phát triển, dựa trên bộ giao thức Common Industrial Protocol. EtherNet/IP sử dụng các tiêu chuẩn Ethernet & TCP/IP phổ biến, giúp việc tích hợp hệ thống SCADA với hệ thống quản trị doanh nghiệp ERP trở nên đơn giản hơn.

DNP3

DNP3 là giao thức được phát triển dành riêng cho ngành điện & các hệ thống hạ tầng quan trọng. DNP3 có khả năng truyền xa, tiết kiệm băng thông & độ bảo mật cao hơn so với các giao thức công nghiệp đời cũ.

IEC 60870-5-101/104

Đây là bộ tiêu chuẩn quốc tế được sử dụng phổ biến trong ngành điện, đặc biệt tại các quốc gia châu Âu & châu Á. 

– IEC 101: được dùng cho truyền thông nối tiếp

– IEC 104: thường dùng cho truyền thông qua mạng TCP/IP

Xem thêm: Phần mềm SCADA, giải pháp tự động hóa với hệ thống SCADA

MQTT

MQTT là giao thức truyền thông phù hợp với IoT (Internet of Things) & các hệ thống SCADA hiện đại. MQTT hoạt động theo mô hình Publish/Subscribe (Xuất bản/Đăng ký) thông qua máy chủ trung gian. 

OPC

OPC là giao thức truyền thông cho phép các ứng dụng phần mềm (SCADA, HMI, MES, ERP) & thiết bị công nghiệp (PLC, cảm biến, bộ điều khiển) trao đổi dữ liệu với nhau thông qua một nền tảng trung gian. 

– OPC DA: phiên bản truyền thống, hoạt động dựa trên nền tảng Windows

– OPC UA: phiên bản nâng cấp hiện đại, khắc phục hầu hết các hạn chế của OPC DA 

Tiêu chí lựa chọn giao thức truyền thông SCADA phù hợp 

Khi lựa chọn giao thức truyền thông, bạn cần cân nhắc các yếu tố sau:

– Khả năng tương thích: đảm bảo giao thức truyền thông phù hợp với các thiết bị hiện có như PLC, RTU

– Tốc độ truyền dữ liệu: các hệ thống thời gian thực thường yêu cầu giao thức có độ trễ thấp 

– Bảo mật: ưu tiên các giao thức có hỗ trợ mã hoá & xác thực như OPC, MQTT

– Khả năng mở rộng: chọn các giao thức có hỗ trợ nâng cấp/mở rộng trong tương lai 

– Chi phí triển khai: tuỳ theo mức ngân sách đầu tư để lựa chọn giao thức phù hợp 

>>> Xem thêm: Phân biệt SCADA, PLC và DCS trong tự động hóa công nghiệp

Có thể nói, giao thức truyền thông là nền tảng cốt lõi giúp hệ thống SCADA hoạt động hiệu quả & ổn định. Hiểu rõ đặc điểm của từng giao thức giúp bạn lựa chọn giải pháp phù hợp nhất.

ATSCADA - Cung cấp phần mềm ATSCADA - Hệ thống điều khiển giám sát & thu thập dữ liệu là sự lựa chọn phù hợp cho các dự án tích hợp hệ thống, IoT, dự án thành phố thông minh, nông nghiệp 4.0...Được khách hàng tin dùng tại Việt Nam.