Ứng dụng giao thức IEC 60870-5-101/104 trong tự động hóa TBA 110kV

Hiện nay, giải pháp truyền thông từ các trạm biến áp (TBA) 110kV về Trung tâm điều khiển (DCC) thường sử dụng các kênh truyền dẫn quang với giao thức truyền thông IEC 60870-5-101 hoặc IEC 60870-5-104. Vậy sự khác biệt của hai giao thức này là như thế nào? Ưu điểm của giao thức IEC 60870-5-104 trong tự động hóa trạm 110kV so với giao thức IEC 60870-5-101?

Bộ tiêu chuẩn IEC 60870-5 chủ yếu được sử dụng trong ngành công nghiệp điện, nó mô tả đầy đủ các chức năng chi tiết cho thiết bị điều khiển xa và hệ thống điều khiển vận hành trên phạm vi rộng (hệ thống Scada). Bộ tiêu chuẩn này có 2 phương thức truyền dữ liệu khác nhau nhưng giao thức truyền thông tương tự nhau. Phương thức đầu tiên, IEC 60870-5-101 được sử dụng từ năm 1995 để truyền thông nối tiếp, băng thông hẹp. Từ năm 2000, phương thức IEC 60870-5-104 được sử dụng truyền dữ liệu qua mạng băng thông rộng dựa trên nền tảng giao thức TCP/IP. Kết nối giữa trạm và Trung tâm điều khiển xa sử dụng giao thức IEC 60870-1-101/104 (minh họa) PC Đà Nẵng đang sử dụng hệ thống SCADA/DMS của hãng ABB để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu từ xa. Tổng số trạm nút đang giám sát điều khiển là 101 nút, trong đó có 8 TBA 110kV kết nối thông tin về Trung tâm điều khiểu & giám sát (DCC) sử dụng giao thức IEC 60870-5-101. Hiện trạng kết nối truyền thông Scada tại các trạm 110kV Giao thức IEC 60870-5-101 định nghĩa lớp vật lý (mô hình OSI) sử dụng giao diện V24, truyền thông tin nối tiếp với tốc độ 9600 bps, nên việc ghép nối nhiều trạm (station) trên một đường truyền (line) IEC 60870-5-101 khá hạn chế, làm tăng chi phí mua license line. Các dịch vụ khác tại TBA 110kV như mạng LAN, hệ thống Camera… phải sử dụng thêm một đường truyền vật lý riêng. Bên cạnh đó, sử dụng kênh V24 cần phải qua nhiều thiết bị truyền dẫn trung gian như: modem V24/4W, PCM, SDH và thiết bị phần cứng Scada khác (Fall back switch, Front-End…) làm tăng nguy cơ sự cố trên hệ thống. Thuận lợi lớn nhất của IEC 60870-5-104 là có thể truyền thông qua một mạng tiêu chuẩn TCP/IP, cho phép truyền dữ liệu đồng thời giữa nhiều thiết bị và dịch vụ. Đồng thời, tăng khả năng truy cập mạng, sử dụng LAN và WAN trên hạ tầng có sẵn, từ đó tiết kiệm chi phí đầu tư và không cần xây dựng hạ tầng thông tin riêng biệt. Thiết bị hỗ trợ IEC 60870-5-104 kết nối vào mạng LAN, các gói tin của nó trong mạng LAN có thể đi trực tiếp đến thiết bị hỗ trợ IEC 60870-5-104 khác trong mạng LAN, hoặc qua router đến các thiết bị ở xa như Trung tâm (Master station). Tuy nhiên, nếu khai thác trên hạ tầng truyền thông công cộng, thì yêu cầu bảo mật trong các giải pháp truyền thông phải được đặc biệt ưu tiên. Kiến trúc của IEC 60870-5-104 Mặt khác, các hệ thống khác trong TBA 110kV không người trực như: camera, access control, mạng LAN… có thể sử dụng chung một giao diện truyền dẫn để truyền về Trung tâm điều khiển. Tuy vậy, IEC 60870-5-104 giới hạn một số loại thông tin và thông số cấu hình được định nghĩa trong IEC 60870-5-101. Ví dụ IEC 60870-5-104 không hỗ trợ short time stamps (3 byte format), độ dài địa chỉ thay đổi được thiết lập cố định bằng giá trị lớn nhất. Do đó, tương thích thiết bị giữa các nhà cung cấp khác nhau phải được đảm bảo bởi danh sách tương thích (interoperability list), định nghĩa bởi tiêu chuẩn. Ngoài ra, do mạng có độ trễ không tính trước được, nên có thể thay đổi thứ tự giao các gói dữ liệu (APDU) hoặc nếu 1 lệnh APDU bị trễ nghiêm trọng trên mạng có thể gây ra một hành động điều khiển không mong muốn... Tuy nhiên,việc xây dựng một hệ thống truyền dẫn NG-SDH với độ trễ nhỏ sẽ khắc phục các nhược điểm nêu trên. Thực hiện lộ trình phát triển lưới điện thông minh của Chính phủ và Tập đoàn Điện lực Việt Nam, PC Đà Nẵng đang áp dụng công nghệ điều khiển hệ thống bằng máy tính, được áp dụng rộng rãi trên thế giới, để tự động hóa quá trình vận hành hệ thống điện tại các TBA 110kV không người trực. Việc áp dụng giao thức IEC 60870-5-104 truyền thông giữa TBA 110kV và Trung tâm điều khiển sẽ tiết kiệm chi phí đầu tư, nâng cao độ tin cậy hệ thống cũng như đảm bảo tương thích các thiết bị thế hệ mới. Ngọc Quang

PC Thừa Thiên Huế thực hiện thành công giải pháp nâng cấp hệ thống điều khiển các trạm 110kV truyền thống, đảm bảo các yêu cầu giám sát điều khiển xa từ TTĐK theo chế độ vận hành không người trực.

Nhằm nâng cao hiệu quả vận hành các TBA 110kV, EVNCPC đã tập trung triển khai các giải pháp nâng cấp hệ thống bảo vệ điều khiển các TBA, thiết lập hệ thống giám sát điều khiển xa từ TTĐK, chuyển các TBA về chế độ vận hành không người trực. Tuy nhiên, đối với các TBA 110kV truyền thống, việc nâng cấp cải tạo hệ thống điều khiển để đáp ứng các yêu cầu giám sát điều khiển xa khá phức tạp, đòi hỏi kinh phí lớn, thời gian thi công gây mất điện kéo dài. Năm 2016, trên cơ sở đánh giá năng lực và kinh nghiệm của PC Thừa Thiên Huế trong việc triển khai các dự án tự động hóa, EVNCPC đã giao PC Thừa Thiên Huế thực hiện dự án mở rộng kết nối các TBA 110kV về TTĐK. Trong đó, hạng mục quan trọng của dự án là cải tạo nâng cấp hệ thống điều khiển các TBA 110kV Cầu Hai, Phú Bài để đảm bảo yêu cầu kết nối với TTĐK.

Các trạm 110kV truyền thống là các TBA sử dụng cáp đồng để kết nối hệ thống bảo vệ, điều khiển và đo lường. Trong giai đoạn từ 2003 đến 2012, một số trạm 110kV truyền thống của EVNCPC đã được nâng cấp bằng các thiết bị bảo vệ điều khiển số, các rơle bảo vệ đã hỗ trợ các giao thức truyền thông công nghiệp, tuy nhiên việc kết nối điều khiển xa vẫn sử dụng giải pháp RTU với tủ đấu dây tập trung. Việc nâng cấp cải tạo hệ thống điều khiển các TBA 110kV truyền thống rất khó khăn vì các thiết bị được lắp đặt ở nhiều thời điểm khác nhau, từ nhiều hãng sản xuất khác nhau nên không đồng bộ, không hỗ trợ đầy đủ các chức năng truyền thông. Hai TBA 110kV Phú Bài và Cầu Hai là các TBA 110kV truyền thống, có các thiết bị tương đối cũ, hệ thống bảo vệ là rơle kỹ thuật số của nhiều hãng, đa phần chỉ hỗ trợ giao thức truyền thông theo chuẩn serial (IEC103, Modbus), một số rơle được thay thế mới đã hỗ trợ giao thức truyền thông IEC61850. Hệ thống mạch nhị thứ bằng cáp đồng phức tạp, sửa chữa cải tạo nhiều lần nên có nhiều sai khác so với sơ đồ xuất xưởng. Hai TBA đã được kết nối với hệ thống SCADA A3 và B34 qua thiết bị các RTU với các tín hiệu I/O tập trung, tuy nhiên số lượng tín hiệu thu thập được từ các thiết bị RTU của A3 và B34 về cơ bản chỉ đáp ứng yêu cầu vận hành hệ thống của các cấp điều độ.

Giải pháp nâng cấp hệ thống điều khiển 2 TBA 110kV phải đáp ứng yêu cầu thu thập đầy đủ số lượng tín hiệu phục vụ giám sát điều khiển trạm từ TTĐK, tối ưu hóa chi phí đầu tư và đồng thời hạn chế thấp nhất thời gian cắt điện thi công. Trên cơ sở khảo sát hiện trạng hệ thống bảo vệ điều khiển tại các TBA, kiểm tra đánh giá năng lực các thiết bị điều khiển và rơle bảo vệ, đặc biệt là các chức năng truyền thông, phương án đề xuất sử dụng giải pháp sử dụng RTU làm thiết bị tập trung và chuyển đổi tín hiệu, kết hợp các thiết bị chuyển đổi giao thức, I/O Unit lắp đặt phân tán để hoàn chỉnh hệ thống giám sát điều khiển xa của các TBA, phương án cụ thể như sau:

Thành phần quan trọng trong hệ thống tự động hóa của TBA là thiết bị RTU/Gateway, do đó việc lựa chọn thiết bị RTU/Gateway phù hợp, có độ ổn định cao, dễ dàng cấu hình bảo dưỡng nâng cấp là yêu cầu then chốt của giải pháp kỹ thuật. Hiện nay các hệ thống tự động hóa TBA sử dụng 2 giải pháp là máy tính Gateway và RTU.

Máy tính Gateway là giải pháp phổ biến trong các hệ thống tự động hóa các TBA 110kV. Giải pháp sử dụng máy tính công nghiệp có cấu hình mạnh với hệ điều hành Windows cài đặt các phần mềm có chức năng tập trung dữ liệu, biên dịch giao thức, xây dựng và hiển thị giao diện vận hành (Survalent, Pasic, SYS600, SDG..). Do làm việc trực tiếp trên môi trường Windows nên ưu điểm của máy tính Gateway là rất linh động trong việc cấu hình dữ liệu, thiết lập truyền thông, dễ dàng nâng cấp mở rộng. Tuy nhiên, nhược điểm cơ bản của máy tính là khả năng ổn định khi làm việc lâu dài trong môi trường công nghiệp, đặc biệt là giới hạn nhiệt độ làm việc. Bên cạnh đó hệ điều hành Windows không được tối ưu cho các thiết bị phần cứng chuyên dùng cũng như cho ứng dụng điều khiển, thường xảy ra các lỗi về “driver” điều khiển dẫn đến treo truyền thông hoặc treo hệ thống, thời gian khởi động khôi phục hệ thống kéo dài. Mặt khác, thiết bị máy tính công nghiệp và phần mềm Gateway có chi phí đầu tư tương đối cao.

RTU (Remote Terminal Unit) thực chất là các máy tính được tối ưu hóa phần cứng, phần mềm để chuyên dùng cho các ứng dụng công nghiệp. Thiết bị chủ yếu sử dụng các hệ điều hành nhúng trên nhân Linux hoặc Unix. Với các thiết bị RTU thế hệ cũ, cấu hình tương đối thấp, dung lượng tín hiệu và giao diện truyền thông hạn chế, khó nâng cấp mở rộng. Tuy nhiên, với các RTU thế hệ mới được xây dựng trên các cấu hình phần cứng mạnh, giao diện truyền thông dễ dàng mở rộng theo module gắn rời. Các tập tin cấu hình thiết bị được biên dịch bằng các phần mềm trên Windows nên dễ dàng chỉnh sửa nâng cấp. Thiết bị dễ dàng đáp ứng các tiêu chuẩn khắt khe về môi trường, điện từ trường nên có thể hoạt động ổn định liên tục trong điều kiện vận hành các TBA. Thiết bị có chi phí đầu tư tương đối thấp, phù hợp cho các giải pháp nâng cấp mở rộng các TBA truyền thống. Với các phân tích trên, TTHPC đã lựa chọn sử dụng thiết bị RTU560 CMU05 (ABB) và iGW-S/B (iGrid) cho giải pháp nâng cấp hệ thống điều khiển các TBA.

Để khai thác các tín hiệu đã được thu thập từ hệ thống RTU hiện hữu, giải pháp thực hiện ghép các tín hiệu thu thập trên các RTU của A3 và B34 qua giao thức truyền thông IEC 60870-5-104 lên thiết bị RTU560CMU05, thiết bị này thực hiện chức năng tập trung và chuyển đổi dữ liệu (Gateway) để kết nối tín hiệu từ các RTU hiện hữu và chuyển đổi dữ liệu các đối tượng giám sát điều khiển được thu thập được từ các RTU thành các tín hiệu cung cấp trên kênh truyền kết nối với TTĐK. Do thiết bị RTU Xcell CRP-031 của hệ thống SCADA A3 chỉ hỗ trợ giao thức IEC 60870-5-101, phương án thực hiện nâng cấp card xử lý truyền thông CRP-031 bằng card CPR-041 hỗ trợ kênh kết nối IEC 60870-5-104, duy trì kênh IEC 60870-5-101 kết nối với hệ thống SCADA của A3, kênh IEC 60870-5-104 được kết nối với RTU560 qua hệ thống mạng của TBA.

Một số rơle được lắp đặt mới đã hỗ trợ giao thức truyền thông IEC 61850, giải pháp thực hiện kết nối trực tiếp kênh IEC61850 của rơle lên RTU560 thông qua kết nối mạng LAN. Để thu thập các tín hiệu giám sát bảo vệ từ hệ thống rơle, sử dụng thiết bị chuyển đổi giao thức truyền thông (Protocol Conversion Unit – PCU) kết nối với các rơle theo giao thức IEC 60870-5-103 hoặc Modbus, chuyển đổi tín hiệu thành giao thức IEC 61850 để kết nối với RTU560. Phương án sử dụng PCU iGW-S/B của hãng iGrid (Tây Ban Nha), đây là thiết bị được ứng dụng trong các hệ thống tự động hóa TBA, có khả năng chuyển đổi giữa các giao thức truyền thông. Dữ liệu từ các thiết bị IEDs (rơle, đo đếm hợp bộ..) với nhiều loại giao thức khác nhau (IEC 60870-5-101/103/104; DNP3, Modbus, DLMS, IEC61850..), có thể được chuyển đổi thành các giao thức thông dụng trong hệ thống SCADA như IEC 60840-5-101/104, DNP3). Thiết bị hỗ trợ nhiều giao diện kết nối: các giao diện theo chuẩn serial (RS232/RS422/R485) và Ethernet 10/100 BaseTX port (RJ45 hoặc quang), có khả năng tương thích với các giao diện kết nối của hầu hết các loại rơle tại các trạm.

PCU hỗ trợ các mở rộng kết nối bằng I/O modules để thu thập các tín hiệu đầu vào (Input) dạng digital hoặc analog và cung cấp các kênh đầu ra (Output) dạng rơle. Các I/O modules được kết nối với PCU theo chuẩn truyền thông RS422/RS485 nên có thể bố trí thuận lợi tại các vị trí thu thập tín hiệu. PCU và các I/O modules đáp ứng các tiêu chuẩn điện từ và môi trường cao, có khả năng làm việc lâu dài trong môi trường khắc nghiệt, đồng thời thiết bị có kích thước gọn nhỏ, dễ lắp đặt phù hợp với không gian tủ bảng hiện hữu của các TBA.

Các tín hiệu trạng thái, điều khiển tại các ngăn lộ chưa được giám sát từ các RTU sẽ được thu thập bổ sung thông qua các thiết bị I/O unit lắp đặt phân tán tại các ngăn tủ bảng, giải pháp này sẽ hạn chế được việc thi công mới các tuyến cáp điều hiển. Các I/O unit này được kết nối với PCU theo giao thức Modbus để cung cấp thông tin thiết bị lên RTU560. Các tín hiệu đo lường được PCU thu thập qua các thiết bị hợp bộ đo lường (Multimeter) với với đường truyền RS458 theo giao thức Modbus. Các tín hiệu đo lường chưa được thu thập qua Multimeter, sử dụng các kênh đầu vào analog qua các Transducer tương tự.

Các switch chuẩn công nghiệp được lắp đặt tại các gian tủ bảng có nhiệm vụ thiết lập mạng LAN của mức ngăn lộ. Switch mức ngăn hỗ trợ tối thiểu 12 giao diện Ethernet 10/100 MBps (RJ45) và 02 giao diện quang SFP. Các rơle và PCU kết nối với các switch qua các giao diện RJ45, có khả năng chạy đồng thời các dịch vụ của giao thức truyền thông trên nền giao thức TCP/IP. Switch mức ngăn lộ kết nối với switch mức trạm bằng cáp quang qua các modules SFP nhằm đảm bảo ổn định kết nối.

Để đồng bộ thời gian trong hệ thống xử lý tín hiệu bảo vệ điều khiển tại TBA, phương án sử dụng thiết bị đồng bộ thời gian GPS theo chuẩn SNTP kết nối vào mạng của hệ thống giám sát điều khiển. Thiết bị cung cấp kênh thời gian mẫu cho tất cả các thiết bị rơle và PCU hỗ trợ giao thức SNTP theo giao diện Ethernet.

Để đảm bảo nguồn điện cấp cho các PCU, switch ổn định, có khả năng dự phòng trong trường hợp mất nguồn tự dùng AC, phương án sử dụng nguồn 220VDC tại trạm cấp cho các modules nguồn 220VDC/24VDC. Các thiết bị sử dụng nguồn 220VAC được bổ sung thiết bị chuyển đổi Inverter 220VDC/220VAC.

Giải pháp nâng cấp hệ thống điều khiển sử dụng thiết bị tập trung và chuyển đổi tín hiệu bằng RTU kết hợp các PCU, I/O Unit lắp đặt phân tán đã được thực hiện thành công cho TBA 110kV Phú Bài, Cầu Hai. Qua thời gian theo dõi vận hành, các tín hiệu được thu thập đầy đủ, chính xác, hệ thống làm việc ổn định, tin cậy và đáp ứng yêu cầu thời gian thực.

Dự án mở rộng kết nối điều khiển xa các TBA 110kV về TTĐK tại PC Thừa Thiên Huế đã hoàn thành đúng tiến độ với nhiều giải pháp công nghệ được triển khai thành công và mang lại hiệu quả cao. Dự án cũng đã khẳng định năng lực của các cán bộ kỹ sư PC Thừa Thiên Huế trong việc chủ động các giải pháp công nghệ tự động hóa lưới điện cũng như TBA.

Theo: Điều độ B34

PC Quảng trị thử nghiệm thành công modem F2103: GPRS IP Modem để giám sát, điều khiển từ xa Recloser

Nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, linh hoạt trong công tác quản lý, vận hành lưới điện, vừa qua Công ty Điện lực Quảng Trị đã lắp đặt, vận hành thử nghiệm thành công  sử dụng modem F2103: GPRS IP Modem để giám sát, điều khiển từ xa máy cắt  Recloser.

Modem F2103: GPRS IP Modem lắp tại tủ điều khiển Recloser 971 Cửa Tùng, nguồn nuôi modem được lấy từ ắc quy đảm bảo kết nối liên tục.

Trạm trung gian Cửa Tùng có 3 xuất tuyến được bảo vệ bằng các Recloser, cấp điện cho một khu vực phụ tải khá rộng lớn. Khoảng cách từ Trạm biếp áp đến nơi trực vận hành (tổ vận hành lưới điện Điện lực Vĩnh Linh) gần 20Km, khi xảy ra sự cố trên đường dây gây nhảy máy cắt Recloser đầu xuất tuyến, dẫn đến thời gian kiểm tra tín hiệu trip của Recloser và thao tác xử lý sự cố thường kéo dài, gây mất điện trong thời lớn, làm tăng SAIDI, giảm độ tin cậy cung cấp điện. Do vậy, việc triển khai giám sát, điều khiển các Recloser đầu xuất tuyến trạm biếp áp trung gian Cửa Tùng là rất cần thiết.

Được sự phê duyệt của Giám đốc Công ty Điện lực Quảng Trị, cán bộ kỹ thuật phòng Điều độ công ty đã nghiên cứu phương án, tiến hành đặt mua các thiết bị cần thiết, trực tiếp cấu hình, lắp đặt và kết nối thành công tủ điều khiển Nulec Recloser 971 Trạm biến áp trung gian Cửa Tùng về máy tính điều khiển đặt tại phòng Điều độ.

Theo đó, máy tính điều khiển đặt tại Phòng Điều độ có kết nối internet sẽ giám sát và điều khiển qua chuẩn TCP/IP và đóng vai trò là TCP/Server. Modem F2103: GPRS IP Modem đóng vai trò là TCP/Client, được lắp đặt phía tủ điều khiển Recloser, giao diện kết nối là RS232. Địa chỉ IP LAN của máy tính điều khiển được NAT (Network Address Translation) qua địa chỉ IP WAN của nhà cung cấp dịch vụ để liên lạc trực tiếp ra bên ngoài. Phần mềm tạo cổng COM ảo cho phép điều khiển kết nối với tủ điều khiển thông suốt qua môi trường internet thay cho cáp kết nối mà không làm thay đổi giao thức truyền thông. Phần mềm điều khiển Recloser 971 là WSOS của Schneider Inc được cài đặt vào máy tính điều khiển đặt tại phòng Điều độ.

Qua vận hành thử nghiệm cho thấy modem có phản hồi với lệnh thao tác rất nhanh (1-2s), các giá trị đo lường hiển thị đầy đủ, chính xác, các tiện ích của tủ điều khiển được khai thác tối đa.

Giao diện giám sát và điều khiển từ xa Recloser 971 Cửa Tùng thông qua phần mềm WSOS 
được cài đặt trên máy tính điều khiển tại phòng Điều độ
So với các giải pháp đã áp dụng như hiện nay (kết nối bằng modem quay số PSTN, kết nối bằng Router + USB 3G + bộ chuyển đổi FE/RS232), giải pháp kết nối các recloser bằng modem F2103: GPRS IP Modem có nhiều ưu điểm hơn, như: Mô hình kết nối đơn giản, dễ lắp đặt, giá thành rẻ hơn nhiều so với RTU (chỉ cần lắp đặt 01 bộ F2103: GPRS IP Modem tại tủ điều khiển Recloser); Có thể lắp đặt ở khu vực vùng sâu, vùng xa, nơi chưa có phủ sóng 3G, chỉ cần có sóng GPRS; Chất lượng đường truyền ổn định, thời gian tạo kết nối và đáp ứng tín hiệu nhanh (1 ÷2 giây); Hạn chế ảnh hưởng của sét lan truyền gây hỏng thiết bị nhờ sử dụng môi trường truyền thông vô tuyến và nguồn cấp cho modem F2103 là 12VDC được lấy trực tiếp tại tủ điều khiển Recloser; Kiểu kết nối truyền thông điểm - đa điểm nên có thể kết nối đến nhiều Recloser cùng một thời điểm mà không phải khởi tạo lại kết nối.

Với nhiều tính năng ưu việt, trong thời gian tới Công ty sẽ nghiên cứu triển khai lắp đặt hệ thống này trên các Recloser trọng yếu, tiến đến lắp đặt tại tất cả các Recloser trên lưới phân phối trong toàn tỉnh Quảng Trị nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, giảm thời gian thao tác, thời gian mất điện và phục vụ công tác vận hành lưới điện một cách linh hoạt trong điều kiện bình thường và cả khi có sự cố, đặc biệt là trong mùa mưa bão.

Các sản phẩm và thông tin liên quan:

• Modem không dây - F2103: GPRS IP Modem
• Modem không dây - F2403: 3G IP Modem
• Router không dây - F3425: 3G Router
• Modem không dây, 5 I/O điều khiển từ xa - F2114: GPRS IP Modem
• Modem không dây, 5 I/O điều khiển từ xa, GPS - F7114: GPS-GPRS IP Modem
• Modem Zigbee - F8914
• Modem Zigbee + GPRS IP - F8114
• Modem điều khiển từ xa, hỗ trợ 8AI, 8DO/8DI - F2164: GPRS RTU

Các giải pháp liên quan:

• Giải pháp giám sát và điều khiển PLC S7 200 sử dụng F2103: GPRS IP Modem

• Giải pháp kết nối các Recloser với hệ thống SCADA bằng modem ip F3425 3G router

• Giải pháp giám sát hồ chứa từ xa

• Giải pháp sử dụng modem ip F2164: GPRS RTU trong hệ thống SCADA thủy lợi

• Giải pháp cảnh báo lũ quét sử dụng modem F2103: GPRS IP Modem

• .....

PC Đắk Lắk Áp dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt trên lưới điện

Để hiện đại hóa lưới điện phân phối theo lộ trình phát triển hệ thống lưới điện thông minh đòi hỏi các đơn vị trong ngành cần tích cực nghiên cứu, học hỏi để đưa ra nhiều giải pháp mới sáng tạo hơn. Đặc biệt các đề tài phải đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về mặt kỹ thuật và giảm được chi phí đầu tư mở rộng hệ thống SCADA/DMS trong tương lai. Trước trăn trở này, phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã nghiên cứu và ứng dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt (Recloser, LBS) có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Đắk Lắk với hệ thống miniSCADA hiện hữu.

Sơ đồ giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắt trên lưới điện

Hệ thống miniSCADA thành phố Buôn Ma Thuột do Tổng thầu là Công ty ABB Oy Phần Lan phụ trách triển khai đã hoàn thành và đưa vào sử dụng từ tháng 10/2011.Từ đó đến nay, hệ thống này đã và mang lại những hiệu quả rõ rệt trong công tác quản lý vận hành hệ thống lưới điện trên địa bàn tỉnh Đắk Lắk. Từ chương trình, các điều độ viên có thể điều khiển đóng cắt từ xa các Recloser, LBS, DCL có trang bị SCADA. Qua đó, đơn vị quản lý vận hành giảm được thời gian mất điện, giảm được chi phí di chuyển và nguồn nhân lực, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. Ngoài ra, hệ thống miniSCADA còn giúp các cán bộ quản lý, điều độ viên giám sát trạng thái của hệ thống lưới điện, thu thập các thông số vận hành của hệ thống, quản lý lịch sử hoạt động của các thiết bị trên hệ thống. Từ đó, đơn vị dự đoán được nhu cầu phụ tải và đưa ra các giải pháp quản lý vận hành, phát triển hệ thống lưới điện trong tương lai.

Hàng năm, lưới điện phân phối được đầu tư phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho khách hàng. Với cơ sở hạ tầng phức tạp, kết cấu lưới điện trải rộng khắp trên địa bàn, cho thấy nhu cầu cấp thiết từ thực tế vận hành và xu hướng phát triển trong ngành Điện. Điều này tạo ra yêu cầu tất yếu trong việc đưa tự động hoá vào công tác quản lý, vận hành. Vì vậy, hệ thống miniSCADA phải được đầu tư mở rộng đồng bộ với sự phát triển để đáp ứng các yêu cầu về điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu trên lưới điện phân phối. Tuy nhiên, để đầu tư mở rộng đồng bộ hệ thống miniScada theo kịp sự phát triển bằng cách áp dụng phương thức truyền thông bằng cáp quang hoặc radio UHF như hiện nay đòi hỏi kinh phí đầu tư rất lớn. Ngoài ra, hệ thống UHF hoạt động theo nguyên tắc light-of-sight (tầm nhìn thẳng) và dải tần số thấp (dải tần số hoạt động từ 400 MHz – 470 MHz), nên phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện thời tiết và địa hình. Đặc biệt với những vùng đồi núi và tòa nhà cao tầng, tín hiệu truyền tin thường bị chập chờn hoặc nhiễu…

Trong khi đó, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ mới, truyền thông qua mạng điện thoại di động 3G/GPRS đã có những bước phát triển vượt bậc trên toàn thế giới cũng như ở Việt Nam trong những năm gần đây. Xu hướng sử dụng dịch vụ truyền thông qua mạng di động có những ứng dụng rất hữu ích. Trên cơ sở đó, phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã nghiên cứu thành công giải pháp truyền thông sử dụng GPRS Ip modem F2103 ( WCDMA IP Modem F2403) kết nối các thiết bị đóng cắt ( Recloser, LBS) có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Đắk Lắk với hệ thống miniSCADA hiện hữu. Giải pháp truyền thông SCADA qua modem 3G/GPRS có chi phí đầu tư ban đầu thấp hơn rất nhiều lần so với phương thức truyền thông sử dụng modem UHF, tuy nhiên vẫn đáp ứng được đầy đủ các yêu cầu về mặt kỹ thuật khi kết nối với hệ thống hiện có, đồng thời dễ dàng lắp đặt, sử dụng.

Nội dung chủ yếu của giải pháp là sử dụng một modem 3G/GPRS  kết nối với các thiết bị đóng cắt ( Recloser, LBS) cần giám sát trên lưới điện phân phối qua giao thức IEC 60870-5-101. Các tín hiệu của thiết bị đóng cắt được kết nối vào mạng Internet nhờ một SIM đăng ký dịch vụ 3G hoặc GPRS. Đồng thời, tại trung tâm điều khiển, một máy tính được cài phần mềm COM ảo và phần mềm giám sát modem 3G/GPRS sẽ được router FTTH “NAT” ra mạng internet qua địa chỉ IP tĩnh. Lúc này, từ máy tính có thể thiết lập được các kênh truyền thông “trong suốt” (transparent) đến các modem 3G/GPRS trên lưới điện và đến các máy chủ SCADA tại trung tâm điều khiển. Vì vậy, thông qua đường truyền thông này, các máy cắt có thể kết nối trực tiếp đến máy chủ SCADA.

 Tuy nhiên, các kết nối từ hệ thống máy chủ SCADA ra mạng Internet có thể dễ dàng bị hacker, virus, trojan….xâm nhập, làm mất mát, hư hỏng thông tin và chiếm quyền điều khiển máy chủ. Do đó, để tăng tính bảo mật, phòng đã lắp đặt thêm các bức tường lửa (Firawall) và cài đặt các phần mềm chống virus, trojan…. cũng như cập nhật các bản vá lỗi trên các máy chủ và máy tính thực hiện chuyển đổi giao thức TCP/IP sang RS232 tại trung tâm điều khiển.         

Sau khi nghiên cứu và tìm ra giải pháp truyền thông sử dụng modem 3G/GPRS thay cho modem radio UHF. Phòng Điều độ PC Đắk Lắk đã kết nối thành công thiết bị đóng cắt recloser Nulec trên lưới điện Đaklak tại MC481(ĐD471E47) với hệ thống miniSCADA và vận hành rất ổn định./.

Thanh Trúc

PC Kon Tum: Áp dụng thành công giải pháp sử dụng cáp quang và modem 3G kết nối các thiết bị đóng cắt trên lưới điện

Để hiện đại hóa lưới điện phân phối theo lộ trình phát triển hệ thống lưới điện thông minh đòi hỏi các đơn vị trong ngành cần tích cực nghiên cứu, học hỏi để đưa ra nhiều giải pháp mới sáng tạo hơn. Đặc biệt phải đáp ứng được các yêu cầu khắt khe về mặt kỹ thuật và giảm được chi phí đầu tư mở rộng hệ thống SCADA/DMS trong tương lai.

Hệ thống điện tỉnh Kon Tum từng bước được điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu qua máy tính

Trước yêu cầu này, Phòng Điều độ & Công nghệ thông tin (CNTT) PC Kon Tum đã ứng dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng cáp quang và kết hợp modem 3G/GPRS kết nối các thiết bị đóng cắtRecloser có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Kon Tum với hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition: Điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu) hiện có.

Hệ thống SCADA Kon TumTum được EVNCPC giao kế hoạch cho PC Kon Tum tự thực hiện đã thi công đã hoàn thành và đưa vào sử dụng từ  năm 2014. Từ đó đến nay, hệ thống này đã và mang lại những hiệu quả rõ rệt trong công tác quản lý vận hành hệ thống lưới điện trên địa bàn tỉnh Kon Tum.

Từ chương trình, các điều độ viên có thể điều khiển đóng cắt từ xa các Recloser có kết nối. Qua đó, đơn vị quản lý vận hành giảm được thời gian mất điện, giảm được chi phí di chuyển và nguồn nhân lực, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. Ngoài ra, hệ thống SCADA còn giúp các cán bộ quản lý, điều độ viên giám sát trạng thái của hệ thống lưới điện, thu thập các thông số vận hành của hệ thống, quản lý lịch sử hoạt động của các thiết bị trên hệ thống. Từ đó, đơn vị dự đoán được nhu cầu phụ tải và đưa ra các giải pháp quản lý vận hành, phát triển hệ thống lưới điện trong tương lai.

Hàng năm, lưới điện phân phối được đầu tư phát triển không ngừng để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho khách hàng. Với cơ sở hạ tầng phức tạp, kết cấu lưới điện trải rộng khắp trên địa bàn, cho thấy nhu cầu cấp thiết từ thực tế vận hành và xu hướng phát triển trong ngành Điện.

Điều này tạo ra yêu cầu tất yếu trong việc đưa tự động hoá vào công tác quản lý, vận hành. Vì vậy, hệ thống SCADA cần không ngừng đầu tư mở rộng đồng bộ với sự phát triển để đáp ứng các yêu cầu về điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu trên lưới điện phân phối. Tuy nhiên, để đầu tư mở rộng đồng bộ hệ thống SCADA phải có tính dự phòng bảo đảm theo kịp sự phát triển bằng cách bổ sung hỗ trợ thêm cho phương thức truyền thông bằng sóng 3G như hiện nay.

Nhằm khai thác triệt để hạ tầng sẵn có đặc biệt là cáp sợi quang, năng lực truyền dẫn của các trang thiết bị CNTT hiện có đáp ứng nhu cầu sản xuất kinh doanh, Phòng Điều độ & Phòng CNTT PC Kon Tum đã nghiên cứu ứng dụng thành công giải pháp truyền thông sử dụng cáp quang & 3G kết nối các thiết bị đóng cắt Recloser có giao thức IEC 60870-5-101/104 trên lưới điện phân phối tỉnh Kon Tum với hệ thống SCADA hiện hữu.

PC Kon Tum đã triển khai cho 03 Reclose tại Ngọc Hồi và Kon Plong, tận dụng được năng lực của mạng viễn thông dùng riêng, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về mặt kỹ thuật khi kết nối với hệ thống hiện có, đồng thời dễ dàng lắp đặt, sử dụng. Các Recloser này bảo đảm kết nối liên tục với Trung tâm điều khiển, có dự phòng (02 đường kết nối), vận hành rất ổn định.

Sắp tới, PC Kon Tum sẽ xây dựng một trung tâm điều khiển đặt tại Phòng Điều độ PC Kon Tum có chức năng vừa giám sát, thu thập dữ liệu, điều khiển lưới điện 110 kV, vừa giám sát, thu thập dữ liệu, điều khiển lưới điện phân phối. Hoàn thiện kết nối SCADA đến trạm biến áp (TBA) 110 kV Kon Plong, Tân Mai, cơ bản đủ điều kiện xây dựng TBA không người trực trước tháng 6 năm 2016, kết nối SCADA đến các TBA 110 kV còn lại ( Kon Tum, Đăk Tô ) sau khi đã hoàn thiện việc cải tạo các tiêu chí kết nối.

Nguyễn Thanh Tùng

Khái niệm cơ bản về giao tiếp RS232

Khái niệm cổng truyền thông RS232 ( hay RS-232), chuẩn truyền thông RS232, cổng nối tiếp RS232, thiết bị chuyển đổi tín hiệu từ rs232 sang......rất phổ biến. Vậy, RS232 nó là cái gì? Hôm nay, BKAII sẽ giới thiệu tới các bạn khái niệm cơ bản về các vấn đề liên quan tới việc giao tiếp thiết bị qua cổng RS232.

Chuẩn truyền thông RS-232 được phát triển bởi the Electronic Industry Association and the Telecommunications Industry Association (EIA/TIA), là chuẩn truyền thông phổ biến nhất, thường được gọi tắt là RS-232 thay vì EIA/TIA-232-E. Chuẩn này chỉ đề cập đến việc truyền dữ liệu nối tiếp giữa một host (DTE-Data Terminal Equipment) và một ngoại vi (DCE-Data Circuit-Terminating Equipment).

Phiên bản đầu tiên của RS-232 được định nghĩa vào năm 1962, do đó các mức logic được định nghĩa khác với logic TTL. Ở ngõ ra của một mạch lái, mức cao (tương ứng với logic 0) là một điện áp từ +5 đến +15 V, còn mức thấp (tương ứng với logic 1) là một điện áp từ -5 đến -15 V. Tại ngõ vào của một bộ thu, mức cao được định nghĩa là từ +3 đến +15 V (gọi là space), và mức thấp được định nghĩa là từ -3 đến -15 V (gọi là mark).

Để giảm nguy cơ bị nhiễu giữa các tín hiệu kế cận, tốc độ thay đổi (slew rate) được giới hạn tối đa là 30 V/μs, và tốc độ cũng được giới hạn tối đa là 20 kbps (kilobit per second) (giới hạn này hiện đã được nâng lên nhiều lần).

Trở kháng nhìn bởi mạch lái được định nghĩa là từ 3 đến 7 kΩ. Tải dung tối đa của đường truyền cũng được giới hạn là 2500 pF, và như vậy tùy thuộc vào loại cáp mà chiều dài tối đa có thể được xác định từ điện dung trên đơn vị chiều dài của cáp.

Các tín hiệu RS-232 được định nghĩa tại DTE, theo bảng sau (chỉ nói đến các tín hiệu của đầu nối 9 chân)

Chân số	Chức năng	Chiều thông tin
1	Data Carrier Detect (DCD)	Từ DCE
2	Receive Data Line (RD)	Từ DCE
3	Transmit Data Line (TD)	Đến DCE
4	Data Terminal Ready (DTR)	Đến DCE
5	Ground
6	Data Set Ready (DSR)	Từ DCE
7	Request To Send (RTS)	Đến DCE
8	Clear To Send (CTS)	Từ DCE
9	Ring Indicate (RI)	Từ DCE

Các hệ thống logic hiện nay chủ yếu sử dụng các chuẩn logic TTL hay CMOS, do đó khi cần giao tiếp bằng chuẩn RS-232 sẽ phải dùng các mạch lái và thu (RS-232 driver và receiver, hay RS-232 transceiver) để chuyển đổi giữa TTL/CMOS và RS-232 vật lý. Các bộ transceiver hiện nay thường có sẵn các bơm điện tích (charge pump) để tạo ra các mức áp RS-232 vật lý (phổ biến là +12 V và -12 V) từ một điện áp nguồn đơn cực giá trị nhỏ (5 V hay 3.3 V).

Vì chuẩn RS-232 chỉ dành cho giao tiếp giữa DTE và DCE, do đó khi hai máy tính (là các DTE) cần giao tiếp với nhau thông qua chuẩn RS-232 thì cần phải có các DCE (chẳng hạn như modem) làm trung gian. Các DCE này là các ngoại vi nên có thể giao tiếp trực tiếp với nhau thông qua một chuẩn nào đó.

Hình 1 minh họa định dạng của một ký tự (character) được truyền theo chuẩn RS-232. Ở trạng thái nghỉ, các đường dữ liệu RS-232 ở trạng thái mark. Một ký tự luôn bắt đầu bằng một start bit (là một space), sau đó các bit được truyền theo thứ tự bit từ thấp đến cao (bit thấp nhất được truyền trước tiên), tiếp đến là một parity bit (nếu có), và cuối cùng là một hay nhiều stop bit (là một mark). Phổ biến nhất là định dạng 8N1, nghĩa là 8 bit dữ liệu, không có parity, và 1 stop bit.

Định dạng của một ký tự truyền theo chuẩn RS-232

Việc đọc một bit được truyền đến thường được thực hiện tại giữa bit, do đó các bộ thu và phát thường sử dụng xung clock bằng 16 lần tốc độ baud (số bit truyền được trong mỗi giây trên một đường tín hiệu). Bộ thu sẽ dò start bit, và sẽ đọc bit đầu tiên sau 24 chu kỳ xung clock khi đã phát hiện được start bit, các bit sau đó sẽ được đọc sau mỗi 16 chu kỳ xung clock.

Như có thể thấy, việc đồng bộ xung clock giữa phía thu và phía phát được thực hiện ở mỗi start bit cho mỗi ký tự được truyền. Do đó, trong trường hợp xấu nhất là truyền 12 bit (1 start bit, 8 bit dữ liệu, 1 parity bit, và 2 stop bit), chúng ta có thể chấp nhận việc lệch giá trị xung clock giữa phía thu và phía phát tối đa là khoảng 3% (tại bit cuối cùng sẽ bị lệch 11x3 = 33%). Do đó, chúng ta không nhất thiết phải sử dụng các bộ dao động thật chính xác để tạo xung clock cho các bộ thu phát RS-232. Hay nói cách khác, chúng ta không cần độ sai lệch xung clock là 0% đối với giao tiếp RS-232.

Đa số các DTE và các DCE đều có các bộ truyền nhận bất đồng bộ đa dụng (UART-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) ở dạng module phần cứng, do đó chúng ta thường không cần quan tâm đến các thao tác cấp thấp trong việc sử dụng giao tiếp RS-232. Tuy nhiên, nếu phần cứng của thiết bị không hỗ trợ giao tiếp RS-232, chúng ta có thể sử dụng một UART ngoài hay sử dụng phần mềm để giả lập một UART (kỹ thuật này thường được gọi là bit-banging).

Khái niệm cơ bản về giao tiếp truyền thông RS485

Tiếp theo bài viết về chuẩn RS232, hôm nay BKAII xin tiếp tục giới thiệu tới các bạn khái niệm cơ bản về chuẩn RS485. Khi một mạng cần phải chuyển các khối nhỏ thông tin trên một khoảng cách dài, RS-485 thường là chuẩn giao tiếp được lựa chọn. Các nút mạng có thể là máy tính cá nhân, vi điều khiển, hoặc bất kỳ thiết bị có khả năng truyền thông nối tiếp không đồng bộ. So với Ethernet và giao diện mạng khác, phần cứng vàgiao thức yêu cầu của RS-485 đơn giản hơn và rẻ hơn. 

• Khái niệm cơ bản về giao tiếp RS232

 Năm 1983, Hiệp hội công nghiệp điện tử (EIA) đã phê duyệt một tiêu chuẩn truyền cân bằng mới gọi làRS-485. Đã được chấp nhận rộng rãi và sử dụng trong công nghiệp, y tế, và dân dụng. Có thể coi chuẩn RS485 là một phát triển của RS232 trong việc truyền dữ liệu nối tiếp. Những bộ  chuyển đổi RS232/RS485 cho phép người dùng giao tiếp với bất kỳ thiết bị  mà sử dụng liên kết nối tiếp RS232 thông qua RS485.  Liên kết  RS485 được hình thành cho việc thu nhận dữ liệu ở khoảng cách xa và điều khiển cho những ứng dụng. Những đặc điểm nổi trội của RS485 là nó có thể hỗ trợ một mạng lên tới 32 trạm thu phát trên cùng một đường truyền, tốc độ baud có thể  lên tới 115.200 cho một  khoảng cách là 4000feet (1200m). 

Với kiểu truyền cân bằng và các dây được xoắn lại với nhau nên khi nhiễu xảy ra  ở dây này thì cũng xảy ra ở dây kia, tức là hai dây cùng nhiễu giống nhau. Điều này làm cho điện áp sai biệt giữa hai dây thay đổi không đáng kể nên tại nơi thu vẫn nhận được tín hiệu đúng nhờ tính năng đặc biệt của bộ thu đã loại bỏ nhiễu. Liên kết RS485 được sử dụng rất rộng rãi trong công nghiệp, nơi mà môi trường nhiễu khá cao và sự  tin tưởng vào tính  ổn định của hệ  thống là điều quan trọng. Bên cạnh đó khả năng truyền thông qua khoảng cách xa ở tốc độ cao cũng rất được quan tâm, đặc biệt là tại những nơi mà có nhiều trạm giao tiếp được trải ra trên diện rộng.

Chúng ta sẽ bàn tới một số vấn đề  liên quan đến chuẩn RS485.

Truyền dẫn cân bằng.

Hệ thống truyền dẫn cân bằng gồm có hai  dây tín hiệu A,B nhưng không có dây mass. Sở dĩ được gọi là cân bằng là do tín hiệu trên dây này ngược với tín hiệu trên dây kia. Nghĩa là dây này đang phát mức  cao thì dây kia  phải đang phát  mức thấp và ngược lại.

Hình 1: Kiểu truyền cân bằng 2 dây

Mức tín hiệu.
Với  hai  dây A, B truyền dẫn cân bằng, tín hiệu mức cao TTL được quy định khi áp của dây A lớn hơn dây B tối thi ểu là 200mV, tín hiệu mức thấp TTL được quy định khi áp của dây A nhỏ  hơn dây B tối thiểu cũng là 200mV. Nếu điện áp VAB mà nằm trong khoảng  -200mV < VAB<  200mV thì tín hiệu lúc này được xem như là rơi vào vùng bất định. Điện thế  của mỗi dây tín hiệu so với mass bên phía thu phải nằm trong khoảng –7V đến +12V.

Hình 2: Tín hiệu trên 2 dây của hệ thống cân bằng

Cặp dây xoắn.

Như chính tên gọi của nó, cặp dây xoắn (Twisted-pair wire) đơn giản chỉ là cặp dây có chiều dài  bằng nhau và được xoắn lại với nhau. Sử dụng cặp dây xoắn sẽ giảm thiểu được nhiễu, nhất là khi truyền ở khoảng cách xa và với tốc độ cao.

Trở  kháng đặc tính cặp dây xoắn.

Phụ  thuộc vào hình dáng và chất liệu cách điện của dây mà nó sẽ  có một  trở kháng đặc tính (Characteristic impedence -Zo), điều này thường được chỉ   rõ bởi   nhà sản xuất.  Theo như khuyến cáo thì trở  kháng đặc tính của đường dây vào  khoảng từ  100  - 120Ω nhưng không phải lúc nào cũng đúng như vậy.

Hình 3 : Cặp dây xoắn trong RS485.

Điện áp kiểu chung.

Tín  hiệu  truyền  dẫn  gồm  hai  dây  không  có  dây  mass  nên  chúng  c ần  được tham chiếu đến một  điểm chung, điểm chung lúc này có thể  là mass hay bất kì một mức điện  áp  cho  phép  nào  đó.  Điện  áp  kiểu  chung  (Common-mode  voltage  -VCM)  về  mặt toán học được phát biểu như là giá trị   trung bình của hai  điện áp tín hiệu  được tham chiếu với mass hay một điểm chung.

Hình 4 : Cách xác định áp kiểu chung

Vấn đề nối đất.

Tín hiệu trên hai dây khi được tham chiếu đến điểm chung là đất (Ground) thì khi đó nó cần được xem xét kỹ lưỡng. Lúc này bộ nhận sẽ xác định tín hiệu bằng cách tham chiếu tín hiệu đó với đất của nơi nhận, nếu đất giữa nơi nhận và nơi phát có một sự chênh lệch điện thế vượt qua ngưỡng cho phép thì tín hiệu thu được sẽ bị sai hoặc phá hỏng thiết bị. Điều này cho thấy mạng RS485 gồm hai dây nhưng có tới ba mức điện áp được xem xét. Do đất là một vật dẫn điện không hoàn hảo nên nó có một điện trở xác định, gây ra chênh lệch điện thế từ điểm này tới điểm kia, đặc biệt là tại các vùng có nhiều sấm sét, máy móc tiêu thụ dòng lớn, những bộ chuyển đổi được lắp đặt và có nối đất.

Chuẩn RS485 cho phép chênh lệch điện thế đất lên tới 7V, lớn hơn 7V là không được. Như vậy đất là điểm tham chiếu không đáng tin tưởng và một cách tốt hơn cho việc truyền tín hiệu lúc này là ta đi thêm  một dây thứ ba, nó sẽ được nối mass tại nguồn cung cấp để dùng làm điện áp tham chiếu.

Điện trở đầu cuối.

Điện trở  đầu cuối (Terminating Resistor) đơn giản là điện trở được đặt tại hai điểm tận cùng kết thúc của đường truyền. Giá trị của điện trở đầu cuối lí tưởng là bằng giá trị trở kháng đặc tính của đường dây xoắn, thường thì vào khoảng 100 - 120Ω.

Hình 5: Cách đặt điện trở đầu cuối RT trong RS485.

Nếu điện trở đầu cuối không phù hợp với giá trị trở kháng đặc tính của đường dây thì nhiễu có thể  xảy ra do có sự phản xạ xuất hiện trên đường truyền, nhiễu ở mức độ nhỏ thì không sao nhưng nếu ở mức độ lớn thì có thể làm tín hiệu bị sai lệch. Sau đây là hình minh họa dạng tín hiệu thu được khi dùng hai điện trở đầu cuối khác nhau.

Hình 6 : Tín hiệu RS485 thu được tương ứng với 2 giá trị điện trở  RT.

Phân cực đường truyền.

Khi mạng RS485 ở trạng thái rảnh thì tất cả các khối thu đều ở trạng thái lắng nghe đường truyền và tất cả  khối phát đều ở trạng thái tổng trở cao cách li với đường truyền. Lúc này trạng thái của đường truyền được xem là bất định.
Nếu  -200mV ≤ VAB ≤ 200mV thì trạng thái logic tại ngõ ra khối thu sẽ  mang giá trị của bit cuối cùng nhận được. Điều này không đảm bảo vì đường truyền rảnh trong truyền dữ liệu nối ti ếp đòi hỏi phải  ở  mức cao để  khối thu không hiểu  nhầm là có dữ liệu xuất hiện trên đường truyền.

Để  duy trì trạng thái mức cao khi đường truyền rảnh thì việc phân cực đường truyền (Biasing) phải được thực hiện. Một điện trở  R kéo lên nguồn ở đường A và một điện trở R kéo xuống mass ở đường B sao cho VAB ≥ 200mV sẽ ép đường truyền lên mức cao.

Hình 7: Phân cực cho đường truyền RS485.