Truyền hay chuyển đổi thông tin hoặc dữ liệu, chủ yếu ở định dạng kỹ thuật số từ máy phát sang máy thu thông thông qua một liên kết (có thể là dây đồng, cáp đồng trục, cpas quang hoặc bất kỳ phương tiện nào khác) kết nối hai thiết bị này.
30 | P a g e
Được gọi là mạng truyền thông công nghiệp. Mặt khác, mạng truyền thông công nghiệp là một loại mạng đặc biệt được tạo ra để xử lý kiểm soát thời gian thực và tính toàn vẹn dữ liệu trong môi trường khắc nghiệt trên các cài đặt lớn. Các mạng truyền thông công nghiệp bao gồm: Ethernet, DeviveNet, Modbus, ControlNet, …
Hình 2. 17: Mạng truyền thông công nghiệp
2.5.1 Truyền thông Modbus
MODBUS do Modicon (hiện nay thuộc Schneider Electric) phát triển năm 1979, là một phương tiện truyền thông với nhiều thiết bị thông qua một cặp dây xoắn đơn. Ban đầu, nó hoạt động trên RS232, nhưng sau đó sử dụng cho cả RS485 để đạt tốc độ cao hơn, khoảng cách dài hơn và mạng đa điểm (multi-drop).
MODBUS đã nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn thông dụng trong nghành tự động hóa và Modicon đã cho ra mắt công chúng như một protocol miễn phí.
31 | P a g e
Hình 2. 18: Giao tiếp truyền thông Modbus Các chuẩn Modbus đang được sử dụng phổ biến:
Modbus ASCII:
Mọi thông điệp được mã hóa bằng hexadeci-mal, sử dụng đặc tính ASCII 4 bit. Đối với mỗi một byte thông tin, cần có 2-byte truyền thông, gấp đôi so với MODBUS RTU hay MODBUS/TCP. Tuy nhiên, MODBUS ASC II chậm nhất trong số 3 loại protocol, nhưng lại thích hợp khi modem điện thoại hay kết nối sử dụng sóng radio do ASC II sử dụng các tính năng phân định thông điệp. Do tính năng phân định này, mọi rắc rối trong phương tiện truyền dẫn sẽ không làm thiết bị nhận dịch sai thông tin. Điều này quan trong khi đề cập đến các modem chậm, điện thoại di động, kết nối ồn hay các phương tiện truyền thông khó tính khác.
Modbus RTU:
Dữ liệu được mã hóa theo hệ nhị phân và chỉ cần một byte truyền thông cho mộtbyte dữ liệu. Đây là thiết bị lí tưởng đối với RS 232 hay mạng RS485 đa điểm, tốc độ từ 1200 đến 115 baud. Tốc độ phổ biến nhất là 9600 đến 19200 baud.
MODBUS RTU là protocol công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất, do đó hầu như trong bài viết này chỉ tập trung đề cập đến cơ sở và ứng dụng của nó.
Modbus TCP:
32 | P a g e
MODBUS/TCP đơn giản là MODBUS qua Ethernet. Thay vì sử dụng thiết bị này cho việc kết nối với các thiết bị khác, do đó các địa chỉ IP được sử dụng.
Với MODBUS/TCP, dữ liệu MODBUS được tóm lược đơn giản trong một gói TCP/IP. Do đó, bất cứ mạng Ethernet hỗ trợ MODBUS/IP sẽ ngay lập tức hỗ trợ MODBUS/TCP.
2.5.2 Truyền thông Profibus
PROFIBUS là một chuẩn cho truyền thông fieldbus trong kỹ thuật tự động hóa và được phát triển lần đầu vào năm 1989 bởi BMBF (phòng giáo dục và nghiên cứu Đức) và sau đó được sử dụng bởi Siemens. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán. Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt.
Hình 2. 19: Giao thức truyền thông Profibus 2.5.3 Giao tiếp giữa Camera với PLC
Sử dụng thư viện PymodbusTCP của OpenCV để truyền thông giao tiếp tín hiệu từ camera đến PLC bằng giao thức truyền thông Modbus.
33 | P a g e
Hình 2. 20: Thư viện PyModbusTCP
Với việc có sẵn thư viện con này trong mã nguồn mở OpenCV làm việc trao đổi dữ liệu xử lí ảnh giữa Python và PLC nên dễ dàng hơn thông qua cáp Ethernet.
Giao thức này phù hợp với những dự án phân loại sản phẩm trong công nghiệp.
2.5.4 Giao tiếp giữa Rasberry với PLC
Trong trường hợp giao tiếp giữa Rasberry với PLC sử dụng giao tiếp nối tiếp 1 chân 5V của GPIO liên kết với Modul relay để kích điện áp thành 12V kết nối với PLC để nhận tín hiệu từ Rassberry.
Hình 2. 21: Hình ảnh relay module cách ly 5v [ Trích nguồn: Datasheet RN5I]
34 | P a g e