Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Nội dung giáo trình Thực hành Mạng truyền thông công nghiệp có bố cục bao gồm 9 bài với nội dung như sau: Giới thiệu tổng quan; nhiễu và giải pháp xử lý; chuẩn truyền thông RS232; chuẩn truyền thông RS485; cáp quang; mạng modbus; mạng AS-I; mạng mạng profibus; mạng industrial ethernet. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 2 giáo trình.
74 BÀI 5: CÁP QUANG Mã bài: MĐ CĐT 33-05 Giới thiệu: Cáp quang sử dụng rộng rải nước ta, tốc độ truyền hẳn cáp đồng thơng thường, có giá trị cao mặt kinh tế kỹ thuật Mục tiêu: - Trình bày nguyên lý cấu tạo vấn đề cáp quang - Vận dụng kiến thức để khắc phục cố xảy - Chủ động, sáng tạo an tồn cẩn thận q trình học tập Nội dung chính: Giới thiệu Cáp quang sử dụng lĩnh vực ứng dụng đòi hỏi tốc độ truyền tải cao, phạm vi truyền dẫn lớn môi trường làm việc chịu tác động mạnh nhiễu Một sợi cáp quang bao gồm sợi lõi, môt lớp bọc lớp vỏ bảo vệ.Sợi lõi lớp bọc làm thủy tinh chất dẻo suốt Khác với loại cáp trên, cáp quang thực truyền tải tín hiệu ánh sáng Với nguyên lý phản xạ toàn phần ánh sáng đường truyền Hình 5.1: Nguyên tắc làm việc cáp quang Ánh sáng truyền môi trường có chiết suất n1, đường khơng song song với trục cáp bị phản xạ bề mặt tiếp giáp hai môi trường với n2 > n1 Ngày nay, Internet trở thành nhu cầu thiết yếu, giúp người khắp nơi giới giao tiếp, trao đổi, học tập, mua sắm, giải trí dễ dàng, nhanh chóng Các ứng dụng, dịch vụ Internet ngày phát triển theo, điều địi hỏi tốc độ, băng thơng kết nối Internet cao cáp quang trở thành lựa chọn số 75 –FTTH (Fiber To Home) điển hình FTTH đáp ứng dịch vụ ln địi hỏi mạng kết nối tốc độ cao IPTV, hội nghị truyền hình, video trực tuyến, giám sát từ xa IP Camera… Trước đây, cáp quang dùng để kết nối đường trục quốc gia, nhà cung cấp dịch vụ, doanh nghiệp lớn chi phí cao Nhưng nay, cáp quang sử dụng rộng rãi doanh nghiệp vừa, nhỏ, trường đại học người sử dụng thông thường Bài viết giới thiệu cáp quang đầu nối, giúp bạn đọc hiểu thông số kỹ thuật tài liệu, thông tin sản phẩm quang Cáp quang dùng ánh sáng truyền dẫn tín hiệu, suy hao thường dùng cho kết nối khoảng cách xa Trong cáp đồng sử dụng dòng điện để truyền tín hiệu, dễ bị suy hao trình truyền có khoảng cách kết nối ngắn Các thiết bị Một tuyến thông tin quang bao gồm nguồn, đầu thu cáp quang kết nối tuyến Nguồn LED, IRED laser diode.Nguồn điều chế với tín hiệu tương tự, thường kích xung số.Detector thường dùng PIN APD.Tuyến thơng tin xem thơng tin khoảng cách ngắn, trung bình xa Thơng tin khoảng cách ngắn thường phạm vi vài m dùng cho: - Thiết bị điều khiển trình thiết bị công nghiệp - Cảm biến y tế, đưa vào thể bệnh nhân nối với thiết bị ghi - Máy tính thiết bị ngoại vi - Các cấu phần có độ xác cao cho mục đích quảng cáo Hệ thống khoảng cách trung bình thường lớn vài m km, gọi mạng LAN, thường dùng sợi thủy tinh đa mode (băng rộng tổn hao thấp) plastic đa mode Nguồn điển hình IRED hoạt động bước sóng 850 nm Khẩu độ số thường từ 0.2 ÷ 0.5 v ng kớnh lừi 50 ữ 100 àm tiện cho việc ghép với xạ từ IRED Đường kính lõi lớn giảm chi phí lắp đặt, kết nối, độ rộng băng giảm Hệ thống khoảng cách xa dễ thiết kế yêu cầu hạn chế lựa chọn cấu phần Hệ thống khoảng cách xa dùng để tải liệu băng rộng dùng sợi chiết suất graded Ở khoảng cách xa dùng sợi đơn mode để bảo đảm độ rộng băng mức tổn hao cho phép Có thể dùng nguồn communication-grade laser diode edge-emitting IRED để ghép lượng vào sợi quang 76 Kỹ thuật hàn cáp sợi quang thường dùng so với đấu nối để bao đảm tổn hao thấp độ ổn định cao Các cấu trúc ống dẫn sóng linh kiện khác : Integrated optics ống dẫn sóng cấu phần quang tích hợp đế vật liệu dùng kỹ thuật tương tự mạch tích hợp bán dẫn Các linh kiện tích hợpquang thường tách tín hiệu, dời pha, điều chế chuyển mạch Tất linh kiện tích hợp quang dùngcác cấu trúc ống dẫn sóng tạo đường dẫn vật liệu có chiết suất lớn chiết suất vật liệu đế Các ống dẫn sóng hoạt động tương tự cáp sợi quang xem xét tách ghép tín hiệu.Bằng cách điều khiển tiết diện ống dẫn sóng, chiết suất vật liệu, khoảng cách lõi chiều dài miền ghép, thiết lập tỷ phần ghép lượng Các thông số ghép quang: Thông số Bộ ghép cổng Bộ ghép N-Part Tỷ số ghép P2 / (P2 + P3) PN / Po Tổn hao dư thừa P2 + P3/ P1 Po / Pi Tổn hao chèn P2 / P1 PN / Pi Độ đồng P2 / P3 Ph / Ps Độ định hướng P4 / P1 Px / Pi Trong đó: - PN: cơng suất khỏi cổng N - Pi: công suất vào tổng - Po: công suất tổng - Ph: công suất lớn - Ps: công suất nhỏ - Px: cơng suất cổng khơng ghép Q trình ghép dùng mạng cổng kết hợp với hiệu ứng quang điện (electro-optic effect) để tạo chuyển mạch quang Các vật liệu có hiệu ứng quang điện thay đổi chiết suất khúc xạ có mặt điện trường áp đặt điện áp Sự kết hợp điện áp thiên áp điện áp chuyển mạch xác định đầu truyền xạ 77 Các vật liệu tinh thể (chẳng hạn GaAs) có hiệu ứng quang điện Vật liệu đế: LiNbO có hiệu ứng quang điện mạnh Thế chuyển mạch cỡ 5—10V.Hệ số địnhhướng cỡ 100:1 đến 3000:1 Chiết suất vật liệu ảnh hưởng đến vận tốc truyền sóng thay đổi chiết suất thay đổi pha tương đối Các di pha điều chế pha cấu tạo từ ống dẫn sóng đặt tinh thể quang điện, điện cực Lượng di pha phụ thuộc độ lớn điện áp chiều dài ống dẫn sóng Các thơng số Khoảng cách góc phép (hay góc tách phép: ∆θ = λ / d = λ0/ n1d Trong đó: - d: đường kính sợi quang - n1: chiết suất lõi sợi quang - λ0: bước sóng khơng gian tự Số mode tồn sợi quang phụ thuộc ∆θ góc tới lan truyền, với cáp trịn: n = (πT) /2 đó: T = θp/ ∆θ θp: góc lan truyền cực đại n: số mode πT > 2.405 Thông số V (hay tần số chuẩn hoá), π T < 2,405: V = πT =π 2r[(n12 – n22)1/2] / λ0 Trong đó: r: bán kính lõi sợi quangn2: chiết suất vỏ Méo mode tán sắc: Gọi t0: trễ trục với khoảng cách L tm: trễ dọc theo đường truyền ứng với θp t0 = n1L / ctm = n1L / c.cos θp ∆t = tm – t0 = (Ln1/c)(n1 – n2)/n2 78 Hiện tưọng tán sắc xảy nguồn xạ nhiều bước sóng khoảng ∆λ , xung tín hiệu bị mở rộng lượng: t = K(λ).∆λ.L Trong đó: K(λ): hệ số tán sắc, phụ thuộc vật liệu bước sóng L: chiều dài cáp sợi quang Cơng suất thu: Công suất xạ khỏi ống dẫn sóng theo hình nón tương tự qua lỗ hẹp Khi khoảng cách đầu thu miệng sợi quang giảm, kích thước vệt chiếu từ miệng đạt tới đưịng kính lõi sợi quay Nếu diện tích đầu thu nhỏ diện tích vệt chiếu, tỷ số dòng xạ thu /dòng rời khỏi sợi quay = tỷ số diện tích: θe / θ0 = (Dd / Dc) (NAdet / NAfiber) Trong đó: - NAdet: độ số đầu thu - NAfiber: độ số sợi quang - θe: dòng xạ đến đầu thu - θ0: dòng xạ rời khỏi miệng sợi quan - Dd: đường kính miệng đầu thu - Dc: đường kính lõi sợi quang Độ rộng băng: - BW = 0.35 / T - T = (t12 – t22)1/2 - T: hệ số mở rộng xung - t2: độ rộng xung đầu sợi quang - t1: độ rộng xung đầu vào sợi quang(rad) Các loại Có loại sợi quang : - Sợi chiết suất bước (step-index fiber): thay đổi đột biến chiết suất lõi vỏ - Sợi chiết suất thay đổi từ từ (graded-index fiber) - n(r) = n0[1- (n12 – n22)/n0 (r/r0) ] , với < r < r0 2 1/2 79 - Chiết suất giảm dần từ tâm biên phân cách với vỏ (n2) Step- index- multimode fiber: Đường kính lõi 50 → 1000 µm 0.2 ≤ NA ≤ 0.5 Đường kính ngồi t 125 ữ 1100 àm Graded - index - multimode fiber : - Đường kính lõi 50 ÷ 100 µm - 0.2 ≤ NA ≤ 0.3 - Đường kính ngoi t 125 ữ 150 àm thụng tin khong cách xa Single mode fiber: - Đường kính lõi: ữ 10 àm - 0.1 NA 0.15 - ng kớnh ngoi t 75 ữ 125 àm long-distance communication - Các xung công suất tải dọc theo đường khác tới đầu cuối thời điểm khác ( mode trục tới trước tiên, mode ứng với góc NA đến sau cùng) → trễ mode - Do trễ mode, xung dòng tổng thu rộng xung xạ gốc → trình mở rộng xung xung gọi méo mode (modal distortion ) → Graded - index fiber có méo mode nhỏ so với step-mode fiber - Biên độ xung truyền qua cáp bị suy giảm hấp thụ, tán xạ xạ Ngồi cịn phân loại cáp quang theo cấu tạo: Ribbon:cáp quang dạng ruy-băng, chứa nhiều sợi quang bên (Hình 5.2.a) Zipcord: hai sợi quang có vỏ ngồi liền dây điện (Hình 5.2b) Hình 5.2.a: Nguyên tắc làm việc cáp quang Hình 5.2.b: Nguyên tắc làm việc cáp quang 80 Bất kỳ giao tiếp quang bao gồm thành phần: nguồn phát, vật truyền dẫn trung gian (cáp quang) nguồn thu Nguồn phát chuyển đổi tín hiệu điện tử thành ánh sáng truyền dẫn qua cáp quang Nguồn thu chuyển đổi ánh sáng thành tín hiệu điện tử Có hai loại nguồn phát laser Led Laser tán sắc, cho phép truyền dẫn liệu tốc độ nhanh, khoảng cách xa (trên 20km), dùng cho Singlemode Multimode chi phí cao, khó sử dụng Led tán sắc nhiều, truyền dẫn tốc độ chậm hơn, bù lại chi phí thấp, dễ sử dụng, thường dùng cho cáp quang Multimode Led dùng cho hệ thống có khoảng cách ngắn hơn, sử dụng cho sợi quang thủy tinh, sợi quang plastic Loại cáp quang bình thường 5.1.Cáp khơng Hình 5.3: Hình dáng bên cáp quang lõi Có số sợi quang đơn cáp từ đến 60 Số sợi, Bước sóng họat động sợi quang khoảng từ 1310nm 1550nm, có phần tử chịu lực trung tâm Phi kim loại (FRP).Ống đệm chứa bảo vệ sợi quang làm theo phương pháp ống đệm lỏng, có chứa sợi quang bện theo phuơng pháp SZ (SZ-stranded) quanh phần tử chịu lực trung 81 tâm Khe sợi quang mặt ống đệm làm đầy hợp chất điền đầy,đặc biệt nhằm chống xâm nhập nước Cáp có thêm lớp băng chống thấm nước lớp nhựa PE bảo vệ bên Một dây treo sợi thủy tinh phi kim loại (FRP) thích hợp cho việc dùng ngồi trời treo khơng 5.2.Cáp ngầm (trong đất, nước) Sợi cáp quang cấu tạo từ ba thành phần chính: lõi (core), lớp phản xạ ánh sáng (cladding), lớp vỏ bảo vệ (primary coating hay gọi coating, primary buffer) Core làm sợi thủy tinh plastic dùng truyền dẫn ánh sáng Bao bọc core cladding – lớp thủy tinh hay plastic – nhằm bảo vệ phản xạ ánh sáng trở lại core Primary coating lớp vỏ nhựa PVC giúp bảo vệ core cladding không bị bụi, ẩm, trầy xước Hai loại cáp quang phổ biến GOF (Glass Optical Fiber) – cáp quang làm thuỷ tinh POF (Plastic Optical Fiber) – cáp quang làm plastic POF có đường kính core lớn khoảng 1mm, sử dụng cho truyền dẫn tín hiệu khoảng cách ngắn, mạng tốc độ thấp Trên tài liệu kỹ thuật, bạn thường thấy cáp quang GOF ghi thơng số 9/125µm, 50/125µm hay 62,5/125µm, đường kính core/cladding; cịn primary coating có đường kính mặc định 250µm Hình Hình 5.4: Hình dáng bên cáp quang lõi Bảo vệ sợi cáp quang lớp vỏ gồm nhiều lớp khác tùy theo cấu tạo, tính chất loại cáp Nhưng có ba lớp bảo vệ lớp chịu lực kéo (strength member), lớp vỏ bảo vệ (buffer) lớp áo giáp (jacket) – tùy theo tài liệu có tên gọi khác Strength member lớp chịu nhiệt, chịu kéo căng, thường làm từ sợi Kevlar Buffer thường làm nhựa PVC, bảo vệ tránh va đập, ẩm ướt Lớp bảo vệ Jacket Mỗi loại cáp, tùy theo yêu cầu sử dụng có thêm lớp jacket khác Jacketcó khả chịu va đập, nhiệt chịu mài mòn, bảo vệ phần bên tránh ẩm ướt ảnh hưởng từ môi trường 82 Có hai cách thiết kế khác để bảo vệ sợi cáp quang ống đệm không chặt (loose-tube) ống đệm chặt (tight buffer) 5.3.Cáp nhà Hình 5.5: Cáp quang nhà Tight-buffer thường dùng nhà (indoor), bao bọc khít sợi cáp quang (như cáp điện), giúp dễ lắp đặt thi công Trên số tài liệu, bạn gặp hai thuật ngữ viết tắt IFC, OSP.IFC (Intrafacility fiber cable) loại cáp dùng nhà, có lớp bảo vệ vật lý việc thi công lắp đặt linh hoạt OSP (Outside plant cable) loại cáp dùng trời, chịu điều kiện khắc nghiệt nhiệt độ, độ ẩm, bụi… loại cáp có nhiều lớp bảo vệ Kết nối cáp 6.1.Suy giảm kết nối Suy hao quang (Optical loss): lượng công suất quang (optical power) suốt trình truyền dẫn qua cáp quang, điểm ghép nối Ký hiệu dB Suy hao phản xạ (Optical Return loss): ánh sáng bị phản xạ điểm ghép nối, đầu nối quang Suy hao tiếp xúc (Insertion loss): giảm công suất quang hai đầu ghép nối Giá trị thông thường từ 0,2dB – 0,5dB Suy hao (Attenuation): mức suy giảm cơng suất quang suốt q trình truyền dẫn khoảng cách xác định Ký hiệu dB/km Ví dụ, với cáp quang Multimode bước sóng 850nm suy giảm 3dB/km, bước sóng 1300nm suy giảm 1dB/km Cáp quang Singlemode: suy giảm 0,4dB/km 1310nm, 0,3dB/km 83 1550nm Đầu nối (connector) suy giảm 0,5dB/cặp đấu nối Điểm ghép nối (splice) suy giảm 0,2 dB/điểm Bước sóng (Wavelength): chu kỳ di chuyển sóng điện từ Ký hiệu nm (nanometer) Ánh sáng nhìn thấy có wavelength từ 400nm đến 700nm (màu tím đến màu đỏ) Cáp quang sử dụng ánh sáng nằm vùng hồng ngoại có wavelength lớn wavelength mà ta nhìn thấy – khoảng 850nm, 1300nm 1550nm Các bước sóng truyền dẫn quang xác định dựa hai yếu tố nhằm khắc phục tình trạng suy hao lượng vật liệu truyền dẫn: bước sóng nằm vùng hồng ngoại bước sóng khơng nằm vùng hấp thu, cản trở lượng ánh sáng truyền dẫn (absorption) tạp chất lẫn cáp quang từ trình sản xuất Hình 5.6: Hình mơ tả bước sóng cáp quang Vậy khơng sử dụng bước sóng dài hơn? Bước sóng hồng ngoại chuyển tiếp ánh sáng nhiệt Bước sóng dài hơn, nhiệt xung quang nóng hơn, tín hiệu nhiễu loạn nhiều Do đó, thường POF có bước sóng 650nm, 850nm GOF với Multimode hoạt động 850nm 1300nm, Singlemode 1310nm, 1550nm Giữa hai bước sóng 1300nm 1310nm không khác biệt nhau, cách qui ước để phân biệt sử dụng cáp quang Singlemode hay Multimode 142 Hình 9.12 managed Switch Enthernet manager Managed Switch Enthernet manager Hình 9.13 managed Switch Enthernet manager Ngồi tính IGMP, Managed Switch cịn có nhiều tính quan trọng khác lưu trữ lịch sử lỗi Switch, cho phép kiểm soát tốc độ cổng, cài đặt bảo mật cho cổng khả ánh xạ cổng mạng (Port Mirroring) Tính ánh xạ cổng cho phép người quản trị theo dõi gói tin truyền qua cổng Switch cách ánh xạ cổng sang cổng khác để theo dõi, thông qua phần mềm hỗ trợ Chẳng hạn mạng bị cố, người kĩ sư bảo trì sử dụng máy tính mình, cắm cáp Ethernet nối máy tính vào cổng mạng Switch ánh xạ liệu truyền cổng cần kiểm tra sang cổng Sử dụng phần mềm máy tính dễ dàng theo dõi xem lưu lượng Multicast, Broadcast qua cổng cần kiểm tra từ xác định nguyên nhân cố.Khi nói đến cố mạng Ethernet, thiết bị cần kiểm tra thường Switch Mặc dù mặt vật lý, đáp ứng Switch nhanh từ 10 đến 50 lần đáp ứng thiết bị đầu cuối Do phần cứng Switch gây vấn đề mạng Phần lớn nguyên nhân gây cố làm chậm mạng, rớt mạng truyền 143 thông Multicast Broadcast nhiều khiến thiết bị mạng bị tải.Cho nên để tối ưu hiệu suất mạng cần kiểm soát tốt Multicast Broadcast mạng 4.4.Các vấn đề giải Khi hệ thống mạng lắp đặt vào hoạt động, công việc cần kiểm sốt, vận hành bảo trì hệ thống mạng Có nhiều phần mềm hỗ trợ người quản trị mạng, kĩ sư bảo trì mạng nhiều cấp độ khác nhau.Ở chương ta dùng mạng truyền thông Ethernet công nghiệp Siemens Lý thuyết thực hành Trong thực tế mạng truyền thông Ethernet công nghiệp ứng dụng nhiều lĩnh vực nhà máy thép, xi măng, dầu ăn, dầu khí…Trong phần thực hành ta giới thiệu hàm truyền thông hãng Siemens ứng dụng hàm truyền thơng ta có ví dụ tập thực hành.Các hàm sử dụng để truyền nhận liệu.Tùy thuộc vào đối tượng sử dụng mạng mà hàm sử dụng để truyền nhận liệu khác Bảng 9.1 Các hàm truyền Ethernet PLC S7300/400 Cơ Chế hoạt động hàm AG_SEND AG_RECV: Dữ liệu hàm AG_SEND truyền qua vùng liệu đệm gửi CP 343-1 từ liệu truyền lên mạng truyền thông 144 Dữ liệu truyền đến lưu vào vùng liệu đệm nhận cùa CP343-1 CPU nhận liệu từ đệm thông qua hàm AG_RECV Hàm AG_SEND Hình 9.14 Khối hàm lệnh AG_SEND Thơng Khai báo Số ACT INPUT Kiểu Giá trị có DL thể BOOL 0,1 Giải thích Nếu ACT=1, Dữ liệu truyền với vùng liệu bắt đâu từ SEND với chiều dài LEN Nếu ACT =0 thơng số DONE, ERROR STATUS cập nhập ID INPUT INT 1,2 tới 64 Số hiệu kết nối định (S7-400) nghĩa phần thiết lập 1,2 tới 16 kết nối ID (S7-300) LADDR INPUT WORD Địa bắt đầu Module SEND INPUT ANY Địa chiều dài lý thuyết 145 Địa vùng liệu nằm dạng sau Process image area Bit Memory Data block area LEN INPUT INT - Với ISO Số lượng Byte truyền Transport Giá trị từ tới chiều ISO-on- dài danh nghĩa phù hợp với TCP/TCP: thông số SEND 1,2 tới 32767 Chú ý với dạng - Với UDP: BLOCK 1,2 tới 2048 S7-300 Với Version cũ AG_SEND (tới V3.0), Vúng liệu luôn bị hạn chế lớn 240 byte Những phiên cho phép tới 8192 bytes DONE OUTPUT BOOL 0: DL Thông số cho biết công việc truyền chưa truyền xong hay ko 1: truyền truyền khơng có lỗi xong Thơng số ERROR kết hợp với DONE STATUS cho biết xác lỗi trình bày bảng ERROR OUTPUT BOOL 0:- Thông số ERROR kết hợp 1: Error với DONE STATUS cho biết xác lỗi trình bày bảng 146 STATUS OUTPUT WORD Thông số ERROR kết hợp với DONE STATUS cho biết xác lỗi trình bày bảng Bảng 9.2 : Các thơng số hàm AG_SEND PLC S7300/400 Để biết xác lỗi đâu để từ tìm cách khắc phục ta dựa vào thông số DONE, ERROR, STATUS DONE ERROR STATUS Ý NGHĨA 0000 Cơng việc hồn tất khơng lỗi 0 8180 Khơng có cơng việc thực 0 8181 Công việc truyền hoạt động 7000 Chỉ có với S7-300: Hàm FC gọi với ACT=0; công việc chưa xử lý 8183 Khai báo cấu hình hay dịch vụ ISO/TCP chưa kích hoạt CP Ethernet 8184 Lỗi hệ thống 8185 Tham số LEN dài vùng gốc SEND 8186 Tham số ID vô hiệu ID!-1,2 tới 64 8301 SAP chưa kich hoạt trạm đích 8302 Trạm nguồn khơng nhận liệu từ trạm đích Trạm nhân khơng thể xử lý liệu nhận cách nhanh chóng hay tram nhận chưa sẵn sàng để nhân liệu 8303 Dịch vụ SDA (Send Data Acknowledge) không hỗ trợ cho SAP trạm đích 8304 Kết nối không thiết lập, công việc truyền nên thử lại sau đợi khoảng 100ms 8311 Trạm đích khơng nhân địa Etherner 8312 Lỗi Ethernet CP 147 8F22 Dữ liệu nguồn vô hiệu Ex: LEN 240 byte, CPU, Dịch vụ không cung cấp) 80B2 Tương tự 80B2 Trong trường hợp CPU Older version) 80C0 Dữ liệu ghi đọc 80C1 Dữ liệu ghi vào xử lý 80C2 Có q nhiều cơng việc xử lý 80C3 Nguồn bận rộn 80C4 Lỗi truyền thông 80D2 Địa Module không Bảng 9.3 : Các thông số báo lỗi hàm AG_SEND PLC S7300/400 148 Hàm AG_RECV Hình 9.15 Khối hàm lệnh AG_RECV Thơng Khai báo Giá trị có Dạng Số ID Giải thích thể INPUT INT 1,2 tới 14 Số hiệu kết nối định nghĩa phần thiết lập kết nối ID LADDR INPUT WORD Địa bắt đầu Module RECV INPUT ANY Địa chiều dài lý thuyết Địa vùng liệu nằm dạng sau Process image area Bit Memory Data block area Chất lượng truyền liệu cải thiện lên tới 212 byte bạn hạn chế chiều dài đến 212 byte với tham số RECV NDR ERROR OUTPUT BOOL OUTPUT BOOL 0:- Thông số cho biết liệu 1: Dữ liệu mới có nhận hay khơng 0:- Thơng số ERROR kết hợp với 1: Error NDR 149 STATUS cho biết xác lỗi trình bày bảng Thông số ERROR kết hợp với STATUS OUTPUT WORD NDR STATUS cho biết xác lỗi trình bày bảng LEN INPUT INT - Với ISO Số lượng Byte Transport chấp nhận từ CP ISO-on- Ethenet truy TCP/TCP: cập vào vùng liệu 1,2 tới 8192 S7-300 - Với UDP: Với Version cũ 1,2 tới 2048 AG_SEND (tới V3.0), Vúng liệu luôn bị hạn chế lớn 240 byte Những phiên naychoi phép tới 8192 bytes Bảng 9.4 : Các thông số hàm AG_RECV PLC S7300/400 Thông số NDR, ERROR, STATUS cho biết trạng trạng thái hàm 0000 Dữ liệu chấp nhận 0 8180 Chưa có liệu truyền đến 0 8181 Công việc nhận hoạt động 8183 Khai báo cấu hình hay dịch vụ ISO chưa kích hoạt CP Ethernet 8184 Lỗi hệ thống (Vùng liệu nguồn không đúng) 150 8185 Vùng đệm đích (RECV) ngắn 8186 Tham số ID không hợp lệ ID!-1,2 tới 16 (S7-300) ID!-1,2 tới 64 (S7-400) 8304 Kết nối không thiết lập Việc truyền nên thực lại sau đợi khoảng thời gian ngắn 100ms 8F23 DL nguồn không hợp lệ, (Ex: Trùng vùng liệu) 8F25 Lỗi ghi tham số 8F29 Lỗi xếp kgi ghi tham số 8F30 Tham số bảo vệ ghi hoạt động ghi lần 1 8F31 Tham số bảo vệ ghi hoạt động ghi lần 8F32 Số DB tham số cao 8F33 Lỗi số DB 8F3A Vùng liệu đích khơng tải 8F43 Quá thời gian ghi tham số vào vùng (I/O) 8F45 Địa chì tham số ghi bị vô hiệu truy cập 8F7F Lỗi bên 8090 Khơng có Module với địa khai báo hay CPU chế độ STOP 8091 Địa Module không dạng DW 8092 Trong số dạng, tham số khơng phải dạng Byte có S7-400 80A0 Không thông báo đọc Module 80A4 Truyền thông CPU CP không xác lập 80B0 Module không thừa nhận liệu ghi vào 80B1 Vùng liệu đích bị vơ hiệu 80B2 Kết nối BUS CPU CP không xác lập 80C0 Module không thừa nhận liệu ghi vào 80C1 Dữ liệu ghi xử lý 80C2 Có q nhiều cơng việc xử lý 80C3 Nguồn CPU sữ dụng 151 80C4 Lỗi truyền thông 80D2 Địa Module không Bảng 9.5 : Các thông số báo lỗi hàm AG_RECV PLC S7300/400 Ví dụ thực hành Viết chương trình gửi khung liệu có độ dài 38 Word từ địa trỏ vùng liệu DB302.DBX118 gửi đến PLC trạm thơng quan mạng Ethernet cơng nghiệp Hệ thống gồm có PLC S7-400 412-2DP 416-2DP liệu từ PLC trạm gửi qua trạm Bước : Thiết lập trạm thứ ta lấy nguồn , CPU412-2DP CP443-1 thiết lập mạng ethernet Hình 9.16 Bảng thiết lập Ethernet CP443-1 Bước : thiết lập địa IP 152 Hình 9.17 Bảng thiết lập địa Ethernet trạm Bước 2.1 : tương tự ta thiết lập trạm thứ Hình 9.18 Bảng thiết lập Ethernet CP443-1 Advanced Bước : định địa IP 153 Hình 9.19 Bảng thiết lập địa Ethernet trạm Bước : Sau ta save, download compile tất hình ta viết chương trình khung liệu gửi truyền Hình 9.20 Màn hình sau thiết lập xong 154 Hình 9.21 Khối hàm gửi 38 word cho trạm Hình 9.22 Khối hàm nhận liệu Bước : Lưu chương trình download vào plc thực tế quan sát ghi lại trạng thái hoạt động thiết bị sau học sinh thực hành tập sau hướng dẫn giáo viên Tóm lại, mạng tuyền thơng Ethernet cơng nghiệp Siemens ứng dụng rộng rải cho ứng dụng điều khiển công nghiệp, cung cấp giải pháp với chi phí hồn hảo cho mơi trường cơng nghiệp đại nay, với khả thích ứng cao nên mạng Ethernet Siemens tương thích với mạng truyền thông phần cứng hang khác 155 CÁC BÀI TẬP MỞ RỘNG, NÂNG CAO VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Bài tập : PLC S7 300 kết nối với qua mạng ethernet, PLC1 có địa 192.168.0.11 PLC2 có địa IP 192.168.0.12 Hãy viết chương trình truyền liệu chứa MB4 MB11 PLC1 sang PLC2 lưu kết vào QB15và QB20 Bài tập : VD2: VD1: PLC S7 300 kết nối với qua mạng ethernet, PLC1 có địa 192.168.0.1 PLC2 có địa IP 192.168.0.2.Động gắn PLC2, nút nhấn START STOP gắn PLC1.Hãy viết chương trình theo yêu cầu: Nhấn Start, động ON, Nhấn Stop, động OFF Yêu cầu đánh giá kết học tập: Nội dung: + Về kiến thức: Liệt kê cấu trúc mạng Industrial Ethernet + Về kỹ năng: Xác định xử lý số vấn đề đơn giản + Thái độ: Đánh giá phong cách, thái độ học tập Chủ động, sáng tạo an tồn q trình học tập Phương pháp: + Về kiến thức: Được đánh giá hình thức kiểm tra viết + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ thực hành Mỗi sinh viên, nhóm học viên thực công việc theo yêu cầu giáo viên.Tiêu chí đánh giá theo nội dung: - Độ xác cơng việc - Thời gian thực cơng việc - Độ xác theo u cầu kỹ thuật + Thái độ: Tỉ mỉ, cẩn thận, xác 156 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Mạng truyền thông cơng nghiệp Hồng Minh Sơn, nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội 2006 [2] CANopen specification, CAN in automation http://ww.can-cia.de/ [3].Werner Kriesel, O.W Madelung (Biên tập) : AS-Iterface, Das Aktuator-sensorinterface die automation Hanser – Verlag, munchen – Wien, 1994 [4].Profinet, profibus siemens http://www.automation.siemens.com/mcms/automation/de/industriellekommunikation/profinet/seiten/default.aspx ... Pi Trong đó: - PN: công suất khỏi cổng N - Pi: công suất vào tổng - Po: công suất tổng - Ph: công suất lớn - Ps: công suất nhỏ - Px: công suất cổng khơng ghép Q trình ghép dùng mạng cổng kết... vỏ - Sợi chiết suất thay đổi từ từ (graded-index fiber) - n(r) = n0[ 1- (n 12 – n 22) /n0 (r/r0) ] , với < r < r0 2 1 /2 79 - Chiết suất giảm dần từ tâm biên phân cách với vỏ (n2) Step- index- multimode... viết + Về kỹ năng: Đánh giá kỹ thực hành Mỗi sinh viên, nhóm học viên thực công việc theo yêu cầu giáo viên.Tiêu chí đánh giá theo nội dung: - Độ xác công việc - Thời gian thực công việc - Độ xác