modbus rtuascii ứng dụng cho quản lý toàn nhà

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MODBUS 1.1 Một số khái niệm mạng công nghiệp: 1.1.1 Giao thức truyền thông : -Giao thức truyền thông : quy định việc truyền thông tin thiết bị hệ thống công nghiệp -Trong công nghiệp, phận hệ thống cấu trúc theo sơ đồ phân cấp : Hình 1.1-Phân loại hệ thống mạng Điều có nghĩa thiết bị hệ thống công nghiệp có mối liên quan với Các thiết bị cấu chấp hành : motor, cảm biến…nằm cấp thấp (được gọi cấp trường), chịu điều khiển thiết bị cấp – cấp điều khiển Các thiết bị cấp điều khiển : PLC, PC… chịu điều khiển giám sát cấp cao hơn…Và thế, hệ thống công nghiệp thông thường có cấp Điều cần quan tâm đây, việc liên lạc truyền tín hiệu thiết bị cấp thực nhờ đường dây bus tín hiệu (bao gồm loại bus : bus trường, Trang| bus hệ thống, mạng xí nghiệp mạng công ty ) Để tín hiệu truyền bus cần có tiêu chuẩn để truyền Tiêu chuẩn phải đảm bảo thiết bị cấp cấp hỗ trợ Tiêu chuẩn gọi giao thức truyền thông Ứng với đường dây bus cho việc kết nối cấp có giao thức truyền thông riêng Đối với bus trường : thông thường người ta sử dụng giao thức : profibus, modbus… Tuy giao thức truyền thông cấp khác nhau, chúng có chung đặc điểm tuân theo mô hình giao thức định Đó mô hình mạng OSI Mô hình mạng OSI quy định trình tự để truyền đoạn tin thiết bị Hình 1.2-Mô hình OSI -Đoạn tin truyền qua lớp từ máy gửi đưa đến bus truyền thông, sau đoạn tin nhận từ máy tương ứng Các lớp mô hình giúp xác định đặc tính cần thiết cho đoạn tin truyền Ví dụ : lớp Presentation quy định cu pháp đoạn tin truyền, lớp Session quy định thời gian truyền tin… -Ở Việt Nam nay, thông thường để liên lạc cấp trường cấp điều khiển, nhà máy thường sử dụng giao thức mạng truyền thông Profibus Ngoài giao thức Profibus giao thức mạng Modbus lựa chọn tốt cho việc truyền Trang| thông bus trường Trong viết tập trung vào giao thức mạng truyền thông Modbus 1.1.2 Các chuẩn truyền công nghiệp :  Các chuẩn truyền công nghiệp : Có tiêu chuẩn phổ biến việc truyền liệu nối tiếp : chuẩn RS232 chuẩn RS485  Chuẩn RS232 : - Việc truyền liệu thực nhờ dây TxD, RxD mass Tín hiệu truyền cách : tín hiệu so sánh với mass để phát sai lệch Điều khiến cho liệu khó khôi phục lại trạm phát Một điều chuẩn truyền RS232 sử dụng để truyền tín hiệu trạm kết nối trực tiếp, việc mở rộng số lượng trạm sử dụng chuẩn truyền RS232 không khả thi - Hình bên trình bày sơ đồ kết nối dây trạm PLC trạm PC theo chuẩn truyền RS232 Việc truyền tín hiệu thiết bị có cổng COM dùng chuẩn truyền RS232 có cách đấu nối tương tự Trang| Hình 1.3-sơ đồ nối dây RS232 kết nối PLC PC Nhược điểm chuẩn truyền RS232 tín hiệu truyền xa, việc mát tín hiệu phục hồi , việc kết nối theo chuẩn RS232 thực giao tiếp thiết bị (point - to - point) nên hạn chế số lượng thiết bị có mạng - Một số đặc điểm chuẩn truyền RS232 : khoảng cách truyền tối đa 15m, tốc độ truyền 20Kbps, hỗ trợ kết nối điểm – điểm mạng  Chuẩn RS485 : - Việc truyền liệu thực dây A,B Chuẩn truyền tín hiệu theo phương pháp lấy vi sai cân Có nghĩa tín hiệu truyền nhờ dây Và liệu nhận được theo sai lệch tín hiệu - Hình bên trình bày rõ cách truyền liệu theo chuẩn truyền RS485 Trang| Hình 1.4-Cách truyền liệu RS485 Giả sử A = 0, B = liệu nhận biết data = 1, A = 1, B = liệu nhận biết data = Nhờ việc so sánh trên, nên có nhiễu xảy ra, tín hiệu A, B điều bị suy giảm nhau, nên độ chênh lệch điện áp chúng không đổi, thiết bị nhận nhận tín hiệu cách xác + Khi chênh lệch điện áp A B nằm khoảng -1,6V đến -6V liệu nhận tương ứng với mức + Khi chênh lệch điện áp A B nằm khoảng +1,5 đến +6V liệu nhận tương ứng với mức - Ưu điểm chuẩn truyền RS485 giảm sai lệch liệu thiết bị nhận, việc truyền thông tin xa Ngoài ra, ta kết nối nhiều thiết bị mạng, (chuẩn truyền RS485 sử dụng cách kết nối multidrop : kết nối đa điểm) sử dụng chuẩn truyền RS485 - Một số đặc tính chuẩn truyền RS485 : Khoảng cách truyền lên đến 1200m, tốc độ truyền lên đến 10Mbps, số lượng thiết bị tối đa kết nối 32 thiết bị phát 32 thiết bị thu Trang| 1.2 Mạng truyền thông MODBUS: 1.2.1 Khái niệm tổng quát mạng truyền thông MODBUS  Khái niệm tổng quát : Hình 1.5-Mô hình MODBUS Modbus bắt nguồn cuối năm 70 kỷ trước Năm 1979 nhà sản xuất PLC Modicon tập đoàn Schneider Electric's Telemecanique phát hành giao diện truyền thông Modbus cho mạng multidrop dựa kiến trúc master/client Truyền thông Modbus node có thông điệp Nó chuẩn mở mà mô tả cấu trúc thông điệp Modbus interface ban đầu chạy RS-232, thực Modbus sau dùng RS-485 cho phép khoảng cách lớn, tốc độ cao khả mạng multi-drop thực Trong thời gian ngắn hàng trăm nhà sản xuất thực hệ thống thông Trang| điệp Modbus thiết bị họ Modbus trở thành chuẩn cho mạng truyền thông công nghiệp Modbus giao thức mạng truyền liệu theo kiểu nối tiếp Nó hỗ trợ chuẩn truyền RS232 RS485 Việc truyền liệu thực theo chế Master/ nhiều Slave Sơ đồ bên trình bày tham chiếu giao thức modbus lên mô hình chuẩn OSI Theo giao thức modbus nằm lớp thứ 7, thứ 2, thứ mô hình OSI Lớp thứ ( lớp ứng dụng ) giúp hỗ trợ phương thức truyền thông server client thiết bị kết nối bus mạng không dây Lớp thứ lớp thứ quy định hình thức truyền liệu theo kiểu nối tiếp chuẩn truyền vật lý EIA/TIA – 485 (hoặc EIA/TIA – 232 ) Hình 1.6-Giao thức modbus mô hình OSI Giao thức modbus sử dụng rộng rãi nhờ tính đơn giản, linh hoạt đáng tin cậy Nó truyền liệu rời rạc tương tự Thế giao thức modbus bị giới hạn cách thức giao chuẩn RS485 Tốc độ truyền chuẩn khoảng 0.010Mbps đến 0.115Mbps Trong ngày nay, mạng hỗ trợ tốc độ truyền khoảng từ 5Mbps đến 16Mbps, chí mạng Ethernet cung cấp tốc độ truyền lên đến 100Mbps, 1Gbps 10Gbps Trang| Phân loại : vào cách thức truyền liệu mạng, mạng Modbus chia làm loại : Modbus RTU, Modbus ASCII Modbus TCP/IP  Modbus RTU : liệu truyền bus nối tiếp Dữ liệu truyền theo định dạng mã hexadecimal Modbus RTU thường sử dụng việc truyền thông thông thường • Modbus ASCII : liệu truyền bus nối tiếp Dữ liệu truyền định dạng dạng mã ASCII Modbus ASCII có ưu điểm dễ dàng để người dùng hiểu liệu truyền Thông thường giao thức Modbus ASCII sử dụng việc kiểm tra giới thiệu cho giao thức mạng Modbus • Modbus TCP/IP : Dữ liệu truyền mạng LAN mạng khu vực rộng Dữ liệu định dạng theo mã hexadecimal •  Ứng dụng giao thức modbus : Modbus giao thức truyền thông mở, phương pháp truyền thông phổ biến nhật sử dụng để kết nối thiết bị điện tử công nghiệp - Modbus thường dùng để truyền tín hiệu từ thiết bị đo, thiết bị điều khiển trở điều khiển hay hệ thống thu thập liệu - Mosbus thường dùng để kết nối máy tính giám sát với thiết bị điều khiển (RTU : remote terminal unit ) hệ thống Scada (hệ thống điều khiển thu thập liệu ) -  Modbus làm việc : Modbus truyền tin thông qua dây nối tiếp thiết bị Cách cài đặt đơn giản dùng cáp nối tiếp kết nối port nối tiếp thiết bị master – slave - Trang| Hình 1.7-Master Slave Dữ liệu truyền dạng bit Mỗi bit thể dạng điện áp Mức ứng với điện áp dương bit ứng với điện áp âm Các bit gửi với tốc độ nhanh Tốc độ truyền thông thường 9600 baud - 1.2.2 Cấu trúc đoạn tin giao thức MODBUS Hình trình bày cấu trúc đoạn tin truyền giao thức mạng modbus - Hình 1.8-Cấu trúc đoạn thông tin Byte : address field Có độ dài byte Byte cung cấp địa slave mà master tác động đến Trong đoạn tin yêu cầu gửi từ master đoạn tin đáp ứng nhận từ slave byte có giá trị giống Mỗi slave mạng  - Trang| có địa modbus riêng (địa chọn khoảng từ đến 247 ) Bằng cách này, sau byte slave biết có nhận đoạn tin hay không  Byte : function field : Byte thứ mà master gửi function code ( mã nhiệm vụ ) Mã giúp slave biết nhiệm vụ mà master muốn slave phải làm Điểm đặc biệt modbus cung cấp bảng mã hàm chung cho tất thiết bị Bảng trình bày mã hàm hỗ trợ giao thức modbus Hình 1.9-Mã hàm cung cấp giao thức modbus Dưới trình bày số hàm hỗ trợ PLC S7-200  Mã hàm 01 (0x01) – hàm tác động lên bit: Trang| 10 Khi thông báo gởi từ thiết bị chủ đến thiết bị tớ, mã hàm định hành động mà thiết bị tớ cần thực Khi thiết bị tớ thực dùng mã hàm thông báo đáp ứng bình thường Nếu xảy lỗi mã hàm mã hàm yêu cầu với bit cao đặt phần liệu chứa thông tin chi tiết lỗi xảy Trong thông báo yêu cầu, nội dung phần liệu nói lên chi tiết hành động mà bên nhận cần thực Trong trường hợp bình thường, phần liệu thông báo đáp ứng chứa kết hành động thực Nếu xảy lỗi, phần liệu chứa mã ngoại lệ, nhờ mà thiết bị chủ xác định hành động thực Lưu ý số hàm không đòi hỏi tham số, phần liệu trống Ví dụ : Trong yêu cầu đọc ghi phần liệu chứa thông tin địa ghi đầu tiên, số lượng ghi cần đọc chiều dài thực tế phần liệu Trong thông báo đáp ứng chứa nội dung ghi đọc Khung ASCII sử dụng phương pháo kiểm lỗi LRC gồm ký tự 3.2.2 Địa MODBUS : Tham số thứ hai mỗ i Modbus message mã chức Cái định nghĩa kiểu message kiểu hành động đòi hỏ i slave Tham số chứa byte thông tin Trong Modbus/ASCII điều mà với hai ký tự hexadecimal, Modbus/RTU byte dùng Các mã chức hợp lệ khoảng 255 Không phải tất Modbus device nhận biết tập mã chức Các mã chung thảo luận Bình thường, Modbus slave trả với đáp ứng, dùng mã chức request Tuy nhiên, error dò, bit cao Trang| 32 mã chức bật lên Theo cách master thấy khác biệt đáp ứng thành công thất bại Các mã chức Modbus phổ biến : Mã 01 02 03 04 05 06 07 15 16 17 Mô tả Đọc trạng thái coil đọc trạng thái input Đọc holding register Đọc input register Tác động coil Đặt lại register Đọc trạng thái ngoại lệ Tác động nhiều coil Đặt lại nhiều register Báo cáo slave ID  Chức 01: Đọc trạng thái coil Trong ngôn ngữ Modbus, coil giá trị output rời rạc Chức Modbus 01 dùng để đọc trạng thái output Chỉ truy vấn device thời điểm Địa Broadcast hỗ trợ chức Modbus Chức dùng để request trạng thái coil khác lúc Điều làm định nghĩa dải output trường data message Cấu trúc truy cấn chức 01 Byte Giá trị Mô tả 1 247 Địa thiết bị Slave Mã chức 255 Địa bắt đầu, byte cao 255 Địa bắt đầu, byte thấp 255 Số coil, byte cao 255 Số coil, byte thấp 7( 8) LRC/CRC Giá trị kiểm tra Erro Khi nhận Modbus query message có chức 01, slave thu thập giá trị output cần thiết dựng answer message Chiều dài message phụ thuộc vào số value mà phải trả Nhìn chung, giá trị N yêu cầu, số ((N+7) mod 8) byte cần thiết để lưu giá trị Số thực databyte datablock đặt byte đầu Trang| 33 tiên data field Do cấu trícchung answer cho Modbus function 01 query : Cấu trúc trả lời Function 01 Byte Giá trị 1 247 255 N+3 255 N+4( N+5) LRC/CRC Mô tả Địa Slave device Function code Số data byte N Bit pattern giá trị coil Giá trị kiểm tra Error Function 02: Đọc trạng thái input Đọc giá trị input với Modbus làm theo cách đọc trạng thái coil Khác biệt cho input Modbus function 02 dùng Broadcast addressing mode không hỗ trợ Bạn query giá trị input device lúc Giống với coil, địa input đầu tiên, số input để đọc phải đặt data field query message Các Input device bắt đầu đánh số từ 10001 Giá trị địa tương đương địa Modbus message Cấu trúc query Function 02 Byte Value Mô tả 1 247 Địa thiết bị Slave 2 Function code 255 Địa bắt đầu, byte cao 255 Địa bắt đầu, byte thấp 255 Số input, byte cao 255 Số input, byte thấp 7( 8) LRC/CRC Error check value Sau nhận query message có Modbus function 02, slave đặt giá trị input yêu cầu message structure gửi message trở lại Modbus master Chiều dài message phụ thuộc vào số giá trị input trả Điều làm cho chiều dài output message thay đổi Số databyte data field mà chứa giá trị input chuyển byte data field Mỗi message trả lời Modbus có cấu trúc chung sau Cấu trúc trả lời Function 02 Trang| 34 Byte Value Mô tả 1 247 Địa thiết bị Slave 2 Function code 255 Số data byte N N+3 255 Bit pattern of input values N+4( N+5) LRC/CRC Error check value Function 03: Đọc holding register Các giá trị bên Modbus device lưu holding register Các register có chiều rông hai byte dùng cho mục đích khác Vài register chứa tham số cấu hình khác dùng cho giá trị đo lường trả (nhiệt độ ) cho host Các Register thiết bị tương thích Modbus bắt đầu đếm 40001 Chúng đánh địa cấu trúc thông điệp Modbus với địa bắt đầu Modbus function 03 dùng để yêu cầu hay nhiều giá trị ghi holding từ device Chỉ slave device đánh địa query đơn Các query Broadcast với function 03 không hỗ trợ Cấu trúc query Function 03 Byte Value Mô tả 1 247 Slave device address Function code 255 Starting address, high byte 255 Starting address, low byte 255 Number of registers, high byte 255 Number of registers, low byte 7( 8) LRC/CRC Error check value Sau xử lý query, Modbus slave trả giá trị 16 bit holding register yêu cầu Vì kích thước holding registers, register mã với hai byte message trả lời Data byte chứa byte cao, thứ hai byte thấp register Thông điệp trả lời Modbus bắt đầu với địa thiết bị slave function code 03 Byte tiếp số data byte theo sau Giá trị gấp đôi số register trả Một kiểm tra lỗi mở rộng cho host để kiểm tra có lỗi truyền thông xuất hay không CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CHO QUẢN LÝ TOÀN NHÀ 4.1 BMS ? 4.1.1 Khái niệm BMS: Ngày nay, việc đô thị hóa mạnh mẽ dẫn đến việc xây dựng nhà cao tầng làm công sở, trung tâm thương mại, khách sạn,nhà ở…ngày trở nên phổ Trang| 35 biến Trong công trình đồ sộ sử dụng nhiều hệ thống kỹ thuật tòa nhà, như: hệ thống chiếu sáng, hệ thống thông gió, hệ thống điện năng, hệ thống phòng cháy chữa cháy … Chúng ngày trở nên đại, tiện nghi để phục vụ yêu cầu ngày cao người Để đáp ứng vấn đề đó,cần thiết phải có giải pháp quản lý,phối hợp vân hành hệ thống cách hợp lý,đồng hệ thống thống nhất,để đảm bảo độ tin cậy, độ an toàn, độ tiện nghi, tính kinh tế khai thác vận hành tòa nhà tính đại tòa nhà Các hệ thống quản lý nhà (Building Managerment System - BMS) đời để giải toán này, dựa cở sở công nghệ tự động hóa phát triển tích hợp tổng thể Hệ thống BMS đời trợ giúp cho việc quản lý tòa nhà Tuy vốn ban đầu đầu tư cho thiết bị phần mềm quản lý không nhỏ, so với chi phí khai thác lâu dài hiệu kinh tế BMS viết tắt Building Management System, nghĩa hệ thống quản lý tòa nhà, hệ thống tích hợp điều khiển giám sát hệ thống kỹ thuật tòa nhà nhằm phối hợp vận hành hệ thống cách thống linh hoạt, giúp cho việc quản lý tòa nhà cách hiệu kinh tế 4.1.2.Ứng dụng BMS : Hệ thống BMS xây dựng dựa tảng hệ điều khiển phân tán ( DCS - Distributed Control System) Hệ thống BMS có chức tích hợp phân tích xử lý liệu nhận đƣợc từ hệ thống liên quan từ đưa phương hướng xử lý vận hành cho tòa nhà cho đạt mức tối ưu Trong tòa nhà có nhiều hệ thống kỹ thuật khác nhau, sử dụng công nghệ khác mức độ tự động hóa khác BMS tích hợp hệ thống thành thể thống thông qua mạng truyền thông, giao thức truyền thông quốc tế BACnet, MODbus, LONworks, OPC Qua hệ thống trao đổi thông tin với BMS dùng thông tin để tối ưu hóa hoạt động hệ thống kỹ thuật tòa nhà Hệ thống BMS điều khiển giám sát hệ thống nhờ vào hệ thống DDC (Direct Digital Controller) phần mềm quản lý điều khiển Hệ thống BMS nhận biết tình trạng hoạt động điều khiển hệ thống khác theo cài đặt người sử dụng phần mềm điều khiển đóng vai trò giao diện người - máy máy tính vận hành điều khiển kỹ thuật số (DDC Direct Digital Control) Hệ thống hoạt động ổn định chương trình Trang| 36 điều khiển số DDC, kể trường hợp truyền thông hay máy chủ bị lỗi Cụ thể, mục tiêu hệ BMS là:  Cung cấp chức giám sát vận hành thời gian thực thiết bị kĩ thuật hệ thống  Cho phép quan sát toàn diện điều khiển đơn giản thông qua giao diện người dùng thân thiện  Quản lí tất điểm liệu  Cung cấp khả lưu trữ hiển thị lại liệu khứ trƣờng hợp người dùng có yêu cầu  Trao đổi liệu với hệ thống kết nối tới BMS  Máy trạm hệ thống BMS đặt phòng điều khiển trung tâm trường, đƣợc kết nối tới hệ thống qua mang LAN Có khả kết nối tới nhiều máy trạm thời điểm  Cung cấp khả truy cập vào hệ thống từ Internet Explorer user name mật Tất hoạt động truy cập ghi chép lại, tự động truy xuất khỏi hệ thống sau thời gian đủ dài không hoạt động 4.1.3.Lợi ích sử dụng BMS : Tòa nhà đại đƣợc trang bị nhiều hệ thống dịch vụ đắt tiền nhằm đáp ứng nhu cầu ngày cao người sử dụng, phải đáp ứng yêu cầu: • Đảm bảo chất lượng Trang| 37 • Hoạt động tin cậy • Hiệu suất • Kéo dài tuổi thọ Việc ứng dụng giải pháp quản lý tích hợp hệ thống dịch vụ tòa nhà đáp ứng yêu cầu lợi ích sau: 1/ Đơn giản hóa vận hành : thủ tục ,các chức có tính lặp lặp lại đƣợc chương trình hóa để vận hành tự động 2/ Giảm thời gian đào tạo cho nhân viên vận hành : Do có dẫn trực tiếp giao diện trực quan tòa nhà 3/ Phản ứng nhanh đòi hỏi khách hàng cố 4/ Giảm chi phí lượng : quản lý tập trung việc điều khiển quản lý lượng 5/ Quản lý tốt với thiết bị nhà : nhờ bảo vệ hệ thống giữ liệu lưu trữ, chương trình bảo trì bảo dưỡng hệ thống tự động báo cáo cảnh báo 6/ Linh hoạt việc lập trình theo nhu cầu,kích thước, tổ chức yêu cầu mở rộng 7/ Cải tiến hệ thống vận hành: việc tích hợp hệ thống phần mềm phần cứng nhiều hệ thống khác :báo cháy,an toàn,điều khiển truy cập hay điều khiển chiếu sáng ưu điểm lớn hệ thống quản lý tòa nhà cung cấp cho người sử dụng môi trường thoải mái, an toàn thuận tiện Ngoài ra, người sử dụng chủ sở hữu tòa nhà quản lý tòa nhà thông qua liệu lịch sử, chương trình bảo trì, bảo dưỡng, hệ thống cảnh báo từ giảm xác suất lỗi xảy hệ thống Trang| 38 Với vòng đời khoảng 40 năm, chi phí đầu tư ban đầu tòa nhà đại trở nên nhỏ bé so với tổng chi phí vận hành tòa nhà đó:Chi phí vận hành chiếm khoảng 75% tổng chi phí, chi phí đầu tư cho thiết kế xây dựng chiếm 11% 4.1.4.Cấu hình chung hệ thống BMS : Về chất cấu hình mạng, BMS giống hệ thống điều khiển phân tán thu nhỏ, khác hệ thống điều khiển phân tán công nghiệp chỗ không yêu cầu tính thời gian thực cao nên điều khiển trường thường có cấu hình thấp phần mềm quản lý, giám sát, điều khiển có nhiều tính gần với tiện ích dân dụng, thương mại Phần mềm điều khiển giám sát đóng vai trò giao diện người máy tính điều khiển Dưới máy tính điều khiển điều khiển số trực tiếp DDC (Direct Digital Controler) điều khiển hệ thống mạng Cấu hình phân cấp hệ thống gồm cấp: • Cấp điều hành giám sát • Cấp điều khiển • Cấp trường Trang| 39 Hình 4.1-Cấu hình phân cấp hệ thống quản lý tòa nhà BMS Hình 4.2-Sơ đồ nhà thông minh Trang| 40 Vào năm 2004, tiêu chuẩn chuyển giao cho Modbus-IDA, tổ chức phi lợi nhuận hợp thành nhiều người sử dụng nhà cung cấp thiết bị tự động hóa chủ yếu cho lãnh vực sản xuất Tuy Modbus khởi đầu thiết kế sử dụng ứng dụng công nghiệp, việc dụng ứng dụng tự động hóa tòa nhà, vận chuyển lượng lan rộng nhanh chóng Điểm mạnh Modbus tính mở, đơn giản yêu cầu phần cứng Một lợi ích đáng kể khác việc Modbus có sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP, giống giao thức sử dụng Internet Điều có nghĩa Modbus dễ dàng sử dụng qua mạng Internet 4.2 Các chuẩn truyền thông thường dùng BMS : Các hệ thống kỹ thuật sử dụng công nghệ khác mức độ tự động hóa khác BMS tích hợp hệ thống thành thể thống thông qua mạng truyền thông, giao thức truyền thông quốc tế BACnet, MODbus, LONworks, OPC Qua hệ thống trao đổi thông tin với BMS dùng thông tin để tối ƣu hóa hoạt động hệ thống kỹ thuật tòa nhà Ðể thực việc tích hợp hệ thống, nhà thầu cung cấp thiết bị điều hoà thông gió, hệ thống thang máy hệ thống an ninh phải tuân thủ yêu cầu cung cấp phần cứng, giao thức kết nối, đến hệ thống BMS 4.2.1 BACnet: BACnet (Building Automation and Control networks): giao thức truyền thông cho mạng điều khiển tự động hóa tòa nhà.BACnet dựa vào mô hình khách/chủ (client/server), tin BACnet đƣợc gọi yêu cầu dịch vụ Mô hình khách/chủ máy khách gửi yêu cầu dịch vụ cho máy chủ, máy chủ sau thực dịch vụ báo cáo kết cho máy khách 4.2.2 Point - to - Point Truyền thông hai điểm với định dạng liệu hay gói tin Máy khách phải phụ trách toàn việc định dạng liệu truyền chúng Việc kết nối thường đƣợc thực thông qua giao diện RS-232 số giao diện khác tƣơng tự Các máy tính gần nối trực tiếp dây Trang| 41 mạng card mạng chúng Khi kết nối với khoảng cách xa, cần có modem để chuyển đổi tín hiệu cho việc truyền xa Hình 4.3-Kết nối chuẩn truyền thông quản lý 4.2.3 Modbus Modbus giao thức tin thuộc lớp ứng dụng cung cấp truyền thông thiết bị đƣợc kết nối với theo kiểu bus network (mạng) Modbus thực thiết bị vật lý khác nhƣ RS322, RS485 Ethernet Trang| 42 4.2.4 BACnet/IP BACnet/IP sử dụng UDP/IP chuẩn để gửi nhận tin Các gói tin tƣơng tự gói gọn gói UDP/IP đƣợc gọi BACnet IP Các thiết bị sử dụng địa IP giống thiết bị mạng UDP/IP khác Các thiết bị đơn giản truyền liệu cho thiết bị nhận Ethernet lo vấn đề khác nhu xung đột hay gửi lại 4.2.5 MS/TP MS/TP viết tắt Master Slave/Token Passing Trong kết nối, thiết bị đựoc xem nhƣ “master” có “token” Nếu nhu cầu sử dụng token tức thì, yêu cầu chuyển token tới thiết bị tiếp theo.Tất thiết bị thời token đƣợc xem slave, nghe tin master thời gửi 4.2.6 LonTalk Giao thức Lontalk công nghệ cốt lõi LonWorks Nó thực thi toàn chức chuẩn giao thức OSI lớp 4.3 Hệ thống sử dụng giao thức Modbus : Điện dùng cho điều khiển chiếu sáng nhà chiếm tỷ trọng lớn so với điện tiêu thụ tổng Việc quản lý tốt vấn đề chiếu sáng không đem lại môi Trường làm việc đủ ánh sáng mà nâng cao hiệu đầu tư việc tiết kiệm điện chi phí vận hành… Hệ thống điện chiếu sáng tòa nhà thực chức sau: - Lập đồ họa toàn tuyến chiếu sáng khu vực hành lang tòa nhà, khu vực nhà vệ sinh, tầng hầm, khu vực nhà ăn, sân khấu nhà nhằm theo dõi trạng thái chiếu sáng từ phòng điều khiển trung tâm điều khiển từ xa phòng Trang| 43 điều khiển trung tâm Ðể điều khiển hình đồ họa, nguời vận hành thực bật/ tắt giao diện mặt tương ứng với tuyến cần bật tắt Trạng thái bật/ tắt hiển thị hình đồ họa - Điều khiển đóng, cắt đến cụm chiếu sáng (theo phân bổ mặt sử dụng) theo tình huống: lập trình theo thời gian, chế độ khẩn cấp, chế độ sửa chữa số chế độ chiếu sáng lập trình sẵn (ngày Lễ, ngày nghỉ…) - Các thao tác đóng cắt chiếu sáng thực chế độ: chế độ chỗ (theo yêu cầu người dùng) chế độ từ xa (theo yêu cầu quản lý vận hành tòa nhà) Hình 4.4-Hệ thống chiếu sáng MODBUS Hệ thống chiếu sáng gồm nhiều tủ điện tủ điều khiển chiếu sáng cấp cho hàn glang, sảnh, thang máy, khu vực WC, nút nhấn điều khiển thiết kế lắp đặt tất tầng, từ tầng hầm đến tầng kỹ thuật mái Mỗi tủ điều khiển chiếu sáng kết nối rơ le nút nhấn điều khiển phải lập trình thông qua mạng giao thức BACnet, Lonwork, Modbus Mỗi rơ le điều Trang| 44 khiển nút nhấn lập trình để điều khiển cho lộ nhiều nhóm cụ thể Hệ thống chiếu sáng sử dụng công nghệ điều khiển chiếu sáng EIB, tích hợp bậc cao với BMS server theo chuẩn giao thức OPC (Ole for Proress Control) Các thiết bị EIB liên kết với thông qua dây cáp đôi với điện áp 24V DC ( cáp EIB) liên lạc băng cách gửi tín hiệu theo địa định trước ( thiết bị thiết lập theo địa chỉ) Hệ thống kết nối tới máy tính vận hành điều khiển giám sát thông qua chuyển đổi EIB – LAN Ta điều khiển hệ thống chiếu sáng tòa nhà theo lộ thông qua cấu chấp hành công tắc tơ Công tắc tơ nhận tín hiệu từ server EIB từ nút ấn để thực hiệnđóng/cắt lộ có sẵn Mỗi tầng có đƣờng tín hiệu riêng,có biến áp chiều 220VAC/24VDC cung cấp nguồn cho tất thiết bị tầng (bao gồm hệ thống , hệ thống cấu chấp hành, cảm biến) line-coupler để chuyển tín hiệu server trung tâm đặt phòng điều hành Riêng tầng số lượng thiết bị lớn (phòng điều khiển trung tâm) nên ta chia làm line riêng biệt tang từ đến 15 số lượng thiết bị khong nhiều kết cấu tương đối giống nên tầng sử dụng chung line  Khi tính toán cấu hình hệ thống, ta có: - Cảm biến dùng tòa nhà: • Cảm biến phát vật: loại 6131-74-102-500 hang ABB phát xuất người, sử dụng khu vục vẹ sinh • Cảm biến phát chuyển động: loại 6197-AGM204 hang ABB phát chuyển động phạm vi hoạt động ( bán kính 16m),dùng khu vựa hành lang thang máy • Cảm biến ánh sáng phòng :loại S0112b99 phát độ sáng phòng, sử dụng hội trường, có k m với điều khiển Dim - Màn hình điều khiển dạng cảm ứng: 6136/100C-500-101 dùng không gian lớn: tầng hầm,tầng 1,tầng 2(showroom sảnh),do yêu cầu cần khả điều khiển chỗ điều khiển, giám sát nhiều lộ đ n lúc Trang| 45 - Nút nhấn: dùng khu vực cầu thang khu hành lang,do yêu cầu khả điều khiển chỗ điều khiển thông qua server TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt : [1] Hoàng Minh Sơn, “Mạng truyền thông công nghiệp”, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội-2004 [2] http://www.tailieu.vn [3] http://www.picvietnam.com [4] http://www.dientuvietnam.net Tiếng Anh : [1] Modicon Modbus Protocol Reference Guide, Modicon, 1996 Trang| 46 ... mạng, mạng Modbus chia làm loại : Modbus RTU, Modbus ASCII Modbus TCP/IP  Modbus RTU : liệu truyền bus nối tiếp Dữ liệu truyền theo định dạng mã hexadecimal Modbus RTU thường sử dụng việc... kiểm tra giới thiệu cho giao thức mạng Modbus • Modbus TCP/IP : Dữ liệu truyền mạng LAN mạng khu vực rộng Dữ liệu định dạng theo mã hexadecimal •  Ứng dụng giao thức modbus : Modbus giao thức... biệt modbus Modbus slave cần hỗ trợ yêu cầu chức để đọc hay viết địa đặc trưng Modbus Hình 2.3-Địa MODBUS  Sử dụng MODBUS slave instruction • Chọn khối MBUS-INIT thực sau vòng quét, sử dụng