Hệ thống thông tin trong công nghiệp chương 4
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.67 MB, 113 trang )
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 1
Hệ thống
thông tin công nghiệp
Chương 4: Cơ sở truyền thông
công nghiệp
08.01.07
Chương 4: Nội dung
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Giới thiệu chung
Cấu trúc mạng
Kiểm soát truy nhập bus
Bảo toàn dữ liệu
Mã hóa bit
Kỹ thuật truyền dẫn
Kiến trúc giao thức
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
2
4.1 Mạng truyền thông CN là gì?
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Mạng truyền thông công nghiệp là một mạng truyền
thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để ghép
nối các thiết bị công nghiệp.
Thế nào là truyền kỹ thuật số?
Tại sao lại truyền kỹ thuật số?
Thế nào là truyền bit nối tiếp?
Tại sao lại truyền bit nối tiếp?
Các thiết bị công nghiệp là những gì?
Yêu cầu giao tiếp giữa các thiết bị công nghiệp ra sao?
Phân biệt MCN với mạng viễn thông, mạng máy tính?
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
3
Vai trò của mạng truyền thông CN?
a)
b)
Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị công nghiệp
Tiết kiệm dây nối và công thiết kế, lắp ₫ặt hệ thống
Nâng cao ₫ộ tin cậy và ₫ộ chính xác của thông tin
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Nâng cao ₫ộ linh hoạt, tính năng mở của hệ thống
Đơn giản hóa/tiện lợi hóa việc tham số hóa, chẩn ₫oán, ₫ịnh
vị lỗi, sự cố của các thiết bị
Mở ra nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ
thống
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
4
Các yêu cầu cơ bản ₫ối với MCN
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Tính năng thời gian thực (vì sao?)
Độ tin cậy và tính sẵn sàng cao (vì sao?)
Tính ₫ơn giản, dễ thực hiện, dễ sử dụng (₫ể làm gì?)
Tốc ₫ộ truyền: vừa phải, tùy theo từng cấp ứng dụng
Số lượng trạm cần ghép nối: vừa phải (một vài chục)
Khoảng cách truyền: vừa phải, tùy theo phạm vi ứng
dụng (một vài chục - một vài nghìn mét)
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
5
Phõn loi MCN
Quản lý công ty
Mạng công ty
Điều hành sản xuất
Mạng xí nghiệp
Điều khiển giám sát
â 2004, HONG MINH SN
Điều khiển
Chấp hành
Chng 4: C s truyn thụng cụng nghip
Bus hệ thống
Bus quá trình
Bus điều khiển
Bus trờng
Bus thiết bị
Bus cảm biến/
chấp hành
â 2005 - HMS
6
Nguyên tắc cơ bản của truyền thông
§èi t¸c
truyÒn th«ng
§èi t¸c
truyÒn th«ng
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
M· hãa/
Gi¶i m·
M·hãa/
Gi¶i m·
HÖ thèng truyÒn tÝn hiÖu
mã hóa nguồn và mã hóa đường truyền.
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
7
Chế ₫ộ truyền
a) Simplex
Bé ph¸t
10110101
Bé thu
10110101
b) Half-duplex
Bé thu ph¸t
Bé thu ph¸t
10110101
c) Duplex
Bé thu ph¸t
Bé thu ph¸t
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
10101010
Chế ₫ộ truyền nào thông dụng nhất trong các hệ
thống truyền thông công nghiệp?
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
8
Chế ₫ộ truyền tải - ₫iều chế tín hiệu
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Truyền tải dải cơ sở: Tín hiệu mang một nguồn thông
tin duy nhất trên dải tần cơ sở
Truyền tải dải mang: Tín hiệu mang một nguồn thông
tin duy nhất trên dải sóng mang (vì sao và làm như
thế nào?)
Truyền tải dải rộng: Tín hiệu mang nhiều nguồn thông
tin cùng một lúc trên một dải tần rộng (vì sao và làm
như thế nào?)
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
9
Các thông số ₫ặc trưng cho truyền dẫn
Tốc ₫ộ truyền và tốc ₫ộ bit
Thời gian bit/Chu kỳ bit TB = 1/v
— TB = 1/f, trường hợp n = 1
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Thời gian lan truyền tín hiệu TS = l/(k*c)
— l là chiều dài dây dẫn,
— c là tốc ₫ộ ánh sáng trong chân không (300.000.000m/s)
và
— k là hệ số giảm tốc ₫ộ truyền
k = 1/ ε
— ε là hằng số ₫iện môi của lớp cách ly
— Polyethylen với hằng số ₫iện môi ε = 2.3 => k ≈ 0.67
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
10
4.2 Cấu trúc mạng (network topology)
Khái niệm liên kết (link):
— Liên kết vật lý
— Liên kết logic
Các kiểu liên kết
— Liên kết ₫iểm - ₫iểm (point-to-point)
— Liên kết ₫iểm - nhiều ₫iểm (multi-drop)
— Liên kết nhiều ₫iểm (multipoint)
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Khái niệm Topology: cấu trúc liên kết của một mạng,
tổng hợp của các liên kết.
— Cấu trúc bus (liên kết nhiều ₫iểm hoặc ₫iểm - nhiều
₫iểm)
— Cấu trúc vòng (liên kết ₫iểm-₫iểm)
— Cấu trúc sao (liên kết ₫iểm - nhiều ₫iểm)
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
11
Cấu trúc bus liên quan tới tính năng gì?
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Tính thời gian thực?
Độ tin cậy và tính sẵn sàng của hệ thống?
Tính ₫ơn giản?
Khoảng cách truyền?
....
Cần nắm ₫ược bản chất, các ưu ₫iểm và nhược ₫iểm
của từng cấu trúc liên quan tới các tính năng trên!
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
12
Cấu trúc bus
Các đoạn dây dẫn
trunk-line
drop-line drop-line drop-line
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
a) daisy-chain
b) trunk-line/drop-line
c) mạch vòng không tích cực
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
13
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Cấu trúc dự phòng
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
14
Cấu trúc mạch vòng (tích cực)
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Master
a) Kh«ng cã ®iÒu khiÓn trung t©m
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
b) Cã ®iÒu khiÓn trung t©m
© 2005 - HMS
15
Cấu trúc dự phòng: Mạch vòng ₫úp
1
1
2
8
3
8
3
7
4
7
4
6
6
5
a) By-pass sù cè ®−êng d©y gi÷a 1 vµ 2
5
b) §Êu t¾t do sù cè t¹i tr¹m 3
ThiÕt bÞ
ThiÕt bÞ
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
2
Bé chuyÓn m¹ch
by-pass
a) Tr−íc khi x¶y ra sù cè
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
b) Sau khi x¶y ra sù cè
© 2005 - HMS
16
Cấu trúc hình sao
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
*
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
17
Cấu trúc cây
bé nèi
bé lÆp
bé nèi sao
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
bé nèi vßng
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
18
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Ví dụ cấu trúc mạng trong hệ DeltaV
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
19
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Ví dụ một cấu trúc mạng sử dụng
Foundation Fieldbus
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
20
Ví dụ các cấu trúc mạng sử dụng
Foundation Fieldbus
Controller
FF H1
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Link Master
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
21
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Ví dụ các cấu trúc mạng sử dụng
Foundation Fieldbus
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
22
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
23
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Ví dụ cấu trúc mạng trong hệ PCS7
Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp
© 2005 - HMS
24
© 2004, HOÀNG MINH SƠN
Chương 1
Hệ thống
thông tin công nghiệp
4.3 Kiểm soát truy nhập bus
1/20/2006
