Báo cáo lý thuyết truyền thông công nghiệp cơ quan thực tập công ty tnhh think alpha

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM BÁO CÁO LÝ THUYẾT TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP PHẦN Sinh viên thực hiện: Nguyễn Đăng Khoa (CQ) Cơ quan thực tập: Công ty TNHH Think Alpha MSSV:2012509 I Giao thức Parallel link Giới thiệu Giao tiếp Parallel Link giao thức truyền thông hệ thống điều khiển Logic Programmable Controller (PLC) Mitsubishi Electric Giao tiếp sử dụng để kết nối truyền thông thiết bị ngoại vi module mở rộng với PLC Mitsubishi Giao tiếp Parallel Link cho phép truyền liệu theo chế độ song song, có nghĩa nhiều bit liệu truyền lúc nhiều đường dây kết nối Điều cho phép truyền liệu nhanh chóng hiệu quả, đặc biệt cần truyền liệu lớn ứng dụng yêu cầu tốc độ cao Để sử dụng giao tiếp Parallel Link PLC Mitsubishi, bạn cần module ngoại vi hỗ trợ giao tiếp Các module bao gồm module mở rộng, module đế gắn thiết bị ngoại vi khác điều khiển nhiệt độ, đếm, chuyển đổi tín hiệu Cấu hình lập trình giao tiếp Parallel Link PLC Mitsubishi thực thông qua phần mềm lập trình Mitsubishi GX Works Bằng cách định thiết bị ngoại vi thông số liên quan, bạn thiết lập kết nối truyền liệu PLC thiết bị ngoại vi Giao tiếp Parallel Link PLC Mitsubishi hỗ trợ truyền thông hai chiều, cho phép đọc liệu từ thiết bị ngoại vi gửi liệu điều khiển từ PLC đến thiết bị ngoại vi Bằng cách sử dụng lệnh chức phần mềm lập trình, bạn truy cập điều khiển thiết bị ngoại vi kết nối thông qua giao tiếp Parallel Link Với giao tiếp Parallel Link, PLC Mitsubishi cung cấp khả mở rộng tích hợp thiết bị ngoại vi cách linh hoạt hệ thống điều khiển Bạn kết nối truyền thông với nhiều thiết bị ngoại vi khác đếm, điều khiển nhiệt độ, hình hiển thị, thiết bị khác để mở rộng chức ứng dụng PLC Mitsubishi Các thông số phương pháp kết nối Các ghi đặc biệt: - Nomal mode: - High speed mode: II N:N Network Giới thiệu Mạng N-N (Node-to-Node Network) kiểu kiến trúc mạng thiết bị nút mạng giao tiếp trực tiếp với mà không thông qua trung tâm điều khiển (central controller) trung gian truyền thơng Điều có nghĩa nút mạng có khả truyền nhận liệu với nút khác mạng Mạng N-N xem mạng lưới (mesh network) nút mạng truyền nhận liệu với nút khác mạng Các nút mạng N-N không đóng vai trị nguồn liệu mà cịn nút trung gian để chuyển tiếp liệu đến nút khác Mạng N-N cung cấp tính linh hoạt tin cậy, liệu truyền qua nhiều đường dẫn khác không phụ thuộc vào nút Mạng N-N thường sử dụng mạng không dây, mạng cảm biến không dây, mạng học máy (machine learning) ứng dụng IoT (Internet of Things) Nó cho phép thiết bị mạng giao tiếp trực tiếp với để chia sẻ thông tin, truyền liệu thực tác vụ cụ thể Một số ưu điểm mạng N-N bao gồm: Khả truyền liệu song song: Các nút mạng truyền liệu lúc đường kết nối riêng biệt, giúp tăng tốc độ truyền liệu hiệu suất mạng Tính linh hoạt mở rộng: Mạng N-N cho phép thêm loại bỏ nút cách linh hoạt mà không ảnh hưởng đến hoạt động nút khác mạng Độ tin cậy cao: Với nhiều đường dẫn truyền dẫn liệu, mạng N-N có tính chống chịu lỗi cao khả tự phục hồi có nút bị hỏng đường truyền bị ngắn Tuy mạng N-N mang lại nhiều ưu điểm, có nhược điểm định Dưới số nhược điểm mạng N-N: Tiêu tốn lượng: Vì nút mạng có khả truyền liệu trực tiếp với nút khác, lượng tiêu thụ mạng N-N thường cao so với kiểu mạng khác Mỗi nút cần trì hoạt động thực q trình truyền thơng, dẫn đến tiêu hao lượng nhanh chóng Phức tạp quản lý địa chỉ: Trong mạng N-N, nút cần có địa riêng để xác định giao tiếp với nút khác Điều đòi hỏi hệ thống quản lý địa phức tạp, đặc biệt mạng có số lượng nút lớn Quản lý cấu hình địa cho nút mạng thách thức người quản trị mạng Tăng độ phức tạp mạng: Mạng N-N thường có cấu trúc phức tạp so với kiểu mạng khác Sự tăng độ phức tạp xuất phát từ việc phải xử lý quản lý đa dạng kết nối nút, phức tạp giao thức truyền thông vấn đề liên quan đến bảo mật quản lý mạng Chi phí: Mạng N-N đòi hỏi đầu tư lớn sở hạ tầng, thiết bị quản lý Với nhiều nút truyền thông trực tiếp với nhau, tăng cường cấu trúc mạng sở hạ tầng để hỗ trợ giao tiếp N-N địi hỏi nguồn tài ngun lớn Khó khăn việc xử lý xung đột quản lý lỗi: Với nhiều kết nối trực tiếp, mạng N-N dễ dàng gặp phải xung đột liệu lỗi truyền thông Giao thức N:N Network PLC phương pháp kết nối Hình 1 Sơ đồ kết nối cho truyền thông N-N - Hệ thống N-N Network cho phép tối đa đến thiết bị kết nối với mạng lưới - Khoảng cách tối đa cho kiểu kết nối 1200m - Hệ thống phân cấp theo dạng Master Slave để quản lý - Hệ thống có chế độ sử dụng tùy vào mục đích người muốn sử dụng mạng lưới - Sử dụng chuẩn kết nối RS-485 để giao tiếp với Cách đấu dây cho hệ thống: Đấu cặp dây: - Trong trường hợp sử dụng cặp dây để giao tiếp nên lưu ý tới việc đấu dây theo sơ đồ: Nối cổng A (SDA RDA) lại với nhau, cổng B (SDB RDB) lại với nhau) - Ngoài nên lưu ý đến việc lựa chọn giá trị điện trở phù hợp để mắc vào cổng RDA – RDB - Giá trị điện trở nên mắc vào 110Ω Hình Sơ đồ đấu dây theo kiểu cặp dây Đấu cặp dây: Hình Sơ đồ đấu dây theo kiểu cặp dây - Trong trường hợp sử dụng cặp dây để giao tiếp nên lưu ý tới việc đấu dây dúng theo sơ đồ: - Nối chéo cổng A với (SDA nối với cổng RDA), nối chéo cổng B với (SDB RDB) slave thứ master, sau slave thứ đến slave thứ nối cổng giống chung lại với (SDA slave thứ nối với SDA slave thứ 2, tương tự cho cổng cịn lại slave sau đó) - Ngoài nên lưu ý đến việc lựa chọn giá trị điện trở phù hợp để mắc vào cổng RDA - RDB cổng SDA – SDB - Giá trị điện trở nên mắc vào 330Ω Các cờ đặc biệt Hình 41 Một số cờ đặc biệt Cờ M8038 dùng để khai báo hệ thống giao dạng N-N Network Cờ M8183, dùng để cài đặt cho slave Cờ M8183 giúp slave nhận biết chúng có tình trạng kết nối với master hay khơng Khi hệ thống hoạt động, có slave gặp cố kết nối với master biến M8183 slave kích hoạt Cờ M8184 – M8190 dùng để khai báo cho master slave Đối với master dùng cờ để quản lý, theo dõi tình trạng kết nối slave hệ thống Nếu có slave hệ thống khơng kết nối với master biến tương ứng kích hoạt M8184 tương ứng với slave thứ có số thứ tự tương tự M8190 cờ khai báo tình trạng slave cuối với số thứ tự Ngoài ra, thiết bị tình trạng kết nối với cờ M8191 thiết bị kích hoạt báo trạng thái truyền liệu Một số ghi đặc biệt: Hình Các ghi đặc biệt Các ghi từ D8173 đến D8175 dùng để hiển thị lại toàn thông số cài đặt thiết bị (Số thứ tự, số lượng slave, chế độ truyền) Đối với master Các ghi cần khai báo cho master là: D8176, D8177, D8178 D8176: - Dùng để cài đặt số thứ tự cho thiết bị Tương ứng với vị trí thiết bị mà đặt số thứ tự tương ứng với - Vì hệ thống có tối đa thiết bị kết nối nên tương ứng với có số thứ tự từ đến - Với thiết bị khai báo với số thiết bị nhận làm thiết bị master - Với thiết bị lại khai báo với số từ đến thiết bị nhận làm thiết bị slave - Dùng để khai báo tổng số lượng slave có hệ thống (nếu để mặc định giá trị 7) Hình Số lượng slave tương ứng với giá trị khai báo o - D8178: Dùng để lựa chọn chế độ lúc truyền + Có chế độ tương ứng với việc cài đặt cho ghi với giá trị 0, 1, Hình Số lượng cờ ghi tương ứng với chế độ chọn + Dạng chung kiểu giao tiếp có cờ ghi trở thành ghi, cờ chung để chúng sử dụng chung với Hình Sơ đồ hoạt động chế độ Với chế độ thứ 1: Hình Vùng cờ đặc biệt ghi sử dụng chế độ thứ - Trong chế độ này, ghi từ D0 đến D3 master truyền đồng với ghi D0 đến D3 tất slave lại, tương ứng slave truyền liệu vào ghi D10 đến D13 thiết bị lại đồng liệu với ghi D10 D13 - Với chế độ cịn lại khác số lượng ghi có sử dụng cờ trung gian thêm vào Với chế độ thứ 2: Hình Vùng cờ đặc biệt ghi sử dụng chế độ thứ Với chế độ thứ 3: Hình 11 Vùng cờ đặc biệt ghi sử dụng chế độ thứ - Ngồi truy cập vào ghi D8179 D8180 để sửa đổi thời gian kết nối số lần thử kết nối lại + D8179: Dùng để sửa đổi số lần truy cập lại (0-10 lần).Thanh ghi khai báo cho master Nếu để mặc định giá trị + D8180: Dùng để sửa đổi thời gian kết nối Giá trị từ – 255, cách tính thời gian nhân thêm 10ms Nếu để mặc định giá trị III Giao thức Non – Protocol Giới thiệu Giao tiếp Non – Protocol cách trao đổi liệu máy in, máy đọc mã vạch, v.v khơng có giao thức Giao tiếp Non – Protocol sử dụng dụng lệnh RS2 Lệnh RS2 giao tiếp đồng thời kênh cách định kênh Có thể gửi tới 4096 điểm liệu nhận tới 4096 điểm liệu Truyền liệu bật thiết bị kết nối hỗ trợ giao tiếp Non – Protocol Khoảng cách tổng thể tối đa 1200 m (Chỉ áp dụng định cấu hình FX5-485ADP) Phương pháp cấu hình kết nơi Cấu hình hệ thống: Phần phác thảo cấu hình hệ thống cần thiết để sử dụng giao tiếp phi giao thức Có thể sử dụng tối đa kênh (FX5UC tối đa kênh) giao tiếp phi giao thức CPU Mơ-đun sử dụng cổng RS-485 tích hợp sẵn, mạch giao tiếp adapter giao tiếp Thông số cần nắm: Một số đặc điểm cần nắm giao tiếp Cài đặt Termination resistor: Đảm bảo bạn cung cấp đủ điện trở kết thúc hai đầu dây Thiết bị truyền thông: RS-485 Cài đặt GX Work 3: Built-in RS-485 port (CH1) Navigation Window ⇨ Parameter ⇨ FX5UCPU ⇨ Module Parameter ⇨ 485 Serial Port ■ Basic Settings ■ Fixed Setting Cài đặt parameter cho FX5u Về lập trình GX Work 3: Sử dụng lệnh RS2: Trong đó: IV Giao thức Modbus RTU Giao thức Modbus RTU (Remote Terminal Unit) giao thức truyền thông tiêu chuẩn sử dụng rộng rãi hệ thống điều khiển tự động hóa cơng nghiệp Nó giao thức truyền thơng master/slave, thiết bị master điều khiển truy vấn liệu từ thiết bị slave Dưới số đặc điểm cách thức hoạt động giao thức Modbus RTU: Định dạng liệu: Modbus RTU sử dụng định dạng truyền thông nhị phân (binary) sử dụng phương pháp truyền thông (serial) Dữ liệu truyền qua kết nối vật lý RS-232 RS-485 Kiểu truyền thông: Giao thức Modbus RTU hoạt động theo kiểu truyền thông master/slave Thiết bị master gửi yêu cầu truy vấn đến thiết bị slave nhận phản hồi từ chúng Khung truyền thông: Khung truyền thông Modbus RTU bao gồm địa thiết bị, mã chức năng, liệu truyền kiểm tra lỗi CRC (Cyclic Redundancy Check) Địa thiết bị xác định địa thiết bị slave mạng, mã chức xác định loại yêu cầu phản hồi, liệu truyền chứa liệu yêu cầu liệu phản hồi, CRC kiểm tra tính tồn vẹn liệu Chức hỗ trợ: Giao thức Modbus RTU hỗ trợ chức đọc ghi ghi (registers) bên thiết bị slave, đọc ghi đầu vào đầu (input/output), truy cập vào biểu đồ (coils) để kiểm sốt tín hiệu ngoại vi Tốc độ truyền thơng: Modbus RTU hoạt động nhiều tốc độ truyền thông khác nhau, phụ thuộc vào cấu hình thiết bị mạng Tốc độ truyền thông thông thường lựa chọn 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 bit/giây Giao thức Modbus RTU trở thành tiêu chuẩn công nghiệp phổ biến tính đơn giản, hiệu tương thích với nhiều loại thiết bị Nó sử dụng rộng rãi Frame truyền giao thức Modbus RTU: Trong đó: Byte địa chỉ: xác định thiết bị mang địa nhận liệu (đối với Slave) liệu nhận từ địa (đối với Master) Địa quy định từ - 254 Byte mã hàm: quy định từ Master, xác định yêu cầu liệu từ thiết bị Slave Byte liệu: xác định liệu trao đổi Master Slave Byte CRC: byte kiểm tra lỗi hàm truyền cách tính giá trị Byte CRC 16 Bit