Bài giảng PLC và mạng công nghiệp: Chương 7 - TS. Nguyễn Anh Tuấn

Bài giảng "PLC và mạng công nghiệp: Chương 7 - Mạng công nghiệp và giao thức kết nối" được biên soạn bao gồm các nội dung chính sau: Cơ sở truyền thông công nghiệp; Cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp; Các mạng công nghiệp thường dùng; Một số vấn đề trong tích hợp hệ thống; Một số mô đun truyền thông công nghiệp. Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết tại đây.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng PLC và mạng công nghiệp: Chương 7 - TS. Nguyễn Anh Tuấn TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘIUNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYPLC và Mạng Công Nghiệp PLC and Industrial systemContent1. Cơ sở điều khiển logic2. Tổng hợp và tối thiểu hóa hàm logic3. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của PLC4. Giới thiệu về lập trình và IEC 61131-35. Ngôn ngữ và kỹ thuật lập trình PLC6. Lập trình nâng cao PLC7. Mạng truyền thông công nghiệpContent7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối 7.1. Cơ sở truyền thông công nghiệp 7.2. Cấu trúc mạng TTCN 7.3. Các mạng công nghiệp thường dùng 7.4. Một số vấn đề trong tích hợp hệ thống 7.5. Một số mô đun truyền thông công nghiệp 7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối7.1. Cơ sở của truyền thông công nghiệp❑ Mạng công nghiệp (MCN)Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công nghiệp là khái niệm chung để chỉhệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, được sử dụng để ghép nối cácthiết bị công nghiệp.❑ Vai trò của MCN+ Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị công nghiệp+ Tiết kiệm dây nối và công thiết kế, lắp đặt hệ thống+ Nâng cao độ tin cậy và độ chính xác thông tin+ Nâng cao tính linh hoạt, tính năng mở của hệ thống+ Đơn giản hóa việc tham số hóa, chẩn đoán, định vị lỗi, sự cố của các thiết bị+ Mở ra nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống 7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối❑ Truyền thông, truyền dữ liệu, truyền tín hiệu + Thông tin cần trao đổi giữa các đối tác được mã hóa trước khi được một hệ thống truyền dẫn tín hiệu chuyển tới phía bên kia. + Mã hóa đường truyền là quá trình tạo tín hiệu tương ứng với các bit trong gói dữ liệu hay bức điện theo một phương pháp nhất định để phù hợp với đường truyền và kỹ thuật truyền + Mã hóa đường truyền đồng nghĩa với mã hóa bit, bởi tín hiệu do khâu mã hóa từng bit tạo ra cũng chính là tín hiệu được truyền dẫn Nguyên tắc cơ bản của truyền thông 7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối❑ Tốc độ truyền + Tốc độ truyền hay tốc độ bit được tính bằng số bit dữ liệu được truyền đi trong một giây, tính bằng bit/s hoặc bps ( bit per second)❑ Truyền Bit song song và truyền Bit nối tiếp Truyền Bit song song + Phương pháp truyền bit song song (Hình 2.5a) được dùng phổ biến trong các bus nội bộ của máy tính như bus địa chỉ, bus dữ liệu và bus điều khiển + Tốc độ truyền tải phụ thuộc vào số các kênh dẫn, hay cũng chính là độ rộng của một bus song song, ví dụ 8 bit, 16 bit, 32 bit hay 64 bit + Cần giải Quyết đồng bộ hóa tại nơi phát và nơi nhận tín hiệu + Khoảng cách giữa các đối tác truyền thông bị hạn chế, giá thành cao 7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nốiTruyền Bit nối tiếp+ Phương pháp truyền bi nối tiếp, từng bit được chuyển đi một cách tuần tự quamột đường truyền duy nhất + Tốc độ bit vì thế bị hạn chế, nhưng cách thực hiện lại đơn giản, độ tin cậy của dữ liệu cao. Tất cả các mạng truyền thông công nghiệp đều sử dụng phương pháp truyền này.7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối❑Truyền đồng bộ và không đồng bộ?❑Truyền một chiều và truyền hai chiều?7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối7.2. Cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp❑ Phân cấp của hệ thống MCN7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối➢ Cấp chấp hành + Là cấp nằm tại hiện trường và tất nhiên cấp này nằm sát với dây chuyền sản xuất nhất. Các thiết bị chính trong cấp này là sensor và cơ cấu chấp hành, chúng có thể được nối mạng trực tiếp hoặc thông qua đường Bus để nối với cấp trên (cấp điều khiển) + Hệ thống Bus dùng để kết nối các thiết bị ở cấp hiện trường với cấp điều khiển gọi là Bus trường (fieldbus), + Các sensor và cơ cấu chấp hành được nối trên đường Bus có thể là các thiết bị thông minh hoặc cũng có thể là các thiết bị thông thường có xử dụng thêm các bộ chuyển đổi giao thức tương thích. + Điển hình của Bus trường là: Profibus-DP, Profibus-PA, Can, Foundation Fielbus, DeviceNet.7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối➢ Cấp điều khiển+ Gồm các trạm điều khiển hiện trường (FCS), các bộ điều khiển logic lập trình(PLC), các thiết bị quan sát ..+ Chức năng thu thập các tín hiệu từ hiện trường, thực hiện điều khiển cơ sở,điều khiển logic, tổng hợp dữ liệu ...+ Các thiết bị ở cấp này được kết nối với nhau và kết nối với các thiết bị ở cấptrên (cấp điều khiển giám sát) thông qua Bus hệ thống+ Điển hình của Bus hệ thống là: Profibus-FMS, ControlNet, Industrial Ethernet.7. Mạng công nghiệp và giao thức kết nối➢ Cấp điều khiển giám sát + Các thiết bị trong cấp này bao gồm các trạm giao tiếp người máy HIS, các trạm thiết kế kỹ thuật EWS, và các thiết bị phụ trợ khác. + Chức năng của cấp này là thực hiện điều khiển quá trình (Process Control), thực hiện các thuật toán điều khiển tối ưu... + Kết nối các thiết bị ở cấp này với các thiết bị ở cấp trên (cấp quản lí kỹ thuật) được thực hiện thông qua ...