RTU là gì? Lưu ý quan trọng về Remote Terminal Unit

Remote Terminal Unit là một thiết bị điện tử được sử dụng trong các hệ thống tự động hóa để kiểm soát, giám sát và thu thập dữ liệu từ các thiết bị, cảm biến trong quá trình sản xuất, quản lý năng lượng và công nghiệp. Chúng được thiết kế để hoạt động trong môi trường khắc nghiệt và có khả năng kết nối với nhiều cảm biến và thiết bị khác nhau. Bên cạnh đó, RTU còn sở hữu tính năng bảo mật và có độ tin cậy cao hơn so với các thiết bị khác. Ngoài ra, chúng cũng có thể được sử dụng để kiểm soát các thiết bị từ xa hoặc trong môi trường khắc nghiệt.

• Remote Terminal Unit thường có giá thành “nhỉnh” hơn so với Programmable Logic Controller do tính năng bảo mật và độ tin cậy cao hơn. Nếu phải kiểm soát các thiết bị từ xa hoặc trong môi trường khắc nghiệt, Remote Terminal Unit là một lựa chọn tốt.
• Trong khi đó, PLC có giá thành thấp hơn và được sử dụng phổ biến cho các ứng dụng điều khiển quá trình sản xuất trong môi trường khác nhau. Tuy nhiên, nếu cần kiểm soát các thiết bị từ xa, PLC cần phải được kết nối với các thiết bị mở rộng để có thể hoạt động hiệu quả, điều này có thể tăng chi phí đầu tư.

Các tính năng của Remote Terminal Unit bao gồm khả năng thu thập và truyền tải dữ liệu, xử lý các tín hiệu từ các cảm biến và thiết bị khác, giám sát các thông số như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, dòng điện và điện áp. Chúng cũng có khả năng gửi cảnh báo khi có sự cố xảy ra trong hệ thống và thực hiện các tác vụ điều khiển tùy chỉnh. Do đó, ứng dụng của Remote Terminal Unit rất đa dạng, từ việc giám sát và điều khiển các thiết bị trong các mạng điện lực, đo lường các thông số trong các môi trường khắc nghiệt cho đến giám sát thông số trong các hệ thống xử lý nước và hệ thống dầu khí. Ngoài ra, chúng cũng được sử dụng để giám sát và điều khiển các thiết bị trong các hệ thống an ninh an toàn.

Modbus RTU là một giao thức truyền thông nối tiếp (serial communication protocol) được sử dụng để kết nối các thiết bị điều khiển và giám sát trong một mạng.

Chúng sử dụng phương pháp truyền thông nối tiếp 8-bit và hỗ trợ chế độ truyền thông cơ bản: half-duplex và full-duplex. Half-duplex cho phép truyền và nhận dữ liệu trên cùng một kết nối. Trong khi đó full-duplex cho phép truyền và nhận dữ liệu trên hai kết nối riêng biệt.

Bên cạnh đó, Modbus RTU còn sử dụng định dạng truyền thông dựa trên giao thức truyền thông nối tiếp 8-bit, với độ dài khung dữ liệu cố định 11 byte. Khung dữ liệu bao gồm địa chỉ thiết bị, mã chức năng, địa chỉ bắt đầu, số lượng thanh ghi và trường kiểm tra CRC.

Giao thức Modbus RTU cũng hỗ trợ việc lập trình và điều khiển các thiết bị thông qua các lệnh Modbus. Các lệnh này bao gồm đọc thanh ghi, ghi thanh ghi, đọc các cổng vào/ra và điều khiển các cổng vào/.

• Địa chỉ thiết bị là thành phần đầu tiên trong khung truyền thông của Modbus RTU. Đây là địa chỉ duy nhất được sử dụng để xác định thiết bị được truyền thông. Địa chỉ thiết bị có thể được cấu hình từ 1 đến 247, tuy nhiên, địa chỉ 0 được sử dụng để truyền thông đa điểm.
• Mã chức năng là thành phần thứ hai trong khung truyền thông của Modbus RTU. Mã chức năng là mã số xác định loại lệnh được gửi đến thiết bị. Các loại lệnh bao gồm đọc thanh ghi, ghi thanh ghi, đọc các cổng vào/ra và điều khiển các cổng vào/. Mã chức năng có thể được cấu hình từ 1 đến 255.
• Địa chỉ bắt đầu là thành phần tiếp theo trong khung truyền thông của Modbus RTU. Địa chỉ bắt đầu là địa chỉ thanh ghi đầu tiên được yêu cầu đọc hoặc ghi. Địa chỉ này có thể được cấu hình trong khoảng từ 0 đến 65535.
• Số lượng thanh ghi là thành phần thứ tư trong khung truyền thông của Modbus RTU. Số lượng thanh ghi là số lượng được yêu cầu đọc hoặc ghi. Số lượng này có thể được cấu hình trong khoảng từ 1 đến 125 .
• Trường kiểm tra CRC là thành phần cuối cùng trong khung truyền thông của Modbus RTU. Trường này được sử dụng để kiểm tra tính toàn vẹn của khung dữ liệu được truyền đi. Trường kiểm tra CRC là một giá trị 16-bit được tính toán bằng cách sử dụng giải thuật CRC.

Như bất kỳ công nghệ nào khác, Modbus RTU cũng có những ưu điểm và nhược điểm riêng.

• Đơn giản và dễ sử dụng: Sử dụng giao thức truyền thông đơn giản, dễ hiểu và dễ sử dụng, vì vậy nó được sử dụng rất phổ biến trong các ứng dụng công nghiệp.
• Tính tương thích cao: Được sử dụng rộng rãi trên các thiết bị khác nhau, cho phép các thiết bị của nhiều nhà sản xuất khác nhau có thể giao tiếp được với nhau một cách dễ dàng.
• Thời gian phản hồi nhanh chóng: Được thiết kế để có thời gian phản hồi nhanh, giúp cho các hệ thống điều khiển và giám sát tự động hoạt động nhanh chóng và hiệu quả.
• Chi phí thấp: Có chi phí thấp hơn so với các giao thức truyền thông khác, giúp cho các ứng dụng công nghiệp có thể tiết kiệm được chi phí.

• Không bảo mật: Không có tính năng bảo mật và mã hóa dữ liệu, do đó dễ bị tấn công và đánh cắp dữ liệu.
• Giới hạn về tốc độ truyền thông: Chỉ hỗ trợ tốc độ truyền thông thấp, nên không thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ truyền thông cao.
• Giới hạn về khoảng cách truyền thông: Chỉ hỗ trợ khoảng cách truyền thông ngắn, nên không thể được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khoảng cách truyền thông xa.

Schneider mong rằng qua những thông tin cung cấp trong bài viết trên, người đọc sẽ có cái nhìn tổng quát hơn về Remote Terminal Unit cũng như có thêm dữ liệu đáng tin cậy cho quá trình lựa chọn và sử dụng.