🔹 Giao thức truyền thông trong tự động hóa công nghiệp(Phần 2)

Giới thiệu mạng truyền thông công nghiệp: CC-Link và Ethernet

Như đã hứa ở phần 1, ở phần 2 này mình sẽ cùng các bạn tìm hiểu về 2 mạng truyền thông công nghiệp (産業用ネットワーク) phổ biến ở Nhật Bản là CC-Link (シーシーリンク) và Ethernet (イーサネット).

Chú ý bài viết này đặc biệt dành cho những bạn mới tiếp xúc với mạng truyền thông công nghiệp khi làm việc ở Nhật Bản. Vì vậy mình mong rằng các bạn kĩ sư chưa có nhiều kinh nghiệm sẽ được học thêm và ôn luyện kĩ càng để được đánh giá cao trong công việc.

Giới thiệu về CC-Link

Đầu tiên mình muốn giới thiệu với các bạn về mạng truyền thông xuất xứ từ Nhật Bản CC-Link. Tên đầy đủ của nó là “Control & Communication Link”. Bạn có thể nhớ tên đầy đủ của CC-Link để hiểu thêm bản chất của mạng, và nếu ai đó hỏi, bạn có thể tự tin “flex” kiến thức. Còn không, chỉ cần nhớ tên CC-Link là đủ.

Vậy CC-Link là gì?
CC-Link là một mạng truyền thông công nghiệp dạng mở (オープンネットワーク/open network), được Mitsubishi Electric (三菱電機/Mitsubishi Electric) phát triển vào năm 1996. Đây là hệ thống truyền thông tốc độ cao (高速通信システム/high-speed communication system) giúp xử lý đồng thời cả điều khiển (制御/ control) và thông tin (情報/information) trong nhà máy sản xuất.

Với tốc độ truyền tối đa 10 Mbps (メガビーピーエス/megabits per second) và khoảng cách truyền xa đến 1,2 km, CC-Link có thể kết nối tối đa 64 thiết bị trên cùng một mạng.

Ngoài ra, với khả năng hỗ trợ đa nhà sản xuất (マルチベンダー対応/ multi-vendor compatibility), giảm thiểu dây dẫn (配線/ wiring), và độ tin cậy cao (高信頼性/ high reliability), đây là chuẩn truyền thông tiên tiến được công nhận toàn cầu.

Đặc điểm chính của CC-Link

Truyền tốc độ cao và khoảng cách xa – Hỗ trợ mạng quy mô lớn: CC-Link hỗ trợ tốc độ truyền tối đa 10Mbps, giúp xử lý dữ liệu điều khiển (制御データ/control data) và thông tin (情報データ/ information data) theo thời gian thực (リアルタイム/ real-time). Khoảng cách truyền lên đến 1.2km cho phép sử dụng hiệu quả trong các dây chuyền sản xuất (生産ライン/ production lines) có diện tích rộng. Kết nối tối đa 64 thiết bị, phù hợp với hệ thống quy mô lớn (大規模システム/ large-scale systems).

Hỗ trợ đa nhà sản xuất – Linh hoạt trong xây dựng hệ thống: Áp dụng profile tiêu chuẩn (標準プロファイル/ standard profile) nên dễ tích hợp nhiều thiết bị khác nhau. Việc thay thế dây điều khiển (制御配線/ control wiring) bằng một dây mạng giúp đơn giản hóa thi công (施工簡略化/ simplified installation) và bảo trì (メンテナンス/ maintenance).

Tính tin cậy cao nhờ chức năng RAS: CC-Link được trang bị chức năng RAS (信頼性・可用性・保守性) – Reliability, Availability, Serviceability. Hỗ trợ phát hiện lỗi (エラー検出/ error detection), tự động phục hồi (自動復旧/ automatic recovery), kiểm tra vòng lặp (ループチェック/ loop check). Sử dụng thêm CC-Link Safety (セーフティー/ safety) để truyền thông tin an toàn (安全/safety information) với độ tin cậy cao.

Các biến thể của CC-Link

CC-Link Ver.2.0 – Mở rộng dữ liệu truyền

So với phiên bản 1.0, Ver.2.0 cho phép truyền dữ liệu lớn hơn gấp 8 lần. Phù hợp với ứng dụng bán dẫn (半導体製造/ semiconductor manufacturing), điều khiển quy trình (プロセス制御/ process control), giám sát tại chỗ (インシチュ監視/ in-situ monitoring).

CC-Link Safety – Mạng truyền thông an toàn

Biến thể có thêm chức năng truyền thông an toàn (セーフティー通信/ safety communication). Có thể dùng lại cáp cũ của CC-Link gốc – tiết kiệm chi phí và thời gian triển khai hệ thống an toàn.

CC-Link IE – Ethernet công nghiệp tốc độ cao

Sử dụng Ethernet công nghiệp (産業用イーサネット/ industrial Ethernet) với tốc độ 1 Gbps.
Truyền thông theo kiểu chia sẻ bộ nhớ (共有メモリ/ shared memory) và “token passing”.
Phiên bản mới nhất CC-Link IE TSN dùng công nghệ Time-Sensitive Networking (時刻同期通信/time-synchronized communication) – giúp giảm độ trễ, hỗ trợ real-time tốt hơn.

So sánh CC-Link IE TSN với các mạng Ethernet công nghiệp

Tiếp theo là Ethernet công nghiệp –đa năng và phổ biến toàn cầu

Nếu như CC-Link là “con nhà Mitsubishi”, thì Ethernet công nghiệp (産業用イーサネット/ industrial Etherne) là “ông hoàng toàn cầu”. Đây là phiên bản nâng cấp của Ethernet máy tính văn phòng (オフィス用イーサネット/ office-use Ethernet) để hoạt động được trong môi trường công nghiệp khắc nghiệt (過酷な環境/ harsh environments).

Khái niệm:

Ethernet công nghiệp dùng để kết nối các thiết bị như PLC (シーケンサ/ programmable logic controller), HMI (タッチパネル/ touch panel), robot (ロボット), camera công nghiệp (産業用カメラ/ industrial camera).
Giao thức phổ biến gồm: EtherNet/IP, Modbus TCP, PROFINET, CC-Link IE...

Đặc điểm nổi bật: Cáp: dùng cáp RJ45 (LANケーブル) loại Cat5e, Cat6 – dễ mua. Tốc độ cao: 100 Mbps đến 1 Gbps.

Ưu điểm:

• Chuẩn mở (オープン規格/ open standard) – không lệ thuộc một hãng.
• Truyền tốt cả dữ liệu, hình ảnh, video.
• Tích hợp vào hệ thống IT (ITシステム/ IT systems) dễ dàng: SCADA, MES,...
• Mở rộng dễ (拡張性が高い/ highly scalable): chỉ cần thêm switch mạng (スイッチ/ network switch).

Nhược điểm:

• Phải cấu hình IP, subnet, port (ネットワーク設定/ network settings)
• Nếu thiết kế không tốt, dễ bị độ trễ (遅延/ delay) trong truyền real-time.

Mong rằng những chia sẻ vừa rồi giúp ích cho các bạn trong công việc thiết kế. Ngoài ra chúng mình có tổ chức lớp học “cầm tay chỉ việc” về mạng truyền thông công nghiệp.

Vì vậy nếu có thắc mắc, góp ý  hay tham gia khóa học để nâng cao trình độ bản thân thì xin liên hệ với chúng mình qua fanpage https://www.facebook.com/VIJAAU
hoặc https://www.facebook.com/vjauhoidap/ để được hỗ trợ. Xin cảm ơn!