Giải pháp kết nối thiết bị HART về hệ thống SCADA/DCS/BMS qua Modbus RTU sử dụng HD67908-5-A1

1. Tổng quan về giao thức HART và Modbus trong công nghiệp

1.1. Giao thức HART là gì?

HART (Highway Addressable Remote Transducer) là giao thức truyền thông số được chồng (superimposed) lên tín hiệu analog 4–20 mA, cho phép truyền đồng thời:

Tín hiệu đo analog 4–20 mA (lưu lượng, áp suất, mức, nhiệt độ…)
Dữ liệu số: cấu hình, chẩn đoán, trạng thái thiết bị

HART được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp quá trình như: nhà máy nước, dầu khí, hóa chất, thực phẩm, năng lượng, nơi các thiết bị trường (field devices) như van điều khiển, transmitter, flowmeter vẫn duy trì nền tảng 4–20 mA truyền thống.

1.2. Giao thức Modbus RTU là gì?

Modbus RTU là giao thức truyền thông công nghiệp phổ biến, hoạt động theo mô hình Master – Slave, sử dụng đường truyền RS-485, nổi bật với các ưu điểm:

Cấu trúc đơn giản, dễ triển khai
Khoảng cách truyền xa (lên tới 1000 m)
Tương thích rộng với PLC, SCADA, DCS, BMS

Trong các hệ thống giám sát – điều khiển tập trung, Modbus RTU thường đóng vai trò là “xương sống” kết nối các thiết bị hiện trường về trung tâm. Các thông tin chi tiết về giao thức Modbus xin vui lòng xem tại đây

2. Bài toán thực tế: Tại sao cần chuyển đổi Modbus Slave / HART Master?

Trong nhiều nhà máy, hệ thống hiện hữu tồn tại song song hai thế giới:

Thiết bị hiện trường sử dụng chuẩn HART (van, bơm, transmitter…)
Hệ thống điều khiển trung tâm (PLC/SCADA/DCS/BMS) sử dụng Modbus RTU

Vấn đề đặt ra:

PLC/SCADA không thể giao tiếp trực tiếp với HART
Dữ liệu chẩn đoán nâng cao của thiết bị HART không được khai thác
Không muốn thay thế toàn bộ thiết bị hiện trường vì chi phí lớn

👉 Giải pháp tối ưu là sử dụng một bộ chuyển đổi đóng vai trò:

HART Master: chủ động đọc dữ liệu từ các thiết bị HART
Modbus Slave: cung cấp dữ liệu cho PLC/SCADA theo chuẩn Modbus RTU

3. Giới thiệu HD67908-5-A1 – Modbus Slave / HART Master Converter

HD67908-5-A1 là bộ gateway công nghiệp chuyên dụng hãng Adfweb, được thiết kế để kết nối trực tiếp các thiết bị HART về hệ thống giám sát sử dụng Modbus RTU.

3.1. Chức năng chính

Hoạt động như HART Master để giao tiếp với thiết bị HART
Chuyển đổi dữ liệu HART sang Modbus RTU
Xuất dữ liệu cho PLC, SCADA, DCS, BMS dưới dạng thanh ghi Modbus

3.2. Tính năng nổi bật

Hỗ trợ kết nối tối đa 8 thiết bị HART trên một loop
Khoảng cách truyền HART lên tới 1500 m
Khoảng cách Modbus RTU lên tới 1000 m
Cấu hình linh hoạt, phù hợp retrofit hệ thống cũ
Thiết kế công nghiệp, hoạt động ổn định 24/7

4. Phân tích nguyên lý hoạt động mô hình kết nối theo sơ đồ

4.1. Sơ đồ nguyên lý tổng thể

Mô hình bao gồm ba lớp chính:

Lớp thiết bị hiện trường: các bơm/van/transmitter hỗ trợ HART
Lớp gateway: HD67908-5-A1
Lớp điều khiển – giám sát: PLC/SCADA/DCS/BMS

4.2. Vai trò từng thiết bị trong mô hình

Thiết bị HART (bơm, van, transmitter):

Cung cấp tín hiệu đo và dữ liệu chẩn đoán qua HART
Hoạt động theo cơ chế slave, chờ HART Master truy vấn

HD67908-5-A1:

Đóng vai trò HART Master, chủ động polling từng thiết bị
Thu thập dữ liệu đo, trạng thái, cảnh báo
Ánh xạ dữ liệu HART sang các thanh ghi Modbus
Hoạt động như Modbus Slave, phản hồi yêu cầu từ SCADA/BMS

Hệ thống SCADA/DCS/BMS:

Đóng vai trò Modbus Master
Đọc dữ liệu từ HD67908-5-A1 qua Modbus RTU
Hiển thị, lưu trữ, phân tích và cảnh báo

4.3. Luồng chảy dữ liệu chi tiết

HD67908-5-A1 gửi lệnh HART tới từng thiết bị hiện trường
Thiết bị HART phản hồi dữ liệu đo và chẩn đoán
Gateway xử lý và chuyển đổi dữ liệu sang dạng Modbus
SCADA/BMS đọc các thanh ghi Modbus RTU
Dữ liệu được hiển thị và giám sát tập trung

5. Câu hỏi thường gặp (FAQ)

❓ HD67908-5-A1 có thay thế được HART Communicator không?

❌Không. Thiết bị không thay thế HART Communicator để cấu hình sâu, nhưng rất hiệu quả trong việc thu thập dữ liệu và giám sát online.

❓ Có thể kết nối nhiều thiết bị HART cùng lúc không?

✔️Có. Thiết bị hỗ trợ tối đa 8 thiết bị HART trên cùng một loop.

❓ SCADA/DCS có cần hiểu HART không?

❌Không. SCADA chỉ cần giao tiếp Modbus RTU, toàn bộ phức tạp HART đã được HD67908-5-A1 xử lý.

6. Kết luận – Giải pháp tối ưu cho hệ thống HART hiện hữu

HD67908-5-A1 là giải pháp lý tưởng để:

Tận dụng tối đa hệ thống thiết bị HART hiện có
Đưa dữ liệu hiện trường về SCADA/DCS/BMS một cách minh bạch
Giảm chi phí nâng cấp, tránh thay thế thiết bị hàng loạt

Đây là lựa chọn phù hợp cho các nhà máy đang trong quá trình chuyển đổi số nhưng vẫn cần duy trì tính ổn định của hệ thống hiện hữu.

Xem thêm

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

Main Menu

HD67908-5-A1 – Giải pháp kết nối thiết bị HART về SCADA/DCS qua Modbus RTU