ADAM-4000: mô-đun Remote I/O chạy RS-485 của Advantech

ADAM-4000 là dòng mô-đun Remote I/O của Advantech đi trên tuyến RS-485. Mô-đun đặt ngay tại nơi có tín hiệu, gá thanh DIN trong tủ điện, nhận nguồn một chiều rồi trả dữ liệu về máy tính bằng lệnh ASCII hoặc giao thức Modbus RTU. Bài viết liệt kê các mã đang bán trên site, cách chọn theo loại tín hiệu, cách đấu bus và đặt địa chỉ, cùng ranh giới giữa dòng này với dòng Ethernet ADAM-6000.

Điểm mạnh của dòng này là chi phí trên một điểm đo thấp và đường truyền đi xa. Một đôi dây xoắn chạy dọc nhà xưởng nối được nhiều mô-đun trên cùng một tuyến, nên tủ điện không phải chứa hàng chục cặp dây tín hiệu kéo về từ hiện trường. Đổi lại, tốc độ trao đổi dữ liệu thấp hơn mạng Ethernet và mọi thiết bị trên tuyến phải dùng chung một tốc độ truyền.

Thông số kỹ thuật các mã ADAM-4000 đang bán

Bảng dưới lấy số liệu từ thông số công bố của từng mã trên site, xếp theo nhóm chức năng. Cột cách ly ghi mức cách ly tín hiệu, không phải mức chịu đựng của vỏ.

Ba hạng mục dùng chung cho cả nhóm mô-đun vào ra: đầu nối là hai khối cầu đấu cắm rời cho dây cỡ 14 đến 22 AWG, mạch canh chừng của hệ thống đặt ở mức 1,6 giây, và độ ẩm làm việc 5 đến 95 phần trăm không ngưng tụ. Tốc độ truyền trên tuyến đặt được từ 1200 tới 115.200 bit mỗi giây, cự ly tối đa 1,2 km theo tài liệu hãng.

Hai mã analog đáng đọc kỹ vì hay bị chọn nhầm cho nhau. ADAM-4017+ lấy mẫu 10 lần mỗi giây, trở kháng vào 20 MOhm với tín hiệu áp. ADAM-4117 lấy mẫu 10 hoặc 100 lần mỗi giây, có mức chịu điện áp chung 200 VDC, cập nhật phần sụn trực tuyến và chịu được dải nhiệt rộng hơn nhiều. Với tủ ngoài trời hoặc buồng máy nóng, chênh lệch dải nhiệt là lý do đủ để chọn mã sau.

ADAM-4000 dùng cho việc gì

Dòng này hợp với những điểm đo nằm rải rác nhưng vẫn kéo được một tuyến dây chung. Bốn tình huống dưới đây gặp nhiều tại nhà máy và công trình hạ tầng trong nước.

• Bổ sung điểm đo cho tủ điện đã có tuyến RS-485. Nhiều tủ điều khiển đã chạy biến tần hoặc đồng hồ đo điện trên bus RS-485. Thêm một mô-đun vào ra vào đúng tuyến đó là việc của một buổi, không phải kéo lại cáp trục.
• Trạm bơm, bể chứa và điểm đo nằm xa nhà điều hành. Cự ly 1,2 km cho phép đặt mô-đun ngay tại trạm và chỉ kéo một đôi dây tín hiệu về. Ở khoảng cách này, đi dây mạng đòi hỏi thêm bộ chuyển đổi quang hoặc switch trung gian.
• Tủ ngoài trời và buồng máy không điều hoà. Bản ADAM-4117 làm việc từ -40 đến 85 độ C, chịu xung 1 kV trên đường nguồn, chống EFT 3 kV và ESD 8 kV, nên đặt được trong tủ ven đường hoặc cạnh máy phát.
• Đóng cắt tải nhỏ và đọc trạng thái thiết bị. Mô-đun ngõ ra kiểu sink lái đèn báo, rơ le trung gian và van điện từ; mô-đun ngõ vào cách ly đọc công tắc hành trình, tiếp điểm phụ của khởi động từ và nút dừng khẩn.

Chọn mã ADAM-4000 theo loại tín hiệu

Việc chọn bắt đầu từ bảng kê điểm tín hiệu tại hiện trường, không bắt đầu từ mã sản phẩm. Bảng dưới quy đổi từ loại tín hiệu sang mã đang có trên site kèm điểm cần lưu ý khi đấu dây.

Đấu bus RS-485 và đặt địa chỉ cho mô-đun

Phần lắp đặt quyết định hệ thống chạy ổn định hay hay treo. Tuyến RS-485 đi theo kiểu nối tiếp từ thiết bị này sang thiết bị kế tiếp, không đi hình sao và không rẽ nhánh dài. Hai đầu tuyến gắn điện trở kết thúc 120 Ohm để giảm phản xạ tín hiệu. Cáp dùng loại đôi xoắn có vỏ chắn, phần chắn nối đất một đầu duy nhất, tránh đi chung máng với cáp động lực của biến tần.

Bốn thông số phải giống nhau trên toàn tuyến: tốc độ truyền, số bit dữ liệu, kiểu kiểm chẵn lẻ và số bit dừng. Trong dải 1200 đến 115.200 bit mỗi giây, tuyến càng dài thì càng nên hạ tốc độ. Mỗi mô-đun mang một địa chỉ riêng, đặt bằng phần mềm tiện ích qua cổng nối tiếp trước khi đưa vào tủ; đặt trùng địa chỉ là lỗi thường gặp nhất khi mở rộng hệ thống.

Về giao thức, cùng một mô-đun có thể nói tập lệnh ASCII riêng của hãng hoặc Modbus RTU, nhưng chỉ chọn một cho mỗi phiên làm việc. Phần mềm giám sát thông dụng đọc Modbus RTU, nên nhóm mã hỗ trợ Modbus thường được ưu tiên. Với các mã chỉ có lệnh ASCII, phần mềm phải dùng thư viện của hãng hoặc thêm một lớp chuyển đổi.

Khi nào chọn ADAM-4000, khi nào chọn ADAM-6000

Hai dòng cùng làm nhiệm vụ thu thập tín hiệu nhưng khác đường truyền, nên câu hỏi đúng là hạ tầng tại chỗ đang có gì. Ba căn cứ dưới đây đủ để quyết định.

• Hạ tầng dây sẵn có. Tủ đã có tuyến RS-485 thì thêm mô-đun ADAM-4000 là rẻ nhất. Nhà xưởng đã phủ mạng LAN và switch công nghiệp thì mô-đun Ethernet rút ngắn thời gian lắp.
• Khoảng cách và số điểm. Điểm đo xa hơn 100 m mà không có switch trung gian thì tuyến nối tiếp có lợi. Ngược lại, khi số điểm tăng nhanh theo từng năm, mở rộng trên mạng chỉ tốn thêm một cổng switch.
• Cách cấu hình và bảo trì. Mô-đun nối tiếp đặt cấu hình bằng phần mềm tiện ích qua cổng COM. Mô-đun Ethernet có sẵn trang cấu hình trên trình duyệt, thuận tiện khi nhiều người cùng bảo trì.

Chi tiết từng mã của dòng chạy mạng được nêu trong bài ADAM-6000 Series. Trường hợp muốn giữ nguyên mô-đun nối tiếp đang chạy mà vẫn đưa dữ liệu lên mạng, bộ ADAM-4571 tạo cổng COM ảo cho máy tính, cho phép tối đa 5 máy chủ truy cập một cổng nối tiếp và hỗ trợ tốc độ tới 921,6 kbps.

Mua mô-đun ADAM-4000 ở đâu

Trên site này, các mã của dòng nằm trong chuyên mục Remote I/O modules, mỗi mã có trang sản phẩm riêng kèm bảng thông số và tài liệu hãng. Nhóm mã đang có trang sản phẩm gồm ADAM-4017+, ADAM-4117, ADAM-4050, ADAM-4051, ADAM-4052, ADAM-4053, ADAM-4055, ADAM-4056S và ADAM-4571. Các mã còn lại của dòng đặt theo yêu cầu dự án.

Khi hỏi báo giá, nên gửi kèm bảng kê điểm tín hiệu: số kênh analog theo từng dải đo, số kênh vào ra số, điện áp tiếp điểm, điện áp nguồn có sẵn trong tủ và nhiệt độ cao nhất tại điểm lắp. Bảng này quyết định số mô-đun, cách chia tủ và việc có cần bản chịu nhiệt rộng hay không, tránh phải bổ sung mô-đun ngay sau khi lắp.

Muốn xem cách các mô-đun này ghép với máy tính đứng đầu hệ thống, tham khảo danh mục máy tính công nghiệp Advantech trên IPC247. Nếu phần máy tính thu thập dữ liệu chưa chốt được cấu hình, có thể chạy công cụ chọn máy theo yêu cầu rồi gửi kết quả kèm đề nghị báo giá.

Câu hỏi thường gặp về ADAM-4000

ADAM-4000 là gì?

ADAM-4000 là dòng mô-đun Remote I/O của Advantech, đặt tại nơi có tín hiệu và trao đổi dữ liệu qua tuyến RS-485. Mỗi mô-đun nhận nguồn một chiều, gá thanh DIN, xếp chồng hoặc bắt tường, và đọc ghi bằng lệnh ASCII hoặc giao thức Modbus RTU tuỳ mã. Dòng gồm các nhóm ngõ vào analog, ngõ vào số, ngõ ra số, mô-đun đếm xung và bộ chuyển đổi cổng.

Một tuyến RS-485 đấu được bao nhiêu mô-đun ADAM-4000?

Theo tài liệu hãng, một đoạn bus RS-485 chuẩn nhận tối đa 32 nút và đi xa 1,2 km ở tốc độ thấp. Muốn vượt hai giới hạn đó thì thêm bộ lặp tín hiệu để chia thành nhiều đoạn. Trong thực tế nên trừ hao: đặt số mô-đun mỗi đoạn thấp hơn giới hạn để còn chỗ mở rộng và để bù suy hao khi cáp đi trong máng chung với dây động lực.

Mã nào trong dòng ADAM-4000 hỗ trợ Modbus RTU?

Theo thông số công bố của các mã đang bán trên site, ADAM-4017+, ADAM-4117, ADAM-4051, ADAM-4055 và ADAM-4056S nhận cả lệnh ASCII lẫn Modbus RTU. ADAM-4050, ADAM-4052 và ADAM-4053 chỉ nhận tập lệnh ASCII. Đây là điểm phải kiểm trước khi chốt mã, vì phần mềm SCADA thường chỉ nói được Modbus.

ADAM-4017+ và ADAM-4117 khác nhau ở đâu?

Hai mã cùng có 8 kênh ngõ vào analog vi sai, cùng độ phân giải 16 bit và cùng cách ly 3000 VDC. ADAM-4117 chịu dải nhiệt làm việc -40 đến 85 độ C, nhận nguồn 10 đến 48 VDC, có bảo vệ xung 1 kV trên đường nguồn cùng chống EFT 3 kV và ESD 8 kV, phát hiện đứt dây với tín hiệu 4 đến 20 mA. ADAM-4017+ làm việc trong dải -10 đến 70 độ C và nhận nguồn 10 đến 30 VDC.

Đưa dữ liệu từ tuyến ADAM-4000 lên mạng Ethernet bằng cách nào?

Cách đơn giản nhất là đặt một bộ chuyển đổi cổng nối tiếp sang Ethernet ở đầu tuyến, ví dụ ADAM-4571. Bộ này tạo cổng COM ảo trên máy tính hoặc mở cổng TCP để phần mềm kết nối qua mạng, nên toàn bộ mô-đun cũ giữ nguyên. Cách thứ hai là thay bằng mô-đun Ethernet dòng ADAM-6000, nhưng phải đi lại dây và đổi cấu hình phần mềm.

Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.