VI.TRUYỀN THÔNG TRÊN PLC:

Khả năng trao đổi dữ liệu giữa các PLC và với các thiết bị khác trong

máy điều khiển tự động đều có thể thực hiện trên tất cả các PLC trừ các PLC loại nhỏ. Thông thường khả năng truyền thông được thiết kế sẵn trong các

PLC. Để thực hiện truyền thông phải có thêm các mô-đun chuyên dùng thực

hiện sự chuyển đổi giữa các chuẩn giao tiếp và cổng truyền thông.

Các yếu tố cơ bản về truyền thông:

Truyền thông trên PLC đáp ứng được các yêu cầu sau:

e© Hiển thị dữ liệu động, thông báo và thông tin khác thông qua máy in

hay màn hình.

trình hoạt động và quản lý thông tin trên phần mềm được cung cấp bởi

nhà sản xuất PLC.

thông qua các thiết bị nhập liệu hay từ các bộ điều khiển giám sát, PUC hay máy tính.

s Thay đổi chương trình điểu khiển: nạp vào(downloading) hay lấy

ra(uploading) từ bộ điều khiển giám sát.

các thiết bị ở xa(/O link).

se Nối kết PLC vào hệ thống gồm nhiều loại PLC và máy vi tính. 2)Tham số truyền thông: có 3 yếu tố cần xét trong truyền thông nối tiếp: 2.1)Tốc đô truyền: là số bit truyển mỗi giây và độ rộng của mỗi bit này, đơn

vị là bps(bit per second).

2.2)Mức logic: qui định loại tín hiệu biểu diễn logic 1 và 0 và thứ tự truyền đi

của chúng.

2.3)Phương pháp đồng bộ đữ liệu: cho phép thiết bị nhận hiểu được dữ liệu

truyền đến.

ĐATN: Nghiên cứu hệ thống tự động giám sát, điều khiển trạm phát điện

SVTH: Phạm Trần Nam Trung - Nghiêm Phan Nhựt Tuấn

Các tốc độ truyền chuẩn là 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600. Các thiết bị gửi và nhận dữ liệu phải hoạt động cùng tốc độ truyền, cùng khuôn dạng

dữ liệu, nếu không dữ liệu nhận được sẽ không đúng.

3.Các cổng truyền thông:

Truyền thông thường được thực biện thông qua cổng nối tiếp. Việc (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

truyền dữ liệu nối tiếp giữa 2 thiết bị thường dùng chuẩn RS232 và sau đó là

RS422/423.

3.1)Truyền thông RS232: được dùng để truyền thông có khoảng cách ngắn, hầu hết là giữa máy vi tính và các thiết bị ngoại vi như máy in và màn hình. Chuẩn RS232C(C chỉ chuẩn hiện sử dụng) quy định các chỉ tiêu về nối kết

vật lý, mạch điện, mối tương quan giữa các đường tín hiệu và các thủ tục

truyền thông. Đâu cắm 25 chân (D-type-25-way) được dùng phổ biến trong truyền thông RS232 và được sử dụng trên hầu hết các PLC, máy vi tính và các thiết bị ngoại vi. Các chân của đầu cáp RS232 không được sử dụng hết

nhưng các chân tối thiểu phải có là transmitted data, received data, signal

ground, frame ground.

3.2)Nguồn dòng kín 20mA: khi khoảng cách truyền xa thì nguồn dòng kín

20mA thích hợp hơn RS232. Chuẩn này được dùng trong nhiều hệ thống công

nghiệp vì nó có khả năng chống nhiễu cao. Một mạch htực biện đóng mở nguồn dòng 20mA để xuất đi dữ liệu nối tiếp. RS232 chỉ có thể truyền

khoảng cách tối đa 15m với tốc độ truyền 9600 bps, trong khi đó tín hiệu

20mA có thể truyền lên đến 300m với cùng tốc độ. Giao tiếp này cần một

đường truyền hai dây để gửi nhận tín hiệu và có thể cần thực hiện cách ly

quang giữa máy truyền và máy nhận. Tuy nhiên chuẩn này không tương thích hoàn toàn với RS232 nên phải có mạch giao tiếp trung gian để thực hiện việc

chuyển đổi khi truyền thông giữa hai máy. Ngoài ra, loại truyền thông này có bất tiện là không có sự chuẩn hóa về mạch điện, không có đường tín hiệu

điều khiển(handshake) như ở RS232(đường điều khiển handshake cho phép

một máy thông báo tình trạng gửi và nhận tín hiệu đến máy kia như sẵn sàng

truyền dữ liệu, máy bận..)

GVHD: TS Hồ Ngọc Bá 23

ĐATN: Nghiên cứu hệ thống tự động giám sát, điều khiển trạm phát điện

SVTH: Phạm Trần Nam Trung - Nghiêm Phan Nhựt Tuấn

3.3)Truyền thông RS422/RS423: với truyền thông dùng RŠ232 thì không

truyền đi xa được; do đó chuẩn RS442 được phát triển để cải thiện các chỉ tiêu kỹ thuật, chuẩn này khắc phục các thiếu sót của RS232 và kết hợp ưu điểm của hệ thống nguồn dòng kín. Mạch điện giao tiếp chuẩn RS422 được

cân bằng về điện do dùng 2 đường dây riêng biệt cho mỗi đường tín hiệu, đường tín hiệu gửi và đường tín hiệu nhận. Vì vậy khoảng cách truyền và tốc

độ truyền sẽ lớn hơn chuẩn RS232. Tiêu chuẩn RS422 có vùng truyền tín hiệu rộng hơn nhiều(0,4V tới 6V), cho phép mạch giao tiếp dùng được điện áp 5V có trong đa số các thiết bị có sử dụng bộ vi xử lý.

Hầu như tất cả PLC có chức năng truyển thông đều có cổng

RS232/V24(V24 cũng là chuẩn RS232, được dùng phổ biến ở Châu Âu),

thường có cổng RS422 được lấy từ đường RS232. Cổng RS232 được dùng nối (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

kết với khoảng cách gần như VDU, máy in hay máy vi tính đặt gần đó. Cổng RS422 hay nguồn dòng được dùng khi kết nối với khoảng cách xa hơn, thường

giữa nhiều PLC trong hệ thống phân bố.

4.Khoảng cách truyền thông:

RS232 có khoảng cách truyền thông hiệu quả xấp xỉ 15m ở tốc độ 9600 bps, do trên cáp truyền có điện dung và nó ảnh hưởng đến khoảng thời gian chuyển tiếp giữa các chuỗi đữ liệu nghĩa là giữa các ký tự giới hạn. Mạch giao tiếp RS232 phát ra một điện áp giữa +5V và +25V biểu diễn một trong hai logic của tín hiệu, và điện áp giữa -5V và -25V biểu diễn logic còn lại

thường dùng mức điện áp +12V. Vì các điện áp này thường không có trong

máy tính mà chỉ có mức điện áp TTL/CMOS 5V nên cần có thêm nguồn cấp

điện. Khoảng cách truyền có thể lên đến 100m khi dùng cáp có bọc bảo vệ

và truyền ở tốc độ thấp hơn.

5.Điều khiển đường tín hiệu truyền thông:

Trong truyền thông giữa các máy vi tính, máy tính lớn hay PLC, ta

phải xem xét đến điều khiển của dòng thông tin:chiểu dữ liệu truyền thông

và truyền thông một chiều hay hai chiều.

ĐATN: Nghiên cứu hệ thống tự động giám sát, điều khiển trạm phát điện

SVTH: Phạm Trần Nam Trung - Nghiêm Phan Nhựt Tuấn

Truyền thông một chiều là một thiết bị gửi và thiết bị còn lại nhận dữ liệu, ví dụ như PLC gửi dữ liệu đến máy ¡n. Trong trường hợp này, máy in

không cần biết thông tin về máy tính, có nghĩa là PLC luôn là máy truyền dữ

liệu và máy in là máy nhận dữ liệu.

Trường hợp truyền thông giữa máy vi tính và PLC thì cần phải truyền thông hai chiều. Có hai loại truyền thông: một thiết bị truyền và sau đó tới

thiết bị còn lại(half-duplex) hay cả hai thiết bị truyền đồng thời(full-duplex).

6.Nghỉ thức truyền thông:

Để có thể truyền đữ liệu được đúng giữa hai thiết bị, ta phải điều khiển được dòng dữ liệu, để một thiết bị có thể gửi thông báo cho thiết bị kia. VD

. khi máy vi tính gửi dữ liệu sang PLC với tốc độ cao hơn khả năng nhận của

PLC, khi đó máy vi tính phải được thông báo để đừng hay tạm dừng quá trình

truyền dữ liệu đó cho đến khi PLC sẵn sàng nhận tiếp dữ liệu.

Việc điều khiển dòng truyền thông hay nghỉ thức truyền thông(protocol) được xử lý bằng cách dùng thêm một đường tín hiệu hoặc

bằng cách đưa thêm ký tự điểu khiển vào chuỗi dữ liệu truyền:

6.1)Dùng thêm đường tín hiệu:

Thường dùng thêm hai đường tín hiệu, tín hiệu handshake, được nối giữa thiết bị gửi và thiết bị nhận:một đường dây thông báo cho máy nhận rằng máy gửi sẵn sàng truyền đữ liệu, gọi là RTS(Ready To Sendđ); và một

đường dây thông báo cho máy gửi rằng máy nhận sẵn sàng nhận đữ liệu, gọi (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

là CTS(Clear To Send). Hoạt động của hai đường tín hiệu này như sau: một

thiết bị yêu cầu truyền dữ liệu bằng cách đưa RTS xuống mức thấp; thiết bị đầu kia trả lời bằng cách đưa CTS xuống mức thấp; và dữ liệu được truyền đi cho đến khi cho đến khi CTS tắt(có mức cao) từ thiết bị nhận. Đường tín hiệu

RTS/CTS có trong chuẩn RS232 và chúng thường được dùng trong truyền thông giữa máy vi tính và các thiết bị ngoại vi.

6.2)Dùng thêm ký tự điều khiển:

Hai dạng nghỉ thức rất thông dụng dùng ký tự điều khiển trên các

đường truyểnnhận là XON/XOFE và ENQ/ACK (ENQ:Enquny;

ĐATN: Nghiên củu hệ thống tự động giám sát, điều khiển trạm phát điện

SVTH: Phạm Trần Nam Trung - Nghiêm Phan Nhựt Tuấn

ACK:Acknowledge). Với nghi thức XON/XOFF, khi một thiết bị đang nhận

dữ liệu muốn dừng tác vụ thì nó gửi lệnh XOEF(03 hex) đến thiết bị gửi, tín hiệu này làm dừng tác vụ gửi dữ liệu của máy gửi và chờ nhận lệnh XON(01

hex) từ máy nhận để gửi tiếp dữ liệu. Trong khi đó, nghi thức ENQ/ACK gửi gói dữ liệu đến máy nhận cùng với một ký tự ENQ(03 hex), ký tự này báo hiệu kết thúc một gói dữ liệu. Và khi máy nhận thực hiện xử lý dữ liệu gửi

đến thì nó có thể yêu cầu khối đữ liệu khác bằng cách gửi về ký tự ACK(06

hex).

7.Mạng Profibus:

7.1)G"ới thiệu:

Profibus là thuật ngữ mô tả mạng truyền thông số được sử dụng trong

công nghiệp để thay thế quá trình truyền tín hiệu analog 4-20mA đang tổn tại

một thời gian dài qua. Đây là mạng truyền thông số, hai chiều, bus nối tiếp

nhằm để kết nối thiết bị field cách ly nhau như các bộ điều khiển, các bộ chuyển đổi tín hiệu, các cảm biến và các cơ cấu chấp hành.

Mỗi thiết bị field có khả năng tính toán được cài đặt trong nó và làm

cho mỗi thiết bị thành thiết bị thông minh. Một thiết bị field sẽ thực hành

những chức năng đơn giản trên chính nó như các chức năng chẩn đoán, điều

khiển và bảo trì như cung cấp khả năng truyền thông hai chiểu. Ngoài ra nó

còn cho phép liên lạc với các thiết bị field khác. Cốt lõi là field bus sẽ thay

thế các mạng điều khiển tập trung thành mạng điều khiển phân tán. Do đó

fieldbus có nhiều chức năng và ưu việt hơn so với việc thay thế chuẩn analog 4-20mA.

Các thuận lợi của field bus: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Mục lục