Skip to content

Modbus là gì? Giao thức Modbus hoạt động như thế nào?

Tháng Năm 24, 2024

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa hiện nay, việc truyền thông giữa các thiết bị công nghiệp đóng vai trò vô cùng quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định của hệ thống. Một trong những giao thức truyền thông được sử dụng rộng rãi và đáng tin cậy trong lĩnh vực này chính là Modbus. Được phát triển từ năm 1979 bởi Modicon, Modbus đã trở thành tiêu chuẩn mở và miễn phí, nổi bật với sự đơn giản, tin cậy và khả năng tương thích cao. Bài viết này sẽ giới thiệu tổng quan về Modbus, từ nguyên tắc hoạt động đến các ứng dụng thực tế, đặc biệt là trong việc quản lý và giám sát môi trường.

Modbus là gì?

Modbus là một giao thức truyền thông mở, miễn phí được sử dụng rộng rãi để kết nối các thiết bị công nghiệp như PLC, bộ điều khiển, cảm biến và bộ truyền động. Nó được phát triển vào năm 1979 bởi Modicon (nay là Schneider Electric) và được đánh giá cao bởi sự đơn giản, tin cậykhả năng tương thích cao.

modbus-logo-new

Nguyên tắc hoạt động của MODBUS

MODBUS hoạt động theo nguyên tắc “Master – Slave” hay còn gọi là “Chủ – Tớ”. Một Modbus hoạt động theo mô hình client/server, nơi một thiết bị master (chủ) giao tiếp với một hoặc nhiều thiết bị “Slave” (thứ cấp). “Master” thường là PLC, PC, DCS, RTU hay SCADA. “Slave” thường là các thiết bị cấp hiện trường. Nói một cách dễ hiểu, nó là một phương pháp được sử dụng để truyền thông tin qua đường dây nối tiếp giữa các thiết bị điện tử. Master gửi yêu cầu đến slave và slave phản hồi với dữ liệu được yêu cầu.

Trong mạng Modbus tiêu chuẩn, có một Master và tối đa 247 Slave, mỗi Slave có một địa chỉ Slave duy nhất từ ​​1 đến 247. Master cũng có thể ghi thông tin vào các Slave. Giao thức này sử dụng các khung dữ liệu ngắn gọn và dễ hiểu, giúp giảm thiểu chi phí truyền thông và tăng hiệu quả hoạt động.

giao-thuc-modbus

Đặc điểm kỹ thuật trong tính năng của modbus:

  • Liên kết đến 247 thiết bị trong một mạng.
  • Phạm vi mạng lên đến 1km.
  • Hỗ trợ nhắn tin quảng bá.
  • Hệ thống cáp tiêu chuẩn.

Các loại Modbus phổ biến

  • Modbus RTU (Remote Terminal Unit): Sử dụng kết nối nối tiếp RS-485 để truyền dữ liệu. Phiên bản này thường được sử dụng trong môi trường công nghiệp do tính đáng tin cậy và khả năng chống nhiễu cao.
  • Modbus TCP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol): Sử dụng mạng Ethernet để truyền dữ liệu. Phiên bản này cung cấp tốc độ truyền tải cao và khả năng kết nối với nhiều thiết bị hơn.
  • Modbus ASCII: Mã hóa dữ liệu theo hệ hexadecimal và sử dụng ký tự ASCII. Phiên bản này ít được sử dụng hơn do tốc độ truyền chậm hơn so với RTU và TCP.

Modbus được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp khác nhau, bao gồm:

  • Hệ thống tự động hóa tòa nhà (BAS): Điều khiển hệ thống sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC), chiếu sáng và an ninh.
  • Quản lý quy trình công nghiệp: Giám sát và điều khiển các quy trình sản xuất trong các ngành công nghiệp như hóa chất, dầu khí và thực phẩm.
  • Lưới điện thông minh: Kết nối các thiết bị điện lưới để cải thiện hiệu quả và độ tin cậy.
  • Năng lượng tái tạo: Thu thập dữ liệu từ các tuabin gió, tấm pin mặt trời và các nguồn năng lượng tái tạo khác.
ung-dung-modbus-tuabin-gio-truc-dung
Tuabin Gió Trục Đứng

Ứng dụng Modbus trong truyền dữ liệu quan trắc môi trường

Hiện nay, hệ thống giám sát môi trường Online tự động được Sở Tài nguyên và Môi trường (TNMT) Bình Dương triển khai đã mang lại nhiều hiệu quả vượt trội trong việc kiểm soát chất lượng nguồn nước xả thải trên địa bàn tỉnh. Hệ thống này giúp tự động quản lý và giám sát gần 110 nguồn nước thải từ các nhà máy và khu công nghiệp (KCN), góp phần nâng cao tỷ lệ kiểm soát chất lượng nước thải lên đến 90%.

ung-dung-modbus-trong-truyen-du-lieu-quan-trac-moi-truong-tu-dong
Giao diện lấy mẫu tự động phần mềm iLotusland

Một trong những công nghệ được áp dụng hiệu quả trong hệ thống này là Modbus, một giao thức truyền thông dữ liệu phổ biến trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp.

  1. Lên lịch lấy mẫu tự động và tự động hóa quy trình lấy mẫu
    • Phần mềm iLotusLand hỗ trợ lên lịch lấy mẫu tự động, giúp tự động hóa hoàn toàn quy trình này mà không cần sự can thiệp của con người.
  2. Giao thức lấy mẫu tự động OPC và Modbus
    • iLotusLand hỗ trợ hai giao thức chính là OPC và Modbus. Trong đó, Modbus là giao thức truyền thông tin cậy và dễ triển khai, thường được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống giám sát và điều khiển công nghiệp.
  3. Tiết kiệm thời gian, chi phí và nguồn lực
    • Việc tự động hóa quy trình lấy mẫu và sử dụng giao thức Modbus giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và chi phí liên quan đến việc lấy mẫu và giám sát chất lượng nước thải.
  4. Lấy mẫu nhanh chóng và chính xác
    • Giao thức Modbus giúp truyền dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác, đảm bảo rằng các mẫu nước thải được lấy và phân tích kịp thời, đáp ứng yêu cầu kiểm soát chất lượng.
  5. Theo dõi tiến trình lấy mẫu
    • Hệ thống cho phép theo dõi tiến trình lấy mẫu trực tiếp, cung cấp thông tin cập nhật liên tục về tình trạng và chất lượng mẫu nước thải.
  6. Dễ dàng chỉnh sửa cấu hình lấy mẫu
    • Phần mềm iLotusLand cho phép dễ dàng chỉnh sửa cấu hình lấy mẫu theo yêu cầu, đảm bảo tính linh hoạt và phù hợp với các điều kiện thực tế.
  7. Hỗ trợ quản lý dữ liệu hiệu quả
    • Tất cả dữ liệu quan trắc được quản lý một cách hiệu quả, giúp dễ dàng truy xuất, phân tích và báo cáo khi cần thiết.

“Phần mềm iLotusLand giúp doanh nghiệp quản lý và giám sát quan trắc môi trường theo thời gian thực một cách hiệu quả. Với 9+ năm kinh nghiệm, dẫn đầu thị trường Việt Nam trong lĩnh vực quản lý và giám sát dữ liệu môi trường thông qua công nghệ IoT.”

Việc ứng dụng giao thức Modbus trong truyền dữ liệu quan trắc môi trường đã mang lại nhiều lợi ích thiết thực cho công tác quản lý và giám sát chất lượng nước thải tại Bình Dương. Hệ thống giám sát môi trường Online tự động với phần mềm iLotusLand không chỉ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí mà còn nâng cao hiệu quả quản lý môi trường, góp phần bảo vệ sức khỏe cộng đồng và phát triển bền vững.

Kết luận

Modbus là một giao thức truyền thông mạnh mẽ và linh hoạt, được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng công nghiệp. Ưu điểm của nó bao gồm miễn phí, đơn giản, tin cậy và khả năng tương thích cao. Tuy nhiên, cũng cần lưu ý một số hạn chế của Modbus như bảo mật, tốc độ truyền dữ liệu và giới hạn số lượng thiết bị.

Tóm lại, Modbus không chỉ là một giao thức truyền thông hiệu quả trong các hệ thống công nghiệp mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả quản lý và giám sát môi trường. Những ứng dụng thực tế của Modbus, như trong hệ thống giám sát môi trường tại Bình Dương với phần mềm iLotusLand, đã chứng minh khả năng tiết kiệm thời gian, chi phí và nguồn lực, đồng thời đảm bảo độ chính xác và kịp thời của dữ liệu quan trắc. Sự phát triển và ứng dụng rộng rãi của Modbus tiếp tục khẳng định tầm quan trọng của giao thức này trong công cuộc hiện đại hóa và phát triển bền vững.

What’s next?

giam-phat-khi-thai-nha-kinh
Ngành sản xuất và chế tạo chiếm 1/5 lượng khí thải carbon toàn cầu và 54% năng lượng sử dụng trên thế giới. Tất cả các ngành công nghiệp đều thải ra CO2, và đây không phải là điều mới mẻ đối với môi trường. Giảm phát thải khí nhà kính từ lĩnh vực sản xuất là rất quan trọng để đạt được các mục tiêu Net Zero. Các nhà máy hoạt động sản xuất cần kiểm soát lượng khí thải carbon của họ đảm bảo tuân thủ các quy định về môi trường hiện hành và tương lai, giảm…
Đọc thêm
esg-investing-dau-tu-esg-ilotusland
Bộ tiêu chuẩn ESG (Environmental, Social, and Governance) đã trở thành một khái niệm phổ biến, được công nhận là rất quan trọng đối với các doanh nghiệp trên thế giới nói chung và doanh nghiệp Việt Nam nói riêng. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi ESG đang trở thành yếu tố ưu tiên hàng đầu của các doanh nghiệp Việt Nam. Các chủ doanh nghiệp đang tích cực ứng dụng và đầu tư ESG vào trong hoạt động kinh doanh của mình để thu hút vốn đầu tư trong và ngoài nước. Vậy đầu tư ESG là…
Đọc thêm
How-to-write-an-esg-report
Tự góc nhìn của một nhà đầu tư, một doanh nghiệp, hay thậm chí một cá nhân quan tâm đến bảo vệ môi trường và xã hội, việc hiểu và thực hiện báo cáo ESG (Environmental, Social, and Governance) không chỉ là một nhiệm vụ đơn thuần mà còn là một cam kết sâu sắc với sự phát triển bền vững. Trên con đường tiến tới một tương lai bền vững, việc phản ánh công việc của doanh nghiệp qua các chỉ số ESG đã trở thành một phần không thể thiếu. Nhưng thực sự, để chúng ta hiểu được…
Đọc thêm
esg-tro-nen-quan-trong-hon-bao-gio-het-sau-tac-dong-cua-dich-covid-19
Dịch COVID-19 đã làm thay đổi cảnh quan kinh doanh toàn cầu, đẩy nhanh sự nhận thức về những thách thức môi trường, xã hội và quản trị mà các doanh nghiệp phải đối mặt. Trong bối cảnh này, việc thúc đẩy và thực hiện các nguyên tắc ESG (Môi trường, Xã hội và Quản trị) không chỉ là một nhu cầu mà còn trở thành một ưu tiên cấp bách, đồng thời tạo ra những cơ hội và thách thức mới đối với doanh nghiệp trong việc tạo ra giá trị bền vững và thích ứng với thị trường…
Đọc thêm
ilotusland-on-clound-tram-quan-trac-khong-khi-xung-quanh-so-TNMT-Binh-Dinh
Trong thế giới ngày nay của công nghệ thông tin doanh nghiệp, có nhiều yếu tố mà một công ty phải xem xét cân nhắc rất kỹ để quyết định xem triển khai hạ tầng đám mây - On-Cloud có phải là lựa chọn phù hợp hay không. Ngược lại, cũng có nhiều công ty không thể triển khai On-Clound, thay vào đó doanh nghiệp phải triển khai On-Premise. On-Premise vs. On-Cloud là gì? Sự khác biệt quan trọng giữa on-premise và on-cloud, đồng thời phân tích những ưu điểm và rủi ro của từng mô hình là gì? Hãy…
Đọc thêm
quan-trac-moi-truong-la-gi-ilotusland
Quan trắc môi trường là quá trình sử dụng các phương tiện và thiết bị đo lường để thu thập dữ liệu về các yếu tố môi trường như không khí, nước, đất, chất thải, và tiếng ồn. Có 7 loại quan trắc môi trường chính: không khí, đất, nước, chất thải, tiếng ồn, trắc phổ và khí quyển; tất cả đều quan trọng để cung cấp thông tin chính về môi trường. Mục đích chính của quan trắc môi trường là đánh giá và theo dõi sự thay đổi trong môi trường và tác động của các hoạt động như…
Đọc thêm

Liên hệ ngay với iLotusLand

Tư vấn giải pháp giám sát và quản lý dữ liệu quan trắc môi trường dễ dàng và hiệu quả.