EtherNet/IP là gì?
Ethernet/IP thực chất là bao gồm: EtherNet và IP (Industrial Protocol). Không giống như nhiều giải pháp Ethernet công nghiệp khác, Ethernet/IP sử dụng giao thức mở sẵn có, đã được chấp thuận rộng rãi như CIP. Có thể hiểu rằng Ethernet/IP là hiện thân của CIP trong mạng Ethernet TCP/IP, cũng giống như DeviceNet là hiện thân của CIP trong mạng CAN (Controller Area Network).
Sự khác biệt giữa Ethernet và Ethernet/IP
Hầu hết những người làm việc trong văn phòng giữa chúng ta đều cho rằng thuật ngữ “Ethernet” là để chỉ cáp vật lý nhằm kết nối PC và router,.. với nhau mà từ đó PC có thể truy cập các trang web trên Internet. Tuy nhiên, cáp này chỉ là phần vật lý của Ethernet, là phương tiện truyền thông điệp Ethernet đến PC. Trên cáp này là một loạt các giao thức truyền thông như IP (Internet Protocol), TCP (Transport Control Protocol) và các giao thức khác nhau của Microsft như NetBEUI. Các giao thức này hoạt động tốt trong môi trường văn phòng. Nó cho phép người dùng chia sẻ tệp, truy cập máy in, gửi email, tìm kiếm thông tin trên Internet và thực hiện được các giao tiếp khác trong môi trường văn phòng.
Trong khi nhu cầu của các nhà máy, nhà xưởng là khác rất nhiều với một số yêu cầu đặc biệt. Thay vì truy cập các tệp và máy in, bộ điều khiển của nhà máy phải truy cập dữ liệu được nhúng trong hệ thống truyền động, máy trạm của người vận hành và các thiết bị I/O. Thay vì để người dùng chờ đợi trong khi các tác vụ đang được thực hiện thì nhu cầu giao tiếp dữ liệu tại các hệ thống của nhà máy là thời gian thực.
Ví dụ: việc ngừng hoạt động chiết rót chất lỏng vào chai đòi hỏi truyền thông tin dữ liệu một cách chính xác về thời gian hơn nhiều so với việc truy cập vào một trang web tiếp theo trên Internet.
Cách thức Ethernet/IP hoạt động?
Ethernet/IP sử dụng TCP/IP để gửi những thông điệp hiện (explicit messages). Trong đó, mỗi gói thông điệp không những bao gồm dữ liệu ứng dụng mà còn cả nghĩa dữ liệu và các dịch vụ kèm theo. Ethernet/IP còn dung hoà với chuẩn UDP/IP (User Datagram Protocol/Internet Protocol) để truyền các thông điệp dịch vụ, hay còn được biết đến dưới cái tên “thông điệp ngầm” (implicit massages). Do dung hoà cả giao thức TCP/IP và UDP/IP trong thông điệp gửi qua mạng, nên các công ty có thể sử dụng Ethernet/IP cho việc lấy thông tin và điều khiển.
ControlNet DeviceNet và EtherNet/IP sử dụng chung giao thức lớp ứng dụng, chúng cũng chia sẻ một thư viện đối tượng và cấu hình thiết bị. Các đối tượng và cấu hình này cho phép khả năng tương thích plug-and-play giữa các thiết bị phức tạp từ nhiều nhà cung cấp. Các định nghĩa đối tượng là nghiêm ngặt và hỗ trợ truyền thông I/O thời gian thực, cấu hình và chẩn đoán trên cùng một mạng. Điều này có nghĩa là người dùng có thể kết nối với các thiết bị phức hợp như biến tần, bộ điều khiển, đầu đọc mã vạch và weigh scales mà không cần phần mềm tùy chỉnh. Từ đó đem lại khả năng khởi động nhanh hơn và chẩn đoán vượt trội.
Ngoài ra, EtherNet/IP cung cấp cho người dùng cả dịch vụ thông điệp hiện (hiện thị thông tin) và thông điệp ẩn (điều khiển). Do đó, EtherNet/IP cung cấp tất cả các dịch vụ cần thiết cho các mạng cấp điều khiển và cấp thiết bị – từ các cơ chế kích hoạt chuyển trạng thái change-of-state, thăm dò và tuần hoàn đến việc chuyển dữ liệu điểm-điểm và đa điểm (point-to-point và multicast). Cuối cùng, với sự chấp thuận nhanh chóng của ControlNet và DeviceNet, gần 400 nhà cung cấp từ khắp nơi trên thế giới đã phát triển hơn 500 sản phẩm tương thích cho bất kỳ mạng nào trong ba mạng. Điều này rất quan trọng và cho chúng ta biết rằng EtherNet/IP sẽ tiếp tục phát triển cả trong hiện tại và tương lai.
Tóm lược 6 điều cần biết về Ethernet/IP
- EtherNet/IP là một giao thức lớp ứng dụng được truyền bên trong một gói TCP/IP. Điều đó có nghĩa là EtherNet/IP chỉ đơn giản là cách dữ liệu được tổ chức trong một gói TCP hoặc UDP.
- Các thiết bị trên mạng EtherNet/IP biểu hiện dữ liệu của chúng với mạng dưới dạng một chuỗi các giá trị dữ liệu được gọi là thuộc tính và được nhóm với các giá trị dữ liệu tương tự khác và tạo thành các tập thuộc tính được gọi là đối tượng.
- Mọi thiết bị phải có EtherNet/IP Required Objects – Identity, TCP, Router. EtherNet/IP xác định các đối tượng đó.
- EtherNet/IP Application Objects có dữ liệu cho thiết bị cụ thể. Ví dụ: thiết bị EtherNet/IP Drive có đối tượng động cơ. Các thiết bị EtherNet/IP hỗ trợ các thiết bị cụ thể đều có cùng một tập hợp các đối tượng ứng dụng EtherNet/IP.
- Có hai loại thông điệp được truyền giữa EtherNet/IP Scanner Device (mở kết nối và bắt đầu truyền dữ liệu) và EtherNet/IP Adapter Device (cung cấp dữ liệu cho máy quét). Các thông điệp này là Explicit Messages (không đồng bộ, truyền khi cần thiết) và I/O Messages (thông điệp dữ liệu được truyền liên tục).
- EtherNet/IP là một phần của CIP (Common Industrial Protocol). CIP xác định cấu trúc đối tượng và chỉ định việc truyền thông điệp. Giao thức CIP qua CAN là DeviceNet. Giao thức CIP qua Ethernet là EtherNet/IP.
Trên đây, MC&TT đã chia sẻ tổng quan kiến thức về giao thức EtherNet/IP. Hy vọng rằng, với những thông tin về EtherNet/IP trên có thể giúp ích cho các bạn trong quá tìm hiểu, nghiên cứu hay làm việc với EtherNet/IP. Xin cảm ơn!