GIÁO TRÌNH MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Chương 1: Mở đầu 1.1 Mạng truyền thông công nghiệp gì? Sự phổ biến giải pháp tự động hóa sử dụng hệ thống truyền thơng số kết tổng hợp tiến kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật máy tính, kỹ thuật thông tin đương nhiên kỹ thuật tự động hóa Mạng truyền thơng cơng nghiệp hay mạng công nghiệp (MCN) khái niệm chung hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, sử dụng để ghép nối thiết bị công nghiệp Các hệ thống truyền thông công nghiệp phổ biến cho phép liên kết mạng nhiều mức khác nhau, từ cảm biến, cấu chấp hành cấp trường máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý công ty Để thấy rõ phạm vi đề cập lĩnh vực truyền thông công nghiệp, ta cần phân biệt với hệ thống mạng viễn thông mạng máy tính Về sở kỹ thuật, mạng cơng nghiệp hệ thống mạng viễn thơng có nhiều điểm tương đồng, nhiên có điểm khác biệt sau: • Mạng viễn thơng có phạm vi địa lý số lượng thành viên tham gia lớn nhiều, nên yêu cầu kỹ thuật (cấu trúc mạng, tốc độ truyền thơng, tính thời gian thực ) khác, phương pháp truyền thông (truyền tải dải rộng/ dải sở, điều biến, dồn kênh, chuyển mạch ) thường phức tạp nhiều so với mạng cơng nghiệp • Đối tượng mạng viễn thông bao gồm người thiết bị kỹ thuật, người đóng vai trị chủ yếu Vì dạng thơng tin cần trao đổi bao gồm tiếng nói, hình ảnh, văn dự liệu Đối tượng mạng công nghiệp túy thiết bị công nghiệp, nên dạng thông tin quan tâm liệu Các kỹ thuật công nghệ dùng mạng viễn thông phong phú, kỹ thuật truyền liệu theo chế độ bit nối tiếp đặc trưng mạng công nghiệp Mạng truyền thông công nghiệp thực chất dạng đặc biệt mạng máy tính, so sánh với mạng máy tính thơng thường điểm giống khác sau: • Kỹ thuật truyền thông số hay truyền liệu đặc trưng chung hai lĩnh vực • Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính sử dụng cơng nghiệp coi phần (ở cấp điều khiển giám sát, điều hành sản xuất quản lý cơng ty) mơ hình phân cấp mạng cơng nghiệp • u cầu tính thời gian thực, độ tin cậy khả tương thích mơi trường công nghiệp mạng truyền thông công nghiệp cao so với mạng máy tính thơng thường, mạng máy tính thường địi hỏi cao độ bảo mật • Mạng máy tính có phạm vị trải rộng khác nhau, ví dụ nhỏ mạng LAN cho nhóm vài máy tính, lớn mạng Internet Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính gián tiếp sử dụng dịch vụ truyền tải liệu mạng viễn thơng Trong đó, hệ thống mạng công nghiệp thường có tính chất độc lập, phạm vi hoạt động tương đối hẹp Sự khác phạm vi mục đích sử dụng hệ thống mạng truyền thơng công nghiệp với hệ thống mạng viễn thông mạng máy tính dẫn đến khác yêu cầu mặt kỹ thuật cũg kinh tế Ví dụ, yêu cầu kết nối nhiều máy tính khác cho nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau, kiến trúc giao thức mạng máy tính phổ thơng thường phức tạp so với kiến trúc giao thức mạng công nghiệp Đối với hệ thống truyền thông công nghiệp, đặc biệt cấp u cầu tính thời gian thực, khả thực đơn giản, giá thành hạ lại đặt hàng đầu 1.2 Vai trị mạng truyền thơng cơng nhiệp Ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin vấn đề giải pháp tự động hóa Một điều khiển cần ghép nối với cảm biến cấu chấp hành Giữa điều khiển hệ thống điều khiển phân tán cần trao đổi thông tin với để phối hợp thực điều khiển trình sản xuất Ở cấp cao hơn, trạm vận hành trung tâm điều khiển cần ghép nối giao tiếp với điều khiển để theo dõi, giám sát tồn trình sản xuất hệ thống điều khiển Vậy, mạng truyền thơng cơng nghiệp có vai trị quan trọng lĩnh vực đo lường, điều khiển tự động hóa ngày nay? Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt bus trường để thay nối điểm-điểm cổ điển thiết bị cơng nghiệp mang lại hàng loạt lợi ích sau: • Đơn giản hóa cấu trúc liên kết thiết bị công nghiệp: Một số lượng lớn thiết bị thuộc chủng loại khác ghép nối với thông qua đường truyền • Tiết kiệm dây nối cơng thiết kế, lắp đặt hệ thống: Nhờ cấu trúc đơn giản, việc thiết kế hệ thông trở nên dễ dàng nhiều Một số lượng lớn cáp truyền thay đường nhất, giảm chi phí đáng kể cho ngun vật liệu cơng lặp đặt • Nâng cao độ tin cậy độ xác thơng tin: Khi dùng phương pháp truyền tín hiệu tượng tự cổ điển, tác dộng nhiễu dễ làm thay đổi nội dung thơng tin mà thiết bị khơng có cách nhận biết Nhờ kỹ thuật truyền thông số, khơng thơng tin truyền khó bị sai lệch hơn, mà thiết bị nối mạng cịn có thêm khả tự phát lỗi chẩn đoán lỗi có Hơn nữa, việc bổ qua nhiều lần chuyển đổi qua lại tượng tự-số số-tương tự nâng cao độ xác thơng tin • Nâng cao độ linh hoạt, tính mở hệ thống: Một hệ thống mạng chuẩn hóa quốc tế tạo điều kiện cho việc sử dụng thiết bị nhiều hãng khác Việc thay thiết bị, nâng cấp mở rộng phạm vi chức hệ thống dễ dàng nhiều Khả tương tác thành phần (phần cứng phần mềm) nâng cao nhờ giao diện chuẩn • Đơn giản hóa/tiện lợi hóa việc tham số hóa, chẩn đống, đinh vị lỗi, cố thiết bị: Với đường truyền nhất, khơng thiết bị trao đổi liệu q trình, mà cịn gửi cho liệu tham số, liệu trạng thái,dữ liệu cảnh báo liệu chẩn đoán Các thiết bị tích hợp khả tự chẩn đốn, trạm mạng có khả cảnh giới lẫn Việc cấu hình hệ thống, lập trình, tham số hóa, chỉnh định thiết bị đưa vào vận hành thực từ xa qua trạm kỹ thuật trung tâm • Mở nhiều chức khả ứng dụng hệ thống: Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp cho phép áp dụng kiến trúc điều khiển điều khiển phân tán, điều khiển phân tán với thiết bị trường, điều khiển giám sát chẩn đoán lỗi từ xa qua Internet, tích hợp thơng tin hệ thống điều khiển giám sát với thông tin điều hành sản xuất quản lý công ty Có thể nói, mạng truyền thơng cơng nghiệp làm thay đơi hẳn tư thiết kế tích hợp hệ thống Ưu giải pháp dùng mạng công nghiệp nằm phương diện kỹ thuật, mà cịn khía cạnh hiệu kinh tế Chính vậy, ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực công nghiệp, điều khiển trinh, tự động hóa xí nghiệp, tự động hóa tịa nhà, điều khiển giao thông, v.v Trong điều khiển trình, hệ thống bus trường dần thay mạch dòng tương tự (current loop) 4-20mA Trong hệ thống tự động hóa xí nghiệp tự động hóa tịa nhà, số lượng lớn phần tử trung gian bỏ qua nhờ hệ bus ghép nối trực tiếp thiết bị cảm biến chấp hành Nói tóm lại, sử dụng mạng truyền thơng cơng nghiệp khơng thể thiếu việc tích hợp hệ thống tự động hóa đại 1.3 Phân loại đặc trưng hệ thống MCN Để xếp, phân loại phân tích đặc trưng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, ta dựa vào mơ hình phân cấp quen thuộc cho cơng ty, xí nghiệp sản xuất Với loại mơ hình này, chức phân thành nhiều cấp khác Càng cấp chức mang tính chất địi hỏi cao độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng Một chức cấp thực dựa chức cấp dưới, khơng địi hỏi thời gian phản ứng nhanh cấp , ngược lại lượng thông tin cần trao đổi xử lý lớn nhiều Có thể coi mơ hình phân cấp chức cho hệ thống tự động hóa nói chung cho hệ thống truyền thơng nói riêng cơng ty Tương ứng với năm cấp chức bốn cấp hệ thống truyền thông Từ cấp điều khiển giám sát trở xuống thuật ngữ “bus” thường dùng thay cho “mạng”,với lý phần lớn hệ thống mạng phía có cấu trúc vật lý logic kiểu bus (xem phần 2.5) Như ta thấy, mơ hình phân cấp chức tiện lợi cho việc thiết kế hệ thống lựa chọn thiết bị Trong thực tế ứng ụng, phân cấp chức khác chút so với trình bày đây, tùy thuộc vào mức độ tự động hóa cấu trúc hệ thống cụ thể Trong trường hợp ứng dụng đơn giản điều khiển trang thiết bị dân dụng ( máy giặt, máy lạnh, điều hòa độ ẩm ), phân chia nhiều cấp hồn tồn khơng cần thiết Ngược lại, tự động hóa nhà máy đại điện nguyên tử, sản xuất xi măng, lọc dầu, ta chia nhỏ cấp chức để tiện theo dõi 1.3.1 Bus trường, bus thiết bị Bus trường (fieldbus) thực khái niệm chung dùng ngành công nghiệp chế biến để hệ thống bus nối tiếp, sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết nối thiết bị thuộc cấp điều khiển (PC, PLC) với với thiết bị cấp chấp hành, hay thiết bị trường Các chức cấp chấp hành đo lường, truyền động chuyển đổi tín hiệu trường hợp cần thiết Các thiết bị có khả nối mạng vào/ phân tán ( distributed I/O), thiết bị đo lường (sensor, transducer, transmitter) cấu chấp hành (actuator, value) có tích hợp khả xử lý truyền thơng Một số kiểu bus trường thích hợp nối mạng thiết bị cảm biến cấu chấp hành với điều khiển, gọi bus chấp hành/ cảm biến Trong công nghiệp chế tạo (tự động hóa dây chuyền sản xuất, gia cơng lắp ráp) số lĩnh vực ứng dụng khác tự động hóa tịa nhà, sản xuất xe hơi, khái niệm bus thiết bị lại sử dụng phổ biến Có thể nói, bus thiết bị bus trường có chức tương đương, đặc trưng riêng biệt hai ngành cơng nghiệp, nên số tính khác Tuy nhiên, khác ngày trở nên không rõ rệt, mà phạm vi ứng dụng hai loại mở rộng đan chéo sang Trong thực tế, người ta dùng chung khái niệm bus trường Do nhiệm vụ bus trường chuyển liệu trình lên cấp điều khiển để xử lý chuyển định điều khiển xuống cấu chấp hành, u cầu tính thời gian thực đặt lên hàng đầu Thời gian phản ứng tiêu biểu nằm phạm vi từ 0,1 tới vài mili giây Trong đó, u cầu lượng thơng tin điện thường hạn chế khoảng vài byte, tốc độ truyền thơng thường cần phạm vi Mbit/s thấp Việc trao đổi thơng tin biến q trình chủ yếu mang tính chất định kỳ, tuần hồn, bên cạnh thơng tin tham số hóa cảnh báo có tính chất bất thường Các hệ thống bus trường sử dụng rộng rãi PROFIBUS, ControlNet, INTERBUS, CAN, WorldFIP, P-NET, Modbus gần đay phải kể tới Foundation Fieldbus Devicenet, AS-i, EIB Bitbus vài hệ thống bus cảm biến/ chấp hành tiêu biểu co thể nêu 1.3.2 Bus hệ thống, bus điều khiển Các hệ thống mạng công nghiệp dùng để kết nối máy điều khiển máy tính cấp điều khiển giám sát với gọi bus hệ thống (system bus) hay bus trình (process bus) Khái niệm sau thường dùng lĩnh vực điều khiển trình Qua bus hệ thống mà máy tính điều khiển phối hợp hoạt động, cung cấp liệu trình cho trạm kỹ thuật trạm quan sát (có thể gián tiếp thơng qua hệ thống quản lý sở liệu trạm chủ) nhận mệnh lệnh, tham số điều khiển từ trạm phía Thơng tin khơng trao đổi theo chiều dọc, mà theo chiều ngang Các trạm kỹ thuật, trạm vận hành trạm chủ trao đổi liệu qua bus hệ thống Ngoài máy in báo cáo lưu trữ liệu kết nối qua mạng Chú ý phân biệt khái niệm bus trường bus hệ thống không bắt buộc nằm khác kiểu bus sử dùng, mà mục đích sử dụng- hay nói cách khác thiết bị ghép nối Trong số giải pháp, kiểu bus dụng cho hai cấp Đối với bus hệ thống, tùy theo lĩnh vực ứng dụng mà địi hịi tính thời gian thực có đặc cách ngặt nghèo hay không Thời gian phản ứng tiêu biểu nằm khoảng vài trăm miligiây, lưu lượng thông tin cần trao đổi lớn nhiều so với bus trường Tốc độ truyền thông tiêu biểu bus hệ thống nằm phạm vi từ vài trăm kilobit/s đến vài Mbit/s Khi bus hệ thống sử dụng để ghép nối theo chiều ngang máy tính điều khiển, người ta thường dùng khái niệm bus điều khiển Vai trò bus điều khiển phục vụ trao đổi liệu thời gian thực trạm điều khiển hệ thống có câu trúc phân tán Bus điều khiển thơng thường có tốc độ truyền khơng cao u cầu tính thời gian thực thường khắt khe Do yêu cầu tốc độ truyền thông khả kết nối dễ dàng nhiều loại máy tính, hầu hết bus hệ thống thơng dụng dựa Ethernet, ví dụ Industrial Ethernet, Fieldbus Foundation’s High Speed Ethernet (HES), Ethernet/IP Bên cạnh phải kể đến PROFIBUS-FMS, ControlNet Modbus Plus 1.3.3 Mạng xí nghiệp Mạng xí nghiệp thực mạng LAN bình thường, có chức kết nối máy tính văn phịng thuộc cấp điều hành sản xuất với cấp điều khiển giám sát Thông tin đưa lên bao gồm trạng thái làm việc trình làm việc trình kỹ thuật, giàn máy hệ thống điều khiển tự động, số liệu tính tốn, thống kê diễn biến trình sản xuất chất lượng sản phẩm Thông tin theo chiều ngược lại thông số thiết kế, công thức điều khiển mệnh lệnh điều hành Ngồi ra, thơng tin trao đổi mạnh theo chiều ngang máy tính thuộc cấp điều hành sản xuất, ví dụ hỗ trợ kiểu làm việc theo nhóm, cơng tác dự án, sử dụng chung tài nguyên nối mạng (máy in, máy chủ…) Khác với hệ thống bus cấp dưới, mạng xí nghiệp khơng u cầu nghiêm ngắt tính thời gian thực Việc trao đổi liệu thường diễn khơng định kỳ, có với số lượng lớn tới hàng Mbyte Hai loại mạng dùng phổ biến cho mục đích Ethernet Token-Ring, sở giao thức chuẩn TCP/IP IPX/SPX 1.3.4 Mạng công ty Mạng công ty nằm mơ hình phân cấp hệ thống truyền thông công ty sản xuất công nghiệp Đặc trưng mạng công ty gần với mạng truyền thơng mạng máy tính diện rộng nhiều phương diện phạm vi hình thức dịch vụ, phương pháp truyền thông yêu cầu kỹ thuật Chức mạng công ty kết nối máy tính văn phịng xí nghiệp, cung cấp dịch vụ trao đổi thông tin nội với khách hàng thư viện điện tử, thư điện tử, hội thảo từ xa qua điện thoại, hình ảnh, cung cấp dịch vụ truy cập Internet thương mại điện tử, v,v…Hình thức tổ chức ghép nối mạng, công nghệ áp dụng đa dạng, tùy thuộc vào đầu tư công ty Trong nhiều trường hợp, mạng công ty mạng xí nghiệp thực hệ thống mạng mặt vật lý, chia thành nhiều phạm vi nhóm mạng làm việc riêng biệt Mạng cơng ty có vai trị đường cao tốc hệ thống hạ tầng sở truyền thông cơng ty, địi hỏi tốc độ truyền thơng độ an tồn, tin cậy đặc biệt cao Fast Ethernet, FDDI, ATM vài ví dụ công nghệ tiên tiến áp dụng tương lai 1.4 Về nội dung sách Cuốn sách đề cập tới hai mảng nội dung sở kỹ thuật truyền thơng công nghiệp nghiệp thiết kế hệ thống với hệ thống mạng công nghiệp tiêu biểu Mặc dù trọng tâm ứng dụng nằm lĩnh vực điều khiển q trình tự động hóa xí nghiệp, số hệ thống thông dụng phạm vi ứng dụng khác giới thiệu Chương trình bày vấn đề sở kỹ thuật trun thơng nói chung phân tích u cầu dặc trưng khả ứng dụng tự động hóa cơng nghiêm nói riêng Phần mang nặng tính chất lý thuyết sở, đưa củng cố khái niêm, thuật ngữ, giới thiệu mô hinh truyền thơng, phương pháp kiểm sốt truy nhập đường truyền, mã hóa bit, biện pháp bỏa tồn liệu, phương tiện truyền thơng kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu Các thành phần hệ thông mạng mô tả chương Bên cạnh phương tiện truyền thông thành phần giao diện mạng, chương giới thiệu số thiết bị liên kết linh kiện mạng tiêu biểu khác Chương giới thiệu số hệ thống mạng cơng nghiệp tiêu biểu, có hệ thống bus trường theo chuẩn quốc tế IEC 61158 PROFIBUS, INTERBUS… hệ thông bus thông dụng khác AS-I, CAN, DeviceNet Modbus Chương bàn vài vấn đề tiêu biểu xây dựng hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, có việc lựa chọn giải pháp mạng thích hợp Chương 2: Cơ sở kỹ thuật 2.1 Các khái niệm Trong phần này, số khái niệm thuật ngữ thông dụng kỹ thuật truyền thông công nghiệp giới thiệu củng cố 2.1.1 Thông tin, liệu tín hiệu Thơng tin Thơng tin khái niệm sở quan trọng khoa học kỹ thuật, giống vật chất lượng Các đầu vào đầu hệ thống kỹ thuật vật chất, lượng thơng tin, mơ tả hình 2.1 Một hệ thống xử lý thông tin hệ thống truyền thông hệ thống kỹ thuật quan tâm tới đầu vào đầu thông tin Tuy nhiên, đa số hệ thống kỹ thuật khác thường có đầu vào đầu hỗn hợp (vật chất, lượng thông tin) Vật chất Năng lượng Thông tin HỆ THỐNG KỸ THUẬT Vật chất Năng lượng Thơng tin Hình 2.1: Vai trị thông tin hệ thống kỹ thuật Thông tin thước đo mức nhận thức, hiểu biết đề, kiện hệ thống Ví dụ, thơng tin cho biết cách xác hay tương đối nhiệt độ ngồi trời hay mực nước bể chứa Thông tin giúp phân biệt mặt đề, trạng thái vật Nói cách khác, thơng tin loại trừ tính bất định Trong vật chất lượng tảng vật lý hóa học, thơng tin chủ thể tin học công nghệ thông tin Thông tin sở cho giao tiếp Thông tin việc giao tiếp mà đối tác có thêm hiểu biết lẫn đề, kiện hệ thống Dữ liệu Thông tin đại lượng trưu tượng, cần biểu diễn hình thức khác Khả biểu diễn thông tin rât đa dạng, ví dụ qua chữ viết, hình ảnh, cử chỉ, v.v Dạng biểu diễn thông tin phụ thuộc vào mục đích, tính chất ứng dụng Đặc biệt, thơng tin mơ tả hay nói cách khác “số lượng hóa” liệu để lưu trữ xử lý máy tính Trong trường hợp đó, ta nói thơng tin số hóa sử dụng hệ đếm nhị phân, hay mã hóa nhị phân Nói ngữ cảnh cấu trúc điện, liệu phần thơng tin hữu ích biểu diễn dãy bit {1,0 } Tuy thực tế, khái niệm xử lý thông tin xử lý liệu, truyền tải thông tin truyền tải liệu hay dùng với ý nghĩa tương tự, ta cần phân biệt rõ ràng thơng tin liệu Ví dụ, hai tập liệu khác mơ tả nội dung thông tin Ngược lại, hai tập liệu giống mang thơng tin khác nhau, tùy theo cách mơ tả Ta so sánh quan hệ liệu thông tin với quan hệ toán học số ý nghĩa sử dụng số Theo nghĩa thứ hai, liệu hiểu phần biểu diễn thông tin hưu dụng (thông tin nguồn) điện Tuy nhiên, vào ngữ cảnh cụ thể mà ta không sợ nhầm lẫn hai cách sử dụng thuật ngữ Lượng thơng tin Thơng tin xóa bỏ tính bất định, ví dụ khẳng định kiện có xẩy hay khơng, câu trả lời hay sai Mức độ xóa bỏ tính bất định gọi lượng thơng tin Chính liệu dạng biểu diễn thơng tin xử lý máy tính, nên lượng thơng tin được đo đơn vị liệu (bit = binary digit) Trong trường hợp thông tin khẳng định đúng/sai, rõ ràng cần bit để ghi mã 0, hay nói cách khác lượng thơng tin 1bit Với ví dụ khác, để biểu diễn hay phân biệt màu số 16 màu ta cần bit, 256 màu cần bit Để biểu diễn hay phân biệt chữ bảng ký tự có 256 chữ ký hiệu cần bit Một thông báo cần gửi “Hello” gồm có ký tự cần 40 bit Ta nói rằng, lượng thơng tin bit bit, 40 bit Ta có 1kbit = 1024 bit Mbit = 1024 kbit Gbit = 1024 Mbit Tín hiệu Việc trao đổi thơng tin (giữa người người, người máy) hay liệu (giữa máy máy) thực nhờ tín hiệu Có thể định nghĩa, tín hiệu diễn biến đại lượng vật lý chứa đựng tham số thơng tin/dữ liệu truyền dẫn Theo 10 Địa Modbus thiết bị gửi chuyển đổi thành mã đường dẫn (routing path) Phần CRC thông báo Modbus không gửi kèm, biện pháp bảo tồn liệu CRC thực cấp HDLC bên Các phần cịn lại thơng báo giữ ngun 4.5 INTERBUS INTERBUS phát triển riêng hãng Phoenix Contact, nhanh chóng thành cơng phương diện ứng dụng chuẩn hóa Ưu đặc biệt INTERBUS khả kết mạng nhiều chủng loại thiết bị khác giá thành vừa phải, đặc tính thời gian khơng thua hệ thống khác INTERBUS dùng xuyên suốt cho hệ thống tự động hóa phân tán phức tạp, khơng phụ thuộc vào mơ hình phân cấp Tuy nhiên, trọng tâm ứng dụng INTERBUS nằm cấp chấp hành hệ thống tự động hóa xí nghiệp, xếp vào phạm trù bus cảm biến/chấp hành Đặc biệt, kết hợp với xu hướng điều khiển dùng máy tính cá nhân, INTERBUS giải pháp đáng quan tâm 4.5.1 Kiến trúc giao thức Tập giao thức INTERBUS cấu trúc thành ba lớp tương ứng với mô hình ISO/OSI: lớp vật lý, lớp liên kết liệu lớp ứng dụng Lớp vật lý qui định phương pháp mã hóa bit, kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu giao diện mặt điện học học thiết bị mạng với môi trường truyền thơng Bên cạnh đó, lớp vật lý đưa qui dịnh yếu tố thời gian tốc độ truyền, độ rung (jitter), v.v… Lớp liên kết liệu có vai trị đảm bảo việc truyền liệu tin cậy, xác Lớp liên kết liệu INTERBUS hỗ trợ hai loại liệu phổ biến cấp cảm biến/chấp hành liệu trình mang tính chất tuần hồn liệu tham số mang tính chất khơng định kỳ 131 Phần lớp ứng dụng INTERBUS có tên PMS (Peripheral Message Specification) Giống FMS PROFIBUS, PMS thực chất tập MMS Chính vậy, dịch vụ thuộc lớp INTERBUS tương thích với dịch vụ PROFIBUS-FMS Kiến trúc giao thức INTERBUS xây dựng nhằm hổ trợ tối đa việc trao đổi liệu điều khiển trung tâm với vào/ra phân tán, thiết bị cảm biến cấu chấp hành Dữ liệu phân chia thành hai loại liệu q trình trao đổi tuần hồn liệu tham số trao đổi cần thiết Phụ thuộc vào kiểu liệu cần trao đổi mà tập giao thức INTERBUS chia thành hai nhóm có độ phức tạp khác nhau, minh họa hình Giao thức sở cho hai kiểu trao đổi liệu nói gọi giao thức vào/ra tuần hoàn thuộc lớp lớp liên kết liệu, có tên BLL (Basic Link Layer) Thông qua giao diên lập trình (API), chương trình ứng dụng sử dụng dịch vụ cao cấp PMS, sử dụng trực tiếp dịch vụ trao đổi liệu túy lớp BLL 4.5.2 Cấu trúc mạng kỹ thuật truyền dẫn Một hệ thống INTERBUS có cấu trúc mạng vịng, thành viên đóng vai trị tích cực đường truyền khép kín Thực chất, phương pháp truy nhập bus sử dụng kết hợp Master/Slave TDMA, giới thiệu chi tiết chương mục sau Một trạm chủ đóng vai trị kiểm sốt tồn hoạt động giao tiếp hệ thống, trạm khác phân chia khoảng thời gian thích hợp để trao đổi liệu với trạm chủ trạm khác 132 INTERBUS cho phép sử dụng cấu trúc mạch vòng phân cấp Mạch vòng chứa trạm chủ gọi mạch vịng Từ mạch vịng mở rộng thêm hệ thống mạch vịng qua nối đặc biệt (bus terminal module) Trong thực tế phổ biến cấu trúc hai cấp mạch vịng, minh họa Hình Một mạch vịng phụ mang tính chất cục bộ, gọi bus cục hay bus ngoại vi, thường sử dụng để ghép nối cácthiết bị xa qua khoảng cách tương đối lớn (bus lắp đặt bus xa) Một điểm đặc biệt đường va đường mạch vòng đặt cáp truyền qua tất trạm, tạo cảm giác mạng có cấu trúc đường thẳng cấu trúc 4.6 AS-i AS-I (Actuator Sensor Interface) kết phát triển hợp tác 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến cấu chấp hành có tên tuổii cơng nghiệp Siemens AG, Festo AG… Mục đích sử dụng AS-I kết nối thiết bị cảm biến chấp hành với cấp điều khiển, tính kỹ thuật đặt là: − Khả đồng tải nguồn, tức liệu dịng ni cho tồn cảm biến phần lớn cấu chấp hành phải truyền tải cáp hai dây − Phương pháp truyền phải bền vững môi trường công gnhiệp − Cho phép thực cấu trúc mạng đường thẳng hình − Các thành phần giao diện mạng thực với giá thấp 133 − Các nối phải nhỏ, gọn, đơn giản 4.6.1 Kiến trúc giao thức Trong phạm vi lớp vật lý, AS-I đưa phương pháp mã hóa bit hồn tồn để thích hợp với đường truyền hai dây đồng tải nguồn không dựa vào chuẩn truyền dẫn RS485 thông dụng hệ thống bus khác Ở mốt số hệ thống bus cấp thấp khác, AS-I sử dụng phương pháp chủ tớ túy khác để điều khiển truy nhập bus Trong đó, chức bảo tồn liệu lại dựa vào phương pháp bit chẵn lẻ 4.6.2 Cấu trúc mạng cáp truyền Cấu trúc mạng AS-I lựa chọn tuỳ ý theo yêu cầu kỹ thuật đặc điểm vị trí phạm vi dây, việc thiết kế cấu hình thực dự án trở nên dễ dàng Ví dụ, chọn cấu trúc đường thẳng (daisy-chain trunk-line/drop-line), cấu trúc mạng điện cung cấp bình thường Các thành viên tham gia phân bố đường truyền, xếp theo nhóm ghép nối qua đường trục hoạc đường nhánh Khơng giống hệ thống khác cóp cấu trúc bus , AS-I không yêu cầu sử dụng trở đầu cuối Trong mạng AS-I có trạm chủ đóng vai trị kiểm sốt tồn hoạt động giao tiếp mạng Trong trường hợp trạm chủ nối bus trường có nhiệm vụ chuyển đổi giao thức đoạn bus trường, (ví dụ Profibus-DP) với mạng AS-I Các trạm tớ cịn lại module tích cực ghép nối tối đa bốn cảm biến cấu chấp hành thơng thường , cảm biến / cấu chấp hành có tích hợp giao diện AS-I (trạm tớ) nối trực tiếp hay qua chia với đường truyền Chiều dài tổng cộng cho phép tối đa 100 mét với khoange cách lớn hơn, cần sử dụng lặp (repeater) mở rộng (extender) Số trạm tớ tối đa mạng 31, tương ứng với tối đa 124 thiết bị (mỗi trạm tớ ghép tối đa thiết bị) Có nghĩa , thưc truyền từ hai chiều cho phép trạm chủ quản lý tối đa 124 kênh vào số 124 kênh số Tốc độ truyền qui định 167 kbit/s tương đương với thời gian bit µs Trên Hình 4.28 sơ đồ cấu hình mạng AS-I tiêu biểu, sử dụng sản phẩm hãng Siemens Một điều khiển khả trình S7-300 với module CP342-2 đóng vai trị tram chủ Mỗi module tích cực chứa vi mạch SLAVE-ASIC ghép nối với cảm biến /cơ cấu chấp hành thơng thường Ngược lại, module thụ động có vai trò chia kênh cho thiết bị có tích hợp vi mạch giao diện mạng Về cáp truyền.AS-I qui định hai loại cáp dẫn điện thông thường (cáp tròn )và cáp AS-I đặc biệt (cáp dẹt) cáp trịn thơng thường dễ kiếm giá thành thấp , loại cáp dẹt có ưu điểm dễ lắp đặt Đường kính lõi dây phải 1,5mm để đáp ưng yêu cầu cung cấp dòng chiều tối thiểu 2A (24V DC) 4.6.3 Cơ cấu giao tiếp AS-I hoạt động theo cấu chủ-tớ Trong chu kì bus, trạm chủ thực trao đổi với trạm tớ lần theo phương pháp hỏi trình tự (polling) Trạm chủ gởi điện có 134 chiều dài 14 bit, có chứa bit địa trạm tớ bit thông tin (dữ liệu đầu mã gọi hàm ) chờ đợi trạm tớ trả lời nội dung khoảng trời gian định nghĩa trứơc Bức điện trả lời trạm tớ có chiều dài bit , có bit thơng tin (dữ liệu đầu vào kết thực hàm ) Vì khoảng cách truyền tương đối nhỏ, tốc độ truyền cố định 167 kbit/s nên thời gian chu kì bus phụ thuộc hoàn toàn vào số lượng trạm tớ ghép nối Tuy tốc độ truyền không lớn, thời gian chu kỳ bus tối đa đảm bảo không lớn ms (với 31 trạm tớ ) Cơ chế giao tiếp chủ tớ AS-I mặt cho phép thực vi mạch ghép nối cho trạm tớ đơn giản, dẫn đến giá thành thụuc thấp, mặt khác tạo độ linh hoạt hệ thống Trong trường hợp xảy cố thời bus, trạm chủ gởi riêng điện mà khơng nhận đườc trả lời, khơng cần thiết phải lặp lại chu trình Bên cạnh điện kiệu định kỳ, trạm chủ trạm chủ gởi kèm thơng báo khác mà không gây ảnh hưởng đáng kể đến thời gian chu kỳ bus Trong tổng cộng loại thông báo có hai loại phục vụ truyền liệu tham số, hai loại dùng để đặt địa trạm tớ , năm loại dùng để nhận định trạng thái trạm tớ 135 Chuơng 5: MỘT SỐ VẤN ĐỀ TRONG TÍCH HỢP HỆ THỐNG 5.1 Thiết kế hệ thống mạng 5.1.1 Phân tích yêu cầu Các yếu tố kỹ thuật Khi thiết kế hệ thống mạng ta cần quan tâm tới hàng loạt yếu tố cấu trúc mạng, khoảng cách truyền, chống nhiễu, kiểu thông tin cần trao đổi, kích cờ bước điện tốc độ hệ thống, trễ truyền thông,số lượng mật độ điểm vào/ ra, chủng loại thiết bị điều khiển, sách lược điều khiển, khả tương thích, biện pháp an toàn hệ thống, đào tạo nhân lực, khả bảo trì mở rộng tương lai Các yếu tố liên quan tới môi trường làm việc nhiễu điện từ, cấp an toàn điện, độ rung, chất ăn mòn, không gian vị trí lắp đặt cần đươc lưu ý Thiết kế mới, nâng cấp thay Với hệ thống xây dưng hoàn toàn, nhà tích hợp hệ thống có nhiều lựa chọn thiết kế Khi yếu tố kỹ thuật dược khảo sát, nhà tích hợp hệ thống cần nghiên cứu trao đổi với chủ đầu tư lựa chọn giải pháp nâng cấp hoạt thay Một giải pháp nâng cấp hoặt nâng cấp tìm cách nối mạng cũ lạc hậu sử dụng tối đa thành phần có sẳn Giải pháp nâng cấp tiết kiệm cho đầu tư, nhiên không thỏa mản số chức theo yêu cầu đặt gây vấn đề không tương thích vấn đề cũ Một giải pháp thay đưa thiết kế hoàn toàn cho hệ thống lạc hậu Bên cạnh bổ sung thành phần hệ thống mạng việc thay thiết bị điều khó tránh khỏi Thiết kế đưa moat giải pháp quán, nhiên đầu tư cao làm giảm tính thuyết phục dự án Giá thành, tính sẵn sàng khả hỗ trợ Nếu so sánh tới đầu tư tổng thể cho thời gian 15-20 năm chi phí cho phát triển, lắp đặt, đưa vào vận hành bảo trì, giá mua hệ thống điều khiển thông thường khảng 20% Hơn nưa, độ tin cậy tính sẵn sàng hệ thống yếu tố then chốt định tới lợi nhuận dự án đầu tư Vì vậy, việc đánh giá lợi lâu dài sử dụng bus trường đem 136 lại điều quan trọng, ảnh hưởng tới định đàu tư định giải pháp Tuy nhiên, thưc tế nhiều nhà tích hợp hệ thống nhiều nhà đầu tư e ngại việc đưa vào sử dụng công nghệ bus trường lý hiểu biết lý bảo thủ p dụng công nghệ đòi hỏi phải đầu tư cho tìm hiểu nghiên cứu thử nghiẹâm, trọng tồn sư mạo hiểm đầu tư Cũng phải nói rằng, giải pháp cổ điển hoạt động hiệu mặt kỹ thuật nhu mặt kinh tế có lý từ bỏ Song với cạnh tranh toàn cầu hóa nay, tập đoàn công nghệ tự động hóa có tên tuổi phải tự tiến hóa thay đổi tư giải pháp thích hợp hệ thống 5.1.2 Các bước tiến hành • Dựa vào yêu cầu cụ thể nêu, trình thiết kế đưa vào vận hành hệ thống mạng tiến hành theo bươc sau : • Lựa chọn kiến trúc điều khiển :điều khiển tập trung, điều khiển phân tán kiểu DCS điều khiển phân tán trường • Lựa chon giải pháp mạng :giả pháp mạng nhiều phụ thuộc vào giải pháp hệ thống, song thực tế có vài lựa chọn Thông thường ta lựa chọn tổ hợp giải pháp bus hệ thống bus trường “ăn ý”với • Lựa chọn chế giao tiếp :cơ chế hỏi đáp ,vào/ra tuần hoàn hay không tuần hoàn, chào hàng/đặt hàng, lập lịch hay không lập lịch, vào/ratheo kiện hoăc thông báo theo yêu cầu • Lựa chọn thiết bị đánh giá lựa chọn hiệu suất thiết bị sở thời gian cập nhật liệu vào/ra, độ rung chu kỳ điều khiển hiệu suất thực thuật toán điều khiển Khảo sát đặc tính truyền thống thiết bị tốc độ truyền, chế giao tiếp, kiểu giao tiếp, chứng tương thích giao thức • Thiết kế cấu trúc mạng :sử dụng cấu trúc mạng thích hợp /đường nhánh, mạch vòng, hình hay cây, đảm bảo yeu cầu số trạm, tốc độ truyền khả truyền • Chọn cấu nguồn cho mạng:đánh giá tính toán công suất nguồn cấp cho phù hợp với số trạm kiểu thiết bị cáp nối/bộ nối thỏa mãn yêu cấu vế chống nhiễu chống cháy nổ 137 • Đặt cấu hình mạng:sử dụng máy tính với cấc hình mạng, công cụ cấu hình chuyên dụng, công tắc thiết bị để đặt địa chỉ, tốc độ truyền, quan hệ giao tiếp…đối với nhiều hệ thống, việc đặt cấu hình mạng liên quan trực tiếp tới lập trình ứng dụng • Tiếp đất:nối đường dây trung tính nguồn DC cung vỏ bọc với đất có trở kháng thấp Nếu sử dụng nhiều nguồn cấp, sử dụng đường tiếp đất nguồn, tốt gần với trung tâm mạng • Chạy thử : kiểm tra hoạt động truyền thông với nhiều sách lược thử khác nhau, với số toàn thiết bị bật nguồn Lưu ý hầu hết lỗi truyền thông liên quan tới cáp truyền trở đầu cuối, tiếp đất, nguồn cho mạng, địa tốc độ truyền • Chẩn đoán lỗi : lỗi thiết bị, lỗi hở mạch, nhiễu điện tử, tín hiệu méo suy giảm nhận biết bàng nhiều phương pháp Một số lỗi phát cách tách phần mạng quan sát phần lại sử dụng công cụ chuyên dụng bus monitor máy lập trình với cáu hình mạng để chẩn đoán 5.2 Đánh giá lựa chọn giải pháp mạng Từ nhiều năm nay, chủ đề bàn cãi việc tích hợp hệ thống dưa mạng truyền thông công nghiệp không vấn đề”ên: hay “không nên”,mà thường xoay quanh câu hỏi “mang gì?”.sự diện thuật tự động háo mang đến cho người sử dụng nhiều hội lưa chọn.nhưng không thách thức.vấn đề máu chốt đánh giá,lựa chọn giải pháp không nàm yêu cầu đặc tính kỹ thuật,mà liên quan tới độ linh hoạt, khả mở rộng giá thành tổng thể hệ thống Mối quan hệ truyền thống công nghiệp có mạnh riêng trọng dụng số lónh vực định.trong tương lai gần,khó có loại chiếm ưu tuyệt đối.cũng vậy,cố gắng chuẩn háo hệ bus trường thống khuôn khổ IEC61158 không thành mục đích đặt ban đầu.thay vào đo’các thành viên ban xây doing chuẩn đại gia tự động hóa phải ngồi lại vói nhiều lần vào cuối name 1999 đưa giải pháp thỏa hiệp gồm nhiều hệ bus thông dụng Bên cạnh chuẩn IEC 1158-2 cũ PROFIBUS, P-net.Wolrdfip, 138 INTERBUS,ControlNet, sWiftNet , vaø Foundation fieldbus h1,Erhernet/IP PROFInet Đối với nhà làm việc thiết kế tích hợp hệ thống ,đánh giá giải pháp điều dễ dàng.để có định đắn việc lựa chọn hệ thống bus,cung có phải kết hợp vài hệ thống cho giải pháp tự động hóa,ta pải ý tới khía cạnh kỹ thuật đạc điểm úng dụng cụ thể.dưới nay,tác giả đưa quy trình lưa chọngiải pháp mạng dưa theo tiêu chí:đặc thù cáp ứng dụng,đặc thù lónh vực ứng dụng,yêu cầu kỹ thuật chi tiết yêu cầu kinh tế 5.2.1 Đặc thù cấp ứng dụng Ngay chương mở đầu,phần 1.3 phân tích rõ đăc thù cấp ứng dụng yêu cầu hệ thống mạng truyền thống công nghiệp tương ứng.trong thực tế ngày nay,chung ta can taộ trung vào hai cấp làbus hệ thống (bus diều khiển)và bus trường (bus thiết bị).sự khác yêu cầu giửa hai cáp thể điểm sau đây: • Bus hệ thống yêu cầu tốc độ truyền cao nhiều so với bus trường • Số lượng trạm ghép nối với với bus hệ thống thường bus trường,chũng loại thiết bị ghép nối với bus hệ thống đồng • Bus hệ thống đòi hỏi tính too gian thực ngặt nghèo bus trường Có thể nói việc lựa coin bus hệ thống ngày dường xoay quanh số không nhiều hệ dựa Ethernet,trong lựa chọn bus trường lớn nhiều,gần đâycó xu hướng xuất số tổ hợp xuất HSE với Foundation fieldbushi h1,PROFInet với PROFIBUS vàAS-I,Ethernet/IP với CONTROLnet Devicenet yếu tố tiếp thị quan trong,có lợi ích cho nhà sản xuát đồng too dễ cho người sử dụng phải đừng trước lựa chọn 5.2.2 Đặc thù lónh vực ứng dụng Khi xây dựng giải pháp ứng dụng mạnh truyền thông công nghiệp,ta phải quan tâm tới quy mô đặc thù lónh vực ứng dụng,có thể kể số lónh vực ứng dụng tiêu biểu như: 139 • • • • • • Tự đông hóa thiết bị máy móc đơn lẻ Tư động hóa trình Tự động háo xí nghiệp Tự hóa tòa nhà Điều khiển giám sát hệ thống giao thông vận tải Điều phối giám sát hệ thống phân phối lượng Tự đông hóa thiết bị máy móc đơn lẻ Tự động hóa thiết bị máy móc đơn lẻ bao gồm lónh vực điều khiển cần cẩu,điều khiển thang máy,điều khiển máy công cụ ,điều khiển robot,diều khiển phương tiện gia3 người ta quan tâm tới nhiệm vụ điều khiển tự động ,còn phần điều khiển giám sát nều có đứng lại chức giao diện người-máy đơn giản toán đơn giản khác nhau,từ điều khiển logic tới điều khiển trình điều khiển chuyển động.đặc thù ứng dụng yêu cầu cao tính thời gian thực , lượng liệu trao đổi không lớn ,các máy móc,các thiết bị sản xuất hàng loạt, đầu tư cho giải pháp điều khiển thành phẩm phải that tiết kiệm Các yêu cầu dãn đến sử dụng giải pháp bus thiết bị với kiến trúc giao thức đơn giản,phù hợp cho phép nối trực tiếp cảm biến cấu chấp hành ,có tính tiền định giá thành thấp Một vài ví dụ tiêu biểu CAN, AS-I… Tự động hóa trình tự động hóa công nghiệp thường chia làm hai mảng tự động hóa trình (process automation)và tự động hóa xí nghiệp(factory automation), tương ứng với hai lónh vực ứng dụng lónh vực chế biến,khai thác(process industry) công nghiệp chế tạo ,lắp ráp (manufacturing).công nghệ chế biến khai thác bao gồm ngành dầu khí, than, hóa dầu, hóa chất, dươc phẩm, thực phẩm, điện lực, xi măng, giấy,…các ngành lại xe hơi, chế tạo máy công cụ ,luyện kim cán thép, điện tử xếp vào công nghiệp chế tạo, lắp ráp Đặc thù ngành công nghiệp khai thác chế biến trình liên tục diễn biến chậm Vì tần số trao đổi giử liệu thấp, nghiều điện thường giài để đủ chúa thông tin biến tương tự công nghệ bus trưởng không đòi hỏi tốc độ cao, độ phủ mạng lớn, phải có tính tiền định lựa chọn phù hợp môi trường dễ cháy nổ 140 Không nghi ngờ gì, hai công nghệ bus trường đầu lónh vưc Foundation Ffieldbus h1 PROFIBUS-PA Tự động hóa xí nghiệp Trong ngành chế tạo láp ráp, toán điều khiển logic điều khiển trình tự đóng vai trò trung tâm, không kể tới hệ thống diều khiển giám sát thường có quy mô nhỏ so với công nghiệp chế biến, long liệu trao đổi cần có yêu cầu cao thời gian phản ứng Các giải pháp mạng tiêu biểu la INTERBUS,DeviceNet, PROFIBUS AS-i Tự động hóa tòa nhà Tự động hóa tòa nhà ứng dụng có nhiều tiềm năng, đặc biệt khu vực phát triển xây dựng mạnh Việt Nam Các tòa nhà công sở, khách sạn sân bay nh2 chung cư có nhu cầu tự động hóa cao,các hệ thống lò sưởi, điều hòa nhiệt độ, hệ thống đống mở cửa, hệ thống thang máy, hệ thống chiếu sáng, hệ thống cảnh báo cháy…đều đối tượng cần điều khiển giám sát từ trung tâm.Tuy toán điều khiển phức tạp số lượng thiết bị lớn chủng loại đa dạng Một số công nghệ bus có ưu lónh vực LON, EIB gàn đường truyền thông qua đường điện lực Các hệ thống giao thông vận tải Các hệ thống diều khiển giám sát giao thông, ví dụ điều khiển giao thông đô thị, đường sắt, hải hàng cấu trúc phân tán cách tự nhiên Các toán tiêu biểu lónh vực điều khiển tín hiệu nut giao thông tương lai hệ thống xe tư hành việc nối mang thục hiên bàng nhiều phương thức khác nhau, ví dụ qua đường điện lực, qua sóng vô tuyến, qua đường điện thoại, đến Hầu hét ứng dung dèu thông qua giải pháp đặc biệt, đóng kín Tuy nhiên, ta nghỉ tới áp dụng số hệ thống mạng công nghiệp chuẩn INTERBUS hoăcPROFIBUS-DP kết hợp với sử dụng cáp quang, giao thức Modbus kết hợp qua đường điện lực điên thoại công công Các hệ thống phân phối lượng Tương tự hệ thống giao thông, mạng lưới phân phối lượng cung cấp điện, nước, ga có chất lai phân tán cách tự nhiên Đặc biệt, diều phối giám sát mạch điện lực quốc gialà toán tương đối 141 phức tạp bổi mức độ tảo rông phân tán cao, mô hình bất định, tính too gian that ngăt nghèo Việc sử dụng công nghệ truyền thông qua đường điện lực, đường cáp quang kết hợp với số giao thức chuẩn bị MODBUS giải pháp hợp lý 5.2.3 Yêu cầu kỹ thuật chi tiết Một phương pháp áp dụng phổ biến lựa chon hệ thống bus phng pháp loại trừ dần lựa sở tiêu chuẩn kỹ thuật sau: • Cấu trúc:Topology, chiều dài tối đa mạng, số trạm tối da đoạn (segment) • Đặc tính thời gian: tính thời gian thực (đủ nhanh, kịp thời, dự đoán ), thời gian phản ứng tiêu biểu • Khả truyền tải dử liệu:tốc độ tối tra liệu hữu ích tối đa điện (telegram) • Đông tải nguồn:khả cung cấp nguồn cua bus cho cthiết bị tham gia(trạm) • Độ linh hoạt:khả láp đặt tháy trạm vận hành, khả mở rộng hệ thống (ví dụ mở rộng sản xuất) • Độ an toàn: loại trừ khả ngây cháy nổ, gay ảnh hưởng xấu tới môi trường xung quanh • Độ bền vững tin cây: hoạt động ổn định có ảnh hưởng nhiểu từ môi trường xung quanh • Chuẩn hóa: điều kiện có khả tương tác, tình mở hệ thống tránh lạc hậu tương lai • Công cụ hổ trợ:phần mềm quản trị mạng, hổ trợ giám sát, chẩn đoán cố Đối với số ứng dụng cụ thể có nhiều giải pháp tỏ thích hợp mà khác số điểm nhỏ Trong trường hợp vậy, cần phân tích đánh giá cách thận trọng, kỹ lưỡng, thông số kỹ thuật tưởng chừng tương đương, lại khác cách bản, đòi hỏi phải can nhắc thận trọng Ví dụ, lónh vực ứng dụng càn hệ thống bus có tốc độ truyền tải liệu thật cao mà yếu tố quan trọng thời gian phản ứng phải nhỏ dự đoán trước 5.2.4 Yêu cầu kinh tế Trong yêu cầu mang tính chất kinh tế ta cần xét hai yếu tố chính: 142 • Giá thành tổng thể:tổng thể giá thành trang thiết bị, công thiết kế, lắp đặt bảo trì • Hiện trạng thị trường: hội mua sắm thiết bị dịnh vụ Kinh nghiệm thực tế cho thấy, nhười sử dụng thường hay coi nhẹ việc hạch toán giá thành tổng thể tập trung vào đặc tính kỹ thuật giá thiết bị phần cứng Ví dụ, trình độ kinh nghiệm sẳn có giá dịnh vụ thiết kế, lắp đặt bảo trì đóng vai trò quan trọng đầu tư tổng thể lâu dài, Trong hoàn cảnh việt na, việc mua sắm thiết bị, công cụ phần mềm dịch vụ hổ trợ có nhiều hạn chế , yếu tố trạng thị trườn,kiến thức kinh nghiệm có sẵn có ảnh hưởng lớn tới định Tuy nhiên, ta cần thận trọng với thói quen ảnh hưởng nhản mác, không nên cố giữ mặc cảm, định kiến hệ thống Cũng lónh vức điện tử, tin học, công nghệ bus trường có đổi mới, tiến không ngừng Xu hướng thâm nhập Ethernet vào cấp điều khiển cấp chấp hành ví dụ tiêu biểu 143 Mục lục Chương 1: Mở đầu 1.1 Mạng truyền thơng cơng nghiệp gì? 1.2 Vai trò mạng truyền thông công nhiệp 1.3 Phân loại đặc trưng hệ thống MCN .3 Chương 2: Cơ sở liệu 2.1 Các khái niệm bản………………………………………………………9 2.2 Chế độ truyền tải………………………………………………………… 17 2.3 Cấu trúc mạng Topology………………………………………………….22 2.4 Kiến trúc giao thức……………………………………………………….43 2.5 Truy cập bus…………………………………………………………… 55 2.6 Bảo toàn liệu………………………………………………………….64 2.7 Kỹ thuật truyền dẫn……………………………………………………….68 Chương 3: thành phần hệ thống mạng 3.1 Phuơng tiện truyền dẫn 79 3.2 Giao diện mạng 83 3.3 Phần mềm hệ thống mạng…………………………………………91 3.4 Thiết bị liên kết mạng……………………………………………………94 144 3.5 Các linh kiện khác……………………………………………………….98 Chương 4: Các hệ thống bus tiêu biểu 4.1 Profibus………………………………………………………………….100 4.2 CAN…………………………………………………………………… 120 4.3 DeviceNet……………………………………………………………….122 4.4 Modbus………………………………………………………………….125 4.5 Interbus………………………………………………………………….131 4.6 AS-I…………………………………………………………………… 133 Chương 5: Một số vấn đề tích hợp hệ thống 5.1 Thiết kế hệ thống mạng…………………………………………………136 5.2 Đánh giá lựa chọn giải pháp mạng………………………………… 137 145 ... trường công nghiệp mạng truyền thông công nghiệp cao so với mạng máy tính thơng thường, mạng máy tính thường địi hỏi cao độ bảo mật • Mạng máy tính có phạm vị trải rộng khác nhau, ví dụ nhỏ mạng. .. thuật truyền thông công nghiệp nghiệp thiết kế hệ thống với hệ thống mạng công nghiệp tiêu biểu Mặc dù trọng tâm ứng dụng nằm lĩnh vực điều khiển q trình tự động hóa xí nghiệp, số hệ thống thông. .. loại mạng dùng phổ biến cho mục đích Ethernet Token-Ring, sở giao thức chuẩn TCP/IP IPX/SPX 1.3.4 Mạng công ty Mạng công ty nằm mơ hình phân cấp hệ thống truyền thông công ty sản xuất công nghiệp