Modbus Gateway Là Gì

Modbus gateway là gì ? Modbus TCP/IP là gì ? Modbus RTU là gì ? Bộ chuyển đổi từ Modbus RTU sang Modbus TCP/IP. Ethernet gateway là gì ? Nguyên lý hoạt động cả modbus gateway. Tại sao phải sử dụng modbus gateway ? Mua thiết bị converter modbus ở đâu ? Ứng dụng của thiết bị gateway chuyển đổi giao thức modbus ở đâu ? Những kiến thức cơ bản về thiết bị modbus gateway cần phải biết. Có nên sử dụng Modbus TCP/IP thay vì sử dụng Modbus RTU ?

Modbus là một giao thức mở, có nghĩa là các nhà sản xuất hoàn toàn miễn phí xây dựng vào thiết bị của họ mà không phải trả tiền bản quyền. Nó đã trở thành một giao thức truyền thông tiêu chuẩn trong công nghiệp và hiện là phương tiện phổ biến nhất hiện có để kết nối các thiết bị điện tử công nghiệp. Nó được sử dụng rộng rãi bởi nhiều nhà sản xuất trong nhiều ngành công nghiệp. Modbus thường được sử dụng để truyền tín hiệu từ thiết bị đo đạc và điều khiển trở lại bộ điều khiển chính hoặc hệ thống thu thập dữ liệu.

Modbus thường được sử dụng để kết nối máy tính giám sát với thiết bị đầu cuối từ xa (RTU) trong hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu (SCADA). Các phiên bản của giao thức Modbus hiện có cho Serial (Modbus RTU và Modbus ASCII) và cho Ethernet (Modbus TCP).

Đối với các nhà máy có hệ thống điện lớn, có nhiều thành phần như: UPS, tủ điện, Chiller… thì sẽ có server để quản lý tập trung. Tuy nhiên làm cách nào để đưa tín hiệu Modbus RTU về server ? Câu trả lời chính là sử dụng thiết bị trung gian để chuyển đổi từ Modbus RTU sang Modbus TCP. Hay chúng ta còn gọi là Modbus Gateway. Vậy Modbus Gateway là gì và nó hoạt động như thế nào ? Trong bài viết này chúng ta cùng nhau tìm hiểu nhé.

1. Giới thiệu Modbus Gateway là gì ?

Hiện nay chúng ta sử dụng giao thức Modbus dưới dạng Modbus RTU (RS485). Để quản lý được tất cả các thiết bị trong nhà máy chúng ta cần phải đưa về một thiết bị quản lý tập trung. Đó là Modbus Gateway. Vậy Modbus Gateway là gì ?

Modbus Gateway là thiết bị trung gian dùng để chuyển đổi từ giao thức Modbus RTU sang Modbus TCP. Hoặc bạn cũng có thể hiểu đơn giản thiết bị này chuyển đổi từ RS485 sang Ethernet. Sau khi qua thiết bị này, tín hiệu được truyền qua cổng Ethernet. Bạn hoàn toàn có thể đưa về Switch hoặc đưa về Server để quản lý.

Đây là thiết bị rất hay và được sử dụng khá phổ biến hiện nay. Bạn có thể nhận dạng Modbus Gateway một cách dễ dàng khi quan sát từ bên ngoài. Thiết bị sẽ có cổng RS485, cổng LAN. 

2. Nguyên lý hoạt động của Modbus Gateway

Sau khi tìm hiểu modbus gateway là gì ở phần trước, trong phần này chúng ta cùng nhau tìm hiểu về nguyên lý hoạt động của nó nhé. Thiết bị Modbus Gateway hoạt động dựa trên nguyên tắc Master – Slave hay còn gọi là Chủ – Tớ. Trong đó Modbus Gateway lúc này là Master còn các thiết bị bên dưới sẽ là Slave và được phân biệt bằng Slave ID. Một Modbus Gateway có thể quản lý nhiều Slave ID.

Giữa Master và Slave trong Modbus bắt tay và truyền dữ liệu theo giao thức TCP. Do đó tốc độ dữ liệu tuy chậm hơn nhưng đảm bảo độ tin cậy cao. Định kỳ các Slave sẽ gửi gói tin lên Master. Sau đó Master sẽ lưu lại thông tin vào Database của mình và chuyển tiếp thành gói tin TCP/IP. Do đó, khi trong hệ thống có quá nhiều Slave sẽ ảnh hưởng đến tốc độ truyền dữ liệu.

3. Hướng dẫn cấu hình trên Modbus Gateway qua giao diện Web

Các Modbus Gateway hiện nay đều có giao diện Web cho phép cài đặt cấu hình. Do đó khi mua thiết bị về, bạn sẽ nhận được thông tin đăng nhập trong tài liệu. Bạn sẽ đăng nhập vào để đặt lại địa chỉ IP cho phù hợp với lớp mạng mà bạn đang sử dụng.

Bước tiếp theo, các bạn sẽ cấu hình Serial Port. Đây là phần vô cùng quan trọng và bạn cần chú ý các thông số như: Baud Rate, Parity. Các thông số trên Gateway bạn cấu hình như thế nào thì ở dưới các Slave bạn phải cấu hình giống như vậy.

Bước cuối cùng là cấu hình Device List. Trong hệ thống của bạn có bao nhiêu Slave ID thì bạn phải cấu hình tương ứng. Ví dụ có tổng cộng 8 Slave với ID từ 1 đến 8 thì bạn phải điền đầy đủ từ 1 đến 8 vào các ô trống.

Sau khi cấu hình xong trên Modbus Gateway, phần còn lại là bạn cấu hình trên từng thiết bị Slave trong hệ thống. Các thông số như Slave ID, Baud Rate, Parity phải được cấu hình tương tự như trên Modbus Gateway.

Sau khi thực hiện xong các bước trên thì lúc này bạn có thể lấy dữ liệu từ các Slave ID qua cổng LAN trên Modbus Gateway.

4. Modbus Gateway giá rẻ của hãng Lumel – Ba Lan

Ngoài tên gọi Modbus Gateway thì thiết bị này còn có tên gọi khác là Converter RS-485 qua Ethernet. Bên cạnh các thiết bị của Schneider hay ABB thì còn có một bộ Converter giá rẻ nhưng hoạt động rất ổn định là PD9 của hãng Lumel – Ba Lan. Chức năng của PD9 thì tương tự như các bộ Converter khác là chuyển từ giao thức Modbus RTU sang Modbus TCP/IP hay dễ hiểu hơn là chuyển từ Modbus sang Ethernet.

Các bộ Converter RS-485 nói chung được sử dụng trong các hệ thống mà có nhiều thiết bị và sử dụng giao thức Modbus RTU để truyền data về phần mềm giám sát tập trung (DCIM, BMS). Như hình trên, chúng ta có thể hình dung được mô hình đấu nối của các thiết bị trong một hệ thống giám sát hoàn chỉnh. Ở tầng dưới sẽ có các Module để chuyển tín hiệu analog, digital, logic, rơ le… sang Modbus RTU (Slave). Sau đó PD9 đóng vai trò là Master để thu thập dữ liệu và chuyển đổi sang Ethernet (RJ45) để cắm vào máy tính.

Ưu điểm của PD9 so với các thiết bị của hãng khác có thể kể đến như:

• Giá thành thấp
• Bảo hành lâu dài lên đến 3 năm
• Dễ dàng cấu hình qua Webserver
• Hoạt động ổn định
• Sản xuất tại EU

Tóm lại, qua bài viết này các bạn biết Modbus Gateway là gì, cách nó hoạt động như thế nào và các bước cơ bản để cấu hình một Modbus Gateway trên thực tế. Hy vọng những kiến thức này sẽ giúp ích được cho các bạn trong công việc. Cảm ơn các bạn đã xem qua bài viết này.