Ethernet/IP trong hệ thống đa giao thức

Trong thực tế nhà máy, rất hiếm khi toàn bộ hệ thống chỉ sử dụng duy nhất một giao thức truyền thông. Ví dụ nhà máy của bạn định sử dụng PLC Allen-Bradley dùng Ethernet/IP có thể phải kết nối với PLC Siemens (PROFINET), thiết bị hiện trường Modbus TCP, hệ thống SCADA, MES hoặc nền tảng IIoT. Thông qua bài viết này, BKAII sẽ  phân tích các mô hình tích hợp Ethernet/IP trong môi trường đa giao thức, vai trò của gateway, hi vọng các bạn sẽ có cách lựa chọn kiến trúc phù hợp.

1. Vì sao cần tích hợp Ethernet/IP trong hệ thống đa giao thức?

• Nhà máy mở rộng nhiều giai đoạn, tồn tại nhiều chuẩn truyền thông.
• Tích hợp thiết bị từ nhiều hãng khác nhau.
• Kết nối tầng điều khiển với tầng giám sát – quản lý.
• Chuẩn hóa dữ liệu cho chuyển đổi số, IIoT.

2. Mô hình kết nối Ethernet/IP – PROFINET

Đây là bài toán phổ biến khi PLC Allen-Bradley cần trao đổi dữ liệu với PLC Siemens. Do hai giao thức không tương thích trực tiếp, gateway đóng vai trò chuyển đổi dữ liệu.

• Gateway đóng vai Scanner (Ethernet/IP) và Device (PROFINET).
• Mapping I/O theo vùng nhớ.
• Phù hợp cho dữ liệu thời gian thực.

Ví dụ: Dây chuyền đóng gói dùng PLC Siemens, hệ thống robot dùng PLC Allen-Bradley.

3. Mô hình Ethernet/IP – Modbus TCP

Modbus TCP phổ biến cho biến tần, đồng hồ năng lượng, cảm biến. Gateway cho phép PLC Ethernet/IP đọc/ghi thanh ghi Modbus.

• Ethernet/IP Scanner ↔ Modbus Client.
• Dữ liệu dạng thanh ghi.
• Phù hợp cho giám sát và điều khiển chậm.

4. Ethernet/IP – OPC UA – SCADA

OPC UA đóng vai trò lớp trung gian chuẩn hóa dữ liệu giữa PLC và SCADA / hệ thống IT.

• PLC Ethernet/IP → Gateway OPC UA → SCADA.
• Bảo mật, phân quyền tốt.
• Hỗ trợ truy cập từ xa.

5. Ethernet/IP – MES – IIoT

Dữ liệu sản xuất được đẩy từ PLC lên MES để phân tích OEE, truy xuất nguồn gốc, báo cáo sản lượng.

• Edge Gateway thu thập dữ liệu.
• Chuyển đổi sang MQTT / REST API.
• Đồng bộ dữ liệu với Cloud.

6. Các loại gateway phổ biến trong nhà máy

• Protocol Gateway: Ethernet/IP ↔ PROFINET, Modbus TCP.
• Edge Gateway: OPC UA, MQTT, Cloud.
• Remote Gateway: VPN, bảo trì từ xa.

7. Tiêu chí lựa chọn gateway

• Hiệu suất xử lý dữ liệu.
• Độ trễ và tính thời gian thực.
• Khả năng mở rộng.
• Chuẩn bảo mật.
• Hỗ trợ kỹ thuật và tài liệu.

8. Kết luận

Như bất kỳ giao thức công nghiệp nào khác, Ethernet/IP cũng không hoạt động độc lập mà thường là một phần trong hệ sinh thái đa giao thức. Việc lựa chọn gateway phù hợp sẽ giúp bạn trong việc mở rộng hệ thống một cách linh hoạt, giảm chi phí tích hợp và sẵn sàng cho chuyển đổi số.