C phát hiện xung đột, hủy bỏ bức đIện hờ một thời gian ngẫu nhiên và lặp lạ
Chương 5: Thiết kế hệ thống mạng
5.2.2 Đặc thự của lĩnh vực ứng dụng
Khi xõy dựng một giải phỏp ứng dụng mạng truyền thụng cụng nghiệp, ta phải quan tõm tới qui mụ và đặc thự của lĩnh vực ứng dụng. Cú thể kể ra một số cỏc lĩnh vực ứng dụng tiờu biểu như:
• Tự động húa cỏc thiết bị và mỏy múc đơn lẻ
• Tự động húa quỏ trỡnh
• Tự động húa xớ nghiệp
• Tự động húa tũa nhà
• Điều khiển và giỏm sỏt cỏc hệ thống giao thụng-vận tải • Điều phối và giỏm sỏt cỏc hệ thống phõn phối năng lượng.
Tự động húa cỏc thiết bị và mỏy múc đơn lẻ
Tự động húa cỏc thiết bị và mỏy múc đơn lẻ bao gồm cỏc lĩnh vực điều khiển cần cẩu, điều khiển thang mỏy, điều khiển mỏy cụng cụ, điều khiển robot, điều khiển
phương tiện giao thụng. Ở đõy hầu như người ta chỉ quan tõm tới nhiệm vụ điều khiển tự động, cũn phần điều khiển giỏm sỏt nếu cú thỡ cũng chỉ dừng lại ở chức năng giao
diện người-mỏy đơn giản. Cỏc bài toỏn điều khiển cú thể rất khỏc nhau, từ điều khiển
logic tới điều khiển quỏ trỡnh và điều khiển chuyển động. Đặc thự của cỏc ứng dụng này là yờu cầu rất cao về tớnh năng thời gian thực, trong khi lượng dữ liệu trao đổi khụng lớn. Cỏc mỏy múc, thiết bị được sản xuất hàng loạt, vỡ vậy đầu tư cho giải phỏp điều
khiển trờn một thành phẩm phải thật tiết kiệm. Cỏc yờu cầu này dẫn đến phải sử dụng cỏc giải phỏp bus thiết bị với kiến trỳc giao thức đơn giản, phự hợp cho ghộp nối trực tiếp cỏc cảm biến và cơ cấu chấp hành, cú tớnh tiền định và giỏ thành thấp. Một vài vớ dụ tiờu biểu là CAN, AS-i, SwiftNet và Sercos.
Tự động húa quỏ trỡnh
Tự động húa cụng nghiệp thường được chia thành hai mảng là tự động húa quỏ trỡnh (process automation) và tự động húa xớ nghiệp (factory automation), tương ứng với hai lĩnh vực ứng dụng cơ bản là cụng nghiệp chế biến, khai thỏc (process industry) và cụng nghiệp chế tạo, lắp rỏp (manufacturing). Cụng nghiệp chế biến và khai thỏc bao gồm cỏc ngành dầu khớ, than, húa dầu, húa chất, thực phẩm, dược phẩm, điện lực, xi măng, giấy, ... Cỏc ngành cũn lại như xe hơi, chế tạo mỏy cụng cụ, luyện kim, cỏn thộp, điện tử
được xếp vào cụng nghiệp chế tạo, lắp rỏp.
Đặc thự của cỏc ngành cụng nghiệp khai thỏc và chế biến là cỏc quỏ trỡnh liờn tục
diễn biến chậm. Vỡ vậy tần suất trao đổi dữ liệu thấp, tuy nhiờn bức điện thường dài để
đủ chứa thụng tin về cỏc biến tương tự. Cụng nghệ bus trường ở đõy khụng đũi hỏi tốc độ cao, nhưng độ phủ mạng lớn, phải cú tớnh tiền định và cú sự lựa chọn cho phự hợp
trong mụi trường dễ chỏy nổ. Khụng nghi ngờ gỡ, hai cụng nghệ bus trường đi đầu trong lĩnh vực này là Foundation Fieldbus H1 và PROFIBUS-PA.
Tự động húa xớ nghiệp
Trong cỏc ngành cụng nghiệp chế tạo và lắp rỏp, bài toỏn điều khiển logic và điều khiển trỡnh tự đúng vai trũ trung tõm, nếu khụng kể tới bài toỏn điều khiển mỏy múc và thiết bị đơn lẻ, điều khiển chuyển động. Cỏc hệ thống điều khiển và giỏm sỏt ở đõy
thường cú qui mụ nhỏ hơn so với trong cụng nghiệp chế biến, lượng dữ liệu cần trao đổi thường ớt hơn nhưng cú yờu cầu cao hơn về thời gian phản ứng. Cỏc giải phỏp mạng tiờu biểu là INTERBUS, DeviceNet, PROFIBUS-DP và AS-i.
Tự động húa tũa nhà
Tự động húa tũa nhà là một lĩnh vực ứng dụng cú nhiều tiềm năng, đặc biệt tại cỏc khu vực đang phỏt triển xõy dựng mạnh như ở Việt Nam. Cỏc tũa nhà cụng sở, cỏc
khỏch sạn, cỏc sõn bay và ngay cả cỏc nhà chung cư cũng cú nhu cầu tự động húa cao. Cỏc hệ thống lũ sưởi, điều hũa nhiệt độ, hệ thống đúng mở cửa, hệ thống thang mỏy, hệ thống chiếu sỏng, hệ thống cảnh bỏo chỏy,... đều là cỏc đối tượng cần điều khiển và
giỏm sỏt từ trung tõm. Tuy cỏc bài toỏn điều khiển khụng phải quỏ phức tạp, nhưng số lượng cỏc thiết bị thỡ rất lớn và chủng loại thỡ đa dạng. Một số cụng nghệ bus cú ưu thế trong lĩnh vực này là LON, EIB và gần đõy là truyền thụng qua đường điện lực.
Cỏc hệ thống giao thụng-vận tải
Cỏc hệ thống điều khiển và giỏm sỏt trong lĩnh vực giao thụng, vớ dụ điều khiển giao thụng đụ thị, đường sắt, hàng hải hoặc hàng khụng là cỏc hệ thống cú cấu trỳc phõn tỏn một cỏch tự nhiờn. Cỏc bài toỏn tiờu biểu trong lĩnh vực này điều khiển tớn hiệu ở cỏc nỳt giao thụng, điều khiển phõn luồng giao thụng, điều động phương tiện giao thụng và trong tương lai là cỏc hệ thống xe tự hành. Việc nối mạng cú thể thực hiện qua nhiều phương thức khỏc nhau, vớ dụ qua đường điện lực, qua súng vụ tuyến, qua đường điện thoại. Đến nay, hầu hết cỏc ứng dụng này đều dựa trờn cỏc giải phỏp đặc biệt, đúng kớn. Tuy nhiờn, ở đõy ta cũng cú thể nghĩ tới ỏp dụng một số hệ thống mạng cụng nghiệp chuẩn như INTERBUS hoặc PROFIBUS-DP kết hợp với sử dụng cỏp quang, hoặc giao thức Modbus kết hợp qua đường điện lực hoặc điện thoại cụng cộng.
Cỏc hệ thống phõn phối năng lượng
Tương tự như cỏc hệ thống giao thụng, cỏc mạng lưới phõn phối năng lượng như cung cấp điện, nước, ga đều cú bản chất lai và phõn tỏn một cỏch tự nhiờn. Đặc biệt,
điều phối và giỏm sỏt cỏc mạng điện lực quốc gia là một bài toỏn tương đối phức tạp bởi
mức độ trải rộng và phõn tỏn cao, mụ hỡnh bất định, tớnh năng thời gian thực ngặt
nghốo. Việc sử dụng cỏc cụng nghệ truyền thụng qua đường điện lực, hoặc đường cỏp
quang kết hợp với một số giao thức chuẩn như MODBUS cú thể là một giải phỏp hợp lý.