Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 4.1: Cơ sở truyền thông công nghiệp. Những nội dung chính trong chương này gồm có: Giới thiệu chung, cấu trúc mạng, kiểm soát truy nhập bus, bảo toàn dữ liệu, mã hóa bit, kỹ thuật truyền dẫn, kiến trúc giao thức.
© 2004, HỒNG MINH SƠN Chương Hệ thống thơng tin công nghiệp Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp 08.01.07 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Chương 4: Nội dung Giới thiệu chung Cấu trúc mạng Kiểm soát truy nhập bus Bảo tồn liệu Mã hóa bit Kỹ thuật truyền dẫn Kiến trúc giao thức © 2004, HỒNG MINH SƠN Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 4.1 Mạng truyền thơng CN gì? © 2004, HỒNG MINH SƠN Mạng truyền thơng cơng nghiệp mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, sử dụng để ghép nối thiết bị công nghiệp Thế truyền kỹ thuật số? Tại lại truyền kỹ thuật số? Thế truyền bit nối tiếp? Tại lại truyền bit nối tiếp? Các thiết bị cơng nghiệp gì? u cầu giao tiếp thiết bị công nghiệp sao? Phân biệt MCN với mạng viễn thơng, mạng máy tính? Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Vai trị mạng truyền thơng CN? a) b) Đơn giản hóa cấu trúc liên kết thiết bị công nghiệp Tiết kiệm dây nối công thiết kế, lắp ₫ặt hệ thống Nâng cao ₫ộ tin cậy ₫ộ xác thơng tin © 2004, HỒNG MINH SƠN Nâng cao ₫ộ linh hoạt, tính mở hệ thống Đơn giản hóa/tiện lợi hóa việc tham số hóa, chẩn ₫ốn, ₫ịnh vị lỗi, cố thiết bị Mở nhiều chức khả ứng dụng hệ thống Chương 4: Cơ sở truyền thông cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Các yêu cầu ₫ối với MCN Tính thời gian thực (vì sao?) Độ tin cậy tính sẵn sàng cao (vì sao?) Tính ₫ơn giản, dễ thực hiện, dễ sử dụng (₫ể làm gì?) Tốc ₫ộ truyền: vừa phải, tùy theo cấp ứng dụng Số lượng trạm cần ghép nối: vừa phải (một vài chục) Khoảng cách truyền: vừa phải, tùy theo phạm vi ứng dụng (một vài chục - vài nghìn mét) © 2004, HỒNG MINH SƠN Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Phõn loi MCN Quản lý công ty Mạng công ty Điều hành sản xuất Mạng xí nghiệp Điều khiển giám sát Bus hệ thống Bus trình Bus điều khiển Điều khiển â 2004, HONG MINH SN Bus trờng Bus thiết bị Bus cảm biến/ chấp hành ChÊp hµnh Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Nguyên tắc bn ca truyn thụng Đối tác truyền thông Đối tác truyền thông â 2004, HONG MINH SN MÃ hóa/ Giải m· M·hãa/ Gi¶i m· HƯ thèng trun tÝn hiƯu mã hóa nguồn mã hóa đường truyền Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Chế ₫ộ truyền a) Simplex Bé ph¸t 10110101 Bé thu 10110101 b) Half-duplex Bé thu ph¸t Bé thu ph¸t 10110101 c) Duplex Bé thu ph¸t Bé thu ph¸t © 2004, HOÀNG MINH SƠN 10101010 Chế ₫ộ truyền thông dụng hệ thống truyền thông công nghiệp? Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Chế ₫ộ truyền tải - ₫iều chế tín hiệu © 2004, HỒNG MINH SƠN Truyền tải dải sở: Tín hiệu mang nguồn thông tin dải tần sở Truyền tải dải mang: Tín hiệu mang nguồn thơng tin dải sóng mang (vì làm nào?) Truyền tải dải rộng: Tín hiệu mang nhiều nguồn thơng tin lúc dải tần rộng (vì làm nào?) Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Các thơng số ₫ặc trưng cho truyền dẫn Tốc ₫ộ truyền tốc ₫ộ bit Thời gian bit/Chu kỳ bit TB = 1/v — TB = 1/f, trường hợp n = © 2004, HỒNG MINH SƠN Thời gian lan truyền tín hiệu TS = l/(k*c) — l chiều dài dây dẫn, — c tốc ₫ộ ánh sáng chân không (300.000.000m/s) — k hệ số giảm tốc ₫ộ truyền k = 1/ ε — ε số ₫iện môi lớp cách ly — Polyethylen với số ₫iện môi ε = 2.3 => k ≈ 0.67 Chương 4: Cơ sở truyền thông cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 10 4.2 Cấu trúc mạng (network topology) Khái niệm liên kết (link): — Liên kết vật lý — Liên kết logic Các kiểu liên kết — Liên kết ₫iểm - ₫iểm (point-to-point) — Liên kết ₫iểm - nhiều ₫iểm (multi-drop) — Liên kết nhiều ₫iểm (multipoint) © 2004, HỒNG MINH SƠN Khái niệm Topology: cấu trúc liên kết mạng, tổng hợp liên kết — Cấu trúc bus (liên kết nhiều ₫iểm ₫iểm - nhiều ₫iểm) — Cấu trúc vòng (liên kết ₫iểm-₫iểm) — Cấu trúc (liên kết ₫iểm - nhiều ₫iểm) Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 11 Cấu trúc bus liên quan tới tính gì? Tính thời gian thực? Độ tin cậy tính sẵn sàng hệ thống? Tính ₫ơn giản? Khoảng cách truyền? Cần nắm ₫ược chất, ưu ₫iểm nhược ₫iểm cấu trúc liên quan tới tính trên! © 2004, HỒNG MINH SƠN Chương 4: Cơ sở truyền thông cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 12 Cấu trúc bus Các đoạn dây dẫn trunk-line drop-line drop-line drop-line © 2004, HOÀNG MINH SƠN a) daisy-chain b) trunk-line/drop-line c) mạch vịng khơng tích cực Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 13 © 2004, HỒNG MINH SƠN Cấu trúc dự phịng Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 14 Cấu trúc mạch vịng (tích cực) â 2004, HONG MINH SN Master a) Không có điều khiĨn trung t©m Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghip CuuDuongThanCong.com b) Có điều khiển trung tâm â 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 15 Cấu trúc dự phòng: Mạch vòng ₫úp 1 8 7 6 a) By-pass sù cè ®−êng dây b) Đấu tắt cố trạm Thiết bị Thiết bị â 2004, HỒNG MINH SƠN Bé chun m¹ch by-pass a) Tr−íc x¶y sù cè Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com b) Sau x¶y sù cè © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 16 Cấu trúc hình © 2004, HỒNG MINH SƠN * Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 17 Cấu trúc bé nèi bé lỈp bé nèi © 2004, HỒNG MINH SƠN bé nèi vßng Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 18 © 2004, HOÀNG MINH SƠN Ví dụ cấu trúc mạng hệ DeltaV Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 19 © 2004, HỒNG MINH SƠN Ví dụ cấu trúc mạng sử dụng Foundation Fieldbus Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 20 Ví dụ cấu trúc mạng sử dụng Foundation Fieldbus Controller FF H1 © 2004, HỒNG MINH SƠN Link Master Chương 4: Cơ sở truyền thông cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 21 © 2004, HỒNG MINH SƠN Ví dụ cấu trúc mạng sử dụng Foundation Fieldbus Chương 4: Cơ sở truyền thông cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 22 © 2004, HỒNG MINH SƠN Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 23 © 2004, HỒNG MINH SƠN Ví dụ cấu trúc mạng hệ PCS7 Chương 4: Cơ sở truyền thông công nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 24 ... Chế ₫ộ truyền thông dụng hệ thống truyền thông công nghiệp? Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Chế ₫ộ truyền tải - ₫iều... Fieldbus Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt 22 © 2004, HỒNG MINH SƠN Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com... tin lúc dải tần rộng (vì làm nào?) Chương 4: Cơ sở truyền thơng cơng nghiệp CuuDuongThanCong.com © 2005 - HMS https://fb.com/tailieudientucntt Các thông số ₫ặc trưng cho truyền dẫn Tốc ₫ộ truyền