Chiến lược cung cấp hệ thống cáp quang ứng dụng trong công nghiệp

Lần đầu tiên hệ thống trao đổi tín hiệu bằng cáp quang hoặc cáp đồng trục hay cáp xoắn đôi, gọi là Ethernet, xuất hiện vào những năm 1970, giao thức mạng cục bộ này được xem như một cách truyền thông tin ở cấp cơ sở với tốc độ cao hơn và có thể trao đổi lượng lớn dữ liệu cũng ở tốc độ tốt hơn. Dung lượng lớn và tốc độ cao này của hệ thống trao đổi tín hiệu với mạng Ethernet là một giải pháp hoàn hảo cho mạng lưới cục bộ vì trong những...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chiến lược cung cấp hệ thống cáp quang ứng dụng trong công nghiệp Chiến lược cung cấp hệ thống cáp quang ứng dụng trong công nghiệpLần đầu tiên hệ thống trao đổi tín hiệu bằng cáp quang hoặc cáp đồng trụchay cáp xoắn đôi, gọi là Ethernet, xuất hiện vào những năm 1970, giao thứcmạng cục bộ này được xem như một cách truyền thông tin ở cấp cơ sở vớitốc độ cao hơn và có thể trao đổi lượng lớn dữ liệu cũng ở tốc độ tốt hơn.Dung lượng lớn và tốc độ cao này của hệ thống trao đổi tín hiệu với mạngEthernet là một giải pháp hoàn hảo cho mạng lưới cục bộ vì trong nhữngtrường hợp này, đa số người sử dụng phải dùng cùng một mạng lưói để chiasẻ thông tin.Máy tính cá nhân là hệ thống lýtưởng để thiết lập hệ trao đổiEthernet, một số mạng lưới côngnghiệp cấp thấp ví dụ nhưDeviceNet hoặc PROFIBUS, là cácgiao thức truyền thống phù hợpnhất để quản lý dữ liệu đầu ra cũngnhư các dữ liệu đầu vào và cungcấp dữ liệu này cho việc điều khiểncác máy móc thiết bị trong nhàmáy. Để hỗ trợ các thiết bị này hoạtđộng khi chế tạo một bộ chuyển mạch, giao thức điều khiển cho phépchuyển giao dữ liệu, hoặc giao thức mạng chung trên toàn cầu (TCP/IP)cung cấp một bộ các dịch vụ để các thiết bị này có thể liên kết thông quamạng lưới hệ thống Ethernet. Giao thức TCP/IP đang ngày càng phổ biến vàđược sử dụng rất rộng rãi, hầu như trong tất cả các hệ điều hành máy tínhhiện nay và mạng nội bộ cụ thể là hệ thống phân phối thông tin nội bộ. Khikết nối với các tầng thiết bị tương thích, hệ thống phân phối này mở rộngphạm vi các trạm trung chuyển và cho phép các trạm này kết nối với nhau,từ hệ quản lí cấp cao tới các đối tác trên toàn thế giới và các tổ chức đốingoại. Mục đích của vấn đề này là hiển thị dữ liệu và tình trạng máy móc.Nó cũng có thể được sử dụng cho các chương trình bảo dưỡng, giám sát điềukhiển, lưu giữ các sự kiện, báo động và dự phòng liên kết cho các giao thứcđiều khiển.Lựa chọn giao thứcEthernet đang nhanh chóng trở thành mạng lưới tốt nhất cho nhiều ứng dụngđiều khiển trong công nghiệp ở cấp cao như kết nối tầng PLCs, máy tính vàhệ màn hình hiển thị HMI. Các phiên bản của kỹ thuật Ethernet rất đa dạngphong phú, nó có giá trị sử dụng trong công nghiệp bao gồm địa chỉEtherNet/IP và Modbus TCP. Dữ liệu thay đổi khi sử dụng Ethernet dựa trênmột mô hình liên kết chuẩn “chủ - khách”, bằng rất nhiều thiết bị thànhphần. Dữ liệu đầu vào, dữ liệu đầu ra và tình trạng thiết bị - các thông tin cầnthiết đảm bảo cho quá trình hoạt động liên tục, hiệu suất điều khiển của cáctầng thiết bị - được truyền đi từ một thiết bị điều khiển tới một hoặc nhiềuđịa chỉ ở tầng PLCs, và sau đó xử lí dữ liệu và truyền dữ liệu này đến máytính cá nhân hay các thiết bị đã được xác định ở mức cao hơn.Ưu điểm cơ bản nhất trong việc sử dụng mạng Ethernet trong công nghiệp làkhả năng liên kết và xử lí dữ liệu nhanh chóng và chuyển tới máy tính cánhân hay hệ PLC hoặc tới bất cứ đâu trên thế giới. Sử dụng mạng lướiEthernet này, các thiết bị có thể dùng chung một địa chỉ IP được sắp xếptheo hệ thống, vì thế người sử dụng có thể nhìn thấy địa chỉ này trên kết cấucủa hệ thống. Ưu điểm mang tính quyết định của việc sắp xếp này là sử dụngmột mạng lưới có khả năng xử lí được mọi thông tin trong các doanh nghiệp.Cùng mạng lưới, nhiều thông tinTrong các giao thức khác nhau dựa trên kĩ thuật Ethernet (như EtherNet/IPvà Modbus TCP) sử dụng cùng một lớp địa chỉ vật lí và chúng có thể điềukhiển được trên cùng hệ cáp, chúng không nhất thiết phải liên thông với cácđịa chỉ khác nhau. Nhiều thông tin và các giao thức viễn thông xác định rõsự khác biệt của mỗi hệ thống này, vì thế loại thiết bị Modbus TCP khôngthể liên kết với thiết bị EtherNet/IP. Điều này có thể ví như trường hợp haingười cố gắng nói chuyện với nhau nhưng nói bằng hai loại ngôn ngữ khácnhau – trong đó cả hai cùng sử dụng một đường dây âm thanh, nhưng cácqui tắc về ngôn ngữ của họ không giống nhau. Một hạn chế khác của mạngEthernet là nó không có khả năng liên kết nguồn với các tín hiệu trên cùngmột đường cáp quang.Lớp địa chỉ vật lí của mạng Ethernet tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổikhối lượng lớn dữ liệu và cho phép một số thiết bị kết nối với các thiết bịkhác qua một khoảng cách rất lớn. Độ rộng băng thông của hệ thống mạngnày khoảng 100Mbaud, nó có thể điều khiển số lượng lớn dữ liệu dư thừa vàtruy cập tốc độ nhanh tới các thiết bị cá nhân. Tuy nhiên, hầu hết lượng dữliệu luân chuyển này đều phải được ưu tiên và sự ưu tiên này được thiết lậpthông qua bộ chuyển đổi Ethernet.Không giống với các mạnglưới cấp thấp, mỗi thiết bị sửdụng mạng Ethernet phảiđược kết nối thông qua mộtbộ chuyển đổi để đưa cácthiết bị truy cập vào mạnglưới đang sử dụng. Điều nàyđược biết như một chuẩnmực trong mô hình tô-pô.Các bộ chuyển đổi này baogồm yếu tố phần mềm đểphân chia dữ liệu, giới hạnbăng thông tới vùng ưu tiêncho phép duy nhất các dữliệu theo yêu cầu được phéptruyền với tốc độ cao. Có qu ...