Ethernet

Tất cả các kiểu truyền thông dựa trên nền Ethernet đều có thể sử dụng TCP hoặc UDP. Tuy nhiên, cách thức và lý do sử dụng TCP hay UDP sẽ khác nhau tùy vào yêu cầu và đặc thù của từng giao thức hoặc ứng dụng.

Giải thích chi tiết:

1. TCP (Transmission Control Protocol):

   • TCP là một giao thức kết nối, cung cấp độ tin cậy và đảm bảo dữ liệu được gửi đi và nhận lại chính xác, theo đúng thứ tự. Trong các ứng dụng công nghiệp và hệ thống quan trọng, TCP là lựa chọn ưu tiên khi cần đảm bảo tính toàn vẹn của dữ liệu.

   • Các giao thức công nghiệp như Modbus TCP, Ethernet/IP (Explicit Messaging), PROFINET thường sử dụng TCP khi truyền tải dữ liệu yêu cầu kiểm tra lỗi và xác nhận, ví dụ như truyền thông điều khiển, cấu hình thiết bị hoặc yêu cầu dịch vụ.

2. UDP (User Datagram Protocol):

   • UDP là giao thức không kết nối và không có cơ chế đảm bảo độ tin cậy, nhưng lại có độ trễ thấp và hiệu suất cao hơn, thích hợp cho các ứng dụng cần truyền tải dữ liệu nhanh chóng mà không yêu cầu xác nhận.

   • UDP được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao, ít độ trễ và có thể chấp nhận việc mất mát dữ liệu, ví dụ như trong các ứng dụng truyền dữ liệu I/O thời gian thực. Các giao thức như Ethernet/IP (Implicit Messaging), Modbus UDP, và một số hệ thống điều khiển thời gian thực có thể sử dụng UDP để truyền tải dữ liệu I/O liên tục.

Các kiểu truyền thông Ethernet sử dụng TCP/UDP:

• Ethernet/IP: Có thể sử dụng TCP cho các thông điệp yêu cầu (Explicit Messaging) và UDP cho các dữ liệu I/O thời gian thực (Implicit Messaging).

• Modbus TCP: Sử dụng TCP để truyền tải các thông điệp điều khiển hoặc yêu cầu dịch vụ.

• Modbus UDP: Dùng UDP để truyền tải các dữ liệu I/O, thường ít yêu cầu về độ tin cậy.

• PROFINET: Thường sử dụng TCP cho các truyền tải dữ liệu yêu cầu kiểm tra lỗi và xác nhận.

• Real-Time Ethernet: Các giao thức Ethernet chuyên dụng cho ứng dụng thời gian thực có thể sử dụng cả TCP và UDP, tùy vào yêu cầu về tốc độ và độ tin cậy.

Tóm lại:

• Tất cả các kiểu truyền thông dựa trên nền Ethernet đều có thể sử dụng TCP hoặc UDP, tùy vào yêu cầu về tính tin cậy, độ trễ, và hiệu suất của từng ứng dụng.

• TCP thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao và kiểm tra lỗi, trong khi UDP thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ nhanh, ít độ trễ và có thể chấp nhận mất mát dữ liệu.

Trong truyền thông PLC dựa trên Ethernet, Connection Type (Kiểu kết nối) và Protocol Type (Kiểu giao thức) là hai khái niệm quan trọng, nhưng thường bị nhầm lẫn. Để hiểu rõ hơn, chúng ta sẽ cùng phân tích chi tiết từng khái niệm:

1. Connection Type (Kiểu kết nối)

• Khái niệm: Connection Type xác định cách thức mà hai thiết bị (ví dụ: PLC và máy tính) thiết lập và duy trì kết nối vật lý với nhau.

• Các loại Connection Type phổ biến:

  • TCP (Transmission Control Protocol): Đây là kiểu kết nối phổ biến nhất, đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy và theo thứ tự. TCP thường được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu độ tin cậy cao, như truyền dữ liệu điều khiển và giám sát.

  • UDP (User Datagram Protocol): Đây là kiểu kết nối không đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy và theo thứ tự, nhưng có tốc độ cao hơn TCP. UDP thường được sử dụng trong các ứng dụng không yêu cầu độ tin cậy cao, như truyền dữ liệu video và âm thanh.

2. Protocol Type (Kiểu giao thức)

• Khái niệm: Protocol Type xác định cách thức mà hai thiết bị giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau, bao gồm định dạng dữ liệu, các lệnh và các quy tắc giao tiếp.

• Các loại Protocol Type phổ biến:

  • Modbus TCP: Đây là giao thức đơn giản, được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp để truyền dữ liệu giữa các thiết bị.

  • Ethernet/IP: Đây là giao thức công nghiệp phức tạp, được phát triển bởi Rockwell Automation, hỗ trợ nhiều dịch vụ và chức năng hơn Modbus TCP.

  • Profinet: Đây là giao thức thời gian thực, được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển chuyển động và các ứng dụng đòi hỏi tính thời gian thực.

Mối quan hệ giữa Connection Type và Protocol Type

• Connection Type và Protocol Type là hai khái niệm độc lập, nhưng có mối quan hệ chặt chẽ với nhau.

• Connection Type xác định cách thức kết nối vật lý, trong khi Protocol Type xác định cách thức giao tiếp và trao đổi dữ liệu.

• Một Protocol Type có thể được sử dụng trên nhiều Connection Type khác nhau. Ví dụ: Modbus có thể được sử dụng trên cả TCP và UDP.

• Tuy nhiên, không phải tất cả các Protocol Type đều có thể được sử dụng trên tất cả các Connection Type.

Ví dụ

Để dễ hiểu hơn, chúng ta sẽ xem xét một ví dụ:

• Ứng dụng: Kết nối PLC Siemens S7-1200 với máy tính để giám sát và điều khiển.

• Connection Type: TCP

• Protocol Type: Modbus TCP

Trong trường hợp này, chúng ta sử dụng kết nối TCP để đảm bảo truyền dữ liệu tin cậy, và giao thức Modbus TCP để giao tiếp và trao đổi dữ liệu giữa PLC và máy tính.

Tóm lại

• Connection Type xác định cách thức kết nối vật lý giữa các thiết bị.

• Protocol Type xác định cách thức giao tiếp và trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị.

• Việc lựa chọn Connection Type và Protocol Type phù hợp phụ thuộc vào yêu cầu cụ thể của ứng dụng.

Trong quá trình cài đặt truyền thông PLC, việc xác định thứ tự ưu tiên giữa Connection Type (Kiểu kết nối) và Protocol Type (Kiểu giao thức) là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động đúng cách.

Thông thường, thứ tự cài đặt sẽ là:

1. Connection Type (Kiểu kết nối):
   
   

   • Lý do: Kiểu kết nối xác định cách thức mà các thiết bị kết nối vật lý với nhau. Trước khi có thể thiết lập giao tiếp theo một giao thức cụ thể, chúng ta cần đảm bảo rằng các thiết bị có thể "nhìn thấy" và "nói chuyện" được với nhau trên mạng.

   • Ví dụ: Nếu bạn muốn sử dụng giao thức Modbus TCP, trước tiên bạn cần thiết lập kết nối TCP/IP giữa PLC và thiết bị khác (ví dụ: máy tính, HMI).

2. Protocol Type (Kiểu giao thức):
   
   

   • Lý do: Sau khi đã thiết lập kết nối vật lý, chúng ta cần xác định cách thức mà các thiết bị sẽ giao tiếp và trao đổi dữ liệu với nhau. Kiểu giao thức sẽ quy định định dạng dữ liệu, các lệnh, và các quy tắc giao tiếp.

   • Ví dụ: Sau khi đã thiết lập kết nối TCP/IP, bạn có thể chọn giao thức Modbus TCP để truyền dữ liệu giữa PLC và máy tính.

Tóm lại

Thứ tự ưu tiên là Connection Type trước, Protocol Type sau. Chúng ta cần thiết lập kết nối vật lý trước khi có thể thiết lập giao tiếp theo một giao thức cụ thể.

Ví dụ

Để dễ hình dung hơn, tôi sẽ ví von việc này với việc gửi thư:

1. Connection Type: Giống như việc bạn chọn phương tiện vận chuyển thư (ví dụ: đường bưu điện, dịch vụ chuyển phát nhanh).

2. Protocol Type: Giống như việc bạn đóng gói và dán nhãn thư theo một quy chuẩn nhất định (ví dụ: ghi rõ địa chỉ người gửi, người nhận, và nội dung thư).

Trước khi có thể gửi thư (truyền dữ liệu), bạn cần chọn phương tiện vận chuyển (kết nối vật lý) trước, sau đó mới đóng gói và dán nhãn thư (giao thức truyền thông) theo quy định.