Hệ thống I/O từ xa từ xa trong tự động hóa công nghiệp

Hệ thống I/O từ xa (Remote Input/Output System) là một giải pháp trong tự động hóa công nghiệp cho phép thu thập và điều khiển tín hiệu I/O tại hiện trường, sau đó truyền dữ liệu về bộ điều khiển trung tâm như PLC, IPC, SCADA hoặc DCS thông qua các mạng truyền thông công nghiệp.

Nguyên lý hoạt động của hệ thống I/O từ xa

• Thiết bị hiện trường phát sinh tín hiệu
• Mô-đun I/O từ xa thu thập và số hóa tín hiệu
• Dữ liệu được truyền về PLC qua mạng công nghiệp
• PLC xử lý logic điều khiển
• Lệnh điều khiển được gửi ngược lại mô-đun Output
• Thiết bị chấp hành thực thi lệnh

Các thành phần chính trong hệ thống I/O từ xa

Bộ điều khiển trung tâm (PLC / IPC / DCS)

Bộ điều khiển trung tâm là “bộ não” của toàn bộ hệ thống I/O từ xa. Thiết bị này có nhiệm vụ:

• Nhận dữ liệu từ các mô-đun I/O từ xa
• Xử lý logic điều khiển
• Gửi lệnh điều khiển ngược lại các thiết bị chấp hành
• PLC, IPC hoặc DCS sẽ giao tiếp với các trạm I/O từ xa thông qua mạng truyền thông công nghiệp. Việc tách rời I/O khỏi PLC giúp giảm tải phần cứng, tăng khả năng mở rộng và nâng cao độ ổn định hệ thống.

Bộ giao tiếp truyền thông I/O từ xa (Remote I/O Head / Gateway)

Đây là thành phần trung gian đóng vai trò kết nối các mô-đun I/O với bộ điều khiển trung tâm. Bộ giao tiếp này đảm nhiệm:

• Chuyển đổi tín hiệu I/O thành dữ liệu truyền thông
• Quản lý địa chỉ, đồng bộ dữ liệu
• Đảm bảo truyền thông ổn định và chính xác
• Các bộ giao tiếp I/O từ xa thường hỗ trợ nhiều giao thức công nghiệp như PROFINET, Modbus TCP, EtherNet/IP, EtherCAT…, giúp hệ thống dễ dàng tích hợp với nhiều nền tảng PLC khác nhau.

Các mô-đun I/O (Input / Output Modules)

• Mô-đun I/O là thành phần trực tiếp kết nối với thiết bị hiện trường, đóng vai trò thu thập và xuất tín hiệu điều khiển.
• Digital Input (DI): nhận tín hiệu ON/OFF từ công tắc, cảm biến tiệm cận, nút nhấn
• Digital Output (DO): điều khiển relay, contactor, van điện từ
• Analog Input (AI): thu tín hiệu 0–10V, 4–20mA từ cảm biến nhiệt độ, áp suất, lưu lượng
• Analog Output (AO): điều khiển biến tần, van tuyến tính
• Các mô-đun này có thể được lắp đặt phân tán tại hiện trường, giúp rút ngắn dây dẫn và giảm nhiễu tín hiệu.

Hệ thống mạng truyền thông công nghiệp

Mạng truyền thông là xương sống của hệ thống I/O từ xa, cho phép dữ liệu được truyền đi nhanh chóng và ổn định. Tùy vào yêu cầu hệ thống, mạng có thể sử dụng:

• Ethernet công nghiệp
• Fieldbus
• Mạng không dây công nghiệp (trong một số ứng dụng đặc thù)
• Việc lựa chọn đúng giao thức và hạ tầng mạng giúp đảm bảo truyền dữ liệu thời gian thực, giảm độ trễ và tăng độ tin cậy vận hành.

Nguồn cấp và phụ kiện hệ thống

Nguồn cấp (thường là 24VDC) đảm bảo các mô-đun I/O hoạt động ổn định và liên tục. Bên cạnh đó, hệ thống còn bao gồm:

• Terminal đấu nối
• Thanh ray DIN
• Vỏ bảo vệ, tủ điện
• Module mở rộng, module bảo vệ
• Các phụ kiện này giúp hoàn thiện hệ thống, tăng độ bền và thuận tiện cho lắp đặt – bảo trì.

Ứng dụng thực tế của hệ thống I/O từ xa

Nhà máy sản xuất tự động

• Tại các nhà máy sản xuất tự động như thực phẩm đồ uống, bao bì, cơ khí, điện tử, thiết bị và cảm biến được bố trí trải dài trên dây chuyền.
• Hệ thống I/O từ xa cho phép đặt module I/O gần thiết bị hiện trường, giảm đáng kể chiều dài dây kéo về tủ PLC trung tâm.
• Điều này giúp giảm nhiễu tín hiệu, tiết kiệm chi phí lắp đặt và nâng cao độ ổn định, đồng thời thuận lợi khi mở rộng công suất hoặc bổ sung công đoạn mới.

Dây chuyền robot – AGV

• Trong các hệ thống robot công nghiệp và xe tự hành AGV, yêu cầu điều khiển chính xác, phản hồi nhanh và đảm bảo an toàn là yếu tố then chốt.
• I/O từ xa được dùng để kết nối cảm biến an toàn, cảm biến vị trí, tín hiệu điều khiển ngoại vi dọc theo dây chuyền robot hoặc tuyến di chuyển của AGV.
• Nhờ đó, hệ thống đạt được độ trễ thấp, tính đồng bộ cao và khả năng mở rộng linh hoạt, đặc biệt phù hợp với mô hình nhà máy thông minh.

Hệ thống xử lý nước – nước thải

• Các nhà máy xử lý nước sạch và nước thải thường có phạm vi phân tán rộng, bao gồm bể lắng, bể lọc, trạm bơm và khu xả thải.
• Hệ thống I/O từ xa cho phép thu thập dữ liệu mức nước, lưu lượng, áp suất, pH, DO… tại từng khu vực, sau đó truyền về trung tâm điều khiển.
• Nhờ vậy, quá trình vận hành được giám sát liên tục, chính xác, giảm phụ thuộc nhân lực và nâng cao hiệu quả quản lý môi trường.

Nhà máy điện – trạm biến áp

• Trong lĩnh vực điện lực và năng lượng, độ tin cậy và an toàn vận hành được đặt lên hàng đầu.
• I/O từ xa được ứng dụng để giám sát trạng thái thiết bị. Tín hiệu bảo vệ, cảnh báo sự cố tại nhà máy điện, trạm biến áp, điện gió và điện mặt trời.
• Việc truyền dữ liệu thời gian thực giúp phát hiện sớm rủi ro. Hỗ trợ vận hành từ xa và tối ưu công tác bảo trì, đặc biệt tại các vị trí khó tiếp cận.

Kho thông minh – logistics

• Các hệ thống kho thông minh và trung tâm logistics tự động sử dụng nhiều băng tải, thang nâng, robot gắp và AGV.
• Hệ thống I/O từ xa đóng vai trò kết nối cảm biến vị trí. Đầu đọc mã vạch, thiết bị phân loại và hệ thống an toàn.
• Nhờ khả năng mở rộng linh hoạt, I/O từ xa giúp đồng bộ vận hành. Tăng tốc độ xử lý đơn hàng và dễ dàng tích hợp với WMS, SCADA, hệ thống quản lý kho.

Hệ thống BMS – EMS

• 

  Trong các tòa nhà, khu công nghiệp và nhà máy hiện đại, BMS (Building Management System) và EMS (Energy Management System) cần thu thập dữ liệu từ nhiều khu vực khác nhau.

• I/O từ xa giúp kết nối hệ thống HVAC, chiếu sáng, đo lường điện năng, an ninh, tạo nền tảng cho giám sát, phân tích và tối ưu năng lượng.
• Đây là yếu tố quan trọng hướng đến vận hành thông minh, tiết kiệm chi phí và phát triển bền vững.

Thông tin liên hệ

CÔNG TY FATEK VIỆT NAM.

Địa chỉ: VT09 BT02 – KĐT Xa La – Hà Đông – Hà Nội

Trang web:  https://fatek.com.vn/

Hotline: 097 523 9823