เมื่อมี PLC อยู่แล้ว แต่อยากเพิ่ม SCADA ต้องต่ออย่างไรไม่ให้คำสั่งชนกัน? ที่นี่มีคำตอบ ในโรงงานหลายแห่ง ระบบเดิมอาจมี PLC เชื่อมต่อกับ HMI หรืออุปกรณ์หน้างานผ่าน Modbus RTU บน RS-485 และใช้งานได้ตามปกติมานานหลายปี แต่เมื่ออยากเพิ่ม ระบบ SCADA หรือ IoT gateway เข้ามาอ่านข้อมูลจากอุปกรณ์ชุดเดิม หลายคนอาจคิดว่าสามารถต่อสายพ่วงเข้ากับสาย RS-485 ได้เลย
ปัญหาคือ Modbus RTU บน RS-485 Network สามารถมี Modbus Master ได้เพียง 1 ตัว หากนำ PLC และ SCADA ซึ่งทำหน้าที่เป็น Master ทั้งคู่มาต่อรวมกันโดยตรง คำสั่งอาจถูกส่งออกมาในเวลาใกล้กันจนเกิดการชนกัน ทำให้อ่านค่าไม่ได้ ข้อมูลขาดหาย หรือเกิด Timeout เป็นระยะตรงนี้คือหน้าที่ของ RS-485 Splitter
RS-485 Splitter คืออะไร? RS-485 Splitter คืออุปกรณ์ตัวกลางที่ช่วยให้อุปกรณ์ Master มากกว่าหนึ่งระบบ สามารถใช้งานอุปกรณ์ Serial ชุดเดียวกันได้อย่างเป็นระเบียบ หน้าที่ของมันไม่ใช่เพียงแค่แยกสายหรือเพิ่มจำนวนพอร์ต แต่จะรับคำสั่งจาก Master แต่ละฝั่งเข้ามาจัดลำดับ จากนั้นจึงส่งคำขอลงไปหาอุปกรณ์ Slave ทีละรายการ พูดง่าย ๆ คือ RS-485 Splitter ทำหน้าที่เหมือน “ตัวจัดคิวการสื่อสาร” เพื่อไม่ให้ PLC และ SCADA ส่งคำสั่งลงไปหาอุปกรณ์พร้อมกัน
ตัวอย่างอุปกรณ์ฝั่ง Master ที่พบได้บ่อย ได้แก่ PLC/HMI/SCADA/Panel PC/ระบบ Monitoring หรือ Data Logger ส่วนอุปกรณ์ฝั่ง Slave อาจจะเป็น Power Meter/Temperature Controller/Inverter/Sensor Remote I/O - อุปกรณ์อื่นบนบัส RS-485
tSH-735i เข้ามาช่วยอย่างไร?
tSH-735i จาก ICP DAS เป็น RS-485 Splitter ที่มีพอร์ต Isolated RS-485 จำนวน 3 พอร์ต รองรับฟังก์ชัน Two Masters Share One Slave ในการใช้งานแบบ RS-485 Splitter สามารถต่อ Master สองระบบเข้ากับคนละพอร์ต แล้วเชื่อมพอร์ตที่เหลือไปยังอุปกรณ์ Slave หรือบัส RS-485 ชุดเดิม เมื่อ PLC และ SCADA ส่ง Request เข้ามาในเวลาใกล้กัน tSH-735i จะรับคำขอทั้งสองฝั่งเข้ามาจัดคิว แล้วประมวลผลทีละคำขอ จากนั้นจึงส่ง Response กลับไปยัง Master ฝั่งที่เป็นผู้ร้องขอ จึงช่วยลดโอกาสที่คำสั่งจาก Master สองระบบจะชนกันบนบัสฝั่งอุปกรณ์
tSH-735i ทำงานอย่างไร? ลำดับการทำงานสามารถอธิบายได้ดังนี้ 1. PLC ส่ง Request เข้ามาทาง COM1 2. SCADA หรือ HMI ส่ง Request เข้ามาทาง COM2 3. tSH-735i รับคำขอจากทั้งสองพอร์ตเข้ามาจัด Queue 4. โมดูลส่งคำขอลงไปหาอุปกรณ์ผ่าน COM3 ทีละรายการ เมื่อ Slave ส่ง Response กลับมา โมดูลจะส่งคำตอบกลับไปยัง Master ฝั่งที่ร้องขอ วิธีนี้ทำให้ PLC และ SCADA สามารถอ่านข้อมูลจาก Power Meter หรืออุปกรณ์ Serial ชุดเดียวกันได้ โดยไม่ต้องต่อ Master ทั้งสองตัวรวมกันบนบัสโดยตรง Diagram การเชื่อมต่อ
ประโยชน์ของ tSH-735i 1. ให้ Master สองระบบใช้อุปกรณ์ชุดเดียวกันได้ ช่วยให้ PLC และ SCADA หรือ HMI สองตัว สามารถเข้าถึงอุปกรณ์ Slave ชุดเดียวกันได้ โดยมีโมดูลคอยจัดลำดับการสื่อสาร 2. ตั้งค่าพอร์ตแต่ละฝั่งให้ต่างกันได้ แต่ละพอร์ตสามารถกำหนด Baud Rate และ Data Format ให้เหมาะกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อได้ จึงช่วยในกรณีที่ระบบเดิมกับระบบใหม่ใช้ค่าการสื่อสารไม่ตรงกัน 3. เหมาะกับการติดตั้งในระบบอุตสาหกรรม tSH-735i มาพร้อม 3 × Isolated RS-485 และรองรับ 3,000 VDC Signal Isolation มี Self-Tuner สำหรับควบคุมทิศทางการรับ–ส่ง RS-485 อัตโนมัติ พร้อม Built-in Web Server สำหรับตั้งค่าผ่านหน้าเว็บโดยไม่ต้องใช้คำสั่ง Console ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานเพิ่ม SCADA โดยใช้ Power Meter ชุดเดิม ระบบเดิมมี PLC อ่านค่าจาก Power Meter ผ่าน Modbus RTU อยู่แล้ว แต่ต้องการเพิ่ม SCADA สำหรับแสดง Dashboard หรือเก็บข้อมูลพลังงาน สามารถนำ tSH-735i มาวางคั่นกลาง เพื่อให้ PLC และ SCADA อ่านข้อมูลจาก Meter ชุดเดิมได้ โดยไม่ต้องนำ Master ทั้งสองตัวมาต่อรวมบัสโดยตรง
ใช้ HMI สองจุดควบคุมอุปกรณ์ชุดเดียวกัน ในระบบอาคารหรือสายการผลิต อาจต้องการติดตั้ง HMI ไว้สองตำแหน่ง เช่น หน้างานและห้องควบคุม เพื่อเข้าถึง Controller หรือระบบไฟชุดเดียวกัน tSH-735i จะช่วยจัดลำดับ Request จาก HMI ทั้งสองจุดก่อนส่งไปยังอุปกรณ์
เชื่อมระบบที่ตั้งค่าการสื่อสารต่างกัน หากอุปกรณ์แต่ละฝั่งใช้ Baud Rate, Data Format ต่างกัน สามารถตั้งค่าพอร์ตของ tSH-735i ให้เหมาะกับแต่ละระบบได้ โดยไม่ต้องกลับไปเปลี่ยนค่าของอุปกรณ์เดิมทั้งหมด
ข้อควรรู้ก่อนติดตั้ง
เมื่อมี Master สองระบบเข้ามาใช้อุปกรณ์ชุดเดียวกัน จำนวน Request บนฝั่ง Slave อาจเพิ่มขึ้น จึงควรตรวจสอบและปรับค่า Timeout กับ Scan Interval ของ Master ทั้งสองฝั่งให้เหมาะสม โดยเฉพาะระบบที่อ่านข้อมูลถี่
หาก Master ทั้งสองตัวสามารถส่งคำสั่ง Write ไปยัง Slave ได้ ควรกำหนดสิทธิ์หรือ Logic การควบคุมให้ชัดเจน เพราะ Serial Port Sharer ช่วยจัดลำดับคำสั่ง แต่ไม่ได้ตัดสินว่าคำสั่งควบคุมจาก Master ฝั่งใดควรมีสิทธิ์มากกว่า
สรุป
หากระบบเดิมมี PLC เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ผ่าน Modbus RS-485 อยู่แล้ว และต้องการเพิ่ม SCADA, HMI หรือระบบ Monitoring เข้ามาอ่านข้อมูลจากอุปกรณ์ชุดเดิม การต่อ Master เพิ่มเข้าไปบนบัสโดยตรงอาจทำให้คำสั่งชนกันและเกิด Timeout ได้
tSH-735i จึงเข้ามาทำหน้าที่เป็นตัวกลาง จัดคิว Request จาก Master สองฝั่ง แล้วส่งไปยัง Slave ทีละรายการ พร้อมรองรับการตั้งค่า Baud Rate และ Data Format แยกแต่ละพอร์ต การแปลง Modbus RTU/ASCII และฟังก์ชัน Read-Cache
ผลลัพธ์คือสามารถเพิ่มระบบใหม่เข้ามาใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เดิมได้อย่างเป็นระเบียบ โดยลดความจำเป็นในการรื้อโครงสร้างหรือแก้ Configuration ของระบบหลักทั้งหมด
หากไม่แน่ใจว่าระบบเดิมสามารถใช้งานร่วมกับ Serial Port Sharer ได้หรือไม่ สามารถส่ง Diagram การเชื่อมต่อ รุ่นอุปกรณ์ และค่าการสื่อสารมาให้ทีม IBCON ช่วยตรวจสอบก่อนเลือกใช้งานได้
💬 สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่ IBCON
📞 02-540-2299
LINE OA: @ibcon
คิดถึงอุตสาหกรรม คิดถึง IBCON
แหล่งอ้างอิง:
https://www.modbus.org/file/secure/modbusoverserial.pdf
https://www.icpdas.com/root/product/solutions/industrial_communication/pds/tsh-700.html
https://www.icpdas.com/web/product/download/industrial_communication/uart/uart/tsh-700/document/dat…