C. LƯỢNG: Kộm Tố tH nch ạế Tốt
Chương 4: Cỏc hệ thống bus tiờu bi ể
4.1.2 Cấu trỳc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
Truyền dẫn với RS-485
Chuẩn PROFIBUS theo IEC 61158 qui định cỏc đặc tớnh đ ệi n h c và cơ ọọ h c của giao diện RS-485 cũng như mụi trường truyền thụng, trờn cơ sở đ ú cỏc ng d ng cú th lựa ứ ụ ể chọn cỏc thụng số thớch hợp. Cỏc đặc tớnh đ ệi n h c bao gồm: ọ
• Tốc độ truyền thụng từ 9,6 kbit/s đến 12 MBit/s
• Cấu trỳc đường thẳng kiể đường trục/đường nhỏnh (trunk-line/drop-line) hoặc u
daisy-chain, trong đú cỏc t c ố độ truy n t 1,5 Mbit/s tr lờn yờu cầề ừ ở u c u trỳc ấ
daisy-chain.
• Cỏp truyền được s dụử ng là ụi dõy xo n cú b o v (STP). Hi p h i PI khuy n đ ắ ả ệ ệ ộ ế cỏo dựng cỏp loại A.
• Trở ế k t thỳc cú d ng tin c y (fail-safe biasing ) v i cỏc i n tr l n lượt là 390 -ạ ậ ớ đ ệ ở ầ Ω
220Ω-390Ω.
• Chiều dài t i a c a m t o n m ng t 100 ố đ ủ ộ đ ạ ạ ừ đến 1200m, ph thu c vào t c ụ ộ ố độ truyền được lựa chọn. Quan hệ gi a tốc ữ độ truyền và chiều dài tối đa của một đ ạo n m ng được túm t t trong b ng 4.1. ạ ắ ả
• Số lượng tố đi a cỏc tr m trong m i o n m ng là 32. Cú th dựng t i a 9 b lặp ạ ỗ đ ạ ạ ể ố đ ộ tức 10 đ ạn mạo ng. Tổng số trạm tối đa trong một mạng là 126.
• Chế độ truy n t i khụng ng b và hai chi u khụng ng th i. ề ả đồ ộ ề đồ ờ
• Phương phỏp mó húa bit NRZ.
Bảng 4.1: Chiều dài t i a c a m t o n m ng PROFIBUS (cỏp STP lo i A) ố đ ủ ộ đ ạ ạ ạ
Tốc độ (kbit/s) 9,6/19,2/ 45,45/93,75 187.5 500 1500 3000/6000/ 12000 Chiều dài (một) 1200 1000 400 200 100
Về giao diện cơ học cho cỏc b nốộ i, lo i D-Sub 9 chõn được sử dụạ ng ph bi n nh t ổ ế ấ với cấp bảo vệ IP20. Trong trường hợp yờu cầu cấp bảo vệ IP65/67, cú thể sử ụ d ng m t ộ trong cỏc loại sau đõy:
• B nộ ối trũn M12 theo chuẩn IEC 947-5-2
• B nộ ối Han-Brid theo khuyến cỏo của DESINA
Truyền dẫn với RS-485IS
Một trong những u iư đ ểm của RS-485 là cho phộp truyền tốc độ cao, vỡ thế nú được phỏt triể đển cú thể phự hợp v i mụi trường đũi hỏi an toàn chỏy nổ. Với RS-485IS (IS : ớ
Intrinsically Safe), tổ chức PNO đó đưa ra cỏc chỉ dẫn và cỏc qui nh ng t nghốo v đị ặ ề mức đ ện ỏp và mức dũng tiờu thụ củi a cỏc thi t b làm c sởế ị ơ cho cỏc nhà cung c p. ấ Khỏc với mụ hỡnh FISCO chỉ cho phộp một nguồn tớch cực an toàn riờng, ở đ õy mỗi trạm đều là một nguồn tớch cực. Khi ghộp nối tất cả cỏc nguồn tớch cực, dũng tổng c ng ộ của tất cả cỏc trạm khụng được phộp vượt quỏ một giỏ trị tố đi a cho phộp. Cỏc th ử nghiệm cho thấy cũng cú thể ghộp nối tối đa 32 trạm trong m t o n m ng RS-485IS. ộ đ ạ ạ
Truyền dẫn với cỏp quang
Cỏp quang thớch hợ đặp c biệt trong cỏc lĩnh v c ng d ng cú mụi trường làm việc ự ứ ụ nhiễu mạnh hoặc đũi hỏi phạm vi phủ mạng l n. Cỏc lo i cỏp quang cú th sử dụớ ạ ể ng ở đõy là:
• Sợi thủy tinh đa chế độ với khoảng cỏch truyền tối đa 2-3km và sợi thủy tinh đơn chế độ ớ v i khoảng cỏch truyền cú thể trờn 15km.
• Sợi chất dẻo với chiều dài tối đa 80m và sợi HCS với chiều dài tối đa 500m. Do đặc đ ểi m liờn kết đ ểi m-đ ểi m ở cỏp quang, cấu trỳc mạng chỉ cú thể là hỡnh sao hoặc mạch vũng. Trong thực tế, cỏp quang thường được sử dụng h n h p v i RS-485 ỗ ợ ớ nờn cấu trỳc mạng ph c tạứ p h n. ơ
Truyền dẫn với MBP
Trong một số ngành cụng nghiệp chế ế đặ bi n, c biệt là ngành xăng d u, húa chất, mụi ầ trường làm việc rất nhạy c m với xung ả đ ệi n nờn mức đ ệi n ỏp cao trong chuẩn truyền dẫn RS-485 khụng thớch hợp. PROFIBUS-PA sử dụng l p v t lý theo phương phỏp ớ ậ MBP (chu n IEC 1158-2 c ). Phẩ ũ ương phỏp mó húa bit Manchester rất bền v ng với ữ nhiễu nờn cho phộp sử dụng m c tớn hi u th p h n nhi u so v i RS-485, ng th i cho ứ ệ ấ ơ ề ớ đồ ờ phộp cỏc thiết bị tham gia bus được cung cấp ngu n v i cựng đường dồ ớ ẫn tớn hiệu.
Kỹ thuật truyền dẫn MBP thụng thường được sử dụng cho m t o n m ng an toàn ộ đ ạ ạ riờng (thiết b trị ường trong khu vực dễ chỏy nổ), được ghộp nối với đ ạo n RS-485 qua cỏc bộ nố đ ại o n (segment coupler) ho c cỏc liờn k t (link). M t ặ ế ộ segment coupler ho t ạ động theo nguyờn t c chuy n i tớn hi u lớắ ể đổ ệ ở p v t lý, vỡ v y cú s hạậ ậ ự n ch về tố độế c truyền bờn đ ạo n RS-485. Trong khi đú, m t link ỏnh xạ toàn bộ cỏc thiết bị trường trong ộ một đ ạn MBP thành một trạm tớo duy nhất trong đ ạn RS-485, khụng hạn chế tố độo c truyền bờn đ ạo n RS-485.
Với MBP, cỏc cấu trỳc mạng cú thể sử dụng là đường th ng (đường tr c/đường ẳ ụ nhỏnh), hỡnh sao hoặc cõy. Cỏp truyền thụng dụng là đụi dõy xoắn STP với trở đầ u cuối dạng RC (100Ω và 2μF). Số lượng trạm tối đa trong một đ ạn là 32, tuy nhiờn số lượng o thực tế ph thuộc vào cụng suất bộ nạụ p ngu n bus. Trong khu vực nguy hiểm, cụng suất ồ bộ nạp ngu n b hạồ ị n ch , vỡ th số lượế ế ng thiết b tr ng cú thểị ườ ghộp n i t i a thụng ố ố đ thường là 8-10. Số lượng bộ lặ ố đp t i a là 4, t c 5 o n m ng. V i chi u dài t i a m t ứ đ ạ ạ ớ ề ố đ ộ đ ạo n m ng là 1900m, t ng chi u dài c a m ng s dụạ ổ ề ủ ạ ử ng k thu t MBP cú th lờn t i ỹ ậ ể ớ 9500m.