Giáo trình mạng truyền thông công nghiệp

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN HÀ NỘI ****************** GIÁO TRÌNH MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP ( Lưu hành nội ) Chủ biên : Th.S Nguyễn Xuân Nguyên Th.S Lê Xuân Phong Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp ch¬ng Lý thuyết chung mạng truyền thông công nghiệp Tổng quan chung 1.1 Giới thiệu mạng truyền thông công nghiệp Do đặc thù ngành công nghiệp mà đà tạo nhiều loại mạng tru yền thông khác Mặt khác mạng truyền thông công nghiệp có đặc thù riêng, phân biệt chúng với mạng thông tin quảng đại thông qua số khía cạnh sau: - Phạm vi hoạt động - Yêu cầu độ tin cậy truyền Ưu điểm sử dụng mạng truyền thông công nghiệp: - Thay đợc hoàn toàn hệ thống truyền cị nh: 0-20mA, 0-10V - Cho phÐp lµm viƯc với sản phẩm nhiều nhà sản xuất khác nha u - Là hệ thống mở, đồng thời cho phép hiệu chỉnh điều khiển từ phò ng điều khiển trung tâm - Hệ thống hoạt động với độ tin cậy cao - Độ mềm dẻo gần nh giới hạn - Giá thành thấp - Lợng thông tin truyền tải lớn 1.2 Mô hình phân cấp mạng truyền thông công nghiệp Để có nhìn tổng thể mạng truyền thông công nghiệp, hÃy xem mô hình phân cấp để thấy đặc trng, nh chức nhiệm v ụ của cấp Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Qu¶n lÝ kinh tÕ PC Qu¶n lÝ kü thuËt PC - Personal Computer HIS -Human Interface Station FCS - Field Control Station S - Sensor A - Actuator PC Fast Ethernet PC PC PC Ethernet HIS Điều khiển giám sát Hiện điều khiÓn HIS EWS System bus FCS FCS FCS FCS Fieldbus Hiện trờng S A S S A Hình 1.1 Mô hình phân cấp hệ thống mạng công nghiệp Cấp trờng: Đây cấp nằm trờng tất nhiên cấp nằm sát với dây chuyền sản xuất Các thiết bị cấp sensor cấu chấp hành, chúng đợc nối mạng trực tiếp thông qua đờng Bus ®Ĩ nèi víi cÊp trªn (cÊp ®iỊu khiĨn) HƯ thèng Bus dùng để kết nối thiết bị cấp trờng với cấp điều khiển gọi Bus trờng (fieldbus), thực tế hệ thống Bus đòi hỏi cần có đáp ứng thời gian thực trao đổi thông tin, đặc trng trao đổi tin cấp trờng tin thờng có chiều dài không lớn Các sensor cấu chấp hành đợc nối đờng Bus thiết bị thông minh thiết bị thông thờng có xử dụng thêm chuyển đổi giao thức tơng thích Điển hình cđa Bus trêng lµ: Profibus-DP, Profibus-PA, Can, Foundation Fielbus, DeviceNet Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp CÊp ®iỊu khiĨn: CÊp bao gồm trạm điều khiển trờng (FCS), điều kh iển logic lập trình (PLC), thiết bị quan sát Chức thu thập tín hiệu từ trờng, thực điều khiển sở, điều khiển logic, tổn g hợp liệu Các thiết bị cấp đợc kết nối với kết nối với thiết bị c ấp (cấp điều khiển giám sát) thông qua Bus hệ thống, thực tế tin trao đổi Bus hệ thống đòi hỏi tín thời gian thực cao, m ặt khác đặc thù tin chiều dài lớn nhiều so với tin trao đổi Bus trờng Điển hình Bus hệ thống là: Profibus-FMS, ControlNet, Industrial Ethernet Cấp điều khiển giám sát: Các thiết bị cấp bao gồm trạm giao tiếp ngời máy HIS, trạm thiết kế kỹ thuật EWS, thiết bị phụ trợ khác Chức c ấp thực điều khiển trình (Process Control), thực thuật toán điều khiển tối u Việc kết nối thiết bị cấp với thiết bị cấp (cấp quản l í kỹ thuật) đợc thực thông qua mạng Ethernet, thực chất m ạng cục LAN, với tính trao ®ỉi th«ng tin kh«ng nhÊt thiÕt thêi gian thùc, Cấp quản lí kỹ thuật cấp quản lí kinh tế: Thực chất cấp quan trọng hoạt động công ty, nhiên yêu cầu tốc độ trao đổi thông tin nh đòi hỏi thời gia n thực không cao, chức cấp quản lí tình trạng hoạ t động thiết bị toàn hệ thống nh hoạch định chiến lợc phát triển sản xuất dựa tình trạng thiết bị Một số giao thức dùng hệ thống mạng Fast Etherne t, TCP/IP Cơ sở thực mạng truyền thông công nghiệp 2.1 Mô hình tham chiÕu OSI (Open Systems Interconnection) - 1983 tæ chøc tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO (International Stand ards Organization) ®· ®a kiÕn tróc giao thøc víi chn ISO 7498 đợc gọi mô hình tham chiếu OSI, nhằm hỗ trợ việc xây dựng hệ th ống truyền thông có khả giao tiếp với Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mng truyn thụng cụng nghip - Chuẩn không đa quy định cấu trục tin, không định nghĩa chuẩn dịch vụ cụ thể OSI mô hìn h kiến trúc phân lớp với mục đích phục vụ việc xắp xếp đối chiếu hệ thống truyền thông có sẵn, bao gồm việc so sánh đối chiếu giao thức dịch vụ truyền thông, nh làm sở cho phát triển hệ thống A Protocol Líp øng dơng Líp biĨu diƠn d÷ liƯu Líp kiĨm soát nối Lớp vận chuyển Lớp mạng Lớp liên kết liệu Lớp vật lí N D P Lớp mạng Líp øng dơng Líp biĨu diƠn d÷ liƯu Líp kiĨm soát nối Lớp liên kết liệu Lớp vận chuyển Lớp vật lí Môi trờng truyền dẫn Hình 1.2 Cấu trúc mô hình tham chiếu O SI Immediate data Communication network ã Lớp vật lý (Physical Layer) Lớp đợc định nghĩa kết nối vật lý PC mạng nh sau: - Theo cấu trúc mạng - Theo chuẩn truyền dẫn: áp dòng - Theo phơng thức mà hoá tín hiệu - Theo giao diện học (cáp giắc cắm) ã Lớp liên kết liệu (Data Link Layer) Lớp đợc định nghĩa nh sau: - Protocol phï hỵp víi viƯc truy cËp mạng theo tin nhận gửi - Chia khối liệu lớn thành khung định dạng liệu Cả hai lớp đợc gọi lớp phần cứng, mạng cục lớp đợc chia làm lớp con: lớp điều khiển truy nhập môi trờng ( MAC Media Access Control) lớp điều khiĨn liªn kÕt logic (LLC – Logical Link Control) Trong số hệ thống lớp đảm nhiệm thêm chức nh kiểm soát lu thông đồng hoá việc chuyển giao khung liệu Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mng truyn thụng cụng nghip ã Lớp mạng (Network Layer) Lớp đợc định nghĩa nh sau: - Truyền thông tin tối u mạng - Điều khiển thông điệp trạng thái để gửi chúng tới thiết bị c mạng ã Lớp vận chuyển (Transport Layer) Lớp đợc định nghĩa nh sau: - Quản lý địa thiết bị mạng - Định vị đối tác truyền thông thông qua địa - Đồng hoá đối tác - Xử lí lỗi kiểm soát dòng thông tin ã Lớp kiểm soát nối (Session Layer) Chức lớp kiểm soát mối liên kết truyền thông chơng trình ứng dụng, bao gồm việc tạo lập, quản lí kết thúc đờng nối ứng dụng đối tác ã Lớp biểu diễn liệu (Presentation Layer) Chức lớp chuyển đổi dạng biểu diễn liệu khác n hau cú pháp thành dạng chuẩn, để đối tác truyền thông khác c ó thể giao tiếp với ã Lớp ứng dụng (Application Layer) Có chức cung cấp dịch vụ cao cấp (dựa sở giao thức cao cấp) cho ngời sử dụng chơng trình ứng dụng Các dịch vụ lớp chủ yếu đợc thực phần mềm 2.2 Cấu trúc mạng (Topology) Trớc trình bày cấu trúc mạng hÃy xem xét khái niệm liên kết Liên kết: Là mối liên hệ vật lý logic hai hay nhiều đối tác truyền thôn g Với liên kết vật lý đối tác trạm truyền thông đợc liên kết với qua môi trờng vËt lý Liªn kÕt logic vã thĨ hiĨu nh sau: Đối tác truyền thông không thiết phải thiết bị phần cứng mà có th ể chơng trình hệ thống hay chơng trình ứng dụng trạ m nên quan hệ đối tác có tính logic Tơng ứng với ® èi t¸c vËt lý thêng cã nhiỊu ®èi t¸c logic tất nhiên nhiều mối liên kết log ic đợc xây dựng sở mối liên lết vật lý Các loại liên kết: Khoa in Trng CN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cụng nghip - Liên kết điểm - điểm (Point to Point) : Mối liên kết có đối tác thạm gia, mặt vật lý hai tạm đợc nối với đờng truyền Để thực mạng truyền tin dựa liên kết tập hợp nhiều đờng dây độc lập - Liên kết điểm nhiều điểm (multi drop): Nhiều trạm đợc nối chung với trạm chủ (master) Nh đối tác đợc nối chung vào đờng dây - Liên kết nhiều điểm nhiều điểm (multi point): nhiều đối tác tham gia thông tin đợc trao đổi theo nhiều hớng Cũng tơng tự liên kết điểm nhiều điểm với liên kết đối tác đợc nối đờng dây Định nghĩa: Cấu trúc mạng tổng hợp mối liên kết Cấu trúc mạng hiểu cách xếp, tổ chức mặt vật lý mạng nhng hiểu cách xếp logic nút mạng Các loại cấu trúc mạng: B + Topology đầy đủ: A E C D Hình 1.3 Sơ đồ Topology đầy đủ (Full) Với cấu trúc đầy đủ giao tiếp trạm nhanh, đối tác bị cố không ảnh hởng tới đối tác lại nhng cấu trúc giá thành cao tốn dây dẫn + Topology h×nh sao: B C A D F E H×nh 1.4 Sơ đồ topology hình Khoa in Trng CN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghip Các đối tác trao đổi thông tin với thông qua trạm chủ, nhiên cố trạm chủ dẫn đến tê liệt toàn hệ thống trạm chủ đòi hỏi phải có độ tin cậy cao B + Topology vòng lặp A C D Hình 1.5 Sơ đồ topology kiểu vòng loop Trong cấu trúc thành viên đợc nối với tạo thành mạch vòng khép kín, tín hiệu đợc truyền theo chiều cố định u điểm phơng pháp nút mạng khuếch đại điều khiển cho khoảng cách ®èi víi cÊu tróc nµy cã thĨ lµ rÊt xa Mặt khác đối tác ngăn mạch vòng làm hai phần nên khả sảy xung đột giảm tí n hiêụ đợc truyền theo chiỊu + Topology bus H×nh 1.6 CÊu tróc trunkline/drop-line H×nh 1.7 Cấu trúc daisy-chain Trong cấu trúc đối tác truyền thông đợc nối cung dây dẫn Với cấu trúc daisy-chain đối tác đợc nối trực tiếp vào đờng truyền Còn cấu trúc trunk-line/drop-line có dây phụ để nối đối tác vào đờng Bus chung u điểm phơng pháp đơn giản tiế t kiệm dây dẫn + Cấu tróc c©y Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Bé nèi Bộ lặp Bộ nối Hình 1.8 Cấu trúc Cấu trúc tổng hợp nhiều liên kết với cấu trúc nh đờng thẳng, sao, mạch vòng Đây cấu trúc thờng gặp thực tế 2.3 Môi trờng truyền dẫn 2.3.1 Các đặc tính môi trờng truyền dẫn Môi trờng truyền dẫn môi trờng mà tín hiệu thông tin truyền qua (thực chất đờng truyền) Môi trờng truyền dẫn có ảnh hởng lớn tới tốc độ truyền dẫn, chất lợng đờng truyền Ta xét đặc tính sau: ã Dung lợng truyền môi trờng truyền dẫn đợc tính theo công thức sau: Uk = Tk*Fk*Hk đó: Tk - Thời gian có mặt tín hiệu truyền Fk Khoảng tần số làm việc kênh Hk - Đặc tính rõ tăng công suất tín hiệu Pth so với công suất nhiễu Pnh kênh Ngời ta gọi Uk khả truyền môi trờng truyền dẫn ã Tốc độ truyền thông tin: V=I/T đó: I Lợng thông tin truyền T Thời gian truyền lợng thông tin I 2.3.2 Các loại môi trờng truyền dẫn ã Kt ni mt lng tối đa rack mở rộng ngoại trừ nguồn truyền (IM 4600 với IM 461-0 IM 460-3 với IM 461-3) - Nguyên tắc cấu hình cho rack mở rộng: • Chỉ chèn mô đun nguồn cung cấp vào slot • Chỉ chèn mơ đun giao diện nhận (Receive IM) vào slot tận bên phải (slot 18) • Mơ đun truyền thơng bus nên chèn vào rack mở rộng với lượng không vượt q mơ đun (nói cách khác, chúng khơng thể có địa số lượng lớn hơn) - Ngun tắc đặc biệt cho việc cấu hình với mơ đun nguồn với lực dự phịng (redundant): Mơ đun nguồn cung cấp với lực dự phịng chèn vào rack đôi Những mô đun cơng nhận ngững thơng tin dạng văn ”Hardware Catalog” Bạn nên xem xét ngun tắc sau: • Nó chèn vào mơ đun nguồn với lực dự phịng rack dự định cho mục đích • Mơ đun nguồn với lực dự phịng vận hành kèm với CPU thiết kế cho mục đích này; Những CPU khơng phù hợp khơng thể nhân q trình cấu hình • Mơ đun nguồn với lực dự phòng phải chèn vào slot slot (khơng cho phép để trống) • Mơ đun nguồn khơng có lực khơng phép chèn chung rack 5.3.1.2.2 Cách cấu hình cho rack trung tâm: - Giới hạn cho rack trung tâm: Lựa chọn rack trung tâm thích hợp thư mực rack cho cấu hình bạn từ thư viện phần cứng Netpro., thư mục có rack sau: Hai rack CR2 (Central rack): CR2(1) thiết kế cho chức rack trung tâm với 18 slot chia làm hai đoạn: 10 slot slot; rack thích hợp cho chức dự phịng cho nguồn cung cấp CR2(2) thiết kế cho chức rack trung tâm với 18 slot chia làm hai đoạn: 10 slot slot Rack CR3: Được thiết kế cho chức rack trung tâm với slot; lắp mô đun nguồn theo chế dự phòng Hai rack ER1(Expansion rack): ER1(1) thiết kế cho chức rack mở rộng với 18 slot, cho mơ đun SM (P bus), khơng thích hợp cho chức dự phòng cho nguồn ER1(2) thiết kế cho chức rack mở rộng với 18 slot, cho mô đun SM (P bus) Hai rack ER2: ER2(1) thiết kế cho chức rack mở rộng với slot, cho mơ đun SM (P bus), khơng thích hợp cho chức dự phòng cho nguồn Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp 85 ER2(2) thiết kế cho chức rack mở rộng với slot, cho mô đun SM (P bus) Hai rack UR1 (Universal rack): UR1(1) có 18 slot, khơng thích hợp cho chức dự phịng cho nguồn UR1(1) có 18 slot Hai rack UR2 (Universal rack): UR2(1) có slot, khơng thích hợp cho chức dự phịng cho nguồn UR2(1) có slot UR2-H: Được thiết kế cho chức rack trung tâm với x slot, tách biệt đường bus backplane, phù hợp cho chức chuẩn chức dự phòng (redundant) Bằng thao tác kéo thả rack vào phần form thiết kế bên trái, rack xuất form 5.3.1.2.3 Cách cấu hình cho rack mở rộng: Tất rack mở rộng kết nối tới mô đun giao diện gởi send IM rack trung tâm dạng cascade Mỗi nhóm gồm rack mở rộng kết nối đến mô đun giao diện gởi IM rack trung tâm Hình 5.18 Kết nối rack trung tâm đến rack mở rộng • • • • - Nguyên tắc kết nối rack mở rộng: Nếu bạn kết nối rack mở rộng tới mô đun giao diện (send IM) rack trung tâm phải xem xét vấn đề sau: • Nguồn truyền • Kiểu liên kết (tập trung/phân tán) • Bus truyền thông - Giới hạn rack mở rộng: • Lựa chọn rack mở rộng từ thư viện phần cứng Có thể thay đổi giá trị ấn định cho rack cách kích đúp chuột vào bảng, sau đặt lại giá trị phần Rack no hộp thoại General Ấn định mô đun vào rack, điều cần lưu ý rack phải tương thích với mơ đun giao diện phải chèn vào rack Tạo kết nối mô đun giao diện rack: + Kích đúp chuột vào mơ đun giao diện gởi send IM + Lựa chọn “Connect” tab Tab cho phép tất rack không kết nối Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thông công nghiệp 86 + Lựa chọn rack độc lập sử dụng nút “Connect” cho việc kết nối chúng tới mô đun giao diện send IM (C1 C2 hình 5.18) Sau thí dụ mơ tả q trình cấu hình cho rack trung tâm rack mở rộng trạm S7-400 CPU 414-1: Bạn tạo Project có tên “SAMPLE S7-400”, cách tiến hành phần 5.3.1: Hình 5.19 Kích đúp chuột trái vào biểu tượng MPI(1), xem hình 5.19, Kéo thả trạm SIMATIC 400 sang phần giao diện bên trái: Hình 5.20 Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp 87 Kích đúp chuột trái vào biểu tượng SIMATIC 400(1) hình 5.20, kéo thả rack trung tâm CR2 vào phần giao diện bên trái Kéo thả mô đun cần thiết như: mô đun CPU 414-1 (trong thư mục CPU); mô đun nguồn PS 405 10A (trong thư mục PS/Standar) vào slot rack trung tâm; mô đun giao diện gởi IM 460-0 vào slot 3, 4, 5, 6, 7, (tối đa mô đun IM đoạn rack), làm tương tự cho đoạn (nếu cần thiết), xem hình 5.21 Kéo thả rack mở rộng ER1: Hình 5.22 Hình 5.21 Hình 5.23 Đặt mơ đun giao diện nhận IM 361-0 vào vị trí tận (slot có số lớn nhất) rack mở rộng: Như hình 5.23, rack mở rộng chưa kết nối tới mô đun giao diện rack trung tâm Để kết nối, bạn kích đúp chuột lên mô đun giao diện tương ứng rack trung tâm, trường hợp mô đun giao diện IM 460-0 Slot chọn, hộp thoại properties xuất hiện, xem hình 5.24 Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp 88 Hình 5.25 Hình 5.26 Bạn kết nối rack mở rộng vào vị trí C1 C2 Trên hình 5.26 cho thấy, mơ đun giao diện IM 460-0 quản lý tối đa rack mở rộng Cứ tương tự vậy, bạn kết nối đến tấi nhóm rack mở rộng từ mơ đun giao diện rack trung tâm Xem hình 5.27: Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp 89 Hình 5.27 Kết nối rack mở rộng vào rack trung tâm CPU 414-1 5.3.2.3 Cấu hình cho mơ đun vào/ra phân tán subnet Profibus-DP: Phần lớn hệ thống Tự động hóa cần đến kết nối với mô đun vào/ra phân tán theo kiến trúc (topology) phương thức (phương thức trao đổi liệu) khác Do phần này, đề cập kiểu kết nối mà thực tế địi hỏi Mơ đun vào/ra phân tán đề cập đến hệ thống master, hệ thống bao gồm DP master DP slave Tất thành phần kết nối vào bus theo chuẩn giao thức Profibus-DP - Đối với hệ thống có DP master giao diện DP S7-300 DP slave mô đun phân tán ET200 hay thiết bị trường khác có giao diện DP - Đối với hệ thống có DP master giao diện DP S7-400 DP slave mô đun phân tán ET200 hay thiết bị trường khác có giao diện DP I slave (Intelligent slave) S7-300 có giao diện DP tích hợp sẵn(3152DP, 316-2DP, 318-2DP) hay S7-300 có thêm mơ đun CP 342-5 5.3.2.3.1 Các phương thức trao đổi liệu hệ hống DP master: Cấu hình với “Simple” (Modular hay Compact) DP slave theo cách trao đổi liệu slave↔master: Trong cấu hình này, liệu trao đổi DP master Simple DP slave (nghĩa DP có cấu hình chức đơn giản) Dữ liệu truyền từ địa vào DP slave đến DP master nhận từ DP master để xuất trực tiếp đầu DP slave Đại vào/ra mô đun DP slave ấn định cách tự động phần mềm cấu hình Đây cấu hình tương đối đơn Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 90 Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp giản cấu trúc chủ liên kết với nhiều tớ thông qua subnet ProfibusDP Hệ thống DP master DP master DP slave DP slave DP slave DP slave Hình 5.28 Sơ đồ nguyên lý trao đổi liệu slave↔master Cấu hình với DP salve thông minh (I slave) theo cách trao đổi liệu I slave↔master: Bạn chia nhỏ hệ thống tự động bạn thành tác vụ nhỏ (subtask) mà tác vụ điều khiển tác vụ điều khiển lập trình (PLC) cấp cao Những tác vụ điều khiển hoàn thành cách độc lập với hiệu suất cao so với việc xử lý lại tác vụ CPU, CPU bổ sung vào đóng vai trị I slave Với cấu hình I slave DP master khơng tru cập trực tiếp mô đun vào/ra I slave mà truy cập vào vùng địa CPU I slave Điều có nghĩa vùng địa ấn định cho mô đun vào thực I slave Việc ấn định phải I slave tạo cấu hình Hệ thống DP master DP master DP slave DP slave DP slave I slave Hình 5.29 Sơ đồ nguyên lý trao đổi liệu slave↔master có tham gia I slave Cấu hình với DP salve thông minh theo cách trao đổi liệu Slave→I slave: Với cấu hình này, liệu vào từ slave truyền thẳng đến I slave subnet Profibus-DP Với chế quản lý này, tất DP slave I slve cung cấp lựa chọn liệu đầu vào theo hướng trao đổi liệu trực tiếp (DX) Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 91 Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp các DP slave Chỉ có I slave (như CPU 315-2DP, 316-2DP hay 3182DP) sử dụng để nhận liệu Hệ thống DP master DP master DX DP slave DP slave DP slave I slave Hình 5.30 Sơ đồ nguyên lý trao đổi trực tiếp DP slave Cấu hình với hai hệ thống DP master theo cách trao đổi liệu slave→I slave: Vài hệ thôngs DP master subnet vật lý Profibus-DP gọi hệ thống multi-master Trong cấu hình này, liệu đầu vào từ DP slave đọc nhanh I salve subnet Những I slave giao tiếp với DP slave nội hệ thống DP master giao tiếp với DP slave hệ thống DP master khác (xem hình 5.31) Hệ thống DP master Hệ thống DP master DP master DP master DP slave DP slave DP slave DP slave DP slave I slave DX Hình 5.31 Trao đổi trực tiếp DP slave hệ thống DP master khác Với chế quản lý này, I slave CPU 315-2DP cho phép liệu vào từ DP slave truyền trực tiếp đến vùng liệu vào Theo nguyên tắc này, DP slave cung cấp lựa chọn liệu vào cho việc trao đổi liệu trực tiếp DP slave Cấu hình với slave→master: hai hệ thống DP master theo cách trao đổi liệu Dữ liệu vào từ I slave DP slave đọc trực tiếp master hệ thống DP master subnet vật lý Profibus-DP (xem hình 5.32) Cơ chế giao tiếp gọi “sự chia liệu đầu vào” liệu vào sử dụng DP master khác Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 92 Giáo trình Mạng truyền thông công nghiệp Hệ thống DP master Hệ thống DP master DX DP master DP slave DP slave DP slave DP master DP slave DP slave I slave Hình 5.32 Trao đổi trực tiếp slave hệ thống DP master khác 5.3.2.3.2 Cách cấu hình cho hệ thống vào/ra phân tán: Tạo hệ thống DP master: Bạn sử dụng biểu tượng DP master sau: - Một CPU với tích hợp mơ đun CP 342-5, CP 443-5 hay DP master tích hợp onboard CPU - Một giao diện submodule ấn định CPU/FM (ví dụ IF 964-DP CPU 488-4) - Một mô đun giao diện với giao diện DP master (ví dụ IM 467) Các bước thực hiện: - Lựa chọn DP master từ “Hardware Catalog” (ví dụ CPU 315-2DP) - Kéo thả mơ đun vào hàng thích hợp rack Vào mục ”Properties - PROFIBUS Node” để mở hộp thoại Tại bạn thực sau: • Tạo subnet Profibus lựa chọn subnet có • Đặt thuộc tính cho subnet Profibus (về khoảng cách kết nối, tốc độ truyền…) • Đặt địa Profibus DP master - Để chấp nhận việc cài đặt ấn “OK” Biểu tượng sau xuất hiện: Biểu tượng xem neo DP slave kết nối vào hệ thống DP master Tạo hệ thống gồm vài DP master giao tiếp với DP slave: Tách biệt hệ thống DP master: Nếu bạn chèn CPU với tích hợp sẵn giao diện DP hay CPU có kèm theo mơ đun giao diện DP (cấu I slave), bạn cấu hình cho CPU CP DP master với hệ thống DP master Bạn tách biệt hệ thống DP master theo cách sau: - Lựa chọn giao diện DP master - Lựa chọn menu lệnh: Edit > Master System > Separate; kích chuột phải, lựa menu chọn lệnh Master System > Separate Như bạn thực kết nối trao đổi liệu trực tiếp (DX) Nếu khơng có slave kết nối tới hệ thống master hệ thống master bị hủy bỏ Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 93 Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Cách lựa chọn giới hạn cho DP slave: Khi bạn cấu hình cho DP slave, chúng có nhóm sau: - Compact DP slaves (những mơ đun với tích hợp địa vào/ra số analog, ví dụ ET200B) - Modular DP slaves (những mô đun giao diện với S7 S5, ví dụ ET 200M) - I slave (các CPU S7-300 có tích hợp giao diện DP ET 200X với BM147/CPU) Cấu hình cho Compact DP slaves: - Lựa chọn Compact DP slave (ví dụ ET 200B) từ “Hardware Catalog” Kéo thả mô đun DP slave vào vị trí thích hợp hệ thống DP master: hộp thoại ”Properties - PROFIBUS Node” mở Tại đây, bạn cài đặt tham số sau: • Thuộc tính cho subnet Profibus (về khoảng cách kết nối, tốc độ truyền…) • Địa Profibus DP slave - Xác nhận lại công việc cài đặt cách nhấn nút “OK” Kết biểu tượng thêm vào hệ thống DP master với diện compact DP slave Cấu hình I/O compact DP slave hiển bảng bên cửa sổ cấu hình Ví dụ: Tạo kết nối hệ thống DP master CPU 414-2DP với compact DP slave sau:  Tạo dự án với tên “compact DP slave”  Tạo cấu hình cho CPU 414-2DP rack trung tâm CR2/18  Vào thư mục ET 200B ”Hardware Catalog” chọn DP slave thích hợp, kéo thả DP slave vào subnet Profibus giao diện DP master CPU 414-2DP tạo Kết quả: compact DP slave Địa tự động hiển thị Hình 5.33 Cấu hình cho hệ thống compact DP slave Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 94 Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Cấu hình cho Modular DP Slaves: - Lựa chọn mô đun giao diện cho Modular DP Slave (ví dụ IM 153 cho ET 200M) từ “Hardware Catalog” - Kéo thả DP slave vào subnet Profibus kết nối vào biểu tượng DP master, kích chuột phải lên mơ đun để cài đặt thơng số thích hợp cho mơ đun - Xác nhận lại công việc cài đặt cách nhấn nút “OK” Một biểu tượng cho DP slave gắn thêm vào hệ thống DP master Những mô đun “Modular DP Slaves” bao gồm: • Terminal Blocks (TB…SC) cho việc kết nối Smart (họ mơ đun ET 200L SC • SC submodules (họ mơ đun ET 200L SC) • AS-i slave (DP/AS-i link) • Những mơ đun S7-300 (họ ET 200M) Hình 5.34 Cấu hình cho hệ thống modular DP slave Tạo một hệ thống multi-master subnet Profibus: Ở ví dụ hình 5.35, hệ thống gồm hai DP master là: CPU 416-2DP DP master CPU 412-2DP DP master DP master quản lý DP slave IM 153 có địa IM 153(1), IM 153(2), IM 153(4) DP master quản lý DP slave có địa IM 153(6) Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Hình 5.35 Hệ thống có nhiều DP master quản lý DP slave riêng biệt Việc tính tốn cài đặt chu kỳ bus xem phần FREEZE help online ! 5.3.2.3.3 Cách cấu hình cho I-Slave: Một I-Slave CPU có kết hợp với mơ đun Profibus CP, xem hình bên dưới: Hình 5.35 I-Slave phối ghép vào hệ thống DP master Sự khác DP slave I-Slave: Đối với DP slave thông thường compact (ET 200B) hay modular (ET 200M) DP master truy cập vào đầu váo/ra phân tán Đối với I-Slave, DP master không truy cập trực tiếp vào đầu vào/ra ISlave mà truy cập không gian địa vào/ra trình xử lý thực CPU I-Slave Ứng dụng I-Slave: I-Slave không thực việc trao đổi liệu với master mà thực việc trao đổi liệu trực tiếp với DP slave mà DP slave làm điều 95 Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 96 Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp Các bước để cấu hình: Có hai bước yêu cầu để chèn I-slave vào hệ thống DP master:  Cấu hình trạm với mô đun Profibus-DP CP DP sla ve (có thể CPU có sẵn giao diện DP CPU ghép thêm mô đun C P)  Kết nối I-slave vào hệ thống DP cách ấn định với DP Hình 5.37 Cấu hình I-slave vào hệ thống DP master S 7-400 master Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội 97 .. .Giáo trình Mạng truyền thơng cơng nghiệp ch¬ng Lý thuyết chung mạng truyền thông công nghiệp Tổng quan chung 1.1 Giới thiệu mạng truyền thông công nghiệp Do đặc thù ngành công nghiệp mà... nh giới hạn - Giá thành thấp - Lợng thông tin truyền tải lớn 1.2 Mô hình phân cấp mạng truyền thông công nghiệp Để có nhìn tổng thể mạng truyền thông công nghiệp, hÃy xem mô hình phân cấp để... cấp điều khiển Truyền thông Profibus DP PA đợc trình bày hình sau : Hình 3.16 Truyền thông Profibus-DP PA Khoa Điện –Trường CĐN Cơ điện Hà nội Giáo trình Mạng truyền thông công nghiệp 43 CHƯƠNG