Bài giảng chuẩn Mạng truyền thông Chuong4

Truyền thông công nghiệp là một lĩnh vực quan trọng trong xã hội hiện đại, nơi mà thông tin và hình ảnh được sản xuất và truyền đi để tác động đến ý kiến và hành vi của công chúng. Môn học này không chỉ tập trung vào việc hiểu và áp dụng các phương pháp truyền thông trong môi trường kinh doanh, mà còn đề cập đến các vấn đề liên quan đến việc xây dựng hình ảnh thương hiệu, quảng cáo, truyền thông truyền hình, và các nền tảng truyền thông kỹ thuật số.

NỘI DUNG

4.1 ASI

4.2 Profibus

4.3 Industrial Ethernet 4.4 Ứng dụng

Tổng quan

AS-I = Actuator Sensor Interface

Đây là sản phẩm của 11 hãng sản xuất sensor và cơ cấu chấp hành nổi tiếng trên thế giới như: Siemens AG, Festo KG

Đây là hệ thống Bus trường dùng cho giao tiếp giữa các thiết bị ở cấp hiện trờng với các thiết bị trong cấp điều khiển.

Tổng quan

Đặc tính kỹ thuật chính của AS-i là:

Truyền tín hiệu cùng nguồn nuôi.

Cho phép thực hiện cấu trúc mạng dạng Bus cũng như hình sao.

Các thành phần giao diện mạng có thể thực hiện với giá thành thấp.

Tổng quan

Kết nối cổ điển

Tổng quan

Kết nối mạng AS-I

Tổng quan

Kết nối mạng AS-I

Tổng quan

Kết nối mạng AS-I

AS-I M aster (PC, PLC, CNC )

Nguån DC

Bé chia

Bé nèi tÝch cùc AS-I Slave

S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A

Kiến trúc giao thức

Đặc trưng kỹ thuật mạng AS-I

Cấu trúc mạng

Cơ chế giao tiếp

Cáp truyền

Vận tốc truyền

Cấu trúc mạng

Cơ chế giao tiếp

Theo cơ chế Master/Slave.

Trạm chủ có thể hỏi tuần tự để các trạm tớ trả lời hoặc cũng có thể hỏi các trạm tớ theo cơ chế định địa chỉ.

Một mạng ASI có tối đa 31 thiết bị tớ, mỗi thiết bị có địa chỉ từ 1 đến 31, ấn định bởi ASI chủ.

Cáp truyền

Mỗi thiết bị tớ nhận 4 bit và truyền 4 bit dữ liệu, do đó mạng ASI nhận và truyền đến 248 cảm biến/ chấp hành nhị phân ( Chuẩn V2.1 nối đến 62 trạm tớ).

Vận tốc truyền

Vận tốc truyền: là 167kb/s với thời

Vận tốc truyền: là 167kb/s với thời

gian truy cập khoảng 5ms.

Cấu trúc bức điện

để giúp bên nhận xác định được thời điểmbắt đầu, kết thúc một bản tin cũng như gửikèm các thông tin về sửa sai lỗi

Lêi gäi (tr¹m chñ) NghØ Tr¶ lêi (tr¹m tí)

0 CB A4 A3 A2 A1 A0 I4 I3 I2 I1 I0 P 1 0 S3 S2 S1 S0 P 1

Bit ®Çu

Bit ®iÒu khiÓn

§Þa chØ tr¹m tí Th«ng tin cho

Bit ch½n lÎ

Bit cuèi Lêi gäi (tr¹m chñ) NghØ Tr¶ lêi (tr¹m tí)

Cấu trúc bức điện

Trạm chủ

Cấu trúc bức điện

Trạm tớ

Ứng dụng

Là hệ thống Bus trường được phát triển tại Đức năm 1987 và trở thành chuẩn EIC 61158 năm 2000.

Profibus đang được coi là giải pháp chuẩn, tin cậy trong nhiều ứng dụng Đặc biệt là trong các ứng dụng có yêu cầu cao về tính năng thời gian thực

Tổng quan

thời gian thực

Profibus được ứng dụng để kết nối các thiết bị trường với các thiết bị điều khiển giám sát.

Profibus là hệ thống Bus nhiều chủ (MultiCast) cho phép các thiết bị

Tổng quan

(MultiCast) cho phép các thiết bị vào/ra phân tán, các thiết bị đo thông minh, thiết bị điều khiển nối vào cùng một đường Bus.

Các trạm chủ (thường là các PC, PLC) được quyền kiểm soát truyền thông trên Bus.

Tổng quan

Trạm tớ (thường là các Module vào/ra phân tán, các thiết bị đo thông minh ) không được phép truy nhập Bus, mà chỉ được xác nhận hoặc trả lời các yêu cầu

từ trạm chủ.

Tổng quan

Phân loại

Profibus – PA : được sử dụng trong các lĩnh vực tự động hoá các quá trình có môi trường dễ cháy nổ

Kiến trúc giao thức

Lớp ứng dụng: bao gồm hai lớp con

FMS – Fieldbus Message Specification

là một tập con của chuẩn MMS, đảm nhiệm việc xử lý giao thức và cung cấp các dịch vụ truyền thông.

LLI – Lower Layer Interface có vai trò trung gian cho FMS kết nối với lớp 2.

Kiến trúc giao thức

Lớp liên kết dữ liệu FDL

• Kiểm soát truy nhập bus.

• Cung cấp các dịch vụ truyền dữ liệu.

Lớp vật lý

• Kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu

• Cấu trúc mạng và các giao diện cơ học

Truyền dẫn với RS-485

Tốc độ truyền thông từ 9.6 Kbps đến 12 MBps.

Cấu trúc mạng kiểu đường trục/đường nhánh hoặc daisy-chain.

Chiều dài tối đa của một đoạn mạng từ 100 đến 1200m.

Số lượng tối đa các trạm trong mỗi đoạn mạng là 32.

Chế độ truyền tải không đồng bộ và hai chiều gián đoạn.

Phương pháp mã hóa bit là NRZ.

Truyền dẫn với cáp quang

Sợi thủy tinh đa chế độ (mode) với khoảng cách truyền tối đa 2-3 km.

Sợi thủy tinh đơn chế độ với khoảng cách truyền 15 km.

Sợi chất dẻo với chiều dài tối đa 80m.

Sợi HCS (Horizon Clock Sync) với chiều dài tối đa là 500m.

Truyền dẫn theo chuẩn IEC 1158-2

Phương pháp mã hóa bit Manchester.

Các thiết bị được cấp nguồn cùng với đường dẫn tín hiệu.

Cáp sử dụng là cáp xoắn loại STP.

Số lượng trạm tối đa là 32.

Chiều dài phân đoạn mạng 1900m, tổng chiều dài cáp mạng là 9500m.

Truy nhập bus

Hai phương pháp truy nhập bus có thể được áp dụng độc lập hoặc kết hợp là

Token – Passing và Master/ Slave.

Thời gian vòng lặp tối đa để 1 trạm tích cực nhận lại được Token có thể thay đổi bởi các tham số Khoảng thời gian này là cơ sở cho việc tính toán chu kì thời gian của cả hệ thống.

:gửi và yêu cầu dữ liệu.

Reply) : gửi và yêu cầu dữ liệu tuần hoàn

Dịch vụ không tuần hoàn

D ữ li ệ u

- Truyền broadcast hoặc Multicast

Dịch vụ không tuần hoàn

D ữ li ệ u

Dịch vụ không tuần hoàn

D ữ li ệ u

D ữ li ệ u

Gửi và yêu cầu dữ liệu

Cấu trúc bức điện

Khung với chiều dài thông tin khác nhau, với 1-246 byte dữ liệu.

Token

Cấu trúc bức điện

4.3 Industrial Ethernet

Tổng quan

Cáp truyền

Mạng Ethernet công nghiệp phát xuất từ mạng Ethernet, mạng này được đề xuất bởi IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) năm 1985 gọi là chuẩn IEEE 802.3.

Tổng quan

Engineers) năm 1985 gọi là chuẩn IEEE 802.3.

Đầu tiên mạng LAN này là sản phẩm kết hợp của ba công ty Xerox, DEC và Intel năm 1976.

Ether: môi trường truyền sóng ánh sáng theo quan niệm xưa, Net: mạng.

Chuẩn này dùng cáp đồng trục trở kháng 50 Ohm, truyền tin với vận tốc 10 Mb/s theo kỹ thuật CSMA/CD.

Gọi là chuẩn 10BASE5 (10 có nghĩa 10Mb/s,

Tổng quan

Gọi là chuẩn 10BASE5 (10 có nghĩa 10Mb/s, BASE là Baseband tín hiệu truyền đi không điều chế, 5 ứng với khoảng cách truyền 500m).

Sau này dùng cáp đồng trục loại nhỏ RG58A/U chuẩn 10BASE2.

Các máy tính nối với nhau theo cấu hình sao (hay cây) qua các hub (hay switch) với các đầu nối RJ45.

Cáp truyền

Đầu nối này có 8 tiếp điểm, nối hai cáp mạng với nhau theo kết nối thẳng hay chéo.

Dùng kết nối thẳng khi nối máy tính với hub, kết nối chéo được dùng khi nối hai máy tính trực tiếp hay nối hai hub với

Cáp truyền

nhau.

Chiều dài cáp nối tối đa từ máy tính đến hub hay hub- hub là 100m, tối đa 3 hub được sử dụng.

Cáp truyền

4.4 Ứng dụng