Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.4: AS-Interface. Những nội dung chính trong chương này gồm có: Giới thiệu chung, kiến trúc giao thức, cấu trúc mạng và cáp truyền, cơ chế giao tiếp, cấu trúc bức điện, mã hóa bit, bảo toàn dữ liệu.
Hệ thống thông tin công nghiệp 6.4 AS-Interface 4/28/2006 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.4 AS-Interface Giới thiệu chung Kiến trúc giao thức Cấu trúc mạng cáp truyền Cơ chế giao tiếp Cấu trúc ₫iện Mã hóa bit Bảo tồn liệu 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Giới thiệu chung Kết phát triển hợp tác 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến cấu chấp hành châu Âu (Siemens, Schneider Electric, Moeller, Festo, Bürkert, Pepperl & Fuchs ) Chuyên dùng cho ghép nối ₫iều khiển trực tiếp với thiết bị logic (rơ-le ₫óng cắt, van on/off, cảm biến chuyển mạch ₫ường cáp Chuẩn EN 50295, IEC 62026-2 Hiệp hội ASI International Association hỗ trợ phát triển ứng dụng 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Yêu cầu & ₫ặc ₫iểm chung Yêu cầu lưu lượng liệu thấp, tính thời gian thực ngặt nghèo Đơn giản, tiện dụng, giá hợp lý Khả ₫ồng tải nguồn cho toàn cảm biến phần lớn cấu chấp hành Bền vững môi trường cơng nghiệp khơng ₫ịi hỏi cao chất lượng ₫ường truyền Cấu trúc mạng tương ₫ối linh hoạt: ₫ường thẳng, cây, hình 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PLC víi giao diƯn bus tr−êng PLC PS CPU PS CPU PLC víi giao diƯn AS-i PS CPU Thực tế phương pháp nối dây truyền thống: 36% cố nhà máy, máy móc l Vo/ phân tán li lp t, i dây (số liệu 1997, TU München) ASI giúp tiết kiệm tới 25% chi phí cáp truyền 30% chi phớ tng th Cảm biến/cơ cấu chấp hnh a) Nối điểm-điểm cổ điển 6.4 AS-Interface Cảm biến/cơ cấu chấp hnh b) Bus trờng với vo/ra phân tán Cảm biến/cơ cấu chÊp hμnh c) AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Kiến trúc giao thức Đặc ₫iểm hạn chế việc trao ₫ổi liệu túy lượng liệu trao ₫ổi nhỏ Toàn việc xử lý giao thức ₫ược gói gọn lớp (lớp vật lý) theo mơ hình OSI Phương pháp mã hóa bit hồn tồn ₫ể thích hợp với ₫ường truyền dây ₫ồng tải nguồn không dựa vào chuẩn truyền dẫn RS-485 thông dụng hệ thống bus khác Chức ₫iều khiển truy nhập bus bảo toàn liệu ₫ược thực lớp Phương pháp ₫iều khiển truy nhập bus chủ/tớ túy ₫ể 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Cấu trúc mạng & cáp truyền Cấu trúc ₫ường thẳng, cây, hình Không yêu cầu trở ₫ầu cuối Chiều dài tổng cộng cáp truyền cho phép tối ₫a 100 mét Số trạm tớ tối ₫a mạng 31, tương ứng với tối ₫a 124 thiết bị (mỗi trạm tớ ghép nối ₫ược tối ₫a thiết bị) Version 2: Tối ₫a 64 trạm/mạng Tốc ₫ộ truyền 167 kbit/s, tương ₫ương với thời gian bit μs 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt AS-i Master (PC, PLC, CNC, ) Nguån DC AS-i Slave Bé chia Bé nèi tÝch cùc S/A S/A S/A S/A Cảm biến/cơ cấu chấp hnh thông thờng 6.4 AS-Interface S/A S/A S/A S/A S/A Cảm biến/cơ cÊu chÊp hμnh lμ AS-i Slave © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com S/A https://fb.com/tailieudientucntt Cơ chế giao tiếp Chủ-tớ, phương pháp hỏi ₫áp (polling), tuần hoàn Chủ yếu liệu logic (tối ₫a bit liệu vào/ra ₫iện) Thời gian chu kỳ bus tối ₫a ₫ược ₫ảm bảo không lớn ms (với 31 trạm tớ) Version 2.0: Cho phép truyền liệu tương tự (7 chu kỳ bus x = 35 giây) Trạm chủ gửi kèm thơng báo khác mà không gây ảnh hưởng ₫áng kể tới thời gian chu kỳ bus (9 loại thơng báo có hai loại phục vụ truyền liệu tham số, hai loại dùng ₫ể ₫ặt ₫ịa trạm tớ, năm loại ₫ược sử dụng ₫ể nhận dạng xác ₫ịnh trạng thái trạm tớ) 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Cấu trúc ₫iện 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Mã hóa bit APM (Alternate Pulse Modulation): kết hợp AFP mã Manchester 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 DÃy bit gửi Bên gửi MÃ Manchester 60mA Dòng phát +2V Tín hiệu điện áp đờng truyền -2V Xung âm đợc phát Bên nhận Xung dơng đợc phát DÃy bit đợc tái tạo 6.4 AS-Interface 0 â 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14 Bảo toàn liệu Lớp chịu trách nhiệm hoàn toàn việc kiểm tra lỗi, dựa vào bit chẵn/lẻ kết hợp với phương pháp mã hóa bit hợp lý Trong chu kỳ bit (6 μs) tín hiệu ₫ường truyền ₫ược thu lấy mẫu 16 lần => Nhận biết dạng tín hiệu theo mã APM Mỗi ₫iện ₫ều có chiều dài cố ₫ịnh, có bit ₫ầu, bit cuối, ngăn cách thời gian nghỉ Kiểm tra bit chẵn lẻ Tỉ lệ lỗi lại thấp Ví dụ, tỉ lệ bit lỗi 0.0012 (tức khoảng 200 lỗi/s) TMTBF ₫iện trạm chủ lớn 10 năm 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 Ví dụ với 31 trạm tớ, trường hợp truyền khơng có lỗi chu kỳ bus có 33 ₫iện kể ₫iện thông báo tham số ₫ược trao ₫ổi Thời gian chu kỳ bus là: 33 x 25 bit x 6μs/bit = 4.95 ms Nếu xuất trung bình ₫iện bị lỗi phải gửi lại chu kỳ (khoảng 200 lỗi giây), chu kỳ bit kéo dài: 34 x 25 bit x 6μs/bit = 5.1 ms Trong trường hợp mười ₫iện bị lỗi phải gửi lại chu kỳ, thời gian chu kỳ bus là: 43 x 25 bit x 6μs/bit = 6.45 ms 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 ... AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Cấu trúc ₫iện 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 6.4 AS-Interface. .. truyền dẫn RS-485 thông dụng hệ thống bus khác Chức ₫iều khiển truy nhập bus bảo toàn liệu ₫ược thực lớp Phương pháp ₫iều khiển truy nhập bus chủ/tớ túy ₫ể 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com... hnh thông thờng 6.4 AS-Interface S/A S/A S/A S/A S/A Cảm biến/cơ cấu chÊp hμnh lμ AS-i Slave © 2006 - HMS CuuDuongThanCong.com S/A https://fb.com/tailieudientucntt Cơ chế giao tiếp Chủ-tớ,