Trang chủTin hotSử dụng BACnet/IP để kết nối hệ thống tự động hóa tòa...

Sử dụng BACnet/IP để kết nối hệ thống tự động hóa tòa nhà và hệ thống điều khiển quá trình

Hệ thống tự động hóa tòa nhà và hệ thống điều khiển quá trình có thể liên kết với nhau thông qua giao thức BACnet, ở cấp độ HMI hoặc cấp độ Điều khiển

Trong các nhà máy sản xuất, hệ thống tự động hóa tòa nhà và hệ thống điều khiển quá trình thường được tách biệt với nhau, tuy nhiên trong một số trường hợp chúng lại cần phải được kết nối với nhau để đảm bảo yêu cầu về mặt quản lý của nhà máy. Dữ liệu trao đổi giữa hai hệ thống này có thể chỉ đơn giản là một điểm đo nhiệt độ hoặc phức tạp hơn là một giá trị năng lượng tiêu thụ theo thời gian thực nào đó. Việc tích hợp hai hệ thống này cùng nhau có thể thực hiện được thông qua hai phương pháp đơn giản tùy theo cấp độ của khả năng kết nối trong nhà máy.

Đối với các nhà máy mà trong đó có ít sự tương tác giữa hệ thống điều khiển quá trình và hệ thống tự động hóa tòa nhà thì giải pháp sử dụng dây cáp nối cứng sẽ là giải pháp tốt nhất do ưu thế về giá và tính đơn giản của nó. Với giải pháp này, các tín hiệu I/O giữa hai hệ thống được kết nối thông qua dây cáp thông thường. Hệ thống tự động hóa tòa nhà sẽ gửi các tín hiệu số và tương tự tới hệ thống điều khiển quá trình và hệ thống điều khiển quá trình sẽ hiển thị trạng thái của các tín hiệu đó như nhiệt độ, đổ ẩm và nhiều thông tin liên quan khác.

Tuy nhiên, với các nhà máy có yêu cầu về khả năng tương tác và kết nối mở rộng hơn, phương pháp kết nối bằng dây cáp thông thường sẽ nhanh chóng trở nên cồng kềnh và gây tốn kém. Không chỉ đắt hơn, phương pháp này còn gây khó khăn cho việc lắp đặt khi cần bổ sung hay thay đổi hệ thống.

Với các hệ thống như vậy, sử dụng một đường liên kết dữ liệu số giữa hai hệ thống sẽ là một giải pháp phù hợp hơn, đặc biệt là khi cần phải truyền tải một lượng dữ liệu lớn. Liên kết dữ liệu số có thể thực hiện qua rất nhiều cách: từ bộ điều khiển tới bộ điều khiển, từ bộ điều khiển tới HMI, hoặc từ HMI tới HMI. Trong các trường hợp này, việc lựa chọn giải pháp kết nối phù hợp không phải là một công việc dễ dàng vì hệ thống điều khiển quá trình và hệ thống tự động hóa tòa nhà thường không dùng các giao thức truyền thông giống nhau.

Nhận thức được vấn đề này, các nhà cung cấp phần mềm tự động hóa quá trình đang nhanh chóng tiến tới việc tích hợp thêm BACnet, một giao thức đang được sử dụng rộng rãi nhất trong các hệ thống tự động hóa tòa nhà, vào các giao thức đang được sử dụng trong tự động hóa quá trình. BACnet hỗ trợ tới 5 công nghệ kết nối mạng khác nhau, tuy nhiên bài báo này sẽ tập trung vào giao thức BACnet trên nền Ethernet hay còn được gọi là BACnet/IP. Đây là giao thức có tốc độ nhanh nhất với tốc độ 100 Mbps.

Hầu hết các hệ thống tự động hóa tòa nhà đều hỗ trợ BACnet/IP. Do đó, bước đầu tiên để thiết lập kết nối giữa hai hệ thống là lựa chọn và sử dụng các thiết bị của hệ thống tự động hóa quá trình có hỗ trợ BACnet/IP.

Ở cấp độ HMI, một số nhà cung cấp hỗ trợ giao thức BACnet nguyên bản, trong khi hầu hết các nhà cung cấp còn lại chủ yếu hỗ trợ thông qua OPC plug-ins. Ví dụ, InduSoft là một nhà cung cấp hỗ trợ BACnet nguyên bản, cho phép phần mềm của hãng (Web Studio) giao tiếp với một hệ thống tự động hóa tòa nhà thông qua BACnet/IP. Trong Driver BACnet của InduSoft có chứa các công cụ cần thiết để biên dịch các thông tin BACnet sang định dạng có thể nhận và đọc bởi phần mềm HMI. Còn với các HMI hỗ trợ OPC, một phần mềm được thiết kế trên nền tảng PC, có thể “nói chuyện” với hệ thống sử dụng BACnet thông qua các sản phẩm phần mềm của các nhà cung cấp như Kepware, Matrikon và Software Toolbox.

Nếu như lựa chọn các HMI hỗ trợ OPC, có một phương pháp nâng cao để chuyển đổi các thông tin dưới định dạng BACnet sang định dạng mà các HMI có thể đọc được. Đó là sử dụng phương pháp cấu hình và lập trình phần mềm HMI, nhưng để đơn giản và chuẩn hóa về mặt truyền thông, tổ chức OPC – hay còn gọi là OPC Foundantion đang làm việc trên một OPC UA để khởi tạo BACnet.

Mục đích của khởi tạo này là để đơn giản hóa dòng thông tin giữa hai hệ thống bằng cách thiết lập một ngôn ngữ truyền thông chung. BACnet sẽ được ánh xạ vào OPC UA bằng cách thực hiện liên kết BACnet Objects/Properties với OPC UA Object Types, BACnet Events với OPC UA Alarm & Conditions, BACnet Logging với OPC UA Historical Access, BACnet Data Structures với OPC UA Structure Data Types, và BACnet Units với OPC UA Engineering Units.

BACnet OPC UA Mapping Working Group đã được thành lập vào cuối năm 2012 và đã cho ra mắt bản nháp thực hiện việc liên kết dữ liệu vào tháng 4/2014 và hi vọng sẽ đưa ra được một tiêu chuẩn hoàn chỉnh vào cuối năm 2014.

Việc kết nối hệ thống tự động hóa quá trình và hệ thống tự động hóa tòa nhà ở cấp độ HMI cho phép HMI hoạt động như một Gateway, truyền thông tin lên ERP và các hệ thống máy tính cao hơn, đồng thời cũng truyền thông tin xuống dưới các bộ điều khiển.

Một cách khác để thiết lập truyền thông BACnet là ở kết nối hệ thống ở cấp độ các bộ điều khiển. Ví dụ Prosoft cung cấp ControlLogix cho module giao tiếp BACnet, cho phép thực hiện kế nối truyền thông giữa các bộ điều khiển ControlLogix PAC và các thiết bị BACnet trong mạng. Module có thể cấu hình như một thiết bị BACnet slave hay master và trong một số trường hợp có thể truyền thông như một thiết bị BACnet/IP. Phương pháp này được đánh giá là không mạnh và linh hoạt như sử dụng các HMI hỗ trợ OPC, nhưng nó đơn giản hơn và có thể đủ để đáp ứng được nhiều ứng dụng. Nó cũng có độ tin cậy và độ ổn định cao hơn so với phương pháp HMI hỗ trợ OPC.

Nhìn chung, phương pháp kết nối hệ thống tự động hóa quá trình và hệ thống tự động hóa tòa nhà sử dụng BACnet IP còn đang được các hãng nghiên cứu và triển khai để đạt được độ hoàn thiện cao hơn và có thể đưa vào ứng dụng một cách rộng rãi và ổn định trong công nghiệp. Tuy nhiên, đây là một giải pháp hết sức tiềm năng và có tính thực tiễn cao và chắc chắn rằng trong một thời gian rất ngắn nữa, nó sẽ giúp cho hệ thống quản lý dữ liệu và quá trình trong nhà máy trở nên ngày càng toàn diện và linh hoạt.q

Đức Thắng (Theo www.controlglobal.com)

Số 167+168 (1-2/2015)♦Tạp chí tự động hóa ngày nay

Theo dõi fanpage chúng tôi

BÌNH LUẬN

Vui lòng nhập bình luận của bạn
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

Bài viết cùng chủ đề

VAA tham gia Triển lãm Khuôn mẫu và công cụ Đông Quản – Trung Quốc

Đoàn doanh nghiệp Việt Nam thuộc các lĩnh vực cơ khí, điện tử, hàn, tự động hóa gồm 21 thành viên đến từ các Hội, Hiêp hội như: Hội Tự động hóa Việt Nam, Doanh nghiệp cơ khí Việt Nam (VAMI), Hội Khoa học kỹ thuật Hàn Việt Nam đã tham gia “Lễ hội mua sắm” máy công cụ, các trang thiết bị, linh kiện tại khu vực Greater Bay của triển lãm.

Thủ tướng Phạm Minh Chính: Thanh niên cần thực hiện 5 xung kích, 6 khát vọng trong chuyển đổi số

Thủ tướng cũng chỉ rõ, thanh niên phải là lực lượng xung kích, giương cao ngọn cờ tiên phong, tình nguyện đi đầu, làm chủ công cuộc chuyển đổi số và phát triển Việt Nam sớm trở thành Quốc gia số, Thủ tướng Phạm Minh Chính yêu cầu Đoàn Thanh niên cùng toàn thể thanh niên Việt Nam phát huy tinh thần "5 xung kích" trong thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi số Quốc gia.

Liên Hiệp Quốc thông qua nghị quyết về AI để bảo vệ nhân quyền

Ngày 21/3, Đại Hội đồng Liên Hiệp Quốc đã thông qua Nghị quyết về bảo vệ nhân quyền, bảo vệ dữ liệu cá nhân và giám sát các rủi ro do trí tuệ nhân tạo (AI) gây ra.

Các trường ngoài công lập ở Hà Nội được yêu cầu không thu phí giữ chỗ

Thông báo của Sở Giáo dục và Đào tạo Hà Nội ngày 22/3 yêu cầu các cơ sở giáo dục ngoài công lập không thu tiền giữ chỗ. Sở sẽ phối hợp với các đơn vị có liên quan, tăng cường thanh tra, kiểm tra, xử lý nghiêm nếu phát hiện vi phạm.

Động lực cho sự phát triển của TP. Hồ Chí Minh là tháo gỡ khó khăn, vướng mắc cho doanh nghiệp

Được sự hỗ trợ của Trung ương, và sự nỗ lực của cả hệ thống chính trị, trong năm 2023, Thành phố đã bình tĩnh đối phó với các cơn gió ngược, tìm ra các điểm nghẽn, đề ra các giải pháp phù hợp, tập trung giải quyết các công tác liên quan đến giải ngân vốn đầu tư công, hỗ trợ doanh nghiệp và thu hút đầu tư nước ngoài để phát triển kinh tế, xã hội của Thành phố.

Bài viết nổi bật

VAA tham gia Triển lãm Khuôn mẫu và công cụ Đông Quản – Trung Quốc

Đoàn doanh nghiệp Việt Nam thuộc các lĩnh vực cơ khí, điện tử, hàn, tự động hóa gồm 21 thành viên đến từ các Hội, Hiêp hội như: Hội Tự động hóa Việt Nam, Doanh nghiệp cơ khí Việt Nam (VAMI), Hội Khoa học kỹ thuật Hàn Việt Nam đã tham gia “Lễ hội mua sắm” máy công cụ, các trang thiết bị, linh kiện tại khu vực Greater Bay của triển lãm.

Circuit Design: từ thiết kế bảng mạch đến nhà cung cấp công nghệ không dây hàng đầu Nhật Bản

Circuit Design một thương hiệu công nghệ không dây hàng đầu của Nhật Bản phục vụ cho nhiều ngành công nghiệp và dân dụng khác nhau. Với 50 năm xây dựng, hiện sản phẩm của họ đã có mặt ở hơn 30 quốc gia trên thế giới. Đằng sau thành công đó là câu chuyện khởi nghiệp đầy cảm hứng.

Thủ tướng Phạm Minh Chính: Thanh niên cần thực hiện 5 xung kích, 6 khát vọng trong chuyển đổi số

Thủ tướng cũng chỉ rõ, thanh niên phải là lực lượng xung kích, giương cao ngọn cờ tiên phong, tình nguyện đi đầu, làm chủ công cuộc chuyển đổi số và phát triển Việt Nam sớm trở thành Quốc gia số, Thủ tướng Phạm Minh Chính yêu cầu Đoàn Thanh niên cùng toàn thể thanh niên Việt Nam phát huy tinh thần "5 xung kích" trong thực hiện nhiệm vụ chuyển đổi số Quốc gia.