Bài giảng mạng truyền thông công nghiệp ths nguyễn kim ánh

CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 1 M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp OPTIMIZE TRADING AND TECHNOLOGY SERVICE COMPANY LIMITED AND RESEARCH CENTRAL AND ELECTRICAL ELECTRONIC ENGINEERING Biên so ạn: KS. Lê Thân ThS. Nguy ễn Kim Ánh CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 2 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông và mạng TTCN Section 6: Mô hình phân cấp trong mạng TTCN Section 2: Mô hình ISO Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn Section 5: Các phương pháp điều khiển truy nhập môi trường Section 4: Các thiết bị sử dụng cho cấp liên mạng Section 7: ASi Section 8: CANopen M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 3 M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp Section 9: DiviceNet Section 10: Ethernet – TCP/IP - Modbus Section 11: Profibus-DP Section 12: FIPIO Section 13: Interbus Section 14: Modbus CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 4 M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp Section 1 Khái ni ệm cơ bản về truyền thông và m ạng TTCN CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 5 Những khái niệm cơ bản về truyền thông Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Tín hiệu được tạo ra trên cơ sở của các đại lượng vật lý (ánh sáng, âm thanh, hình ảnh, điện áp, dòng điện, tần số,…). Tín hi ệu là môi trường để chuyển tải thông tin.  Dữ hiệu là phần thông tin có ích. Transmitter/Receiver Transmission Receiver Receiver Transmitter/Receiver Data Data Medium Medium Transmission  Truyền thông là khái niệm dùng để chỉ sự trao đổi thông tin giữa các đối tác (communications partner) với nhau. CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 6 Các phương pháp truyền tín hiệu Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Dữ liệu có thể được truyền theo dạng analog: các giá trị đi theo một tiến trình liên tiếp nhau.  Dữ liệu có thể được truyền theo dạng digital: các giá trị đi theo một tiến trình liên tiếp nhau (lấy mẫu). CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 7 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Các kiểu truyền  Truyền một chiều (simplex transmission)  Truyền hai chiều gián đoạn (half duplex transmission)  Truyền hai chiều toàn phần (full duplex transmission) CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 8 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Các kiểu truyền  Truyền nối tiếp (serial transmission): Kiểu liên kết này thường yêu cầu 3 dây dẫn: send, receive and earth. Các bit trong 1 byte được truyền lần lượt theo thứ tự trước – sau. 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1  Truyền song song (parallel transmission): Các bit trong 1 byte được truyền đồng thời cùng một lúc. S ử dụng cho khoảng cách truyền ngắn. Ch ất lượng của tín hiệu tỉ lệ nghịch với số kênh truyền. 1 0 1 1 0 1 0 1 CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 9 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Kiểu truyền đồng bộ và không đồng bộ trong chế độ nối tiếp  Truyền nối tiếp đồng bộ (synchronous serial transmission): D ữ liệu được truyền một cách liên tục (không có khoảng thời gian gián đoạn). Một tín hiệu đồng bộ được truyền song song với tín hiệu là dữ liệu.  Truyền nối tiếp không đồng bộ (asynchronous serial transmission): Bit đồng bộ là bit START, STOP (nằm ngoài các bit dữ liệu). CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 10 Kết luận Do nguyên nhân về giá thành và tính bền vững mà trong h ầu hết các mạng truyền thông đều sử dụng kiểu truy ền dữ liệu dạng số nối tiếp không đồng bộ hai chiều gián đoạn. Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông [...]... optimize@optimize.com.vn 17 Các kiểu mạng cơ sở Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Peer to Peer:  Administration được phân bố đều cho các đối tác truyền thông (cùng cấp)  Môi trường truyền thông được chia sẽ cho nhau  Ví dụ: CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 18 Các kiểu mạng cơ sở Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Server/Client:  Administration... Máy tính, máy in, card mạng, … tương thích với giao thức 5 Các thiết bị kết nối liên mạng 6 Softwares, Driver,… thích hợp CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 15 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Các kiểu mạng cơ sở  Master/Slave:  Peer to Peer:  Server/Client:  Subnet (mạng con)  Hệ thống truyền thông có dự phòng CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI... connection)? CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 14 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Cần có những gì để xây dựng mạng (network)? 1 Lựa chọn giao thức (protocol) mạng 2 Lựa chọn các Controller phù hợp cho chức năng điều khiển và truyền thông theo protocol đã lựa chọn 3 Các chủng loại cáp kết nối phù hợp với khoảng cánh và tốc độ truyền thông 4 Máy... ngắn để thay thế thiết bị CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 21 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Hệ thống truyền thông có dự phòng (Redundant Communication System)  Dự phòng CPU và bus truyền thông trong kết nối của CPU S7400H của SIEMENS  Dự phòng Server, CPU AC800M và các bus truyền thông trong kết nối của ABB CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU... 16 Các kiểu mạng cơ sở Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Master/Slave:  Ví dụ:  Administration và tất cả mọi hoạt động thông qua trung tâm (Master)  Hoạt động thông qua nguyên tắc hỏi vòng  Khái niệm này thường được sử dụng cho các mạng con ở cấp trường, ví dụ việc kết nối giữa controller với các module ngoại vi phân bố hoặc contrller với MCC hoặc cotroller với mạng ASi… CÔNG TY TNHH... Khái niệm cơ bản về truyền thông Có bao nhiêu mạng truyền thông trong công nghiệp? Seriplex Echolon ASi us odb M CAN WorldFIP Ethernet bus n Field a tio Found /IP FIPWAY Modbus Serial CC -Lin k FIPIO Pl us ??? ay Modbus TCP/IP elw bu s Un i-T M od DS S pe No CA PROFINET Profibus Interbus Fo LonW un o rk s da tio t nF DeviceNet a ne iel r Ethernet Industrial db Int us LonBus T HAR n CÔNG TY TNHH TM&DVKT... Administration được phân bố tại trung tâm (Server)  Quản lý toàn bộ dòng chảy của thông tin trong hệ thống  Môi trường truyền thông được chia sẽ cho nhau  Ví dụ: CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 19 Các kiểu mạng cơ sở Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông  Subnet (mạng con): Subnet là toàn bộ các thành phần vật lý, chuẩn, giao thức, dịch vụ đồng... cơ bản về truyền thông Network là gì?  Là một nhóm thiết bị (communication partner) được kết nối cùng với nhau theo một cấu trúc nào đó nhằm mục đích trao đổi hoặc chia sẻ thông tin, tài nguyên cho nhau trong một môi tường truyền dẫn chung CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 12 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông Tại sao phải kết nối mạng (network... môi trường khắc nghiệt  Truyền không dây (Wireless) CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 35 Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn Chuẩn truyền dẫn (RS 232; RS 422A; RS 485)  RS232:  Kết nối theo dạng point-to-point, Sử dụng phương thức truyền không đối xứng  Khoảng cách truyền < 15m, tốc độ < 20Kbps CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI... Access with Collision Detection CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 31 M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp Section 3 Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn CÔNG TY TNHH TM&DVKT TỐI ƯU http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 32 Section 3: Kiến trúc mạng (topology) và môi trường truyền dẫn Tất cả các mạng đều có đặc điểm chung là gì? . so ạn: KS. Lê Thân ThS. Nguy ễn Kim Ánh CÔNG TY TNHH TM&DVKT T Ố I Ư U http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 2 Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông và mạng TTCN Section. về truyền thông Các kiểu truyền  Truyền một chiều (simplex transmission)  Truyền hai chiều gián đoạn (half duplex transmission)  Truyền hai chiều toàn phần (full duplex transmission) CÔNG. http://optimize.com.vn; email: optimize@optimize.com.vn 11 Có bao nhiêu mạng truyền thông trong công nghiệp? Section 1: Khái niệm cơ bản về truyền thông ASi Seriplex S D S Interbus DeviceNet LonBus Profibus CAN C A N o p e n M o d b u s Modbus