Cảng biển là môi trường mạng khó: một bến trải dài vài trăm mét, biến tần của cẩu bờ phát nhiễu mạnh, tủ thiết bị đặt ngoài trời chịu hơi muối và sét lan truyền, còn thiết bị đo thì nằm rải rác trên bãi. Bài viết chọn máy tính Advantech cho cảng biển và đường truyền đi kèm theo hai thứ quyết định nhất là khoảng cách và môi trường đặt tủ, thay vì theo cấu hình xử lý.
1. Bốn điểm khai thác cần thiết bị riêng
Không nên thiết kế một mạng chung cho cả cảng rồi kéo dài ra. Bốn điểm dưới đây có ràng buộc khác hẳn nhau.
| Điểm khai thác | Việc phải làm tại chỗ | Ràng buộc nặng nhất |
|---|---|---|
| Cổng cảng | Đọc số hiệu container, cân xe, mở barie, in phiếu | Nhiều mạng phải tách, thiết bị chạy suốt ca, tủ có nắng chiếu |
| Cabin và chân cẩu bờ | Nhận tín hiệu tải, ghi ảnh, gửi lệnh khai thác | Nhiễu từ biến tần công suất lớn, cáp phải chạy theo dây dẫn động |
| Bãi container | Định vị vị trí xếp, liên lạc với xe khai thác | Khoảng cách xa, không có ống cáp tới từng khối |
| Kho hàng lẻ và trạm cân | Cân, kiểm đếm, ghi nhận nhập xuất | Thiết bị chỉ có cổng nối tiếp, cần đưa lên mạng chung |
Ba điểm đầu quyết định lớp truyền dẫn. Điểm cuối quyết định số bộ chuyển đổi nối tiếp cần mua.
2. Khoảng cách và nhiễu quyết định chọn cáp quang
Cáp đồng dừng ở 100 m. Một bến 400 m vượt giới hạn đó ngay từ đoạn đầu, chưa kể quãng từ nhà điều hành ra bãi sau. Thêm vào đó, biến tần của cẩu và của băng tải bơm nhiễu vào mọi sợi đồng chạy song song với cáp động lực. Quang giải quyết cả hai việc: không suy hao trong khoảng cách đó và không dẫn nhiễu.
| Model | Cổng | Điểm đáng dùng ở cảng | Nguồn |
|---|---|---|---|
| EKI-2526S | 4 cổng 10/100 đồng và 2 cổng quang single-mode đầu SC | Truyền tới 30 km, chống bão quảng bá, cách ly nhiễu giữa hai khu | 12–48 VDC dự phòng |
| EKI-7629C | 8 cổng 10/100 và 2 cổng combo Gigabit đồng hoặc SFP | Chống tĩnh điện 4.000 VDC trên cổng mạng, chống xung 3.000 VDC trên đường nguồn | Kép 12–48 VDC, 1 ngõ relay báo lỗi |
| EKI-7626C | 16 cổng 10/100 và 2 cổng combo Gigabit | Tủ đông thiết bị ở nhà điều hành, gom nhiều nhánh về một chỗ | Kép 12–48 VDC, 1 ngõ relay |
| EKI-2541M | 1 cổng 10/100 đồng và 1 cổng quang SC | Điểm lẻ một thiết bị, có báo đứt liên kết sang đầu kia | Hai đường vào 12–48 VDC, gắn DIN rail hoặc bắt panel |
| EKI-5525SI | 4 cổng đồng và 1 cổng quang | Chống nhiễu mức 3 cho tủ ngoài trời, đọc được bằng cả Modbus/TCP và SNMP | 8,4–52,8 VDC dải rộng |
Điểm phân biệt giữa hàng thứ nhất và hàng thứ tư là số thiết bị tại điểm đó. Một trạm cân chỉ có một đầu cân và một camera thì bộ chuyển đổi quang điện đủ dùng; một khối bãi có bốn thiết bị trở lên thì đặt switch rẻ hơn là kéo bốn sợi quang về.
Riêng EKI-5525SI có tính chất hiếm: cùng lúc trả lời phần mềm SCADA qua Modbus/TCP và trả lời hệ quản trị mạng qua SNMP. Ở cảng, điều đó nghĩa là kỹ sư khai thác nhìn thấy trạng thái cổng mạng ngay trên màn hình điều độ, không phải mở phần mềm mạng riêng.
3. Máy tính đặt tại cổng cảng và cabin cẩu
Máy ở cổng cảng phải nhận nhiều luồng cùng lúc: ảnh từ camera nhận dạng số hiệu container, số liệu từ đầu cân, tín hiệu barie và màn hình cho tài xế. Ba model dưới đây phủ hầu hết các cấu hình gặp trong thực tế.
- UNO-2484G đặt trong tủ cổng. Máy có 4 cổng Gigabit và 4 cổng RS-232/422/485, chạy trong dải -20 đến 60 độ C khi có luồng gió 0,7 m/s, chịu rung 3 Grms và sốc 50 G. Bốn cổng mạng cho phép tách hẳn mạng camera, mạng cân và mạng nghiệp vụ ngay trên máy.
- ARK-3520P cho chỗ cần xử lý ảnh. Máy nhận dải nguồn 9–36 VDC, có 8 cổng COM, 6 cổng USB 3.0, bộ nhớ DDR4 tới 32 GB và khe mở rộng PCI hoặc PCIe x4 để lắp thêm card thu ảnh.
- Màn hình cho khu vực có nắng và bụi. FPM-8151H là màn hình 15 inch độ phân giải XGA, dải nhiệt -20 đến 60 độ C, mặt trước đạt IP65. Bản máy tính liền màn hình cùng cỡ là TPC-1782H với màn 17 inch SXGA, mặt trước IP65 và cảm ứng điện trở 5 dây.
Máy đặt trên xe khai thác trong bãi là một bài toán khác hẳn vì có thêm rung và nguồn ắc quy; phần đó nằm ở bài máy tính gắn trên xe cho cảng và kho vận.
4. Đưa thiết bị nối tiếp lên mạng chung
Đầu cân, bộ hiển thị, cảm biến mức và nhiều thiết bị cũ trong cảng chỉ có cổng RS-232 hoặc RS-485. Hai cách nối chuẩn:
- EKI-1524. Bốn cổng RS-232/422/485 lên Ethernet, tốc độ tới 921,6 kbps, hai cổng mạng giữ liên lạc khi đứt một đường, bảo vệ tĩnh điện 15 KV trên mọi tín hiệu nối tiếp, chứng nhận Class I Division 2. Một cổng nối tiếp cho phép tối đa 5 máy chủ cùng truy cập.
- ADAM-4571. Bản một cổng, có chuyển hướng cổng COM ảo, chế độ TCP và UDP, tự động điều khiển luồng RS-485 và cập nhật phần sụn từ xa. Hợp với trạm cân lẻ chỉ có một thiết bị.
Với tín hiệu rời như barie, đèn báo và công tắc hành trình, module ADAM-6060 nhận 6 ngõ vào số và 6 ngõ ra relay qua Modbus/TCP, chạy trong dải -40 đến 70 độ C và đặt cấu hình theo nhóm cho nhiều module cùng lúc.
5. Ví dụ một bến 400 mét
Cấu hình đã dùng cho một bến container: nhà điều hành đặt switch 16 cổng gom các nhánh; hai tủ chân cẩu và hai tủ khối bãi mỗi tủ một switch có cổng quang, nối về nhà điều hành bằng sợi single-mode chạy trong máng riêng, tách hẳn khỏi máng cáp động lực; trạm cân và barie mỗi điểm một bộ chuyển đổi quang điện; tủ cổng đặt một máy hộp bốn cổng mạng cùng một bộ chuyển đổi nối tiếp bốn cổng cho hai đầu cân và hai bộ hiển thị.
Hai chi tiết thi công đáng ghi lại. Thứ nhất, mọi tủ ngoài trời đều dùng nguồn kép và đấu ngõ relay báo lỗi về tủ trực, vì đi bộ ra bãi kiểm tra một tủ mất hơn mười phút. Thứ hai, sợi quang chạy theo dây dẫn động của cẩu phải là loại chịu uốn lặp, không dùng cáp quang trong nhà.
6. Chọn máy tính Advantech cho cảng biển
Bốn bước rà soát trước khi lập danh mục:
- Đo khoảng cách thật từ nhà điều hành tới từng tủ, đánh dấu mọi đoạn vượt 100 m để chuyển sang quang.
- Đếm số thiết bị tại mỗi điểm, so chi phí giữa một switch có cổng quang và nhiều bộ chuyển đổi quang điện.
- Ghi rõ tủ nào đặt ngoài trời, tủ nào gần biến tần, để chọn model có mức chống nhiễu và dải nguồn phù hợp.
- Liệt kê thiết bị chỉ có cổng nối tiếp và cộng số cổng cần chuyển đổi, cộng thêm dự phòng cho thiết bị sẽ lắp thêm.
Các bài viết theo mảng khai thác cảng xếp trong chuyên mục quản lý cảng thông minh. Phần nền tảng về máy tính công nghiệp của hãng có tại chuyên mục Advantech trên IPC247. Khi cần lọc nhanh máy theo số cổng mạng và dải nhiệt, dùng công cụ chọn máy theo nhu cầu.
Câu hỏi thường gặp về máy tính Advantech cho cảng biển
Vì sao mạng trong bãi container phải đi cáp quang?
Một bến container dài vài trăm mét, vượt xa giới hạn 100 m của cáp đồng. Cáp quang single-mode của EKI-2526S truyền tới 30 km và không dẫn nhiễu từ biến tần cẩu vào thiết bị mạng. Cáp đồng ở khoảng cách này vừa suy hao vừa dẫn chênh lệch điện thế đất giữa hai đầu.
Switch nào chịu được tủ ngoài trời trong cảng?
EKI-5525SI nhận dải nguồn 8,4–52,8 VDC, đạt chống nhiễu mức 3 cho môi trường ngoài trời khắc nghiệt và nói chuyện đồng thời với SCADA qua Modbus/TCP lẫn với hệ quản trị mạng qua SNMP. EKI-7629C bổ sung chống tĩnh điện 4.000 VDC trên cổng Ethernet và chống xung 3.000 VDC trên đường nguồn.
Máy tính Advantech cho cảng biển nào đặt ở cổng cảng?
UNO-2484G có 4 cổng Gigabit, 4 cổng RS-232/422/485, dải nhiệt -20 đến 60 độ C, chịu rung 3 Grms và sốc 50 G. Bốn cổng mạng cho phép tách mạng camera nhận dạng, mạng cân và mạng nghiệp vụ mà không cần thêm switch trong tủ cổng.
Cân và cảm biến chỉ có cổng nối tiếp thì đưa lên mạng bằng gì?
EKI-1524 gom bốn cổng RS-232/422/485 lên Ethernet, chạy tới 921,6 kbps, bảo vệ tĩnh điện 15 KV trên mọi tín hiệu nối tiếp và có hai cổng mạng để giữ liên lạc khi đứt một đường. Thiết bị đạt chứng nhận Class I Division 2. Bản một cổng gọn hơn là ADAM-4571.
Bộ chuyển đổi quang điện EKI-2541M dùng ở đâu trong cảng?
Thiết bị này đưa một cổng 10/100 sang cổng quang SC, có chức năng báo đứt liên kết sang đầu kia và nhận hai đường vào 12–48 VDC, gắn DIN rail hoặc bắt panel. Dùng cho điểm lẻ chỉ có một thiết bị như trạm cân hay barie, nơi đặt cả switch là thừa.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
