ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: HỆ THỐNG SCADA, DCS VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ - KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT HỌC PHẦN: HỆ THỐNG SCADA, DCS VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP (Ban hành theo định số 474/ĐHKTKTCN ngày 21/ /2020 Hiệu trưởng Trường Đại học Kinh tế- Kỹ thuật Cơng nghiệp) 1.THƠNG TIN CHUNG Tên học phần (tiếng Việt): HỆ THỐNG SCADA, DCS VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP Tên học phần (tiếng Anh): SCADA, DCS AND INDUSTRIAL COMMUNICATIONS NETWORK Mã môn học: 001092 Khoa/Bộ môn phụ trách: Điện/ Điều khiển Tự động hóa Giảng viên phụ trách chính: Ths Nguyễn Đức Điển Email: nddien@uneti.edu.vn GV tham gia giảng dạy: Ths Hà Huy Giáp, Ths Nguyễn Đức Dương, Ths Đặng Thị Tuyết Minh, Ths Phạm Thị Giang, Ths Nguyễn Đức Điển, Ths Phạm Văn Huy Số tín chỉ: 3(39, 12, 90) Số tiết Lý thuyết: 39 Số tiết TH/TL: 12 Số tiết Tự học: 90 Tính chất học phần: Bắt buộc Học phần học trước: Không Học phần tiên : Điều khiển lập trình PLC Các yêu cầu học phần: - Sinh viên phải có tài liệu học tập - Một tài liệu tham khảo, mục 10.2 MÔ TẢ HỌC PHẦN ( nội dung chương ) Học phần “Hệ thống SCADA, DCS mạng truyền thông công nghiệp“ học phần bắt buộc, thuộc phần kiến thức chuyên ngành chương trình đào tạo đại học ngành công nghệ 1234 kỹ thuật Cơ – Điện tử Môn học trang bị cho sinh viên kiến thức tổng quan tự động hóa q trình sản xuất; mạng truyền thông công nghiệp ứng dụng hệ thống SCADA, DCS mạng AS-i, truyền thông Modbus, truyền thông Profibus, truyền thông Profinet, chuẩn truyền tin RS-232, RS-485, ; cấu hình giới thiệu số phần mềm cách thức tích hợp phần cứng, phần mềm để xây dựng hệ thống SCADA, DCS thực tiễn MỤC TIÊU CỦA HỌC PHẦN ĐỐI VỚI NGƯỜI HỌC Kiến thức Học phần giúp cho người học nắm hoạt động hệ thống SCADA-DCS việc tự động đo đạc, thu thập số liệu, kiểm soát cung cấp liệu kịp thời xác nhằm tối ưu hóa hoạt động trình, dây chuyền, hoạt động nhà máy nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau: sản xuất, hệ thống cấp nước, lượng, xử lý chất thải, mơi trường, Phân tích, thiết kế, lập trình hệ thống điều khiển giám sát kết nối truyền thông sử dụng mạng truyền thông tảng PLC hệ thống SCADA, DCS mạng truyền thông cơng nghiệp Kỹ Có khả sử dụng cơng cụ hỗ trợ thiết kế, lập trình mơ máy tính: TIA Portal, PLCSIM Khai thác, vận hành, lắp đặt, lập trình sử dụng PLC thiết kế hệ thống SCADA, DCS thông dụng, theo chuẩn mạng truyền thông công nghiệp AS – I, Modbus, Profibus, Profinet, Tích hợp, kết nối truyền thông thiết bị điều khiển, cấu chấp hành tạo thành hệ thống mạng công nghiệp dây truyền sản xuất Quản lý, giám sát dự án kỹ thuật, thiết kế phát triển hệ thống tự động hóa Tính tốn, lập báo cáo, tổ chức công việc, lập kế hoạch, điều phối công việc quy mô hệ thống Năng lực tự chủ trách nhiệm Nhận thức tầm quan trọng việc học tập sẵn sàng học tiếp chương trình nhằm nâng cao trình độ chun mơn Làm chủ khoa học công nghệ công cụ lao động tiên tiến thực tế, chịu áp lực công việc, giải hợp lý vấn đề phát sinh đề xuất giải pháp để thực công việc hiệu Có phẩm chất đạo đức tốt, có ý thức kỷ luật tác phong công nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật nguyên tắc an toàn nghề nghiệp; có trách nhiệm với cơng việc, tập thể xã hội CHUẨN ĐẦU RA HỌC PHẦN Mô tả CĐR học phần Sau học xong môn học này, người học có thể: Về kiến thức Hiểu tổng quan tự động hóa q trình sản xuất; mạng truyền thông công nghiệp ứng dụng hệ G1.4.1 thống SCADA, DCS mạng AS-i, truyền thông Modbus, truyền thông Profibus, truyền thông Profinet, chuẩn truyền Mã CĐR G1 1235 CĐR CTĐT 1.4.1 G1.4.2 G2 G2.1.1 G2.1.2 G2.1.3 G2.1.5 G2.2.1 G3 G3.1.1 G3.1.2 G3.2.1 tin RS-232, RS-485, ; cấu hình giới thiệu số phần mềm cách thức tích hợp phần cứng, phần mềm để xây dựng hệ thống SCADA, DCS thực tiễn Phân tích, thiết kế, lập trình hệ thống điều khiển giám sát kết nối truyền thông sử dụng mạng truyền thông tảng PLC Siemens hệ thống SCADA, DCS mạng truyền thơng cơng nghiệp Về kỹ Có khả sử dụng công cụ hỗ trợ thiết kế, lập trình mơ máy tính: TIA Portal, PLCSIM Khai thác, vận hành, lắp đặt, lập trình sử dụng PLC thiết kế hệ thống SCADA, DCS thông dụng, theo chuẩn mạng truyền thông công nghiệp AS – I, Modbus, Profibus, Profinet,CAN, Ethernet, Tích hợp, kết nối truyền thông thiết bị điều khiển, cấu chấp hành tạo thành hệ thống mạng công nghiệp dây truyền sản xuất Quản lý, giám sát dự án kỹ thuật, thiết kế phát triển hệ thống tự động hóa Tính tốn, lập báo cáo, tổ chức công việc, lập kế hoạch, điều phối công việc quy mô hệ thống Năng lực tự chủ trách nhiệm Nhận thức tầm quan trọng việc học tập sẵn sàng học tiếp chương trình nhằm nâng cao trình độ chun mơn Làm chủ khoa học công nghệ công cụ lao động tiên tiến thực tế; chịu áp lực công việc, giải hợp lý vấn đề phát sinh đề xuất giải pháp để thực cơng việc hiệu Có phẩm chất đạo đức tốt; có ý thức kỷ luật tác phong cơng nghiệp, tuân thủ nội quy, quy định pháp luật ngun tắc an tồn nghề nghiệp; có trách nhiệm với công việc, tập thể xã hội 1.4.2 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.5 2.2.1 3.1.1 3.1.2 3.2.1 NỘI DUNG MÔN HỌC, KẾ HOẠCH GIẢNG DẠY Tuần thứ Nội dung Số tiết LT Chương 1: Tổng quan trình tự động hóa q trình sản xuất hệ điều khiển 1.1 Tự động hóa q trình sản xuất tự động hóa q trình cơng nghệ 1.2 Sự đời phát triển hệ thống điều khiển 1.3 Các hệ thống điều khiển 1.4 Điều khiển tập trung điều khiển phân tán 1.5 Yêu cầu công nghệ sản xuất 1236 Tài liệu Số tiết học tập, TH tham khảo [1],[2],[3], [4], [5],[6] Tuần thứ Số tiết LT Nội dung Chương 2: Cơ sở kỹ thuật 2.1 Các khái niệm 2.1.1 Thông tin, liệu tín hiệu 2.1.2 Truyền thơng, truyền liệu truyền tín hiệu 2.1.3 Tính thời gian thực 2.2 Chế độ truyền tải 2.2.1 Truyền bit song song truyền bit nối tiếp 2.2.2 Truyền đồng truyền không đồng 2.2.3 Truyền chiều truyền hai chiều 2.2.4 Truyền tải dải sở, dải mang dải rộng 2.3 Cấu trúc mạng – Topology 2.3.1 Cấu trúc bus 2.3.2 Cấu trúc mạch vòng (tích cực) 2.3.3 Cấu trúc hình 2.3.4 Cấu trúc 2.4 Kiến trúc giao thức 2.4.1 Dịch vụ truyền thơng 2.4.2 Giao thức 2.4.3 Mơ hình lớp 2.4.4 Kiến trúc giao thức OSI 2.4.5 Kiến trúc giao thức TCP/IP 2.5 Truy nhập bus 2.5.1 Đặt vấn đề 2.5.2 Chủ/tớ (Master/Slaver) 2.5.3 TDMA 2.5.4 Token Passing 2.5.5 CSMA/CD 2.5.6 CSMA/CA 2.6 Bảo toàn liệu 2.6.1 Đặt vấn đề 2.6.2 Bit chẵn lẻ (Parity bit) 2.6.3 Bit chẵn lẻ hai chiều 2.6 CRC 2.6.5 Nhồi bit (Bit Stuffing) 2.7 Mã hóa bit 2.7.1 Các tiêu chuẩn mã hóa bit 2.7.2 NRZ, RZ 2.7.3 Mã Manchester 2.7.4 AFP 2.7.5 FSK 2.8 Chuẩn truyền tin 2.8.1 Phương thức truyền dẫn tín hiệu 2.8.3 RS-232 8.3 RS-422 2.8.4 RS-485 2.8.5 MBP (IEC 1158-2) Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo [1],[2],[3], [4], [5],[6] U TU U 22 UT UT.\ UT TU UT TU TU UT TU UT TU U TU UT2 U 2.3.1 TU [1],[2],[3], [4], [5],[6] UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU U TU 2.64 U U U UT TU UT TU TU U TU T UT TU U TU UT TU TU 1237 Tuần thứ Số tiết LT Nội dung 2.9 Môi trường truyền dẫn 2.9.1 Đôi dây xoắn 2.9.2 Cáp đồng trục 2.9.3 Cáp quang 2.9.4 Vô tuyến 2.10 Thiết bị liên kết mạng 2.10.1 Bộ lặp 2.10.2 Cầu nối 2.10.3 Router 2.10.4 Gateway Chương 3: Các mạng thông dụng 3.1 Mạng PROFIBUS 3.1.1 Kiến thức giao thức 3.1.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.1.3 Truy nhập bus 3.1.4 Dịch vụ truyền liệu 3.1.5 Cấu trúc điện 3.1.6 PROFIBUS – FMS 3.1.7 PROFIBUS – DP 3.1.8 PROFIBUS – PA Chương 3: Các mạng thông dụng ( tiếp) 3.2 Mạng CAN 3.2.1 Kiến trúc giao thức 3.2.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.2.3 Cơ chế giao tiếp 3.2.4 Cấu trúc điện 3.2.5 Truy nhập bus 3.2.6 Bảo tồn liệu 3.2.7 Mã hố bit 3.2.8 Các hệ thống tiêu biểu dựa CAN 3.3 Mạng DeviceNet 3.3.1 Cơ chế giao tiếp 3.3.2 Mơ hình đối tượng 3.3.3 Mơ hình địa 3.3.4 Cấu trúc điện 3.3.5 Dịch vụ thông báo 3.4 Mạng Modbus 3.4.1 Cơ chế giao tiếp 3.4.2 Chế độ truyền 3.4.3 Cấu trúc điện 3.4.4 Bảo toàn liệu 3.4.5 Modbus Plus 3.5 Mạng Interbus 3.5.1 Kiến trúc giao thức 3.5.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.5.3 Cơ chế giao tiếp 3.5.4 Cấu trúc điện TU U TU Tài liệu Số tiết học tập, TH tham khảo [1],[2],[3], [4], [5],[6] UT TU U UT TU TU U UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU TU TU UT TU T TU TU UT TU TU [1],[2],[3], [4], [5],[6] UT U UT TU UT TU TU UT TU TU TU U TU UT TU UT TU TU UT TU UT TU UT T U TU UT UT TU UT TU UT TU UT TU TU TU UT TU UT TU TU TU UT UT 1238 Tuần thứ Số tiết LT Nội dung 3.6 Mạng AS - i 3.6.1 Kiến trúc giao thức 3.6.2 Cấu trúc mạng cáp truyền 3.6.3 Cơ chế giao tiếp 3.6.4 Cấu trúc điện 3.6.5 Mã hoá bit 3.6.6 Bảo toàn liệu 3.7 Mạng Foundation Fieldbus 3.7.1 Kiến thức giao thức 3.7.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.7.3 Cơ chế giao tiếp 3.7.4 Cấu trúc điện 3.7.5 Dịch vụ giao tiếp 3.7.6 Khối chức ứng dụng 3.8 Mạng Ethernet 3.8.1 Kiến trúc giao thức 3.8.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.8.3 Cơ chế giao tiếp 3.8.4 Cấu trúc điện 3.8.5 Truy nhập bus 3.8.6 Hiệu suất đường truyền tính thời gian thực 3.8.7 Mạng LAN 802.3 chuyển mạch 3.8.8 Fast Ethernet 3.8.9 High speed Ethernet 3.8.10 Industrial Ethernet TU Số tiết TH [1],[2],[3], [4], [5],[6] UT TU TU Tài liệu học tập, tham khảo UT TU U TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU U TU TU UT TU TU TU UT UT UT UT Thảo luận chương 1, 2, (trên lớp) Thảo luận chương 1, , 3(trực tuyến) Chương 4: Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu - SCADA 4.1 Tổng quan hệ thống SCADA, cấu trúc thành phần 4.1.1 Định nghĩa 4.1.2 Giới thiệu lịch sử hình thành phát triển hệ thống SCADA 4.1.3 Thành phần hệ thống SCADA a Phần cứng b Phần mềm c Cáp truyền thông d SCADA mạng cục e Thiết bị Modem f Yêu cầu máy tính hệ thống SCADA 4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA 1239 [1],[2],[3], [4], [5],[6] [1],[2],[3], [4], [5],[6] [1],[2],[3], [4], [5],[6] Tuần thứ Số tiết LT Nội dung 4.2.1 Giới thiệu 4.2.2 So sánh hệ thống SCADA với hệ thống điều khiển DCS, PLC thiết bị thông minh 4.2.3 Thiết bị đầu cuối RTU 4.2.4 Ứng dung PLC hệ thống SCADA 4.2.5 Trạm chủ 4.2.6 Độ tin cậy sẵn sàng hệ thống SCADA 4.2.7 Cấu trúc truyền thông 4.2.8 Cấu trúc Chủ – Khách (Master Slave) 4.2.9 Giao diện người máy tính xung đột SMA-CD 4.3 Cấu trúc phần mềm hệ thống SCADA 4.3.1 Giới thiệu 4.3.2 Các thành phần hệ thống SCADA 4.3.3 Gói phần mềm hệ thống SCADA 4.3.4 Giao thức hệ thống SCADA Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo [1],[2],[3], [4], [5],[6] 4.3.5 Phát lỗi 4.4 Các hệ thống mạng nội dùng cho SCADA 4.4.1 Giới thiệu 4.4.2 Cấu trúc liên kết mạng hệ thống 4.4.3 Chuẩn IEEE 802.3 ETHERNET 4.5 Khung liệu MAC 4.6 Hệ thống mạng Ethernet tốc độ cao 4.7 Chuẩn 100BASE –T (100BASE-TX, T4,FX,T2) 4.8 Các thành phần liên kết mạng 4.9 Mạng SCADA INTERNET 4.10 Thiết bị modem phòng điều khiển trung tâm 10 4.11 Ví dụ ứng dụng hệ thống SCADA hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử 11 Chương 5: Hệ thống điều khiển phân tán DCS 5.1 Cấu hình hệ DCS 5.1.1 Cấp chấp hành - cảm biến 5.1.2 Cấp điều khiển 5.1.3 Cấp vận hành, giám sát huy 5.1.4 Hệ thống quản lý thông tin 5.1.5 Cấu trúc điều khiển 5.1.6 Các thiết bị giao tiếp vào/ra (Các vào/ra phân tán) 1240 [1],[2],[3], [4], [5],[6] [1],[2],[3], [4], [5],[6] Tuần thứ 12 Số tiết LT Nội dung 5.2 Độ tin cậy hệ thống điều khiển phân tán 5.2.1 Lỗi phần cứng 5.2.2 Khả dự phòng 5.2.3.Độ tin cậy hệ thống 5.2.4 Cách điện 5.2.5 Tháo lắp thiết bị phần cứng 5.2.6 Thay đổi chương trình 5.3 Chức DCS 5.3.1 Chức điều khiển 5.3.2 Chức vận hành giám sát hệ thống Số tiết TH Tài liệu học tập, tham khảo [1],[2],[3], [4], [5],[6] [1],[2],[3], [4], [5],[6] 13 5.4 Truyền thông hệ DCS 5.4.1 Giới thiệu chung 5.4.2 Giao thức mạng 5.4.3 Một số chuẩn mạng truyền thống tiêu biểu sử dụng hệ DCS 5.4.4 Foundation FieldBus 14 5.5 Ví dụ ứng dụng hệ thống DCS hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử 15 Thảo luận chương 4,5 (trên lớp) [1],[2],[3], [4], [5],[6] 15 Thảo luận chương 4,5 (trực tuyến) [1],[2],[3], [4], [5],[6] MA TRẬN MỨC ĐỘ ĐÓNG GÓP CỦA NỘI DUNG GIẢNG DẠY ĐỂ ĐẠT ĐƯỢC CHUẨN ĐẦU RA CỦA HỌC PHẦN Mức độ Tiêu chí đánh giá mức độ đóng góp nội dung để đạt CĐR học phần Kiến thức (G1 ) Mức 1: Thấp Nhớ, Hiểu Kỹ (G2 ) Năng lực tự chủ trách nhiệm (G3 ) Bắt chước Tiếp nhận Mức 2: Trung Vận dụng, Phân tích bình Vận dụng, Chính xác Đáp ứng, Đánh giá Mức 3: Cao Thành thạo, Bản cứng Tổ chức, đặc trưng hóa Đánh giá, sáng tạo (Lưu ý: Khi đánh giá mức độ đóng góp “nội dung giảng dạy” tới tiêu chuẩn (Gx.x.x) ảnh hưởng tới việc phân bổ thời lượng giảng dạy phần nội dung giảng dạy mức độ ưu tiên kiểm tra đánh giá nội dung đó) 1241 Chuẩn đầu học phần Chương Nội dung giảng dạy G1.4 G1.4 G2.1 G2.1 2 G2.1 G2.1 G2 2.1 G3.1 G3.1 G3 2.1 Chương 1: Tổng quan trình tự động hóa q trình sản xuất hệ điều khiển 1.1 Tự động hóa q trình sản xuất tự động hóa q trình cơng nghệ 2 3 3 2 3 3 1.3 Các hệ thống điều khiển 2 2 2 1.4 Điều khiển tập trung điều khiển phân tán 2 2 2 2 2 1.2 Sự đời phát triển hệ thống điều khiển 1.5 Yêu cầu công nghệ sản xuất Chương 2: Cơ sở kỹ thuật 2.1 Các khái niệm 2.2 Chế độ truyền tải 2.3 Cấu trúc mạng – Topology 2.4 Kiến trúc giao thức 2.5 Truy nhập bus dẫn 2.6 Bảo tồn liệu 2.7 Mã hóa bit 4 4 3 4 3 3 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 2.8 Chuẩn truyền tin 4 2.9 Môi trường truyền Chương 3: Các mạng thông dụng 3 3 3.1 Mạng PROFIBUS 3.2 Mạng CAN UT TU TU UT U TU UT U T U UT TU UT TU UTT 3.3 Mạng DeviceNet TU UT 3.4 Mạng Modbus 3.5 Mạng Interbus 3.6 Mạng AS - i TU UT TU TU 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 U UT 1242 3.7 Mạng Foundation 4 Fieldbus 3.8 Mạng Ethernet 4 Chương 4: Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu - SCADA 4.1 Tổng quan hệ thống SCADA, cấu trúc 4 4 thành phần 4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA 4 4 TU 3 3 3 3 3 3 UT U UT 4.3 Cấu trúc phần mềm hệ thống SCADA 4 4 3 3 4.4 Các hệ thống mạng nội dùng cho SCADA 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 3 3 4 4 3 3 4.8 Các thành phần liên kết mạng 4 4 3 3 4.9 Mạng SCADA INTERNET 4 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4 3 3 4.5 Khung liệu MAC 4.6 Hệ thống mạng Ethernet tốc độ cao 4.7 Chuẩn 100BASE –T (100BASE-TX, T4,FX,T2) 4.10 Thiết bị modem phòng điều khiển trung 4 tâm 4.11 Một số ứng dụng hệ thống SCADA 4 hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử Chương 5: Hệ thống điều khiển phân tán DCS 5.1 Cấu hình hệ DCS 4 5.2 Độ tin cậy hệ thống điều khiển phân tán 4 5.3 Chức DCS 4 1243 5.4 Truyền thông hệ DCS 4 4 3 3 5.5 Một số ứng dụng hệ thống DCS hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử 4 4 3 3 Bài tập, kiểm tra 4 4 3 3 PHƯƠNG THỨC ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN TT Điểm thành phần Điểm trình (40%) Quy định (Theo QĐ Số: 686/QĐĐHKTKTCN) Chuẩn đầu học phần G1.1.2 G1.1.8 G1.2.2 G2.2.1 G2.2.2 G2.2.3 G3.1.1 G3.1.2 G3.1.3 G3.2.1 Kiểm tra thường xuyên + Hình thức: Tham gia thảo luận, kiểm tra 15 phút, hỏi đáp + Số lần: Tối thiểu lần/sinh viên + Hệ số: X X X X X X X X X X Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: kiểm tra tự luận 45 phút (hết chương 2) + Thời điểm: Tuần + Hệ số: X X X X X X X X X X Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: kiểm tra tự luận 45 phút (hết chương 3) + Thời điểm: Tuần 10 + Hệ số: X X X X X X X X X X Kiểm tra định kỳ lần + Hình thức: kiểm tra tự luận 45 phút (hết chương 4) X X X X X X X X X X 1244 + Thời điểm: Tuần 15 + Hệ số: 2 Điểm thi kết thúc học phần (60%) Kiểm tra chuyên cần + Hình thức: Điểm danh theo thời gian tham gia học lớp + Hệ số: X X X X X X X X X X Hình thức: Tự luận + Thời điểm: Theo lịch thi học kỳ + Tính chất: Bắt buộc X X X X X X X X X X Thang điểm đánh giá thang điểm 10 Số lần kiểm tra định kỳ số tín học phần Ghi chú: PHƯƠNG PHÁP DẠY VÀ HỌC  Giảng viên giới thiệu học phần, tài liệu học tập, tài liệu tham khảo, địa website để tìm tư liệu liên quan đến mơn học Nêu nội dung cốt lõi chương tổng kết chương, sử dụng giảng điện tử mơ hình giáo cụ trực quan giảng dạy Tập trung hướng dẫn học, tư vấn học, phản hồi kết thảo luận, tập lớn, kết kiểm tra nội dung lý thuyết chương  Các phương pháp giảng dạy áp dụng: Hình thức giảng dạy: Trực tiếp; Trực tuyến; Kết hợp trực tiếp trực tuyến (Tùy theo học phần GV áp dụng phương pháp giảng dạy phù hợp) Thuyết trình x x Đàm thoại x Thảo luận nhóm □ Phát vấn x x Mơ x Tình □ Minh họa x □ Dạy học thực hành □ Thu thập số liệu □ Phân tích, xử lý số liệu □ Trình bày báo cáo □ Tự học Khác □ … □ khoa học □ …… □  Sinh viên chuẩn bị chương, làm tập đầy đủ, trau dồi kỹ làm việc nhóm để chuẩn bị thảo luận  Trong q trình học tập, sinh viên khuyến khích đặt câu hỏi phản biện, trình bày quan điểm, ý tưởng sáng tạo nhiều hình thức khác QUY ĐỊNH CỦA HỌC PHẦN 9.1 Quy định tham dự lớp học 1245  Sinh viên/học viên có trách nhiệm tham dự đầy đủ buổi học Trong trường hợp nghỉ học lý bất khả kháng phải có giấy tờ chứng minh đầy đủ hợp lý  Sinh viên vắng 50% buổi học dù có lý hay khơng có lý bị coi khơng hồn thành khóa học phải đăng ký học lại vào học kỳ sau  Tham dự tiết học lý thuyết  Thực đầy đủ tập giao tài liệu học tập  Tham dự kiểm tra học kỳ  Tham dự thi kết thúc học phần  Chủ động tổ chức thực tự học 9.2 Quy định hành vi lớp học  Học phần thực nguyên tắc tôn trọng người học người dạy Mọi hành vi làm ảnh hưởng đến trình dạy học bị nghiêm cấm  Sinh viên phải học quy định Sinh viên trễ 15 phút sau học bắt đầu không tham dự buổi học  Tuyệt đối không làm ồn, gây ảnh hưởng đến người khác q trình học  Tuyệt đối khơng ăn uống, nhai kẹo cao su, sử dụng thiết bị điện thoại, máy nghe nhạc học 10 TÀI LIỆU HỌC TẬP, THAM KHẢO 10.1 Tài liệu học tập: [1] Hà Huy Giáp, Nguyễn Đức Dương, Nguyễn Đức Điển, Tài liệu học tập Hệ thống SCADA, DCS mạng truyền thông công nghiệp, 2021 10.2 Tài liệu tham khảo: [2] Hồng Minh Sơn, Mạng truyền thơng cơng nghiệp, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2009 [3] Trần Văn Hiếu, Tự động hóa PLC S7 – 1200 với Tia Portal , NXB Khoa học Kỹ thuật, 2019 [4] Trần Văn Hiếu, Thiết kế hệ thống HMI/SCADA với TIA PORTAL, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2020 [5] Bùi Quốc Khánh, Hệ điều khiển DCS cho nhà máy sản xuất điện Tập 1, NXB Khoa học Kỹ thuật, 2006 11 HƯỚNG DẪN SINH VIÊN TỰ HỌC LÝ TUẦN NỘI DUNG THUYẾT Chương 1: Tổng quan trình tự động hóa q trình sản xuất (TIẾT) 1246 THỰC HÀNH (TIẾT) NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + Chuẩn bị TLHT giáo trình TUẦN LÝ NỘI DUNG THUYẾT (TIẾT) NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + Đọc tài liệu học tập trước chương + Đọc tài liệu tham khảo [2]; + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình; hệ điều khiển 1.1 Tự động hóa q trình sản xuất tự động hóa q trình cơng nghệ 1.2 Sự đời phát triển hệ thống điều khiển 1.3 Các hệ thống điều khiển 1.4 Điều khiển tập trung điều khiển phân tán 1.5 Yêu cầu công nghệ sản xuất Chương 2: Cơ sở kỹ thuật 2.1 Các khái niệm 2.1.1 Thông tin, liệu tín hiệu 2.1.2 Truyền thơng, truyền liệu truyền tín hiệu 2.1.3 Tính thời gian thực 2.2 Chế độ truyền tải 2.2.1 Truyền bit song song truyền bit nối tiếp 2.2.2 Truyền đồng truyền không đồng 2.2.3 Truyền chiều truyền hai chiều 2.2.4 Truyền tải dải sở, dải mang dải rộng 2.3 Cấu trúc mạng – Topology 2.3.1 Cấu trúc bus 2.3.2 Cấu trúc mạch vịng (tích cực) 2.3.3 Cấu trúc hình 2.3.4 Cấu trúc 2.4 Kiến trúc giao thức 2.4.1 Dịch vụ truyền thông 2.4.2 Giao thức 2.4.3 Mơ hình lớp 2.4.4 Kiến trúc giao thức OSI 2.4.5 Kiến trúc giao thức TCP/IP 2.5 Truy nhập bus 2.5.1 Đặt vấn đề 2.5.2 Chủ/tớ (Master/Slaver) 2.5.3 TDMA 2.5.4 Token Passing 2.5.5 CSMA/CD THỰC HÀNH (TIẾT) U TU U 22 + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV trả lời câu hỏi ôn tập cuối chương TLHT up LMS + Đọc tham khảo [2], + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Đọc tài liệu trước chương 2, TLHT up LMS + SV trả lời câu hỏi ôn tập cuối chương TLHT up LMS UT UT.\ UT TU UT TU TU UT TU UT TU U TU UT2 U 2.3.1 TU UT TU UT TU TU UT UT TU TU UT UT 1247 TUẦN LÝ NỘI DUNG THUYẾT (TIẾT) 2.5.6 CSMA/CA 2.6 Bảo toàn liệu 2.6.1 Đặt vấn đề 2.6.2 Bit chẵn lẻ (Parity bit) 2.6.3 Bit chẵn lẻ hai chiều 2.6 CRC 2.6.5 Nhồi bit (Bit Stuffing) 2.7 Mã hóa bit 2.7.1 Các tiêu chuẩn mã hóa bit 2.7.2 NRZ, RZ 2.7.3 Mã Manchester 2.7.4 AFP 2.7.5 FSK 2.8 Chuẩn truyền tin 2.8.1 Phương thức truyền dẫn tín hiệu 2.8.3 RS-232 8.3 RS-422 2.8.4 RS-485 2.8.5 MBP (IEC 1158-2) 2.9 Môi trường truyền dẫn 2.9.1 Đôi dây xoắn 2.9.2 Cáp đồng trục 2.9.3 Cáp quang 2.9.4 Vô tuyến 2.10 Thiết bị liên kết mạng 2.10.1 Bộ lặp 2.10.2 Cầu nối 2.10.3 Router 2.10.4 Gateway Chương 3: Các mạng thông dụng 3.1 Mạng PROFIBUS 3.1.1 Kiến thức giao thức 3.1.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.1.3 Truy nhập bus 3.1.4 Dịch vụ truyền liệu 3.1.5 Cấu trúc điện 3.1.6 PROFIBUS – FMS 3.1.7 PROFIBUS – DP 3.1.8 PROFIBUS – PA Chương 3: Các mạng thông dụng ( tiếp) 3.2 Mạng CAN 3.2.1 Kiến trúc giao thức TU UT TU NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình UT TU THỰC HÀNH (TIẾT) UT TU U TU U U U UT TU UT TU TU U TU T UT TU U TU UT TU TU TU U TU UT TU U UT + Đọc tài liệu trước chương 2, TLHT up LMS + SV trả lời câu hỏi ôn tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [2], [3] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình + Đọc tài liệu trước chương 2, TLHT up LMS + SV làm tập cuối TU TU U UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU TU TU UT TU T TU TU UT TU TU UT U UT 1248 TUẦN LÝ NỘI DUNG THUYẾT (TIẾT) 3.2.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.2.3 Cơ chế giao tiếp 3.2.4 Cấu trúc điện 3.2.5 Truy nhập bus 3.2.6 Bảo tồn liệu 3.2.7 Mã hố bit 3.2.8 Các hệ thống tiêu biểu dựa CAN 3.3 Mạng DeviceNet 3.3.1 Cơ chế giao tiếp 3.3.2 Mơ hình đối tượng 3.3.3 Mơ hình địa 3.3.4 Cấu trúc điện 3.3.5 Dịch vụ thông báo 3.4 Mạng Modbus 3.4.1 Cơ chế giao tiếp 3.4.2 Chế độ truyền 3.4.3 Cấu trúc điện 3.4.4 Bảo toàn liệu 3.4.5 Modbus Plus 3.5 Mạng Interbus 3.5.1 Kiến trúc giao thức 3.5.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.5.3 Cơ chế giao tiếp 3.5.4 Cấu trúc điện UT TU UT TU TU TU NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [2], [3] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình TU TU THỰC HÀNH (TIẾT) U TU UT TU UT TU TU UT TU UT TU UT T U UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU TU TU UT TU UT TU TU UT TU UT 3.6 Mạng AS - i 3.6.1 Kiến trúc giao thức 3.6.2 Cấu trúc mạng cáp truyền 3.6.3 Cơ chế giao tiếp 3.6.4 Cấu trúc điện 3.6.5 Mã hoá bit 3.6.6 Bảo toàn liệu 3.7 Mạng Foundation Fieldbus 3.7.1 Kiến thức giao thức 3.7.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.7.3 Cơ chế giao tiếp 3.7.4 Cấu trúc điện 3.7.5 Dịch vụ giao tiếp 3.7.6 Khối chức ứng dụng 3.8 Mạng Ethernet 3.8.1 Kiến trúc giao thức TU UT TU TU UT TU U TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT TU TU UT TU UT TU UT TU UT TU UT 1249 + Đọc tài liệu trước chương 2, TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [2], [3] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình TUẦN LÝ NỘI DUNG THUYẾT (TIẾT) THỰC HÀNH (TIẾT) NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN 3.8.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn 3.8.3 Cơ chế giao tiếp 3.8.4 Cấu trúc điện 3.8.5 Truy nhập bus 3.8.6 Hiệu suất đường truyền tính thời gian thực 3.8.7 Mạng LAN 802.3 chuyển mạch 3.8.8 Fast Ethernet 3.8.9 High speed Ethernet 3.8.10 Industrial Ethernet TU UT TU UT TU U TU TU UT TU UT TU TU UT UT UT Thảo luận chương 1, 2, (trên lớp) Thảo luận chương 1, , 3(trực tuyến) Chương 4: Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu SCADA 4.1 Tổng quan hệ thống SCADA, cấu trúc thành phần 4.1.1 Định nghĩa 4.1.2 Giới thiệu lịch sử hình thành phát triển hệ thống SCADA 4.1.3 Thành phần hệ thống SCADA a Phần cứng b Phần mềm c Cáp truyền thông d SCADA mạng cục e Thiết bị Modem f Yêu cầu máy tính hệ thống SCADA 4.2 Cấu trúc phần cứng hệ thống SCADA 4.2.1 Giới thiệu 4.2.2 So sánh hệ thống SCADA với hệ thống điều khiển DCS, PLC thiết bị thông minh 3 1250 + Chuẩn bị báo cáo slide nhóm thực để trình bày ( theo yêu cầu GV) + Chuẩn bị báo cáo slide nhóm thực để trình bày ( theo yêu cầu GV) + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [4], [5] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình TUẦN LÝ NỘI DUNG THUYẾT (TIẾT) 4.2.3 Thiết bị đầu cuối RTU 4.2.4 Ứng dung PLC hệ thống SCADA 4.2.5 Trạm chủ 4.2.6 Độ tin cậy sẵn sàng hệ thống SCADA 4.2.7 Cấu trúc truyền thông 4.2.8 Cấu trúc Chủ – Khách (Master - Slave) 4.2.9 Giao diện người máy tính xung đột SMA-CD 4.3 Cấu trúc phần mềm hệ thống SCADA 4.3.1 Giới thiệu 4.3.2 Các thành phần hệ thống SCADA 4.3.3 Gói phần mềm hệ thống SCADA 4.3.4 Giao thức hệ thống SCADA 4.4 Các hệ thống mạng nội dùng cho SCADA 3 + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS 4.4.1 Giới thiệu 4.4.2 Cấu trúc liên kết mạng hệ thống 4.4.3 Chuẩn ETHERNET IEEE NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [4], [5] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình 4.3.5 Phát lỗi THỰC HÀNH (TIẾT) 802.3 4.5 Khung liệu MAC 4.6 Hệ thống mạng Ethernet tốc độ cao 4.7 Chuẩn 100BASE (100BASE-TX, T4,FX,T2) –T 4.8 Các thành phần liên kết mạng 4.9 Mạng SCADA INTERNET 10 4.10 Thiết bị modem phòng điều khiển trung tâm 4.11 Ví dụ ứng dụng hệ thống SCADA hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử 1251 TUẦN NỘI DUNG LÝ THUYẾT (TIẾT) THỰC HÀNH (TIẾT) NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [4], [5] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Ứng dụng phần mềm TIA Portal để lập trình 11 12 13 Chương 5: Hệ thống điều khiển phân tán DCS 5.1 Cấu hình hệ DCS 5.1.1 Cấp chấp hành - cảm biến 5.1.2 Cấp điều khiển 5.1.3 Cấp vận hành, giám sát huy 5.1.4 Hệ thống quản lý thông tin 5.1.5 Cấu trúc điều khiển 5.1.6 Các thiết bị giao tiếp vào/ra (Các vào/ra phân tán) 5.2 Độ tin cậy hệ thống điều khiển phân tán 5.2.1 Lỗi phần cứng 5.2.2 Khả dự phòng 5.2.3.Độ tin cậy hệ thống 5.2.4 Cách điện 5.2.5 Tháo lắp thiết bị phần cứng 5.2.6 Thay đổi chương trình 5.3 Chức DCS 5.3.1 Chức điều khiển 5.3.2 Chức vận hành giám sát hệ thống 5.4 Truyền thông hệ DCS 5.4.1 Giới thiệu chung 5.4.2 Giao thức mạng 5.4.3 Một số chuẩn mạng truyền thống tiêu biểu sử dụng hệ DCS 5.4.4 Foundation FieldBus 3 1252 + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [6] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [6] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [6] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình TUẦN THUYẾT (TIẾT) 14 5.5 Ví dụ ứng dụng hệ thống DCS hệ thống điều khiển Cơ-Điện tử 15 Thảo luận chương 4,5 (trên lớp) 15 THỰC HÀNH (TIẾT) LÝ NỘI DUNG 3 Thảo luận chương 4,5 (trực tuyến) NHIỆM VỤ CỦA SINH VIÊN + Đọc tài liệu trước chương TLHT up LMS + SV làm tập cuối chương TLHT up LMS + Sv đọc TLTK [6] + Thành lập nhóm sinh viên để làm tập thuyết trình + Chuẩn bị báo cáo slide nhóm thực để trình bày ( theo yêu cầu GV) + Chuẩn bị báo cáo slide nhóm thực để trình bày ( theo yêu cầu GV) 12 HƯỚNG DẪN THỰC HIỆN  Khoa, môn phổ biến đề cương chi tiết cho toàn thể giảng viên thực  Giảng viên phổ biến đề cương chi tiết cho sinh viên vào buổi học học phần  Giảng viên thực theo đề cương chi tiết duyệt Hà Nội, ngày TRƯỞNG BỘ MÔN TRƯỞNG KHOA 1253 tháng năm 2020 HIỆU TRƯỞNG