Moxa đưa ra dòng sản phẩm Serial to Fiber Converter kết nối các thiết bị có sẵn RS232/RS422/RS485 với khoảng cách lên tới 100km qua cáp quang.

Bài toán trong thực tế

Khi xây dựng hệ thống thu thập, giám sát dữ liệu từ xa từ các thiết bị cấp trường như đồng hồ đo nhiệt độ, điện năng hay các thiết bị I/O lên các máy tính đặt tại phòng điều khiển trung tâm. Các thiết bị cấp trường sử dụng truyền thông nối tiếp RS232/422/485 để giao tiếp với các thiết bị PLC, máy tính nhúng.

Công nghệ truyền dẫn RS232/RS422/RS485 hỗ trợ truyền dẫn với khoảng cách xa nhất 1200m, vậy nếu các thiết bị này đặt cách xa trung tâm 5km, 10km hay 40km thì giải pháp kết nối sẽ như thế nào?

Giải pháp sử dụng kết nối quang 

Từ lâu, truyền thông quang là giải pháp hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề về khoảng cách trong mạng truyền thông. Dựa trên đặc tính suy hao nhỏ của sợi quang, mỗi kết nối quang có thể lên tới 100km và hoạt động ổn định trong khoảng 40-60km đối với cáp quang single mode và từ 2-5km đối với cáp quang Multimode.

Thiết bị chuyển đổi Serial (RS232/RS422/RS485) sang quang (Single mode, Multimode) sẽ là mảnh ghép còn thiếu để hoàn thiện hệ thống. Sau đây là 2 mô hình điển hình sử dụng giải pháp thiết bị TCF-142 chuyển đổi từ serial sang quang của Moxa.

• Point to Point mode: Kịch bản kết nối 1 Master – 1 Slave

Sơ đồ như bên dưới:

Sơ đồ truyền thông nối tiếp Point to Point mode sử dụng TCF-142

Như ở sơ đồ trên, một thiết bị TCF-142 sẽ kết nối nối tiếp với một thiết bị master (PLC, máy tính nhúng,…) và thiết bị TCF-142 còn lại sẽ kết nối nối tiếp với một thiết bị slave (đồng hồ, thiết bị I/O,…) thông qua các terminal. Hai thiết bị TCF-142 này sẽ kết nối với nhau bằng cổng quang (ST/SC).

• Ring mode: Kịch bản kết nối 1 Master – N Slave ( N = 2, 3,…)

Sơ đồ như bên dưới:

Sơ đồ truyền thông nối tiếp Ring mode sử dụng TCF-142

Khi cần kết nối 1 Master với nhiều Slave ở các vị trí khác nhau. Như trong trường hợp, một PLC hoặc máy tính vận hành cần kết nối tới các cảm biến, đồng hồ

• So sánh hai tính ứng dụng của 2 giải pháp kết nối:

Thử nghiệm thực tế

Point to Point mode:

• Cấu hình thiết bị chuyển đổi

• Đặt cấu hình chuẩn truyền thông RS485 (2 dây): Sw1 (OFF) – Sw2 (ON)

Hình 1.1: Thiết lập cấu hình point to point mode trong thử nghiệm

• Không bổ sung thêm điện trở 120 Ohm: Sw3 (OFF)
• Đặt cấu hình Mode truyền Point to Point: Sw4 (OFF)

• Nối thiết bị

Hình 2.1: Đấu nối point to point mode trong thử nghiệm

• Kết quả thử nghiệm

            Hình 3.1: Giá trị trên cảm biến nhiệt độ, độ ẩm THD

            Hình 4.1: Giá trị đọc cảm biến trên phần mềm SCADA Elipse Powe

Ring mode:

• Cấu hình thiết bị chuyển đổi

• Đặt cấu hình chuẩn truyền thông RS485 (2 dây): Sw1 (OFF) – Sw2 (ON)

Hình 1.2: Thiết lập cấu hình Ring mode trong thử nghiệm

• Không bổ sung thêm điện trở 120 Ohm: Sw3 (OFF)
• Đặt cấu hình Mode truyền Ring: Sw4 (ON)

• Đấu nối các thiết bị

Hình 2.2: Đấu nối Ring mode trong thử nghiệm

Kết quả thử nghiệm

Hình 3.2: Giá trị trên cảm biến nhiệt độ, độ ẩm THD	Hình 3.3: Giá trị trên cảm biến nhiệt độ P30U

            Hình 4.2: Giá trị đọc cảm biến trên phần mềm SCADA Elipse Power

Kết luận

Với tính năng vô cùng hữu ích trong các dự án nâng cấp, mở rộng hệ thống mạng cần phải kết nối các thiết bị Serial ở khoảng cách xa qua đường cáp quang. Thiết bị TCF-142 là giải pháp tiện lợi và dễ dàng triển khai.

Đối với các bài toàn yêu cầu thu thập tín hiệu từ số lượng lớn site, trong bài viết sau SAFEnergy sẽ giới thiệu tới quý đọc giả dòng sản phẩm TRC-190 và TRC-2190.

Link tham khảo thêm về các sản phẩm Serial to Optical converter của Moxa:

https://www.moxa.com/en/products/industrial-edge-connectivity/serial-converters/serial-to-fiber-converters

Để có thêm hỗ trợ chi tiết, vui lòng liên hệ:

kinhdoanh@safenergy.com.vn

www.safenergy.com.vn