Báo cáo môn học: Mạng truyền thông công nghiệp và scada (Interbus-s)

Báo cáo môn học "Mạng truyền thông công nghiệp và scada" giới thiệu đến các bạn những nội dung về kiến trúc giao thức, cấu trúc mạng, kỹ thuật truyền dẫn, cơ chế giao tiếp, cấu trúc bức điện,... Với các bạn đang học chuyên ngành Công nghệ thông tin thì đây là tài liệu tham khảo hữu ích cho các bạn.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo môn học: Mạng truyền thông công nghiệp và scada (Interbus-s) BÁO CÁO MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG  NGHIỆP & SCADA INTERBUS­S GVHD: Nguyễn Thị Kim Trúc SVTH: Lê Văn Vũ              Nguyễn Thanh Vũ              Trần Minh Tuấn              Ksor Yu (NHÓM 4) 1 Nội dung trình bày: 1 Giới thiệu  chung 2 Kiến trúc giao thức 3 Cấu trúc mạng 4   Kỹ thuật truyền dẫn 5 Cơ chế giao tiếp 3 6 Cấu trúc bức điện 7 Dịch vụ giao tiếp 8 Sản phẩm  I.Giới thiệu chung   Trong toàn bộ lĩnh vực công nghệ tự động hóa hiện đại, cách thức mới để trang bị cho các máy điện và  nhà máy đang được phát triển. Các chi phí cạnh tranh và áp lực rất lớn mà đè nặng trên tất cả các lĩnh vực  sản xuất và quá trình tự động hóa, đòi hỏi phải khai thác tiềm năng hợp lý hóa hiện có. Từ quan điểm này,  hệ thống dây điện song song thông thường của cảm biến và cơ cấu chấp hành trong một máy tính hoặc  hệ thống hóa ra là không linh hoạt, tiêu tốn chi phí và thời gian đó là các yếu tố nghiêm trọng. Một biện  pháp khắc phục cho điều này là kết nối nối tiếp của các thành phần trên ở mức thấp nhất của hệ thống  phân cấp tự động hóa bằng phương tiện của cái gọi là hệ thống fieldbus. Đây là cơ hội tuyệt vời để  giảm chi phí. Từ đó hãng Phoenix Contact cho ra đời 1 sản phẩm có tên là INTERBUS. ­Chuẩn hóa quốc tế IEC 61158 ­2 ­Khả năng kết nối được nhiều thiết bị khác nhau 3 I.Giới thiệu chung     INTERBUS­SINTERBUS­S là một bus nối tiếp, hệ thống master / slave truyền thông fieldbus để  truyền dữ liệu giữa các hệ thống điều khiển (máy tính, PLC, máy tính VMEbus, điều khiển robot, vv)  và phân phối các module I/O mà giao tiếp với cảm biến và cơ cấu chấp hành / chuyển mạch.  INTERBUS­S với cáp Bus từ xa chứa ba dây xoắn cặp với một điểm, giao tiếp chung cho thông tin  liên lạc không điện.    Việc lắp đặt INTERBUS_S tương tự như các BUS khác, ngoại trừ việc nó chứa thêm ba dây dẫn  để cung cấp điện năng thông tin liên lạc (lên đến 4,5 amps) với các thiết bị khác nhau.     Hệ thống hoạt động trong mô hình vòng tròn (với các chi nhánh) bao gồm một tổng thể và lên đến  511 thiết bị liên quan. Tốc độ có thể đạt được là 500kbps hoặc 2Mbps. Lắp đặt được thực hiện với  các loại cáp xoắn đôi được che chắn và 9­pole kết nối D­subminiature. Chiều dài cáp tối đa giữa hai  thiết bị là 400m và tổng số lên đến 13km. Ngoài ra, phương tiện truyền thông sợi quang cũng có thể  được sử dụng     INTERBUS­S hiện nay được tích hợp trong PROFINET IO, cùng với PROFIBUS. 4 II.Kiến trúc giao thức 3 lớp theo mô hình ISO/OSI    ­ Lớp vật lý định phương pháp mã hóa bít, kỹ thuật truyền dẫn tín hiệu và giao  diện giữa 1 thiết bị mạng với môi trường truyền…    ­ Lớp liên kết dữ liệu có vai trò đảm bảo việc truyền dữ liệu tin cậy, chính  xác, hỗ trợ cả dữ liệu quá trình (tuần hoàn) và các dữ liệu tham số (không tuần  hoàn)    ­ Lớp ứng dụng: PMS (peripheral message specification) là 1 tập con của MMS,  về cơ bản tương thích với các dịch vụ của PROFIBUS­FMS * Hỗ trợ tối đa việc trao đổi dữ liệu giữa bộ điều khiển trung tâm với các vào/ ra  phân tán, các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành. 5 II.Kiến trúc giao thức Giao diện dữ liệu Giao diện tín hiệu Giao diện hộp thư Giao tiếp lập trình ứng dụng Kênh dữ liệu quá trình Lớp giao diện ứng dụng Đặc điểm kĩ thuật thông số ngoại vi Lớp giao diện thấp hơn Thiết bị ngoại vi liên kết dữ liệu Lớp liên kết cơ bản Lớp vật lý 6 III.Cấu trúc mạng  * Nổi tiếng với cấu trúc mạch vòng tích cực  * Có thể sử dụng mạch vòng phân cấp  * Phương pháp truy nhập BUS kết hợp giữa Master/Slave và TDMA III.Cấu trúc mạng Ưu điểm: • Phạm vi phủ mạng rất lớn • Dễ dàng sử dụng cáp quang • Được thiết kế để dễ lắp đặt • Dễ chẩn đoán • Truyền hai chiều đồng thời • Định địa chỉ lưu động dựa theo thời gian vị trí vật lý của 1 trạm trên mạch vòng • Việc bảo dưỡng, sửa chữa, mở rộng hệ thống đơn giản hơn 8  IV.Kỹ thuật truyền dẫn • Cho phép sử dụng nhiều nhiều loại đường truyền khác nhau, ví dụ cáp đôi xoắn, cáp  quang, hồng ngoại, vv… • Đôi dây xoắn + RS­485 được sử dụng rộng rãi nhất ( 5 dây giữa 2 thiết bị) • Tốc độ truyền là 500kbit/s => khoảng cách tối đa giữa 2 thiết bị là 400m. • Chiều dài tổng cộng max. 256 • Mã hóa bit NRZ 9 V.Cơ chế giao tiếp • Truy cập Bus : chủ ­ tớ kết hợ TDMA • Cơ chế giao tiếp kiểu xe đẩy cơ vòng trục( bức điện tổng)=> rất hiệu quả • Tính năng thời gian rất tốt • Chu kỳ bus: Đảm bảo vài miligiay • Có cơ chế đồng bộ hóa dữ liệu 10 V.Cơ chế giao tiếp Kết h  ợp quá trình dữ liệu và tham số. 11 VI.Cấu trúc bức điện 12 VI.Cấu trúc bức điện 13 VII.Dịch vụ giao tiếp Dịch vụ truyền tuần hoàn - Đối với dữ liệu quá trình, trạm chủ có nhiệm vụ tự động cập nhật nhờ các dịch vụ  truyền của lớp 2. - Các chương trình ứng dụng của dữ liệu tuần hoàn chỉ cần sử dụng bộ nhớ đệm vào/ra  của trạm chủ. - Đối với các thiết bị có khả năng tự lập trình như máy tính cá nhân, có thể trực tiếp truy  cập dữ liệu. Dịch vụ truyền thông báo PMS: 25 dịch vụ được định nghĩa tiêu biểu trong PMS là: - Context Management: thiết lập và giám sát các mối liên kết truyền thông. - Variable Access: Đọc và ghi biến các quá trình hoặc tham số. - ...