CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 1
M¹ng truyÒn th«ng
c«ng nghiÖp
OPTIMIZE TRADING AND TECHNOLOGY SERVICE COMPANY LIMITED
AND
RESEARCH CENTRAL AND ELECTRICAL ELECTRONIC ENGINEERING
Biên soạn:
KS. Lê Thân
ThS. Nguyễn Kim Ánh
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 2
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông và mạng TTCN
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
Section 2: Mô hình ISO
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
Section 7: ASi
Section 8: CANopen
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 3
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
Section 9: DiviceNet
Section 10: Ethernet – TCP/IP - Modbus
Section 11: Profibus-DP
Section 12: FIPIO
Section 13: Interbus
Section 14: Modbus
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 4
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
Section 1
Khái niệm cơ bản về truyền thông và
mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 5
Những khái niệm cơ bản về truyền thông
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Tín hiệu được tạo ra trên cơ sở của các đại lượng vật lý (ánh sáng, âm thanh, hình ảnh, điện áp, dòng điện, tần số,…).
Tín hiệu là môi trường để chuyển tải thông tin.
Dữ hiệu là phần thông tin có ích.
Transmitter/Receiver
Transmission
Receiver
Receiver
Transmitter/Receiver
Data
Data
Medium
Medium
Transmission
Truyền thông là khái niệm dùng để chỉ sự trao đổi thông tin giữa các đối tác(communications partner) với nhau.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 6
Các phương pháp truyền tín hiệu
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Dữ liệu có thể được truyền theo dạng analog: các giá trị đi theo một tiến trìnhliên tiếp nhau.
Dữ liệu có thể được truyền theo dạng digital: các giá trị đi theo một tiến trìnhliên tiếp nhau (lấy mẫu).
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 7
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Các kiểu truyền
Truyền một chiều (simplex transmission)
Truyền hai chiều gián đoạn (half duplex transmission)
Truyền hai chiều toàn phần (full duplex transmission)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 8
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Các kiểu truyền
Truyền nối tiếp (serial transmission):Kiểu liên kết này thường yêu cầu 3 dây dẫn: send, receive and earth.
Các bit trong 1 byte được truyền lần lượt theo thứ tự trước – sau.
1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1
Truyền song song (parallel transmission): Các bit trong 1 byte được truyền đồng thời cùng một lúc.Sử dụng cho khoảng cách truyền ngắn.Chất lượng của tín hiệu tỉ lệ nghịch với số kênh truyền.
10110101
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 9
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Kiểu truyền đồng bộ và không đồng bộ trong chế độ nối tiếp
Truyền nối tiếp đồng bộ (synchronous serial transmission):
Dữ liệu được truyền một cách liên tục (không có khoảng thời gian gián đoạn).
Một tín hiệu đồng bộ được truyền song song với tín hiệu là dữ liệu.
Truyền nối tiếp không đồng bộ (asynchronous serial transmission):
Bit đồng bộ là bit START, STOP (nằm ngoài các bit dữ liệu).
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 10
Kết luận
Do nguyên nhân về giá thành và tính bền vững màtrong hầu hết các mạng truyền thông đều sử dụng kiểutruyền dữ liệu dạng số nối tiếp không đồng bộhai chiều gián đoạn.
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 11
Có bao nhiêu mạng truyền thông trong công nghiệp?
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
ASi
Seriplex
SDS
Interbus
DeviceNet
LonBus
Profibus
CAN
CA
Nopen
Modbus
Modbus TCP/IPM
odbus Plus
Echolon
Ethernet IndustrialIntranet
WorldFIP
Foundation Fieldbus
Foundation Fieldbus
Modbus Serial
CC-Link
LonWorks
HART
PROFINET
Ethernet/IP
FIPI
O
Uni
-Tel
way
FIPWAY???...
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 12
Network là gì?
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Là một nhóm thiết bị (communication partner) được kết nối cùng vớinhau theo một cấu trúc nào đó nhằm mục đích trao đổi hoặc chia sẻ thôngtin, tài nguyên cho nhau trong một môi tường truyền dẫn chung.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 13
Tại sao phải kết nối mạng (network connection)?
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Điều khiển mềm dẻo và nhanh chóng dòng chảy của thông tin phục vụ cho:
Truy xuất để hiển thị (bức tranh quá trình), lưu trữ, cảnh báo, chuẩn đoánmáy móc từ xa.
Trao đổi lượng lớn thông tin một cách tức thời nâng cao được chất lượngcủa điều khiển.
Nhanh chóng trong vấn đề phát hiện lỗi cũng như việc khắc phục.
Hệ thống được đồng bộ hóa do tính chất toàn cục (global) của dữ liệu
Giảm chi phí và không gian về lắp đặt (tối thiểu hóa dây nối thông qua cácbus ngoại vi phân bố (distributed peripherals)).
Dễ dàng và nhanh chóng trong việc thay đổi về số lượng cũng như chấtlượng của sản phẩm do điều khiển tập trung tại CCR.
Giảm thời gian xây dựng hoặc nâng cấp công nghệ.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 14
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Tại sao phải kết nối mạng (network connection)?
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 15
Cần có những gì để xây dựng mạng (network)?
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
1. Lựa chọn giao thức (protocol) mạng.
2. Lựa chọn các Controller phù hợp cho chức năng điều khiển và truyền thông theoprotocol đã lựa chọn.
3. Các chủng loại cáp kết nối phù hợp với khoảng cánh và tốc độ truyền thông.
4. Máy tính, máy in, card mạng,… tương thích với giao thức.
5. Các thiết bị kết nối liên mạng.
6. Softwares, Driver,… thích hợp.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 16
Các kiểu mạng cơ sở
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Master/Slave:
Peer to Peer:
Server/Client:
Subnet (mạng con)
Hệ thống truyền thông có dự phòng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 17
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Master/Slave:
Administration và tất cả mọi hoạt động thông qua trung tâm (Master).
Hoạt động thông qua nguyên tắc hỏi vòng.
Khái niệm này thường được sử dụng cho các mạngcon ở cấp trường, ví dụ việc kết nối giữa controller vớicác module ngoại vi phân bố hoặc contrller với MCC hoặc cotroller với mạng ASi…
Ví dụ:
Các kiểu mạng cơ sở
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 18
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Peer to Peer:
Administration được phân bố đều cho các đối táctruyền thông (cùng cấp).
Môi trường truyền thông được chia sẽ cho nhau.
Ví dụ:
Các kiểu mạng cơ sở
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 19
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Server/Client:
Administration được phân bốtại trung tâm (Server).
Quản lý toàn bộ dòng chảy củathông tin trong hệ thống.
Môi trường truyền thông đượcchia sẽ cho nhau.
Ví dụ:
Các kiểu mạng cơ sở
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 20
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Subnet (mạng con): Subnet là toàn bộ các thành phần vật lý, chuẩn, giao thức, dịch vụ đồng nhất để thực hiện một kết nối thống nhất để phục vụ cho việc trao đổivà quản lý dữ liệu.
Các kết nốigiữa các trạmnối vào subnet không đi qua gateway.
Một subnet được coi là mộtmôi trườngtruyền thông.
Ví dụ: có ba subnet (1 subnet MPI, 2 subnet Profibus DP), các S7 400 làm nhiệmvụ điều khiển và quản lý hai subnet Profibus DP vừa làm nhiệm vụ của gateway đểliên kết ba subnet lại với nhau.
Các kiểu mạng cơ sở
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 21
Hệ thống truyền thông có dự phòng (Redundant Communication System)
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Là hệ thống có độ dự trữ có thể tăng lên gấp đôi đôi khi có thể gấp ba lần ở tạimột số CPU, nguồn cung cấp cho hệ thống điều khiển hoặc môi trường truyền thông(các bus truyền), dự phòng về I/O.
Các cơ chế giám sát và đồng bộ hóa sẽ được đảm bảo nếu có một thành phần bịlỗi thì sẽ có một thành phần khác thay thế ngay (tùy theo mức độ dự phòng) màkhông nhất thiết phải dừng hệ thống để xử lý.
Việc dự phòng này ở các cấp độ khác nhau tùy thuộc vào mức độ quan trọng củahệ thống, thực tế người ta có thể chia ra các cấp độ như sau:
Dự phòng nóng (Host Standby): thời gian chuyển mạch < 10 ms.
Dự phòng ấm: 10 ms < thời gian chuyển mạch < 100 ms.
Dự phòng lạnh (nguội): dự phòng dạng này phải ngừng hệ thốngtrong khoảng thời gian ngắn để thay thế thiết bị.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 22
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
Hệ thống truyền thông có dự phòng (Redundant Communication System)
Dự phòng CPU và bus truyềnthông trong kết nối của CPU S7-400H của SIEMENS.
Dự phòng Server, CPU AC800M và các bus truyền thông trong kết nốicủa ABB.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 23
Hệ thống truyền thông có dự phòng (Redundant Communication System)
Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 24
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
Section 2
Mô hình ISO
(Open System Interconnect Reference model )
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 25
Section 2: Mô hình OSI
Ý nghĩa của mô hình OSI là gì?
Sự trao đổi thông tin giữa các thiết bị của các hãng công nghiệp thực hiện theocác chuẩn giao thức, chuẩn truyền dẫn, truy cập môi trường… rất khác nhau.
Chính vì lý do đó, vào năm 1984 tổ chức quốc tế ISO (International Standardization Organization) đã thống nhất và đưa ra một mô hình chuẩn 7 lớp, lớpthấp nhất là lớp 1 và cao nhất là lớp 7 để thống nhất giữa các hãng công nghiệp vớinhau.
Nhằm mục đích kết nối những thiết bị của các hãng khác nhau lại cùng với nhautrong cùng môi trường truyền dẫn.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 26
Mô hình OSI
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Kết nối vật lý giữa các thiết bị trong mạng
Xác nhận, phát hiện sai và sữa sai, quản lýtruy cập môi trường
Thiết lập hay tạo kết nối cho các tuyến (route)
Thiết lập hay kết thúc một kết nối (reset lạilỗi, đóng gói và bảo mật dịch vụ)
Quản lý và đồng bộ hóa (một khi bị gián đoạn nó cóthể bắt đầu lại tại điểm đó thay vì làm lại từ đầu)
Chuyển đổi kiểu dữ liệu cho phù hợp với thiếtbị
Administration network (khởi động và dừngmạng, xử lý message), cung cấp dịch vụ mạng
Lớpđược
thiết kếcho
truyềnthông
Lớpđược
thiết kếcho xửlý dữliệu
Bus concept
Network concept,
ex: TCP/IP
TCP: transmission Control Protocol (Layer 4)
IP: Internet Protocol (Layer 3)
Section 2: Mô hình OSI
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 27
Section 2: Mô hình OSI
Mô hình OSI
Sự kết nối giữa các trạm trong mạng phải tương thích với nhau về môhình (phù hợp về chuẩn giao thức).
Sự kết nối giữa hai trạm được thực hiện theo các lớp cùng tên.
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Station A Station B
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 28
Section 2: Mô hình OSI
Mô hình OSI
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Station A
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Station B
Năm lớp trên cùng thường được thực hiện bằng phần mềm (software)
Hai lớp dưới cùng được thực hiện bằng phần cứng (hardware)
Biểu diễn nguyên lý về dòng chảy của dữ liệu:
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 29
Section 2: Mô hình OSI
Khái niệm về chuẩn giao thức (protocol)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 30
Ví dụ về khung truyền liên quan đến mô hình OSI
Section 2: Mô hình OSI
Slave address
=7
Function code
=3
No. of First
word =5
No. of First to be read
=5
CRC 16
Byte11 2 2 2
Khung truyền của Modbus RTU (RTU frame)
Yêu cầu đọc dữ liệu từ2 thanh ghi Word có địachỉ là W5 và W6 từ trạmslave số 7:
Physiscal Medium 1
Link Layer 2
Network Layer 3
Transport Layer 4
Session Layer 5
Presentation Layer 6
Application Layer 7
Physiscal Medium 1
ASIC chip 2
Application Layer 7
ASIC: Application-Specific Integrated Circuit
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 31
Section 2: Mô hình OSI
Bytes 4
FCSFTP, HTTP , SMTP Modbus etc.
Application layers
46 to 150020
LL
C
IP TC
P
6 6 2 208
Sou
rce
add
r.
Des
tin.
Add
.
Pre
amab
le Khung truyền của Ethernet TCP/IP frame
Ví dụ về khung truyền liên quan đến mô hình OSI
CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 32
Section 3
Kiến trúc mạng (topology) và
môi trường truyền dẫn
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 33
Tất cả các mạng đều có đặc điểm chung là gì?
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Application massage: phụ thuộc vào quá trình đóng gói của phần mềmtrên lớp ứng dụng.
Điều khiển truy nhập môi trường: là thục tục nhằm mục đích chia sẽ môitrường vật lý để tránh sự xung đột của dữ liệu và tận dụng tối đa hiệu suấtcủa đường truyền.
Logical topology (kiến trúc logic): chỉ sự liên hệ vật lý giữa các thiết bịtrong mạng với nhau.
Môi trường truyền dẫn (Mediums): là đường dẫn vật lý kết nối giữa cácthiết bị trong mạng với nhau.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 34
Các vấn đề cần quan tâm đến nôi trường truyền dẫn
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Khi nói đến môi trường truyền dẫn, trước tiên phải đặt vấn đề về:
Tốc độ truyền (speed transmission)
Khoảng cách truyền (distance)
Vấn đề giảm thiểu sự tác động của trường điện từ(electromagnetic immunity)
Dung lượng khi truyền (capacity transmission)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 35
Các môi trường truyền dẫn phổ biến
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Cáp đồng trục (Coaxial cable): Điệntrở thấp, chống nhiễu tốt do đó thíchhợp cho việc truyền ở tốc độ cao; nhược: kho đi dây và nối thông qua cácđầu nối đặc chủng.
Cáp quang (Optical fibre): Truyền dẫntín hiệu bằng ánh sáng do đó không bịảnh hưởng của nhiễu điện từ trường; sửdụng cho những khu vực môi trườngkhắc nghiệt.
Cáp đôi dây vặn xoắn (Pair of twisted wires) hoặc đôi dây thẳng: Lắp đặt đơngiản, giá thành rẻ.
Truyền khôngdây (Wireless)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 36
Chuẩn truyền dẫn (RS 232; RS 422A; RS 485)
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
RS232: Kết nối theo dạng point-to-point, Sửdụng phương thức truyền không đốixứng.
Khoảng cách truyền < 15m, tốc độ < 20Kbps.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 37
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
RS422A:
Chuẩn truyền dẫn (RS232; RS422A; RS485)
Truyền 2 chiều toàn phần (Full duplex) trên bus 4 dây (2 dây truyền, 2 dâynhận).
Chống nhiễu tốt, do đó khoảng cáchtruyền tối đa 1200m ở tốc độ 100 Kbps
RS485:
Cũng giống như đặc tính của RS422A nhưng truyền theo kiểu 2 chiều giánđoạn (Half duplex ) trên bus 2 dây.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 38
Kiến trúc mạng (topology)
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Point to Point Topology
Star Topology
Bus Topology
Ring Topology
Free Topology
HybridTopology
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 39
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Kiến trúc mạng (topology)
Point to Point Topology: chỉ sự liênkết chỉ 2 thiết bị với nhau.
Bus Topology: gồm một đường dâychính, tất cả các thiết bị được nốivào đó, truyền thông dạng Broadcast oriented.
Star Topology: vài thiết bị tham giakết nối mạng với nhau thông qua một thiết bị trung tâm. Thông thườngsử dụng Switch để chuyển kênh.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 40
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Kiến trúc mạng (topology)
Star Topology: Tất cả các unit làđược mắc nối nối tiếp nhau tạo thànhvòng kín, lúc đó truyền thông phải điqua các unit rồi mới tới nơi nhận. Nếumột node bị hỏng thì xem như vòng bịhở mạch.
Free Topology: Thông thườngtrong hệ thống truyền thông chung, việc kết nối là sự kết hợp giữa cáckết nối trên.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 41
Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn
Hybrid Topology: Mạng internet.
Kiến trúc mạng (topology)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 42
Section 4
Các thiết bị sử dụng cho cấp liênmạng
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 43
Những thiết bị mở rộng mạng
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
Repeater and Hub
Bridge
Router
Gateway
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 44
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
Những thiết bị mở rộng mạng
Repeater and Hub:
Repeater: là một thiết bị ở lớp 1 (Physical Layer) trong mô hình OSI. Repeater có vai tròkhuếch đại tín hiệu vật lý ở đầu vào và cung cấpnăng lượng cho tín hiệu ở đầu ra để có thể đếnđược những chặng đường tiếp theo trong mạng. Điện tín, điện thoại, truyền thông tin qua sợiquang… và các nhu cầu truyền tín hiệu đi xađều cần sử dụng Repeater.
Hub: Hub được coi là một Repeater có nhiều cổng. Khi cấu hình mạng là hình sao (Star topology), Hub đóng vai trò là trung tâm của mạng. Với một Hub, khi thông tin vào từ một cổngvà sẽ được đưa đến tất cả các cổng khác. Hub có 2 loại là Active Hub và Smart Hub. -Active Hub: là loại Hub được dùng phổ biến, cần được cấp nguồn khi hoạt động, được sử dụngđể khuếch đại tín hiệu đến và cho tín hiệu ra những cổng còn lại, đảm bảo mức tín hiệu cần thiết. - Smart Hub (Intelligent Hub): có chức năng tương tự như Active Hub, nhưng có tích hợp thêmchip có khả năng tự động dò lỗi - rất hữu ích trong trường hợp dò tìm và phát hiện lỗi trong mạng.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 45
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
Những thiết bị mở rộng mạng
Bridge: là thiết bị mạng thuộclớp 2 của mô hình OSI (Data Link Layer). Bridge được sử dụng đểghép nối 2 mạng để tạo thành mộtmạng lớn duy nhất. Bridge đượcsử dụng phổ biến để làm cầu nốigiữa hai mạng Ethernet. Bridge quan sát các gói tin (packet) trênmọi mạng. Khi thấy một gói tin từmột máy tính thuộc mạng nàychuyển tới một máy tính trênmạng khác, Bridge sẽ sao chép vàgửi gói tin này tới mạng đích.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 46
Những thiết bị mở rộng mạng
Router: là thiết bị mạng lớp 3 của mô hình OSI (Network Layer). Router kết nối hai hay nhiều mạng IP với nhau. Các máy tính trên mạng phải “nhận thức” được sự tham gia củamột router, nhưng đối với các mạng IP thì một trong những quy tắc của IP là mọi máy tínhkết nối mạng đều có thể giao tiếp được với router.
Ưu điểm của Router: Về mặtvật lý, Router có thể kết nối vớicác loại mạng khác lại với nhau, từ những Ethernet cục bộ tốc độcao cho đến đường dây điện thoạiđường dài có tốc độ chậm.
Nhược điểm của Router: Router chậm hơn Bridge vì chúng đòi hỏinhiều tính toán hơn để tìm ra cáchdẫn đường cho các gói tin, đặcbiệt khi các mạng kết nối vớinhau không cùng tốc độ.
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 47
Những thiết bị mở rộng mạng
Gateway: cho phép nối ghép hai loại giao thức với nhau. Ví dụ: mạng của bạn sửdụng giao thức IP và mạng của ai đó sử dụng giao thức IPX, Novell, DECnet, SNA…hoặc một giao thức nào đó thì Gateway sẽ chuyển đổi từ loại giao thức này sang loạikhác.Qua Gateway, các máy tính trong các mạng sử dụng các giao thức khác nhau có thểdễ dàng “nói chuyện” được với nhau. Gateway không chỉ phân biệt các giao thức màcòn còn có thể phân biệt ứng dụng như cách bạn chuyển thư điện tử từ mạng này sang mạng khác, chuyển đổi một phiên làm việc từ xa…
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 48
Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng
Tổng kết
o Node
o Segment/chanel
o Subnet
o Network
o Domain
o System
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 49
Section 5
Các phương pháp điều khiển
truy nhập môi trường
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 50
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
Master/Slave
Token Passing
Random access (CSMA/CD CSMA/CA)
Truy cập mạng thuộc DataLink layer
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 51
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
Master/Slave
Cơ chế làm việc trong chế độ này giống như quan hệ giữa thầy và tròtrong một lớp học.
Master có quyền truy cập đến tất cả các slave (theo vòng logic).
Slave là trạm bị động, chỉ có thể trao đổi thông tin với trạm Master khi có yêu cầu từ Master (không có khả năng trao đổi thông tin vớicác trạm khác).
EX: Modbus (Schneider), PPI, USS, Profibus-DP (Siemens), ASi…
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 52
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
Token Passing
Cơ chế làm việc trong chế độ này giống như một mạng đa Master, trongđó:
Có hai vòng: vòng vật lý (Token ring) và vòng logic (Token ring/Token Bus).
Token: là một nhóm bits (frame) mang thông tin điều khiển. Nó đượcquay vòng trong một subnet tuần tựtheo thứ tự của địa chỉ từ trạm nàyđến trạm khác.
EX: Modbus plus (Schneider), Profibus-DP (Siemens),…
Tại một thời điểm, trạm nào nắmgiữ được Token thì trạm đó sẽ cóquyền là Master.
Yêu cầu của các trạm khi tham gia vào subnet định cấu hình Token passing.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 53
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
Random access (CSMA/CD CSMA/CA)
CSMA (Carrier Sense Multiple Access) được xác định bởi nguyên tắc đápứng giữa các thiết bị trong mạng khi hai thiết bị hoặc nhiều hơn gởi đồngthời dữ liệu lên môi trường truyền thông gọi là xung đột (collision)
Trước khi gởi tin nhắn, mỗitrạm truyền thông phải kiểmtra đường bus có rỗi không. Nếu đường bus rỗi, trạm cóthể gởi tin nhắn ngay lập tức. Nếu có hai trạm cùng bắt đầugởi tin nhắn tại cùng một thờiđiểm, một sự xung đột xuấthiện. Sự xung đột này đượcphát hiện bởi cả hai trạm vàchúng sẽ dừng việc gởi. Saumột khoảng thời gian chờ đợiđược chọn ngẫu nhiên, chúngsẽ cố gắng gởi lại lần nữa.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 54
Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường
AA BB CC
AA BB CC
AA BB CC
1. Carrier sense
2. Multiple access
3. Collision
4. Detection
A Phát hiệnxung đột, huỷbỏ bức điện. Chờ một thờigian và lặp lạibước 1
C Phát hiệnxung đột, huỷbỏ bức điện. Chờ một thờigian và lặp lạibước 1
Random access
CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access/ Collistion Detect
Ex: Ethernet
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 55
Section 6
Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 56
Những đặc điểm của MTTCN
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
Do đặc thù về công nghệ sản xuất tạo ra nhiều loại mạng truyền thôngkhác nhau, có thể phân biệt với mạng thông tin quảng đại qua một số kháicạnh sau:
Phạm vi hoạt động
Dung lượng dữ liệu
Tốc độ truyền/nhận Real-Time
Yêu cầu về độ tin cậy, độ linh hoạt và tính bền vững
Chính vì lý do đó mà người ta phân ra thành nhiều cấp, mỗi cấp có nhữngđặc trưng riêng.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 57
Mô hình phân cấp trong TTCN
Information systemCompanyLevel 3Data Networks
(Data Bus)Internet/Intranet
ComponentsActuatorsSensors Level 0ASi, Modbus, Interbus, DiveceNet, CANbus,
Profibus-DP, Modbus Plus, FIFO, CANopen, Foundation Fielbus, HART
(Field Bus)
Control systemMachinesLevel 1Ethernet Industrial, Profibus-FMS, ProfiNet,
ModbusTCP/IP, FIPWAY, CC-Link, ControlNet, EthernetIP
SupervisionmanagementProduction
WorkshopLevel 2
Local Area Networks (LAN)Ethernet TCP/IP
FTP-HTTP
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 58
Biểu đồ thể hiện sự liên quan giữa cấp độ điều khiển so với độ phức tạp của mạng
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 59
Mô hình phân cấp trong TTCN
Data Network
Control Network
Device Bus/ Field Bus
Sensor/Actuator Bus
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 60
Ứng dụng tiêu biểu của các level trong mô hình phân cấp
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 61
Đặc tính tiêu biểu của các level trong mô hình phân cấp
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 62
Đặc tính của các level trong mô hình phân cấp
Level Tên mạng Kiểu thông tin
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 63
Hệ thống tự động hóa được kết hợp giữa các level với nhau
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 64
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng SIEMENS
MPI: là một subnet nhỏ, bao gồm một số nút(node) ở cấp trườnghoặc cấp phân xưởng.
Nó là một giao diệnnhiều điểm kết nối tronghọ SIMATIC S7/M7 vàC7, làm giao diện choviệc thiết lập mạng từmột vài PLC hoặc đểtrao đổi một khối lượngdữ liệu nhỏ với các PG
hoặc máy tính lập trình.
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 65
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng SIEMENS
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
PPI: là tổ chức mạng cho các ứng dụng MicroAutomation, sử dụng để kếtnối nhiều S7-200, màn hình TD, OP với nhau.
4
2
31
3
1
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 66
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng SIEMENS
USS: là giao thức nối tiếp được SIEMENS xây dựng để sử dụng cho việckết nối truyền thông giữa PLC S7-200 với các Biến tần MicroMaster MM 430/MM440 của hãng.
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
3
1
2 313054
0
USS protocol
CPU 22X
MicroMaster
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 67
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng SIEMENS
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
Ethernet Industrial (TCP/IP): Industrial Ethernet (IE) là một mạng cấpdưới mạnh nhất trong môi trường công nghiệp.
Profibus DP/PA FMS: Profibus (Process Fieldbus) là một chuẩn được đềra để qui định các đặc tính của một hệ thống bus dùng để kết nối các thiết bịtrường với các thiết bị điều khiển và giám sát. Theo ứng dụng và môi trườnglàm việc mà hãng phân thành các loại sau:
- Profibus-DP (Decentralized Peripherals): dùng cho việc kết nối với cácthiết bị trường với các thiết bị điều khiển (controller).- Profibus-PA (Process Automation): tương tự như Profibus-DP nhưngdùng trong môi trường dễ cháy nổ, nhiễu cao.- Profibus-FMS (Fieldbus Message Specification): dùng cho việc nốimạng các máy tính giám sát điều khiển với các controller.
- Ưu điểm của mạng là truyền lượng lớn dữ liệu với tốc độ cao. - IE là mạng con dùng để kết nối các máy tính với hệ thống tự động hoá.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 68
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng SIEMENS
Bảng các thông số đặc trưng của hệ thống mạng tiêu biểu của SIEMENS
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 69
Mội ví dụ trong kết nối mạng của SIEMENS
Level 2
Level 1
Level 0
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 70
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng Schneider Electric
Ethernet TCP/IP & Modbus TCP/IP: là tổ chức mạng ở level 2 vàlevel 3 cho hệ thống điều khiển và hệ thống thông tin.
CANopen
ASi (level 0)
Modbus RS 485: một khi Ethernet là không thích hợp cho một số kếtnối vật lý và hạn chế về giá thành thì Modbus RS 485 sẽ được thay thế.
Những mạng cốt lõi:
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 71
FIPIO; Modbus Plus; Uni-Telway; Seriplex
Những mạng kế thừa:
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng Schneider Electric
DevieNet (Allen-Bradley)
Profibus DP (Siemens)
Interbus (Phoenix)
Những kết nối liên mạng:
etc.
Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 72
Section 2: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
Chiến lược về mạng công nghiệp của hãng Allen Bradley
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 73
Section 2: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 74
Section 2: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 75
Section 2: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 76
I. Tæng quan chung: 1. Giíi thiÖu vÒ m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng
nghiÖp: Do ®Æc thï cña c¸c ngµnh c«ng nghiÖp mµ ®·
t¹o ra nhiÒu lo¹i m¹ng truyÒn th«ng kh¸c nhau. MÆtkh¸c m¹ng truyÒn th«ng trong c«ng nghiÖp còng cãnh÷ng ®Æc thï riªng, cã thÓ ph©n biÖt chóng víi m¹ng th«ng tin qu¶ng ®¹i th«ng qua mét sè khÝa c¹nh sau:
- Ph¹m vi ho¹t ®éng
- Yªu cÇu vÒ ®é tin cËy khi truyÒn
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 77
¦u ®iÓm cña sö dông m¹ng truyÒn th«ng trongc«ng nghiÖp:
-Thay thÕ ®îc hoµn toµn c¸c hÖ thèng truyÒn cònh: 0-20mA, 0-10V...-Cho phÐp lµm viÖc víi c¸c s¶n phÈm cña nhiÒu nhµs¶n xuÊt kh¸c nhau.-Lµ hÖ thèng më, ®ång thêi cho phÐp hiÖu chØnh®iÒu khiÓn tõ phßng ®iÒu khiÓn trung t©m.-HÖ thèng ho¹t ®éng víi ®é tin cËy cao h¬n.-§é mÒm dÎo gÇn nh kh«ng cã giíi h¹n.-Gi¸ thµnh thÊp.-Lîng th«ng tin truyÒn t¶i lín.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 78
KÕt nèi m¹ng cæ ®iÓn víi mét sè lîng lín c¸cd©y dÉn tÝn hiÖu.
2. M« h×nh ph©n cÊp trong m¹ng truyÒn th«ngc«ng nghiÖp:
79
PC PC
PC PC PC
HIS HIS EWS
FCS FCS FCS FCS
S S AS A
PC - Personal ComputerHIS -Human Interface StationFCS - Field Control StationS - SensorA - Actuator
Fieldbus
System bus
Ethernet
Fast Ethernet
Qu¶n lÝ kinh tÕ
Qu¶n lÝ küthuËt
§iÒu khiÓn vµgi¸m s¸t
HiÖn ®iÒu khiÓn
M« h×nh ph©n cÊp c¸c hÖ thèng m¹ng trong c«ng nghiÖp
HiÖn trêng
80
§Ó cã c¸i nh×n tæng thÓ vÒ m¹ng truyÒn th«ng trongc«ng nghiÖp, h·y xem m« h×nh ph©n cÊp ®Ó thÊy c¸c ®Æctrng, còng nh chøc n¨ng nhiÖm vô cña cña tõng cÊp.
CÊp hiÖn trêng:§©y lµ cÊp n»m t¹i hiÖn trêng vµ tÊt nhiªn cÊp nµy
n»m s¸t víi d©y chuyÒn s¶n xuÊt nhÊt. C¸c thiÕt bÞ chÝnhtrong cÊp nµy lµ sensor vµ c¬ cÊu chÊp hµnh, chóng cã thÓ®îc nèi m¹ng trùc tiÕp hoÆc th«ng qua ®êng Bus ®Ó nèivíi cÊp trªn (cÊp ®iÒu khiÓn).
HÖ thèng Bus dïng ®Ó kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ë cÊphiÖn trêng víi cÊp ®iÒu khiÓn gäi lµ Bus trêng(fieldbus), trong thùc tÕ hÖ thèng Bus nµy ®ßi hái cÇn c㮸p øng thêi gian thùc trong c¸c cuéc trao ®æi th«ng tin, mét ®Æc trng cña c¸c cuéc trao ®æi tin trong cÊp trênglµ c¸c b¶n tin thêng cã chiÒu dµi kh«ng lín
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 81
C¸c sensor vµ c¬ cÊu chÊp hµnh ®îc nèi trªn®êng Bus cã thÓ lµ c¸c thiÕt bÞ th«ng minh hoÆc còngcã thÓ lµ c¸c thiÕt bÞ th«ng thêng cã xö dông thªmc¸c bé chuyÓn ®æi giao thøc t¬ng thÝch.
§iÓn h×nh cña Bus trêng lµ: Profibus-DP, Profibus-PA, Canbus, Foundation Fielbus, DeviceNet, InterBus..
CÊp ®iÒu khiÓn:CÊp nµy bao gåm c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn hiÖn
trêng (FCS), c¸c bé ®iÒu khiÓn logic lËp tr×nh (PLC), c¸c thiÕt bÞ quan s¸t .. . Chøc n¨ng thu thËp c¸c tÝnhiÖu tõ hiÖn trêng, thùc hiÖn ®iÒu khiÓn c¬ së, ®iÒukhiÓn logic, tæng hîp d÷ liÖu ...
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 82
C¸c thiÕt bÞ ë cÊp nµy ®îc kÕt nèi víi nhau vµ kÕtnèi víi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp trªn (cÊp ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t) th«ng qua Bus hÖ thèng, thùc tÕ c¸c b¶n tin trao ®æi trªnBus hÖ thèng còng ®ßi hái tÝn n¨ng thêi gian thùc cao, mÆt kh¸c ®Æc thï cña c¸c b¶n tin lµ chiÒu dµi lín h¬nnhiÒu so víi c¸c b¶n tin trao ®æi trªn Bus trêng
§iÓn h×nh cña Bus hÖ thèng lµ: Profibus-FMS, ControlNet, Industrial Ethernet.
CÊp ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t:C¸c thiÕt bÞ trong cÊp nµy bao gåm c¸c tr¹m giao
tiÕp ngêi m¸y HIS, c¸c tr¹m thiÕt kÕ kü thuËt EWS, vµc¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c. Chøc n¨ng cña cÊp nµy lµ thùchiÖn ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh (Process Control), thùc hiÖn c¸cthuËt to¸n ®iÒu khiÓn tèi u...
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 83
ViÖc kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ë cÊp nµy víi c¸c thiÕt bÞ ë cÊptrªn (cÊp qu¶n lÝ kü thuËt) ®îc thùc hiÖn th«ng qua m¹ng Ethernet, thùc chÊt ®©y lµ mét m¹ng côc bé LAN, víi tÝnhn¨ng trao ®æi th«ng tin kh«ng nhÊt thiÕt trong thêi gian thùc.
CÊp qu¶n lÝ kü thuËt vµ cÊp qu¶n lÝ kinh tÕ:Thùc chÊt c¸c cÊp nµy rÊt quan träng ®èi víi c¸c ho¹t
®éng cña c«ng ty, tuy nhiªn yªu cÇu vÒ tèc ®é trao ®æi th«ngtin còng nh ®ßi hái vÒ thêi gian thùc lµ kh«ng cao, chøcn¨ng cña c¸c cÊp nµy lµ qu¶n lÝ t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña c¸cthiÕt bÞ trong toµn hÖ thèng còng nh ho¹ch ®Þnh chiÕn lîcph¸t triÓn s¶n xuÊt dùa trªn t×nh tr¹ng cña thiÕt bÞ .
Mét sè giao thøc dïng trong c¸c hÖ thèng m¹ng nµy lµFast Ethernet, TCP/IP
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 84
II. C¬ së thùc hiÖn m¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp:
1. M«i trêng truyÒn dÉn:1.1 C¸c ®Æc tÝnh cña m«i trêng truyÒn dÉn:
M«i trêng truyÒn dÉn lµ m«i trêng mµ tÝn hiÖu th«ngtin truyÒn qua (thùc chÊt ®ã lµ ®êng truyÒn). M«i trêngtruyÒn dÉn cã ¶nh hëng lín tíi tèc ®é truyÒn dÉn, chÊt lîng®êng truyÒn..
1.2. C¸c lo¹i m«i trêng truyÒn dÉn:a) §êng hai d©y hë.
Lµ lo¹i m«i trêng truyÒn dÉn ®¬n gi¶n, hai d©y dÉn®îc c¸ch li víi nhau b»ng kho¶ng kh«ng. Lo¹i nµy cã thÓnèi c¸c thiÕt bÞ víi chiÒu dµi kh«ng lín l¾m vµ tèc ®é truyÒnkh«ng qu¸ 19.2 Kbis/s. §êng d©y nµy ®îc øng dông trongtruyÒn sè liÖu gi÷a c¸c DTE vµ DCE.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 85
Nhîc ®iÓm cña lo¹i d©y nµy lµ chÞu t¸c ®éngcña nhiÔu xuyªn ©m, ngoµi ra cÊu tróc hë khiÕn nã nh¹y c¶m víi nhiÔu g©y ra bëi c¸c nguån bøc x¹, ®ã còngchÝnh lµ lÝ do khiÕn cho m«i trêng truyÒn dÉn nµy h¹n chÕ vÒ tèc ®é vµ chiÒu dµi d©y dÉn.
b) C¸p ®«i d©y xo¾n:§©y lµ m«i trêng truyÒn dÉn cã tÝnh lÞch sö
trong truyÒn sè liÖu vµ hiÖn nµy nã vÉn lµ m«i trêngtruyÒn dÉn ®îc dïng rÊt phæ biÕn. Nã ®îc ph¸t minh cïng thêi víi ®iÖn tho¹i, vµ gi¸ th× t¬ng ®èi rÎ tiÒn
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 86
C¸p d©y ®«i xo¾n cã thÓ lo¹i trõ tèt h¬n. Trong métc¸p cã nhiÒu cÆp d©y xo¾n vµo nhau. Mét ®«i d©y xo¾n bao gåm hai sîi d©y ®îc quÊn c¸ch li «m vµo nhau do cÊu tróc nh thÕ mµ trêng ®iÖn tõ cña hai d©y sÏ trunghoµ lÉn nhau, mÆt kh¸c d©y tÝn hiÖu vµ d©y ®Êt xo¾n vµonhau gióp cho tÝn hiÖu giao thoa ®îc c¶ hai d©y thu nhËn, kh«ng lµm ¶nh hëng lªn tÝn hiÖu vi sai. ChÝnh v× vËy mµnhiÔu ra m«i trêng xung quanh vµ nhiÔu xuyªn ©m gi¶mthiÓu ®¸ng kÓ.
CÊu t¹o cña c¸p ®«i d©y xo¾n
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 87
§êng d©y xo¾n ®«i thÝch hîp víi thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn®êng d©y vµ m¹ch thu riªng, sö dông tèc ®é bit díi 1 Mbps cho kho¶ng c¸ch tõ vµi m ®Õn 15Km vµ tèc ®é bit thÊp h¬n cho kho¶ng c¸ch dµi h¬n. §iÓn h×nh cña c¸p®«i d©y xo¾n lµ viÖc øng dông trong c¸c hÖ thèng truyÒnth«ng sö dông chuÈn RS485 víi tèc ®é truyÒn th«ngthêng lµ 64Kb/s vµ 96Kb/s
Tuy vËy c¸p ®«i d©y xo¾n cã nhîc ®iÓm lµ chÞu ¶nhhëng cña nhiÔu kÝ sinh vµ hiÖn tîng can nhiÖt (couplage)
Cã 2 lo¹i c¸p xo¾n ®«i: C¸p xo¾n ®«i kh«ng bäc kim(UTP – Unshielded Twisted Pair) dïng réng r·i trong m¹ng ®iÖn tho¹i vµ trong nhiÒu øng dông truyÒn sè liÖu; c¸p xo¾n ®«i bäc kim (STP–Shielded Twisted Pair), cã mét mµn ch¾n ®Ó b¶o vÖ gi¶m ¶nh hëng cña tÝn hiÖu giao thoa.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 88
c) C¸p ®ång trôc:
H¹n chÕ chÝnh cña c¸p xo¾n ®«i g©y ra bëi hiÖuøng bÒ mÆt. Khi tèc ®é bit (còng lµ tÇn sè) cña tÝn hiÖutruyÒn dÉn t¨ng lªn th× luång ch¶y cña dßng ®iÖn trongd©y chØ ë trªn bÒ mÆt, do vËy sö dông Ýt h¬n tiÕt diÖn s½n cã, dÉn ®Õn sù t¨ng ®iÖn trë cña d©y ®èi víi tÝn hiÖu caotÇn, lµm t¨ng suy hao. Ngoµi ra, ë tÇn sè cao, n¨ng suÊttÝn hiÖu bÞ mÊt m¸t nhiÒu h¬n do hiÖu øng bøc x¹. V× vËy, víi nh÷ng øng dông ®ßi hái tèc ®é bit cao h¬n 1 Mbps, cÇn ph¶i cã thiÕt bÞ ®iÖn tö thu vµ ®iÒu khiÓn tinh vi h¬nhoÆc sö dông mét m«i trêng truyÒn dÉn kh¸c.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 89
C¸p ®ång trôc lµm gi¶m tèi thiÓu hai hiÖu øng trªn. C¸p cã chÊt dÉn ®iÖn ë chÝnh gi÷a trôc vµ bao quanh trôccòng lµ chÊt dÉn ®iÖn. Kho¶ng gi÷a hai líp chÊt dÉn ®iÖnthêng ®îc lµm ®Çy bëi chÊt c¸ch ®iÖn r¾n hoÆc cÊu tróctæ ong.
Líp c¸ch ®iÖnLíp dÉn ®iÖn
CÊu t¹o cña c¸p ®ång trôc
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 90
ChÊt dÉn ®iÖn ë gi÷a lµ mµn ch¾n h÷u hiÖu víi tÝn hiÖunhiÔu bªn ngoµi. Sù tæn hao tÝn hiÖu rÊt nhá g©y ra do bøc x¹®iÖn tõ vµ hiÖu øng bÒ mÆt. C¸p ®ång trôc cã thÓ sö dông víinhiÒu kiÓu tÝn hiÖu kh¸c nhau, tèc ®é ®iÓn h×nh lµ 10Mbps.
C¸p ®ång trôc ®îc sö dông réng r·i, chÕ ®é ho¹t ®éng cãthÓ sö dông d¶i c¬ së (BaseBand) hoÆc d¶i réng (BroadBand). Víi BaseBand toµn bé hiÖu suÊt ®êng truyÒn ®îc dµnh chomét kªnh truyÒn th«ng duy nhÊt trong khi ®ã BroadBand th× södông cho 2 hoÆc nhiÒu kªnh cïng ph©n chia d¶i th«ng cña®êng truyÒn. Chóng ®îc minh ho¹ trªn h×nh 3.10.
BaseBand BroadBand
Minh ho¹ d¶i c¬ së vµ d¶i réng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 91
Ph¬ng thøc truyÒn d¶i c¬ së cã thÓ truyÒn ®îc c¶tÝn hiÖu t¬ng tù vµ tÝn hiÖu sè.
Kho¶ng c¸ch truyÒn ë gi¶i c¬ së tõ 1Km ®Õn 3Km tèc ®é trong gi¶i nµy lµ 1Mb/s ®Õn 10Kb/s
Víi gi¶i réng kho¶ng c¸ch tõ 10Km ®Õn 50Km, tèc ®é cã thÓ lªn ®Õn 350Mb/s
Víi ®iÒu chÕ d¶i réng c¸p ®ång trôc kh¸ nh¹y c¶mvíi nhiÔu tÇn sè thÊp, hÖ sè chèng nhiÔu tõ 50dB ®Õn 60 dB. Trong trêng hîp ®iÒu chÕ d¶i réng th× kÐm nh¹y c¶m h¬n, hÖ sè chèng nhiÔu tõ 80dB ®Õn 100dB.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 92
d) Sîi quang:
§©y lµ m«i trêng truyÒn dÉn ®ang ®îc xö dông réngr·i trong c«ng nghiÖp bëi c¸c u ®iÓm sau:
-Dung lîng truyÒn lín-TÝnh b¶o mËt tÝn hiÖu khi truyÒn cao-Träng lîng nhÑ (®Æc biÖt thÝch hîp víi kü thuËt
hµng kh«ng)-Kh¶ n¨ng chèng nhiÔu tèt-Tèc ®é truyÒn cao (cã thÓ lªn ®Õn hµng tr¨m Mb/s)-Kh«ng bÞ ¨n mßn trong c¸c m«i trêng oxi ho¸
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 93
+ CÊu t¹o sîi quangC¸p sîi quang gåm mét sîi thuû tinh ®¬n cho mçi
tÝn hiÖu ®îc truyÒn, n»m trong vá bäc ng¨n ¸nh s¸ng bªnngoµi. TÝn hiÖu ¸nh s¸ng sinh ra bëi m¸y ph¸t quang. M¸yph¸t quang thùc hiÖn sù chuyÓn ®æi tõ ®iÖn sang quang. T¬ng tù, m¸y thu quang thùc hiÖn chøc n¨ng ngîc l¹i t¹i ®Çu cuèi thu. M¸y ph¸t quang sö dông LED hoÆc ILD, m¸y thu quang sö dông diode quang hoÆc transistor quang®Ó thùc hiÖn c¸c chuyÓn ®æi.
n1n2
Nguyªn lÝ lµm viÖc cña c¸p quang
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 94
Trong sîi quang ®a mode chiÕt suÊt bËc, vËt liÖu chÕt¹o vá vµ lâi kh¸c nhau nhng chiÕt suÊt lµ ®ång nhÊt. C¸c tia s¸ng do diode ph¸t ra víi gãc nhá h¬n gãc tíih¹n sÏ ®îc ph¶n x¹ toµn phÇn t¹i giao diÖn lâi – vá vµlan truyÒn däc theo lâi b»ng c¸ch ph¶n x¹ nhiÒu lÇn. C¸ctia s¸ng ph¸t ra t¹i diode víi gãc kh¸c nhau sÏ truyÒn ®i víi thêi gian kh¸c nhau, dÉn ®Õn tÝn hiÖu thu cã ®é réngxung lín h¬n tÝn hiÖu vµo, lµm gi¶m tèc ®é bit.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 95
0.1 1 10 100
L(km)
V(Mb/s)
100
10
1
0.1
C¸p quang
C¸p ®ång trôc
C¸p ®«i d©y xo¾n
§å thÞ liªn hÖ gi÷a tèc ®é truyÒn vµ kho¶ng c¸ch truyÒn cña c¸p®«i d©y xo¾n, c¸p ®ång trôc vµ c¸p quang
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 96
2. Giíi thiÖu m¹ng truyÒn th«ng th«ng dông Profibus(Process Field Bus):
Lµ hÖ thèng Bus trêng ®îc ph¸t triÓn t¹i §øc n¨m1987 vµ thµnh chuÈn EIC 61158 n¨m 2000. Víi môc ®Ých qu¶ng b¸ còng nh hç trî viÖc ph¸t triÓn
vµ øng dông c¸c s¶n phÈm t¬ng thÝch Profibus, mét tæchøc ngêi sö dông ®· ®îc thµnh lËp mang tªn ProfibusInternational víi h¬n 1000 thµnh viªn.
Ngµy nay Profibus lµ hÖ thèng Bus trêng hµng ®Çu thÕ giíivíi h¬n 20% thÞ phÇn víi h¬n 5 triÖu thiÕt bÞ l¾p ®Æt trongkho¶ng 500.000 øng dông. Profibus ®ang ®îc coi lµ gi¶iph¸p chuÈn, tin cËy trong nhiÒu øng dông ®Æc biÖt lµ trongc¸c øng dông cã yªu cÇu cao vÒ tÝnh n¨ng thêi gian thùc.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 97
HÖ thèng Bus nµy ®îc øng dông ®Ó kÕt nèi c¸cthiÕt bÞ trêng víi c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t. §©y lµ hÖ thèng Bus nhiÒu chñ (MultiCast) cho phÐp c¸cthiÕt bÞ vµo/ra ph©n t¸n, c¸c thiÕt bÞ ®o th«ng minh, thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn... nèi vµo cïng mét ®êng Bus.
C¸c tr¹m chñ (thêng lµ c¸c PC, PLC) ®îcquyÒn kiÓm so¸t truyÒn th«ng trªn Bus, c¸c tr¹m tí(thêng lµ c¸c Module vµo/ra ph©n t¸n, c¸c thiÕt bÞ ®o th«ng minh...) kh«ng ®îc phÐp truy nhËp Bus, mµ chØ®îc x¸c nhËn hoÆc tr¶ lêi c¸c yªu cÇu tõ tr¹m chñ.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 98
Profibus gåm 3 lo¹i t¬ng thÝch víi nhau: Profibus – FMS, Profibus – DP vµ Profibus – PA.
-Profibus – FMS ®îc dïng chñ yÕu trong viÖcnèi m¹ng c¸c m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn vµ cÊp ®iÒu khiÓngi¸m s¸t.
-Profibuss – DP ®îc dïng ®Ó kÕt nèi c¸c thiÕtbÞ trêng víi c¸c m¸y tÝnh ®iÒu khiÓn.
-Profibus – PA ®îc sö dông trong c¸c lÜnh vùctù ®éng ho¸ c¸c qu¸ tr×nh cã m«i trêng dÔ ch¸y næ.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 99
KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ®o lêng vµ ®iÒukhiÓn trong hÖ thèng m¹ng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 100
1. KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ®o lêng theo ph¬ng ph¸pcæ ®iÓn:
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 101
Víi ph¬ng ph¸p kÕt nèi cæ ®iÓn, mçi mét thiÕt bÞ®o lêng ®iÒu khiÓn ®îc kÕt nèi víi Module I/O cña hÖthèng ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t b»ng mét sîi c¸p ®«i. DO vËysè lîng c¸p ®i trong m¹ng rÊt lín dÔ g©y mÊt tÝn hiÖu®ång thêi chi phÝ còng rÊt cao.
HÇu hÕt c¸c nhµ m¸y hiÖn ®¹i ngµy nay ®Òu tån t¹i song song hai hÖ thèng kÕt nèi theo ph¬ng ph¸p cæ ®iÓnvµ theo ph¬ng ph¸p m¹ng truyÒn th«ng.
Trong Nhµ m¸y ph¬ng ph¸p kÕt nèi nµy vÉn tån t¹i tuy nhiªn rÊt Ýt sö dông, mét sè thiÕt bÞ ®¬n chiÕc hay cãyªu cÇu riªng th× míi sö dông ph¬ng ph¸p kÕt nèi nµy.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 102
Mét sè thiÕt bÞ kÕt nèi theo ph¬ng ph¸p nµy nh hÖ thèng®o møc c¸c silo (silopilot), tÝn hiÖu b¸o møc c¸c BIN, tÝn hiÖu®o nång ®é CO cña c¸c ph©n tÝch khÝ ®a vÒ hÖ thèng FailSafe, tÝn hiÖu ®o ®é rung, ®o nång ®é bôi, tÝn hiÖu cña hÖ thèng c©nb¨ng t¶i, tÝn hiÖu sè tõ c¸c sensor gi¸m s¸t tèc ®é, vÞ trÝ....
HÇu hÕt c¸c tÝn hiÖu nµy ®îc kÕt nèi vµo module I/O trong tñ RPC trong c¸c tr¹m ®iÖn.
Víi ph¬ng ph¸p kÕt nèi nµy gióp cho viÖc thay thÕthiÕt bÞ ®îc ®¬n gi·n h¬n, kh«ng cÇn ph¶i ®Þnh l¹i ®Þa chØcho tõng thiÕt bÞ.
HÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ trêng ngµy nay ®Òu ®îc thiÕtkÕ linh ho¹t, cho phÐp kÕt nèi ®ång thêi theo th¬ng ph¸pcæ ®iÓn vµ theo ph¬ng ph¸p m¹ng truyÒn th«ng gióp choviÖc tÝch hîp hÖ thèng ®îc ®¬n gi·n h¬n rÊt nhiÒu.
103
2. Ph¬ng ph¸p kÕt nèi qua m¹ng truyÒn th«ng:
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 104
HÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ ®o lêng ®iÒu khiÓn t¹i Nhµm¸y ®ang sö dông m¹ng Profibus DP vµ Profibus PA. C¸c thiÕt bÞ ®o lêng nh nhiÖt ®é, ¸p suÊt, lu lîng, ®o møc, van %, van Auma, hÖ thèng c©n ®Þnh lîng, ph©ntÝch khÝ, biÕn tÇn.....
C¸c thiÕt bÞ trong m¹ng Profibus lµ mét Node m¹ng, do vËy khi l¾p ®Æt thay thÕ ®Òu ph¶i cµi ®Æt mét ®ÞachØ m¹ng t¬ng øng th× hÖ thèng m¹ng míi nhËn d¹ng vµlµm viÖc ®îc.
Khi xö lÝ c¸c sù cè trªn hÖ thèng m¹ng nµy cÇnph¶i lu ý ®Õn vÊn ®Ò truyÒn th«ng cña m¹ng, viÖc th¸omét ®o¹n c¸p m¹ng sÏ lµm mÊt truyÒn th«ng toµn bém¹ng.
105
106
107
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 108
GhÐp nèi c¸c thiÕt bÞ trongINDUSTRIAL IT
109
110
111
112
113
§Çu nèi m¹ng BUS:
114
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 115
Tñ RPC Vµ C¸C MODULE VµO RA
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 116
1. Giíi thiÖu tñ RPC:
Tñ RPC ®îc ®Ættrong hÇu hÕt 14 tr¹m ®iÖncña Nhµ m¸y vµ mét sè Ýtc¸c vÞ trÝ kh¸c do ®Æt thï vÞtrÝ l¾p ®Æt vµ ®êng truyÒntÝn hiÖu nh díi silo bétliÖu, silo xi m¨ng.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 117
C¸c thiÕt bÞ trong tñ RPC bao gåm nhnguån cung cÊp 24VDC, module truyÒn th«ngnh CI854, PLC AC800, c¸c module hä S800 I/O vµo ra, bé chuyÓn ®æi quang ®iÖn ®Ó kÕt nèitruyÒn th«ng, module truyÒn th«ng dù phßngnãng, nguån 24 VDC dù phßng nãng....
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 118
119
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 120
Module DI ( Digital Input ):
§©y lµ module vµo tÝn hiÖu sè 24VDC, th«ngthêng module vµo sè thêng cã 8 hoÆc 16 cæng ®Çuvµo. C¸c tÝn hiÖu ®Çu vµo ®îc kÕt nèi víi c¸c tÝn hiÖusè vµo nh c¸c sensor, r¬le ....
Cã c¸c lo¹i module DI nh DI801, DI802, DI803, DI810, DI811, DI814, DI820, DI821, DI830, DI885, trong Nhµ m¸y chØ sö dông DI810.
121
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 122
Module DI810 bao gåm 16 kªnh®Çu vµo víi nguån cung cÊp 24VDC, cãhai nh¸nh c¸ch li riªng biÖt víi mçi nh¸nhgåm 8 kªnh nguån dßng cung cÊp.
Trªn module cã 3 ®Ìn LED, ®Ìn F (fault) hiÓn thÞ tr¹ng th¸i lçi cña module. §Ìn R (run) mµu xanh thÓ hiÖn module ®ang lµm viÖc tèt, ®Ìn vµng W (warning) c¶nh b¸o lçi.
Mçi kªnh cã mét ®Ìn b¸o mµuvµng chØ thÞ tr¹ng th¸i tÝn hiÖu vµo, nÕucã tÝn hiÖu vµo 24 VDC, ®Ìn sÏ vµng.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 123
Module DO ( Digital Output ):
§©y lµ module ®Çu ra tÝn hiÖu sè, th«ng thêngmodule vµo sè thêng cã 8 hoÆc 16 cæng ®Çu ®Çu ra. §iÖn¸p ®Çu ra thång thêng cã 3 lo¹i, 24VDC, 250VAC vµ 24 - 250VAC. C¸c tÝn hiÖu ®Çu ra ®îc kÕt nèi víi c¸c r¬le, c¸c tÝn hiÒu ®Çu vµo sè cña c¸c thiÕt bÞ trêng ....
Cã c¸c lo¹i module DO nh DO801, DO802, DO810, DO814, DO815, DO820, DO821. Trong Nhµm¸y chØ sö dông DO820.
C¸c tÝn hiÖu ®Ìn LED trªn Module DO820 t¬ngtù nh DI810.
HÇu hÕt c¸c module DO ®Òu cã cÇu chi b¶o vÖ ë ®Çu ra.
124
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 125
Module AI ( Analog Input ):
§©y lµ module vµo tÝn hiÖu t¬ng tù , th«ng thêngmodule nµy thêng cã 8 hoÆc 16 cæng ®Çu vµo. C¸c tÝn hiÖu®Çu vµo ®îc kÕt nèi víi c¸c tÝn hiÖu t¬ng tù 010V, 420mA nh c¸c sensor, ®Çu ra t¬ng tù cña c¸c tÝn thiÕt bÞ®o lêng, thiÕt bÞ trêng ....
Cã c¸c lo¹i module AI nh AI801, AI810, AI820, AI830, AI835, trong Nhµ m¸y chØ sö dông AI810.
Mçi mét module cã tÝnh n¨ng kh¸c nhau, tïy theoyªu cÇu tÝn hiÖu vµo, chän module cho phï hîp, tÝn hiÖuvµo cã thÓ ®iÖn ¸p hay dßng ®iÖn.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 126
Module AI810 cã 8 kªnh ®Çuvµo, sö dông ®îc c¸c tÝn hiÖu0...10V, 0...20mA, 4...20mA, 2..10VDC.
ë Module nµy kh«ng cã c¸c®Ìn chØ thÞ ë c¸c kªnh ®Çu vµo.
C¸c ®Ìn F, R, W gièng nhmodule vµo sè.
127
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 128
Module AO ( Analog Output ):
Module AO dïng ®Ó ®Ó tÝn hiÖu t¬ng tù ®Õnc¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn cã ®Çu vµo t¬ng tù nh ®iÒukhiÓn van %, lu lîng níc, biÕn tÇn....
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 129
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 130
SIMATIC NET
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 131
I. Giíi thiÖu vÒ PLC h·ng Siemens:M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp trong Nhµ m¸y
chñ yÕu sö dông hai bé ®iÒu khiÓn cña ABB vµSiemens.
C¸c PLC cña Siemens ®îc sö dông ë c¸c tr¹m ®iÒu khiÓn côc bé nh c¸c kho nguyªn vËt liÖu, m¸y®ãng bao, c¶ng, hÖ thèng b¬m níc lµm m¸t ë m¸ynghiÒn xi m¨ng, hÖ thèng cung cÊp níc trong toµn béNhµ m¸y, hÖ thèng S7F c«ng ®o¹n lß nung, vßi ®èt dÇu, ghi...
C¸c PLC nµy chñ yÕu sö dông lo¹i S7-300 CPU315-2DP vµ c¸c module truyÒn th«ng, IO.
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 132
Hä PCS 7 cña Siemens cã ®Çy ®ñ c¸c tÝnh n¨ngmét hÖ thèng m¹ng ®iÒu khiÓn nh cña ABB, tuy nhiªntrong Nhµ m¸y c¸c thiÕt bÞ cña Siemens ®îc sö dông ëcÊp hiÖn trêng vµ cÊp ®iÒu khiÓn.
§©y lµ s¬ ®å ghÐp nèi PLC cña Siemens, bao gåmModule nguån PS, CPU ®iÒu khiÓn, Module giao tiÕp IM, c¸c module vµo ra sè ( DI, DO ) vµ t¬ng tù ( AI, AO ).
133
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 134
II. GhÐp nèi c¸c thiÕt bÞ trong Simatic:
1. C¸c dÞch vô truyÒn th«ng trong Profibus CP.
Trong qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin dÞch vôtruyÒn th«ng ®ãng vai trß rÊt quan träng, Profibus ®a ra mét sè dÞch vô truyÒn th«ng nh»m hç trî c¸c thiÕtbÞ trao ®æi th«ng tin trªn m¹ng. H×nh sau tr×nh bµy vÒc¸c dÞch vô trong Profibus CP
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 135C¸c dÞch vô truyÒn th«ng cña Profibus CP
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 136
2. Kh¶ n¨ng truyÒn th«ng cña S7
C¸c thiÕt bÞ tham gia m¹ng trong Simatic rÊtphong phó vµ ®a d¹ng vÒ chñng lo¹i, viÖc kÕt nèi c¸cthiÕt bÞ nµy ®ßi hái cÇn cã c¸c giao diÖn chung, ®iÒu ®ã còng ¶nh hëng ®Õn kh¶ n¨ng truyÒn th«ng cña Simatic.
137Kh¶ n¨ng truyÒn th«ng cña Simatic S7
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 138
3. TruyÒn th«ng S7 víi Profibus:
Nh ®· tr×nh bµy trªn phÇn tríc, Profibus lµ hÖ thèngBus ®îc øng dông rÊt phæ biÕn trong c¸c øng dông cñaSimatic, trong ®ã c¸c thiÕt bÞ tham gia trong m¹ng cã thÓlµ PLC-S7-300, S7-400 còng nh c¸c PC vµ PG. CÊu h×nhtruyÒn th«ng cña S7 trong øng dông Profibus ®îc tr×nhbµy trªn h×nh 5.3
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 139TruyÒn th«ng S7 víi Profibus
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 140
4. CÊu h×nh cho ho¹t ®éng cña PG:
Thùc chÊt PG lµ mét m¸y tÝnh c«ng nghiÖp, nhng vÞ trÝ quan träng cña nã l¹i chÝnh lµ phÇn mÒm®îc cµi ®Æt trong ®ã. §©y lµ c¸c phÇn mÒm cã b¶nquyÒn nh: Step 7- V5.2, WinCC ... Nãi chung gi¸ cñac¸c phÇn mÒm nµy vît nhiÒu lÇn gi¸ cña phÇm cøng. Thùc tÕ PG ®îc dïng lµm c«ng cô ®Ó cµi ®Æt phÇnmÒm, ®Æt l¹i cÊu h×nh cho hÖ thèng còng nh tham giavµo tham sè ho¸ chuÈn ®o¸n... CÊu h×nh ho¹t ®éng cñaPG ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 5.4
141CÊu h×nh cho ho¹t ®éng cña PG
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 142
5. C¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng trªn kÕt nèi FDL:
ViÖc thùc hiÖn c¸c giao thøc truyÒn th«ng trongBus trêng chØ ®îc thùc hiÖn trªn líp lªn kÕt d÷ liÖu(FDL) vµ trªn líp vËt lÝ. ViÖc kÕt nèi c¸c ®èi t¸c truyÒnth«ng trªn kÕt nèi FDL ®îc chØ ra trªn h×nh 5.5
143C¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng trªn kÕt nèi FDL
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 144
6. C¸c tr¹m Slave cña Siemens vµ c¸c nhµ cungcÊp kh¸c trªn Profibus-DP:
Profibus cung cÊp c¸c dÞch vô cho c¸c thiÕt bÞ chñcòng nh cho c¸c thiÕt bÞ tí ®Ó trao ®æi th«ng tin trongm¹ng, vÒ nguyªn t¾c c¸c tr¹m tí cña c¸c h·ng kh¸cnhau hoµn toµn cã thÓ trao ®æi th«ng tin nÕu tu©n thñc¸c quy t¾c vµ thñ tôc cña Profibus. H×nh sau m« t¶m¹ng truyÒn sè liÖu cña c¸c thiÕt bÞ tí víi c¸c thiÕt bÞchñ
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 145
C¸c Slave cña Siemens vµ c¸c nhµ cung cÊp kh¸c trªn Profibus-DP
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 146
7. CÊu h×nh m¹ng cho c¸c DP Slave cho Simatic S7:
CÊu h×nh m¹ng cho c¸c DP Slave cho Simatic S7
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 147
8. M¹ng trong PCS7:
PCS7 lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh næi tiÕngcña Siemens hiÖn nay, chóng cã nh÷ng tÝnh n¨ng u viÖtvÒ chÊt lîng ®o lêng vµ ®iÒu khiÓn, kh¶ n¨ng linh ho¹t trong c¸c øng dông, tÝnh n¨ng më...
§iÓm mÊu chèt cña hÖ PCS7 hiÖn nay lµ øng dôngcña m¹ng truyÒn th«ng sö dông c¸c giao thøc c«ngnghiÖp, trong ®ã c¸c thiÕt bÞ thùc hiÖn giao thøc, xö lÝgiao thøc cã thÓ ®îc nèi trong cïng mét cÊu tróc m¹ng hoÆc trong cÊu tróc m¹ng kÕt hîp vµ thùc hiÖn c¸c giaothøc cïng lo¹i hoÆc kÕt hîp. Vµ tÊt nhiªn sÏ cã c¸c thiÕtbÞ ®Ó thùc hiÖn viÖc chuyÓn ®æi giao thøc ®ã. H×nh sau vÝdô vÒ cÊu h×nh Simatic cña PCS7
148
CÊu h×nh Simatic trong PCS7
149
* Tr¹m thiÕt kÕ kü thuËt trong PCS7 (ENG)Tr¹m nµy dïng víi nhiÒu môc ®Ých nh: §Þnh
nghÜa c¸c kÕt nèi trong hÖ thèng, thay ®æi cÊu h×nh còngnh ph©n vïng qu¶n lÝ hÖ thèng... Kh¶ n¨ng can thiÖptrong hÖ PCS7 cña ENG ®îc tr×nh bµy trªn h×nh sau:
Tr¹m thiÕt kÕ kü thuËt trong PCS7 (ENG)
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 150
H×nh sau m« t¶ kÕt nèi Bus hÖ thèng trong PCS7 gi÷a c¸c thiÕt bÞ Simatic
KÕt nèi Bus hÖ thèng trong PCS7
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 151
Mét cÊu h×nh m¹ng ®iÓn h×nh sö dông m«i trêngtruyÒn dÉn c¸p quang lµ sö dông cÊu tróc m¹ng vßng lÆpkhÐp kÝn. Trong hÖ thèng m¹ng cña Simatic thêng södông cÊu h×nh cã dù phßng (Redandancy) nh»m n©ng cao®é tin cËy cña hÖ thèng. Module thùc hiÖn qu¸ tr×nhchuyÓn ®æi ®iÖn /quang vµ quang/®iÖn trong Simatic lµOLM (Optical Link Module). H×nh 5.11 m« t¶ kÕt nèinµy
152
KÕt nèi vßng lÆp khÐp kÝn cã dù phßng
153
Trong mét sè øng dông ®ßi hái ®é tin cËy cao viÖcsö dông c¸c PLC cã sù phßng sÏ lµm t¨ng ®é tin cËy. H×nh5.12 tr×nh bµy vÒ cÊu h×nh dù phßng cña PLC
CÊu h×nh PLC cã dù phßng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 154
Ngoµi viÖc kÕt nèi cã dù phßng sö dông OLM, Simatic cßn ®a ra gi¶i ph¸p sö dông module OSM nh»mn©ng cao kh¶ n¨ng liªn kÕt c¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng trongm¹ng. CÊu h×nh nµy ®îc tr×nh bµy trªn h×nh 5.13
CÊu h×nh m¹ch vßng sö dông OSM
155
Tæng hîpcÊu tróc ph©ntÇng, dù phßng®îc tr×nh bµytrªn h×nh 5.14
CÊu tróc ph©n tÇng m¹ng
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 156
KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ trêng lªn c¸c thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn®îc tr×nh bµy trªn h×nh 5.15. Trong ®ã c¸c thiÕt bÞtrêng cã thÓ ®îc kÕt nèi theo c¸c giao thøc kh¸c nhau
KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ trêng lªn cÊp ®iÒu khiÓn
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 157
TruyÒn th«ng trong Profibus gi÷a DP vµ PA ®îctr×nh bµy trªn h×nh sau:
TruyÒn th«ng gi÷a Profibus-DP vµ PA
CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: [email protected] 158
III. §äc hiÓu b¶n vÏ m¹ch ®iÒu khiÓn PLC cñaSiemens:
Xem phô lôc.
Recommended