Bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghiệp: Chương 2.1 - Đào Đức Thịnh

Bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 2.1 trình bày về các giao thức công nghiệp. Chương này có các nội dung cụ thể như: Khái niệm về giao thức, các yêu cầu riêng cho giao thức công nghiệp, ModBus,... Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Mạng máy tính và hệ thống thông tin công nghiệp: Chương 2.1 - Đào Đức Thịnh M¹ng m¸y tÝnh &HÖ thèng th«ng tin c«ng nghiÖ §µo §øc ThÞnh BM Kü thuËt ®o & THCNCh−¬ng 2: C¸c giao thøc c«ng nghiÖp2.1 Kh¸i niÖm vÒ giao thøc: - Giao thøc ? - C¸c ®Æc ®iÓm quan träng cña giao thøc.2.2 C¸c yªu cÇu riªng cho giao thøc CN.Ch−¬ng 2: C¸c giao thøc c«ng nghiÖp2.3 ModBus: - M« t¶ chung vÒ giao thøc. - Hai chÕ ®é truyÒn ASCII vµ RTU. - Khung b¶n tin cña ModBus. - C¸c ph−¬ng ph¸p kiÓm tra lçi. - D÷ liÖu vµ c¸c chøc n¨ng ®iÒu khiÓn. - C¸c hµm phô chuÈn ®o¸n trong m¹ng. - B¸o lçi.Giao thøc (Protocol) - Giao thøc thiÕt lËp mét tiªu chuÈn chung cho viÖc trao d÷ liÖu gi÷a phÇn thu vµ ph¸t trªn m¹ng. - Nã th−êng kÕt hîp víi gãi tin. - Giao thøc ®iÒu khiÓn mét khung b¶n tin chung cho tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ trªn m¹ng. - Giao thøc thiÕt lËp ho¹t ®éng ®óng cho hÖ th«ng tinGiao thøc (Protocol)C¸c ®Æc ®iÓm cña giao thøc: - Khëi ®éng: Khëi ®éng c¸c th«ng sè cña giao thøc ®Ó b¾t ®Çu truyÒn sè liÖu qua kªnh liªn l¹c. - T¹o khung vµ ®ång bé khung. - §iÒu khiÓn luång d÷ liÖu. - §iÒu khiÓn truy nhËp ®−êng truyÒn. - Ph¸t hiÖn vµ söa lçi. - KiÓm so¸t Time-out.C¸c yªu cÇu riªng cho giao thøc CN - §¬n gi¶n nhÊt cã thÓ ®Ó dÔ kh¾c phôc sù cè: + CN lµ n¬i cã sù hiÓu biÕt vÒ m¹ng th«ng tin CN Ýt. + §ßi hái ho¹t ®éng liªn tôc. + Cã ý thøc lùa chän giao thøc ®¬n gi¶n nhÊt cã thÓ. - §é ®¶m b¶o d÷ liÖu truyÒn cao: + Ho¹t ®éng trong m«i tr−êng cã nhiÔu ®iÖn lín. + C¸c thiÕt bÞ c«ng suÊt lín tËp trung víi mËt ®é cao. + §ßi hái kh«ng cã lçi khi truyÒn. + Chän giao thøc cã møc ®é cao cña viÖc kiÓm tra lçi.C¸c yªu cÇu riªng cho giao thøc CN - ChuÈn ho¸ giao thøc: + Cã thÓ cã nhu cÇu cho viÖc kÕt nèi gi÷a c¸c thiÕt bÞ cña c¸c nhµ SX kh¸c nhau hay c¸c hÖ kh¸c nhau. + CÇn ph¶i chuÈn ho¸ giao thøc. - Tèc ®é cËp nhËt th«ng sè cao: + Kh«ng ®ßi hái sè l−îng th«ng sè lín. + Yªu cÇu cËp nhËt mét lo¹t c¸c setpoint cho mét lo¹t c¸c thiÕt bÞ gÇn nh− ®ång thêi. + Mé sè giao thøc Field Bus míi cã thÓ ®¸p øng yªu cÇu nµy.Modbus M« t¶ chung vÒ Modbus: + Modbus ®−îc ph¸t triÓn bëi Modicon (AEG) cho hÖ thèng ®iÒu khiÓn c¸c qu¸ tr×nhModBusModBus + Modbus chuÈn cña bé ®iÒu khiÓn Modicon sö dông cæng RS- 232. Bé ®iÒu khiÓn cã thÓ nèi m¹ng trùc tiÕp hay qua Modem. + Ng−êi dïng cã thÓ lùa chän c¸c chuÈn RS-422, RS-485, 20mA Current loop, tÊt c¶ c¸c chuÈn trªn ®Òu t−¬ng thÝch víi tèc ®é truyÒn cña giao thøc. + Th«ng tin gi÷a c¸c bé ®iÒu khiÓn sö dông kü thuËt Master- Slave. ChØ cã Master míi cã quyÒn khëi ®éng viÖc truyÒn d÷ liÖu, c¸c thiÕt bÞ kh¸c lµ Slave tr¶ lêi b»ng c¸ch cung cÊp c¸c d÷ liÖu ®−îc yªu cÇu tõ Master hoÆc ®¸p l¹i c¸c ho¹t ®éng. + Master cã thÓ lµ c¸c m¸y chñ, PC hay c¸c Panel lËp tr×nh. + Slave lµ c¸c bé ®iÒu khiÓn cã tèi ®a 247 Slave.ModBus + Master cã thÓ ®Þa chØ tõng Slave riªng hay göi mét b¶n tin qu¶ng b¸ tíi tÊt c¶ c¸c Slave. + Khi cã yªu cÇu bëi ®Þa chØ riªng th× sÏ cã b¶n tin tr¶ lêi. Kh«ng cã b¶n tin tr¶ lêi víi yªu cÇu qu¶ng b¸. + Modbus cung cÊp mét ®Þnh d¹ng khung b¶n tin chung cho c¸c b¶n tin truyÒn gi÷a Master vµ Slave. B¶n tin bao gåm ®Þa chØ cña thiÕt bÞ, m· chøc n¨ng ®Þnh nghÜa c¸c ho¹t ®éng yªu cÇu, sè liÖu cÇn göi vµ tr−êng kiÓm tra lçi. + Slave tr¶ lêi b»ng mét b¶n tin nã chÝnh lµ kÕt qu¶ cña ho¹t ®éng. NÕu cã lçi th× nã còng b¸o lçi nµo ®· x¶y ra.ModBus + Ngoµi ra c¸c bé ®iÒu khiÓn Modbus cã thÓ th«ng tin trªn Modbus Plus sö dông cæng th«ng tin cã s½n hay céng m¹ng vµ truyÒn trªn MAP. + ë ®ay th«ng tin gi÷a c¸c bé ®iÒu khiÓn dïng kü thuËt Pear- Pear.( øng dông vÉn lµ Master-Slave).ModBusModBus - Hai chÕ ®é truyÒn + Bé ®iÒu khiÓn trªn m¹ng Modbus cã thÓ truyÒn ë hai chÕ ®é: ASCII vµ RTU. + Ta cã thÓ chän chÕ ®é truyÒn còng nh− c¸c th«ng sè cña cæng th«ng tin nh−ng nã ph¶i nh− nhau ë tÊt c¶ c¸c bé ®iÒu khiÓn.ModBus - ASCII Mode + Khi c¸c bé ®iÒu khiÓn sö dông chÕ ®é ASCII mçi mét byte- 8bits truyÒn nh− lµ 2 ký tù ASCII. + ¦u ®iÓm chÝnh lµ cho thêi gian truyÒn gi÷a c¸c ký tù lªn ®Õn 1s mµ kh«ng g©y ra lçi + M·: Hexadecimal, ASCII 0-9,A-F. 1 Hexa ->ASCII + Bit trªn ký tù: 1 Start bit; 7 data bit; 1,0 Parity bit; 1,2 Stop bit (10 bit). + KiÓm tra lçi: LRCModBus - RTU Mode + Khi c¸c bé ®iÒu khiÓn ho¹t ®éng ë chÕ ®ä RTU mçi mét Byte- 8bit göi nh− lµ hai sè Hexadecimal -4 bit. + ¦u ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ cã mËt ®é ký tù lín cho phÐp truyÒn tèt h¬n chÕ ®é ASCII víi cïng mét tèc ®é bit. + Mçi mét b¶n tin cÇn ph¶i truyÒn thµnh mét chuçi liªn tôc. + M·: 8 bit, Hexa 0-9,A-F. Hai sè Hexa chøa trong mét tr−êng 8 bit. + Sè bit trªn Byte: 1 Start bit; 8 data bit; 1,0 Parity bit; 1,2 Stop bit ( 11 bit). + KiÓm tra lçi: CRCModBus - CÊu tróc khung b¶n tin + Trong c¶ hai chÕ ®é truyÒn b¶n tin Modbus ®−îc bªn ph¸t ®Æt trong mét khung cã ® ...