Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp để quản lý nguồn năng lượng là xu thế tất yếu khi mà kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật máy tính và kỹ thuật thông tin ngày càng phát triển, đẩy nhanh quá trình tựđộng hoá toàn diện.
Mạng truyền thông công nghiệp khác với các hệ thống mạng thông tin khác
ở chỗđối tượng của mạng công nghiệp thuần tuý là các thiết bị công nghiệp, nên dạng thông tin được quan tâm nhất là dữ liệu, còn đối tượng của các hệ thống mạng thông tin khác là tiếng nói, dữ liệu và hình ảnh.
Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp có thể thay thế cách nối điểm -
- Giảm đáng kể giá thành dây nối và công lắp đặt hệ thống
- Nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của thông tin nhờ truyền thông số
- Nâng cao độ linh hoạt, tính năng mở của hệ thống
- Đơn giản hoá, tiện lợi hoá việc chẩn đoán, định vị lỗi, sự cố của các thiết bị
- Nâng cao khả năng tương tác giữa các thành phần (phần cứng và phần mềm) nhờ các giao diện chuẩn
- Mở ra nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống, ví dụ các
ứng dụng điều khiển phân tán, điều khiển giám sát hoặc chẩn đoán lỗi từ xa qua Internet.
Phương pháp truyền được sử dụng chủ yếu trong các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp là truyền dữ liệu kiểu nối tiếp, không đồng bộ. Với phương pháp này, các bit được truyền từ bên gửi tới bên nhận một cách tuần tự trên cùng một đường truyền. Vì không có một đường dây riêng biệt mang tín hiệu đồng bộ
nên việc đồng bộ hoá thuộc trách nhiệm do bên gửi và bên nhận thoả thuận trên cơ sở một giao thức truyền thông.
Trong truyền thông công nghiệp, có 3 chuẩn truyền dẫn phổ biến là RS232, RS422 và RS485.
RS232 được dùng chủ yếu trong việc giao tiếp điểm - điểm, ví dụ giữa 2 máy tính (PC,PLC,...), giữa máy tính và máy in, giữa máy tính và Modem. RS232 sử dụng phương thức truyền không đối xứng, tức là sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất. Mức điện áp được sử dụng dao động trong khoảng từ -15V tới 15V. Khoảng từ 3V đến 15V ứng với giá trị logic 0, khoảng từ -15V đến -3V ứng với giá trị logic 1. Tốc độ truyền dẫn tối đa phụ
thuộc vào chiều dài dây dẫn. Đa số các hệ thống hiện nay chỉ hỗ trợ tới tốc độ
19,2kBd (chiều dài cho phép 30-50m). Gần đây, sự tiến bộ trong vi mạch đã góp phần nâng cao tốc độ của các modem lên nhiều lần ngưỡng 19,2kBd. Hiện nay
việc dựa vào ngắt là một điều khó có thể thực hiện được. Chếđộ làm việc của hệ
thống RS232 là hai chiều toàn phần (full-duplex), tức là hai thiết bị tham gia cùng có thể thu và phát tín hiệu cùng một lúc. Như vậy, việc thực hiện truyền thông cần tối thiểu 3 dây dẫn- trong đó hai dây tín hiệu nối chéo các đầu thu phát của hai trạm và một dây đất.
RS422 sử dụng tín hiệu điện áp chênh lệch đối xứng giữa 2 dây dẫn A và B, nhờ vậy giảm được nhiễu và cho phép tăng chiều dài dây dẫn một cách đáng kể. RS422 thích hợp cho phạm vi truyền dẫn tới 1200m mà không cần bộ lặp.
Điện áp chênh lệch dương ứng với trạng thái logic 0 và âm ứng với logic 1. Điện áp chênh lệch ởđầu vào bên nhận có thể xuống tới 200mV. Trong cấu hình ghép nối tối thiểu cho RS422 cần một đôi dây dùng truyền dẫn tín hiệu (A và B). Trong cấu hình này chỉ có thể dùng phương pháp truyền một chiều (simplex) hoặc hai chiều gián đoạn (half-duplex), tức trong một thời điểm chỉ có một tín hiệu duy nhất được truyền đi. Để thực hiện truyền hai chiều toàn phần (full- duplex) cần hai đôi dây. RS422 có khả năng ghép nối điểm-điểm, hoặc điểm- nhiều điểm trong một mạng đơn giản. Tuy vậy, trong thực tế RS422 thường chỉ được dùng để ghép nối điểm-điểm với mục đích thay thế RS232 cho khoảng cách truyền thông lớn và tốc độ cao hơn.
RS485 có đặc tính điện học giống RS422. RS485 cũng sử dụng tín hiệu
điện áp chênh lệch đối xứng hai dây dẫn A và B. Ngưỡng giới hạn qui định cho Vcm (Common - Mode Input Voltage) đối với RS485 được nới rộng ra khoảng - 7V đến 12V, cũng như trở kháng đầu vào cho phép lớn gấp 3 lần so với RS422.
Đặc tính khác nhau cơ bản của RS485 so với RS422 là khả năng ghép nối nhiều
điểm, vì thếđược dùng phổ biến trong các hệ thống bus trường. Cụ thể, 32 trạm có thể tham gia ghép nối, được định địa chỉ và giao tiếp đồng thời trong một
đoạn RS485 mà không cần bộ lặp. Mặc dù phạm vi làm việc tối đa là từ -6V đến 6V, trạng thái logic của tín hiệu chỉ được định nghĩa trong khoảng từ +/-1,5 đến +/-5V đối với đầu ra (bên phát ) và từ +/-0,2 đến +/-5V đối với đầu vào (bên
thu). RS485 cho phép khoảng cách tối đa giữa trạm đầu và trạm cuối trong một
đoạn mạng là 1200m, không phụ thuộc vào số trạm tham gia.
Các sản phẩm được thiết kế trong Dự án 08DA-KHCN đều có tính năng mở, tiện lợi dễ dàng trong việc lắp ráp và thay thế khi xảy ra sự cố là do các hệ
thống đều được xác định rất rõ phương thức truyền và chuẩn giao tiếp chung cho các thiết bị.
(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});