Mạng truyền thông công nghiệp i

Industrial Communication Networks MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP Nguyễn Tấn Đời EEE HCMUTE Nội dung: z z z z z z z z z Các khái niệm Yêu cầu phân cấp mạng Mô hình mạng OSI Các môi trường truyền Các phương pháp truy cập mạng Các khái niệm lớp ứng dụng Các thiết bị kết nối mạng AS-i CANopen Nội dung (tt) z z z z z z z DeviceNet Ethernet Profibus Interbus Modbus So sánh loại mạng PLC thực chức truyền thông Khái niệm Các thành phần sử dụng truyền thông Data ánh sáng, âm thanh, hình ảnh, điện áp, … Khái niệm Các phương pháp truyền z Data truyền dạng Analog Truyền liên tục z Data truyền dạng Digital Truyền gián đoạn (lấy mẫu truyền) Khái niệm Các phương pháp truyền Khái niệm Các phương pháp truyền z Truyền nối tiếp: • Đường truyền sử dụng dây dẫn: thu, phát • z mass Các bit phát liên tiếp Truyền song song: • Các bit phát lúc • Sử dụng cho đường truyền ngắn, kênh dễ gây nhiễu với nhau, chất lượng tín hiệu Khái niệm Phương pháp truyền nối tiếp z Truyền nối tiếp đồng bộ: z Truyền nối tiếp bất đồng : • Dữ liệu phát liên tục • Tín hiệu đồng phát song song với liệu • Dữ liệu phát theo kiểu ko nhau, dù • khoảng thời gian bit cố định Các bit đồng (Start Stop) đặt chung với liệu Khái niệm Mạng truyền thông công nghiệp z z Mạng truyền thông công nghiệp khái niệm chung hệ thống mạng sử dụng ghép nối thiết bị công nghiệp Phần lớn mạng truyền thông sử dụng phương pháp truyền tín hiệu số nối tiếp bất đồng bán song công để giảm giá thành tăng độ ổn định đường truyền half duplex asynchronous serial digital tranmission Yêu cầu mạng Các yêu cầu phân cấp mạng Lượng data phát Yêu cầu tốc độ Các phương pháp truy cập mạng Các phương pháp truy cập mạng z z z Master – Slave Token ring Random access Các phương pháp truy cập mạng Master - Slave z z z Vị trí: lớp Link layer mô hình OSI Master thiết bị xử lý điều khiển môi trường Slave thiết bị xử lý theo yêu cầu Master Các phương pháp truy cập mạng Token ring z z z Vị trí: lớp Link layer mô hình OSI Các thành viên RING thu trình xử lý mạng dựa xác nhận TOKEN TOKEN nhóm bit truyền luân phiên địa mạng từ nút qua nút khác Các phương pháp truy cập mạng Random access z z Vị trí: lớp Link layer mô hình OSI Theo phương pháp Carrier Sense Multiple Access: tập hợp luật để giải mạng có từ thiết bị xử lý đường truyền (xung đột) CSMA loại giao thức cạnh tranh Ngay có yên lặng, người muốn nói nói Các phương pháp truy cập mạng CSMA z z CSMA/CD – Collison Detect: Destructive collision • • • • • Nhận biết xung đột Dừng frame phát Xáo trộn việc phát frame Chờ thời gian ngẫu nhiên Phát lại frame Mạng Ethernet CSMA/CA – Collision Avoidance: Non destructive collision • • • • Không loại bỏ xung đột Dừng truyền thiết bị có độ ưu tiên thấp Truyền hết frame có độ ưu tiên cao Phát lại frame có độ ưu tiên thấp Mạng CAN Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Các khái niệm sử dụng cấp ứng dụng z z z z Client –Server Producer –Consumer Traffic types The concept of a profile Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Client – Sever z z Client thiết bị yêu cầu dịch vụ mạng Sever thiết bị đáp ứng yêu cầu từ Client Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Producer – Consumer z z Producer thiết bị tạo thông tin Consumer thiết bị sử dụng thông tin Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Các loại liệu truyền z z Dữ liệu tuần hoàn: liệu cập nhật liên tục theo thời gian định trước Một lượng nhỏ thông tin cập nhật thường xuyên Dữ liệu ko tuần hoàn: liệu cập nhật theo yêu cầu hay theo kiện Dữ liệu sử dụng thực đặt cấu hình cài đặt dùng chẩn đoán cố Phần lớn thông tin theo thời gian Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Hệ thống mở - Open System z z z Hệ thống mở bao gồm thành phần có tính Interoperable Interchangeable Interoperability khả truyền dễ dàng với thiết bị khác tuân theo protocol Interchangeability khả thay thiết bị với thiết bị khác hãng sản xuất tuân theo profile Các khái niệm dùng cấp ứng dụng Khái niệm Profile z z z z Profile cách chuẩn hóa dùng mô tả chức thiết bị mạng Mô tả gắn với cú pháp nghiêm ngặt Dữ liệu tập hợp theo chức năng: • • • Nhận dạng: tên, họ, tham chiếu, sản xuất, … Đặc tính truyền: tốc độ, loại kích thước tin trao đổi… Phạm vi ứng dụng: biến truy cập đọc, ghi, chạy, dừng, … Phần lớn Profile cung cấp dạng file điện tử: EDS, GSD,…chứa CDRom kèm theo sản phẩm Các thiết bị kết nối Các thiết bị kết nối mạng z z z z z z z Repeater Hub Switch Transceiver Bridge Router Gateway Các thiết bị kết nối Repeater – Hub – Switch Các thiết bị kết nối Transceiver – Bridge Các thiết bị kết nối Router – Gateway [...]... của mạng Các bus và mạng Yêu cầu của mạng Các lo i mạng z z z z z Ethernet TCP/IP: mạng n i bộ, ở level 2 và level 3 CANopen: mạng theo giao thức truyền và cấu hình thiết bị cho các hệ thống nhúng trong tự động hóa ASi: mạng kết n i thiết bị Modbus RS485: mạng giao thức truyền n i tiếp của Modicon-1979 Devicenet, Profibus, Interbus: kết n i thiết bị Mô hình OSI Mô hình OSI Open System Interconnection... đang phát Xáo trộn việc phát frame Chờ th i gian ngẫu nhiên Phát l i frame Mạng Ethernet CSMA/CA – Collision Avoidance: Non destructive collision • • • • Không lo i bỏ xung đột Dừng truyền thiết bị có độ ưu tiên thấp Truyền hết frame có độ ưu tiên cao Phát l i frame có độ ưu tiên thấp Mạng CAN Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Các kh i niệm sử dụng trong cấp ứng dụng z z z z Client –Server Producer... Traffic types The concept of a profile Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Client – Sever z z Client là thiết bị yêu cầu dịch vụ trên mạng Sever là thiết bị đáp ứng yêu cầu từ Client Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Producer – Consumer z z Producer là thiết bị tạo ra thông tin Consumer là thiết bị sử dụng thông tin này Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Các lo i dữ liệu truyền z z Dữ liệu... có tính Interoperable và Interchangeable Interoperability là khả năng truyền dễ dàng v i các thiết bị khác tuân theo protocol Interchangeability là khả năng thay thế thiết bị này v i thiết bị khác hãng sản xuất tuân theo profile Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Kh i niệm về Profile z z z z Profile là cách chuẩn hóa dùng trong mô tả các chức năng của các thiết bị trong mạng Mô tả này gắn v i các... access z z Vị trí: t i lớp Link layer trong mô hình OSI Theo phương pháp Carrier Sense Multiple Access: tập hợp các luật để gi i quyết trên mạng khi có từ 2 thiết bị cùng xử lý đường truyền (xung đột) CSMA là lo i giao thức cạnh tranh Ngay khi có yên lặng, ngư i nào muốn n i sẽ n i Các phương pháp truy cập mạng CSMA z z CSMA/CD – Collison Detect: Destructive collision • • • • • Nhận biết xung đột Dừng... hình mạng cho hệ thống truyền thông mở đ i v i mạng kết hợp, không đồng nhất Hình thành nên các tiêu chuẩn trong truyền thông Mô hình gồm 7 lớp, tạo ra một khung chuẩn hóa trong truyền thông Các nhà sản xuất thiết bị tự động, thiết bị dữ liệu đầu cu i đêu dựa theo mô hình này để chế tạo thiết bị Mô hình OSI Mô hình OSI Open System Interconnection M i trường vật lý M i trường vật lý z z z Các m i trường... Các m i trường truyền thông dụng Các tiêu chuẩn cho cáp đ i xoắn Một số Topo mạng khác M i trường vật lý Các m i trường truyền thông dụng z M i trường tạo nên chất lượng truyền: z Các m i trường thông dụng: • Tốc độ • Khoảng cách • Miễn nhiễu • Cáp xoắn • Cáp đồng trục • Cáp quang M i trường vật lý Các chuẩn truyền cho cáp xoắn z RS232: z RS422A: z RS485: • Kết n i i m- i m qua đầu n i 9/25 chân •... truyền z z Dữ liệu tuần hoàn: dữ liệu được cập nhật liên tục theo th i gian định trước Một lượng nhỏ thông tin được cập nhật thường xuyên Dữ liệu ko tuần hoàn: dữ liệu được cập nhật theo yêu cầu hay theo một sự kiện nào đó Dữ liệu này được sử dụng khi thực hiện đặt cấu hình và c i đặt hoặc dùng trong chẩn đoán sự cố Phần lớn thông tin không ph i theo th i gian Các kh i niệm dùng trong cấp ứng dụng Hệ... nghiêm ngặt Dữ liệu được tập hợp theo chức năng: • • • Nhận dạng: tên, họ, tham chiếu, sản xuất, … Đặc tính truyền: tốc độ, lo i và kích thước tin trao đ i Phạm vi ứng dụng: các biến được truy cập khi đọc, ghi, chạy, dừng, … Phần lớn các Profile được cung cấp ở dạng file i n tử: EDS, GSD,…chứa trong CDRom kèm theo sản phẩm Các thiết bị kết n i Các thiết bị kết n i mạng z z z z z z z Repeater Hub Switch... hình OSI Master là thiết bị xử lý i u khiển trên m i trường Slave là thiết bị xử lý theo yêu cầu của Master Các phương pháp truy cập mạng Token ring z z z Vị trí: t i lớp Link layer trong mô hình OSI Các thành viên của RING thu được quá trình xử lý trên mạng dựa trên xác nhận của TOKEN TOKEN là nhóm bit được truyền luân phiên trên các địa chỉ mạng từ nút này qua nút khác Các phương pháp truy cập mạng ... th i gian bit cố định Các bit đồng (Start Stop) đặt chung v i liệu Kh i niệm Mạng truyền thông công nghiệp z z Mạng truyền thông công nghiệp kh i niệm chung hệ thống mạng sử dụng ghép n i thiết... tín hiệu Kh i niệm Phương pháp truyền n i tiếp z Truyền n i tiếp đồng bộ: z Truyền n i tiếp bất đồng : • Dữ liệu phát liên tục • Tín hiệu đồng phát song song v i liệu • Dữ liệu phát theo kiểu... ảnh, i n áp, … Kh i niệm Các phương pháp truyền z Data truyền dạng Analog Truyền liên tục z Data truyền dạng Digital Truyền gián đoạn (lấy mẫu truyền) Kh i niệm Các phương pháp truyền Kh i niệm