nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông

Với đề tài “ Nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông”, phương án kỹ thuật có thể đáp ứng được công việc giám sát quản lý tập trung từ xa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

-

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

“ Nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông ”.

Ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

Mã số: 605270 3.04.3898 Học Viên: BẾ VIẾT KHUYẾN Người HD Khoa học : PGS.TS NGUYỄN NHƯ HIỂN

THÁI NGUYÊN – 2011

MỤC LỤC

MỤC LỤC 0

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT……… ………4

DANH MỤC BẢNG……… … ……….………….4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 5

LỜI NÓI ĐẦU 7

Chương 1 9

TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ 9

TRONG TRẠM VIỄN THÔNG 9

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH PLC 9

1.1.1 Định nghĩa về hệ thống điều khiển 9

1.1.2 Vai trò của bộ điều khiển lập trình PLC 10

1.1.2.1 Thiết bị đầu vào 10

1.1.2.2 Thiết bị đầu ra 10

1.1.3 Khái niệm về PLC 10

1.1.3.1 Cấu trúc 11

1.1.3.2 Hoạt động của PLC 11

1.1.4 Sơ lược về lịch sử phát triển 13

1.1.5 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình 14

1.1.6 Ưu điểm của PLC 15

1.1.6.1 Hệ thống điều khiển cổ điển và những khó khăn của nó 15

1.1.6.2 Bảng điều khiển khả lập trình và những thuận lợi của nó 16

1.1.7 Ứng dụng của PLC 18

1.2 SƠ LƯỢC VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG VỚI PLC 21

1.2.1 Định nghĩa về mạng truyền thông công nghiệp 21

1.2.2 Vai trò ứng dụng của mạng truyền thông 22

1.2.3 Mạng ASI 23

1.2.3.1 Giao tiếp AS 23

1.2.3.2 Các AS – I master 24

1.2.4 Mạng PROFIBUS 26

1.2.4.1 Định nghĩa PROFIBUS 26

1.2.4.2 Các thuận lợi fieldbus 27

1.2.4.3 Truyền thông công nghệp 27

1.2.4.4 Đặc tính của PROFIBUS 27

1.2.4.5 Truyền thông với PROFIBUS 28

1.2.5 Mạng ETHERNET công nghiệp 29

1.2.5.1 Khái niệm 29

1.2.5.2 Truyền thông mạng 30

1.2.6 Các mạng máy tính thông dụng 30

1.2.6.1 Mạng cục bộ - LAN (Local Area Network) 30

1.2.6.2 Mạng Internet 36

Chương 2 38

CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TRẠM VIỄN THÔNG QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG 38

2.1 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG 38

2.2 SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG 39

2.2.1 Trung tâm giám sát 39

2.2.2 Các trạm viễn thông (Trạm vệ tinh) 40

2.3 CHỨC NĂNG VÀ MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT 41

2.3.1 Thu thập dữ liệu 41

2.3.2 Cảnh báo 42

2.3.2.1 Sự cố cảnh báo 42

2.3.2.2 Phương tiện cảnh báo 42

2.3.3 Điều khiển 43

2.3.3.1 Chế độ tự động 43

2.3.3.2 Chế độ manual 43

2.3.4 Cấu hình các tham số hệ thống 43

2.3.4.1 Truyền qua đường E1 43

2.3.4.2 Truyền thông không dây (GPRS, SMS) 43

2.3.4.3 Truyền qua mạng LAN 44

2.3.4.4 Truyền qua đường Internet (ADSL) 44

2.3.5 Khả năng quản trị hệ thống 44

2.3.5.1 Quản trị tập trung tại trung tâm 44

2.3.5.2 Lưu trữ và quản lý thông tin 44

2.3.6 Khả năng lưu trữ 45

2.3.6.1 Lưu trữ tại trung tâm 45

2.3.6.2 Lưu trữ tại trạm khi mất đường truyền 45

2.3.7 Khả năng bảo mật 45

2.3.8 Quản trị hệ thống và phân quyền người sử dụng 45

Chương 3 46

GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT THỰC HIỆN XÂY DỰNG HỆ THỐNG 46

3.1 TỔNG QUAN THIẾT KẾ 46

3.2 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHI TIẾT 48

3.2.1 Thiết bị giám sát và điều khiển MCE 48

3.2.2 Các cảm biến và thiết bị kết nối với PLC 54

3.2.2.1 Tủ ATS (Atomatic Transfer Syster) 54

3.2.2.2 Thiết bị điều khiển điều hoà 57

3.2.2.3 Đầu đo nhiệt độ phòng máy 58

3.2.2.4 Cảm biến khói, cháy 58

3.2.3 Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chính 59

3.2.3.1 Tủ điều khiển logic LC 59

3.2.3.2 Đầu đo nhiệt độ chính xác 59

3.2.3.3 Đầu báo khói 59

3.2.3.4 Đầu báo cháy (nhiệt gia tăng) 60

3.2.3.5 Đồng hồ đo dòng AC 60

3.2.3.6 Tủ ATS 60

3.3 CẤU HÌNH KỸ THUẬT 61

3.4 CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN 62

3.4.1 Giám sát mất đường truyền 62

3.4.2 Giám sát cảnh báo, trạng thái 62

3.4.3 Đo đạc các thông số từ xa 62

3.4.4 Điều khiển tự động 62

3.4.5 Điều khiển từ xa 62

3.4.6 Chức năng tra cứu lý lịch sự kiện 63

3.5 THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN LOGIC 63

3.5.1 Chọn sử dụng PLC 63

3.5.1.1 Module CPU 64

3.5.1.2 Các loại module mở rộng 64

3.5.2 Kết nối PLC và mạng Internet 65

3.5.3 Lập trình cho PLC 66

3.5.3.1 Lập trình báo khói 66

3.5.3.2 Lập trình báo cháy (nhiệt gia tăng) 69

3.5.3.3 Lập trình điều khiển điều hòa nhiệt độ 73

3.5.3.4 Lập trình điều khiển tủ ATS 79

3.6 PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG PHẦN MỀM TÍCH HỢP GIÁM SÁT ĐIỀU KHIỂN TỪ XA (SCADA - Supervisory Control And Data Acquisition) 89

3.6.1 Cơ sở thiết kế hệ thống 89

3.6.2 Giải pháp xây dựng phần mềm hệ thống 90

3.6.3 Một số giao diện của phần mềm giám sát 92

Chương 4 95

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95

4.1 KẾT LUẬN 95

4.1.1 Lợi ích đem lại từ hệ thống 95

4.1.1 Kết quả đạt được sau quá trình nghiên cứu và thiết kế 95

4.2 KIẾN NGHỊ 95

4.2.1 Các kiến nghị 95

4.2.2 Hướng phát triển 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

- BTS ( Base Transceiver Station): Trạm Thu phát gốc

- GSM (Global System for Mobile Communications): Hệ thống thông tin di

động toàn cầu

- ATS (Automatic Transfer Switch): Hệ Thống Tự động chuyển mạch

- IMS (Intergrated Monitoring System) : Hệ thống giám sát tích hợp

- VSE (Video Surveilance Entity) : Thiết bị giám sát hình ảnh

- MCE (Monitoring & Control Entity) : Thiết bị giám sát và điều khiển

- ACE (Access Control Entity) : Thiết bị quản lý vào ra (dùng thẻ, vân tay, )

- OEs (Other Equipments) : Các thiết bị khác cần giám sát từ xa qua hệ thống IMS

- EA (Ethernet Adapter) : Bộ thích ứng mạng Ethernet để kết nối thiết bị vào

hệ thống IMS (nếu thiết bị chƣa có giao diện Ethernet)

- VS-P (Video Surveilance Protocol) : Giao thức giám sát hình ảnh

- MC-P (Monitoring & Control Protocol): Giao thức giám sát và điều khiển

- AC-P (Access Control Protocol) : Giao thức quản lý vào ra

- OEs-P (Other Equipments Protocols) : Các giao thức quản lý thiết bị khác(SNMP, Telnet, Serial Console, )

- IMS-P (IMS-Protocol) : Giao thức IMS giữa máy trạm quản lý

và máy chủ

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển…………18

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển bằng PLC……… ……….9

Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển lập trình……… …….… …… 11

Hình 1.3 Mô tả hoạt động PLC……… ……….……… 12

Hình 1.4 Chu kỳ vòng quét của PLC……… ………….……….12

Hình 1.5 Bảng điều khiển bằng PLC……… ……….16

Hình 1.6 Hình ảnh ứng dụng của PLC……… 20

Hình 1.7 Phân cấp mạng……… ………23

Hình 1.8 Sơ đồ kết nối các thành phần AS – i……… ………… 24

Hình 1.9 ASI Master CP 342-2……… ………… 25

Hình 1.10 Truyền thông S7 qua mạng Ethernet……… ………29

Hình 1.11 Cấu hình mạng LAN……… ……….31

Hình 1.12 Các tầng của TCP/IP so với 7 tầng tương ứng của OSI………… 33

Hình 1.13 Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thông qua routerR.……… … 36

Hình 1.14 Ba mạng kết nối với nhau thông qua 2 bộ định tuyến…… …… 36

Hình 1.15 Kiến trúc tổng thể của Internet……….37

Hình 2.1 Mô hình tổng thể của hệ thống điều khiển giám sát trạm viễn thông39 Hình 2.2 Mô hình hệ thống điều khiển giám sát qua mạng IP………… … 41

Hình 3.1 Mô hình thiết kế tổng quan……… …….46

Hình 3.2 Sơ đồ mô tả thiết bị PLC………49

Hình 3.3 Nguyên tắc đấu nối các cổng DI……… ……….50

Hình 3.4 Nguyên tắc đấu nối tiếp, song song các cổng DI………… ………50

Hình 3.5 Đặc tuyến chuyển đổi tuyến tính các cổng AI………… …………51

Hình 3.6 Gửi điện áp điều khiển Vdk đến thiết bị……… ….51

Hình 3.7 Mô tả giao thức MC-P……… …………52

Hình 3.8 Vị trí của ATS 55

Hình 3.9 Sơ đồ mô tả khả năng dự phòng và chuyển đổi giữa 2 chế độ Auto và Remote……… ………55

Hình 3.10 Mặt máy tủ ATS……… ……… 56

Hình 3.11 Đầu đo nhiệt độ Dixell……… ……… 58

Hình 3.12 Đầu báo khói, Đầu báo nhiệt gia tăng……… ……… 59

Hình 3.13 Các giao tiếp điện điều khiển ATS……… ……… 60

Hình 3.14 Cấu hình kỹ thuật hệ thống……… ……… 61

Hình 3.15 PLC S7 - 300………63

Hình 3.16 Module giao tiếp eWON……… ……… 65

Hình 3.17 Kết nối PLC S7-300 với mạng Internet qua module eWON … 65

Hình 3.18 Phân cấp hệ SCADA………89

Hình 3.19 Mô hình IMS Client - Server……… ………90

Hình 3.20 Giao diện giám sát tổng thể……… ………… 92

Hình 3.21 Quản lý ngưỡng các loại cảnh báo ……… 92

Hình 3.22 Giám sát cảnh báo qua màu sắc trên sơ đồ mặt bằng……… … 93

Hình 3.23 Giao diện giám sát và điều khiển cho từng thiết bị……… 93

Hình 3.24 Giao diện giám sát và điều khiển trên sơ đồ mặt máy của PLC 94

Hình 3.25 Các lưu đồ điều khiển tự động cho 1 trạm……… …………94

LỜI NÓI ĐẦU

Hiện nay đa số ở các đơn vị cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông vẫn tồn tại phương pháp quản lý, khai thác dịch vụ truyền thống thủ công và không đồng bộ Chưa thực sự tự động hoá được các khâu quản lý, giám sát điều hành

và đánh giá chất lượng mạng và dịch vụ cho toàn hệ thống gây ra sự tốn kém rất nhiều về nhân lực và vật lực; chậm trễ trong thông tin báo cáo giải quyết sự

cố và hỗ trợ khách hàng, thông tin báo cáo hỗ trợ các cấp lãnh đạo ra quyết định chỉ đạo điều hành Chính vì vậy cần phải có một hệ thống điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông nhằm khắc phục được những tồn tại nói

trên

Trong thời gian vừa qua, ngành công nghệ thông tin truyền thông nói chung và ngành viễn thông nói riêng đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ Đã có rất nhiều trạm viễn thông, BTS được xây dựng với các trang thiết bị hiện đại đắt tiền nhằm phục vụ cho nhu cầu không ngừng tăng cao của các khách hàng Sự tốn kém, phức tạp trong việc giải quyết hậu quả cũng như những chi phí, mất mát không lường trước được có thể xảy ra mỗi khi các thiết

bị nhà trạm viễn thông xảy ra sự cố dẫn đến nhu cầu phải có sự giám sát nhà trạm viễn thông một cách liên tục, tin cậy và hiệu quả

Tuy nhiên, hiện nay tại hầu hết các trạm viễn thông, đều mới chỉ có một số rất ít các cảnh báo giản đơn cho một số ít thiết bị Hơn nữa việc sử dụng các hệ thống điều hoà, thông gió,… liên tục mà không quan tâm tới nhiệt độ nhà trạm

đã gây ra một sự thất thoát lớn về điện năng Do đó một hệ thống giám sát mới được trang bị đầy đủ các thiết bị với khả năng cảnh báo, giám sát toàn bộ trạm viễn thông theo thời gian thực và có phương án sử dụng điện năng một cách hiệu quả cần phải được xây dựng

Số lượng không ngừng tăng lên của các trạm viễn thông đòi hỏi sự giám sát đó phải được thực hiện theo hướng tập trung, tiện lợi và an toàn Trong tương lai, tất cả các trạm viễn thông hoạt động hoàn toàn tự động, các nhân viên kỹ thuật có thể xử lý, giám sát các hoạt động của trạm từ xa Chỉ trong những trường hợp có sự cố nghiêm trọng thì các nhân viên kỹ thuật mới phải đến tận nơi để xử lý

Để nâng cao chất lượng dịch vụ và tối ưu hoá chi phí quản lý, tăng cường việc kiểm soát an ninh đối với các nhà trạm thiết bị, còn phải có một giải pháp giám sát quản lý nhà trạm tập trung từ xa, tự động hoá toàn bộ hoạt động của các thiết bị phụ trợ để tăng tuổi thọ các thiết bị chính, giảm bớt nhân tố con người trông coi, qua đó giảm được rất nhiều chi phí quản lý, và tận dụng được

nguồn nhân lực đó để phục vụ các nhu cầu khác Có như vậy mới có thể tăng sức mạnh cạnh tranh trong nền kinh từ mở cửa như hiện nay

Xây dựng một hệ thống giám sát, quản lý tập trung không những tạo ra khả năng quản lý phân vùng, phòng ngừa và xử lý các sự cố một cách chủ động, từ xa,… mà còn giúp giảm thiểu những chi phí gây ra do sự lãng phí điện

năng

Đối với các nước phương Tây, các hệ thống giám sát tự động từ xa cho các nhà trạm thiết bị không người đã được sử dụng từ rất lâu trong tất cả các lĩnh vực, trong khi ở Việt Nam, công nghệ này là tương đối mới mẻ

Với đề tài “ Nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông”, phương án kỹ thuật có thể đáp ứng được công

việc giám sát quản lý tập trung từ xa đối với các nhà trạm thiết bị Viễn thông Tôi mong rằng trên cơ sở đó có thể xây dựng các hệ thống điều khiển, giám sát

với quy mô lớn hơn

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ

TRONG TRẠM VIỄN THÔNG 1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH PLC

1.1.1 Định nghĩa về hệ thống điều khiển

Nói chung, hệ thống điều khiển là tập hợp các máy móc và thiết bị điện tử

ở một nơi để đảm bảo họat động của quá trình sản xuất hay một hoạt động của sản xuất ổn định, chính xác và nhịp nhàng

Những thành tựu của sự tiến bộ vượt bậc của khoa học công nghệ, các nhiệm vụ điều khiển phức tạp được hoàn thành nhờ một hệ thống điều khiển tự động cao, đó chính là bộ điều khiển lập trình và có sự tham gia của cả máy tính Ngoài việc giao tiếp tín hiệu với các trường thiết bị vào – ra như (các bảng vận hành, động cơ, cảm biến, van …), khả năng giao tiếp truyền thông dữ liệu trên mạng giữa các thành phần điều khiển trong hệ thống cũng được thực hiện Mỗi thành phần đơn giản trong hệ thống điều khiển đều đóng một vai trò quan trọng

mà không cần quan tâm đến kích cỡ Ví dụ hình 1.1cho thấy rằng PLC không biết điều gì xẩy ra xung quanh nó khi không có bất kỳ một thiết bị cảm nhận tín hiệu Nó cũng không thể thực hiện một chuyển động cơ học nếu không có nối

kết giữa động cơ với nó

Hình 1.1 Hệ thống điều khiển bằng PLC

1.1.2 Vai trò của bộ điều khiển lập trình PLC

Trong một hệ thống tự động, nói chung PLC được ví như là con tim của

hệ thống điều khiển Với chương trình ứng dụng điều khiển (được lưu trữ trong

bộ nhớ PLC) trong việc thực thi, PLC thường xuyên giám sát tình trạng hệ thống qua tín hiệu phản hồi của thiết bị đầu và Sau đó sẽ dựa vào sự hợp lý của chương trình để xác định tiến trình hoạt động được thực hiện ở những thiết bị xuất cần thiết

PLC có thể được sử duujng điều khiển những nhiệm vụ đơn giản có tính lặp đi lặp lại hoặc một vài nhiệm vụ cụ thể được liên kết cùng nhau với thiết bị điều khiển chủ hoặc máy tính chủ khác qua một loại mạng giao tiếp để tích hợp điều khiển của một quá trình phức tạp

1.1.2.1 Thiết bị đầu vào

Sự thông minh của một hệ thống tự động phần lớn dựa vào khả năng của PLC đọc được tín hiệu từ những loại cảm biến ttự động khác nhau và thiết bị đầu vào cưỡng bức tín hiệu

Những nút nhấn, bàn phím, công tắc gạt tạo thành cơ bản của giao tiếp người và máy là các loại thiết bị vào cưỡng bức tín hiệu Mặt khác, để phát hiện vật thể, quan sát sự di chuyển cơ cấu, kiểm tra áp suất và mức chất lỏng và nhiều sự kiện khác, PLC sẽ phải xử lý tín hiệu từ những thiết bị cảm ứng tự động đặc biệt như công tắc tơ, công tắc hành trình, cảm biến quang điện, cảm biến mức độ, và Nhiều loại tín hiệu vào PLC có thể là ON/OFF hay tương tự Những tín hiệu vào này được giao tiếp với PLC qua các loại môđun vào khác nhau

1.1.2.2 Thiết bị đầu ra

Hệ thống tự động không hoàn chỉnh và hệ thống PLC thật sự bị tê liệt nếu không có giao tiếp với thiết bị ra, chẳng hạn một số thiết bị thông thường như: động cơ, cuộn dây, đèn chỉ thị, chuông báo…Thông qua sự hoạt động của động cơ và cuộn dây, PLC có thể điều khiển từ đơn giản đến phứctạp

1.1.3 Khái niệm về PLC

PLC (Prgrammaple Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình, được thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện một loạt các chương trình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác nhân kích thích (hay còn gọi là đầu vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ định thời (Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm Khi một sự kiện được kích hoạt nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài

được gắn vào đầu ra của PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau, trong các môi trường điều khiển khác nhau

1.1.3.1 Cấu trúc

Một PLC bao gồm một bộ xử lý trung tâm, bộ nhớ để lưu trữ chương trình ứng dụng và những môđun giao tiếp nhập – xuất Hình 1.2 mô tả sơ bộ về cấu trúc của một PLC

1.1.3.2 Hoạt động của PLC

Về cơ bản, hoạt động của một PLC cũng khá đơn giản Đầu tiên, hệ thống các cổng vào/ra (Input/ Output) (còn gọi là các Module xuất/nhập) dùng để đưa các tín hiệu từ các thiết bị ngoại vi vào CPU (như các sensor, contact, tín hiệu

từ động cơ…) Sau khi nhận được tín hiệu ở đầu vào thì CPU sẽ xử lý và đưa các tín hiệu điều khiển qua môđun xuất ra các thiết bị được điều khiển Hình 1.3 minh hoạ hoạt động của PLC khi thực thi chương trình ứng dụng

Trong suốt quá trình hoạt động, CPU đọc hoặc quét (scan) dữ liệu hoặc trạng thái của các thiết bị ngoại vi thông qua đầu vào, sau đó thực hiện các

Hình 1.2 Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển lập trình

chương trình trong bộ nhớ như sau: một bộ đệm chương trình sẽ nhận lệnh từ

bộ nhớ chương trình đưa ra thanh ghi lệnh để thi hành Chương trình ở dạng STL (Statement List – Dạng lệnh liệt kê) hay ở dạng LADDER (dạng hình thang) sẽ được dịch ra ngôn ngữ máy cất trong bộ nhớ chương trình Sau khi thực hiện xong chương trình, sau đó là truyền thông nội bộ và kiểm lỗi sau đó CPU sẽ gửi hoặc cập nhật tín hiệu tới các thiết bị, được điều khiển thông qua môđun xuất Một chu kỳ gồm đọc tín hiệu ở đầu vào, thực hiện chương trình, truyền thông nội bộ và tự kiểm tra lỗi và gửi cập nhật tín hiệu ở đầu ra được gọi

là một chu kỳ quét

Như vậy thì thời điểm thực hiện lệnh vào/ra thì lệnh không xử lý trực tiếp với cổng vào/ra mà sẽ xử lý thông qua bộ nhớ đệm Nếu có sử dụng ngắt thì chương trình còn tương ứng với từng tín hiệu ngắt sẽ được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận chương trình Chương trình ngắt chỉ thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu ngắt và có thể xảy ra ở bất kỳ điểm nào trong vòng quét Chu kỳ quét ở một vòng của PLC được mô tả như hình 1.4

Thực tế khi PLC thực hiện chương trình (Program Execution), PLC khi cập nhật tín hiệu đầu vào (ON, OFF) phải theo hai bước; khi xử lý thực hiện chương trình, vi xử lý sẽ chuyển đổi các mức logic tương ứng ở đầu ra trong

“chương trình nội” (đã được lập trình), các mức logic này sẽ chuyển đổi ON/OFF Tuy nhiên lúc này các tín hiệu ở đầu ra “thật” (tức tín hiệu được đưa

ra tại Module out) vẫn chưa được đưa ra Khi xử lý kết thúc chương trình xử lý, việc chuyển đổi các mức logic (của các tiếp điểm) đã hoàn thành thì việc cập nhật các tín hiệu ở đầu ra mới thực sự tác động lên đầu ra để điều khiển các thiết bị ở đầu ra

Thường việc thực thi một vòng quét xảy ra với thời gian rất ngắn, một vòng quét đơn (single scan) có thời gian thực hiện một vòng quét từ 1ms tới

100ms Việc thực hiện một chu kỳ quét dài hay ngắn còn phụ thuộc vào tốc độ

xử lý lệnh, độ dài của chương trình và cả mức độ giao tiếp giữa PLC với các thiết bị ngoại vi (màn hình hiển thị…) Vi xử lý chỉ có đọc được tín hiệu ở đầu vào chỉ khi nào tín hiệu này tác động với khoảng thời gian lớn hơn một chu kỳ quét Nếu thời gian tác động ở đầu vào nhỏ hơn một chu kỳ quét thì vi xử lý xem như không có tín hiệu này Tuy nhiên trong thực tế sản xuất, thường các

hệ thống chấp hành là các hệ thống cơ khí nên tốc độ quét như trên có thể đáp ứng được các chức năng của dây chuyền sản xuất Để khắc phục khoảng thời gian quét dài, ảnh hưởng đến chu trình sản xuất, các nhà thiết kế còn thiết kế hệ thống PLC cập nhật tức thời, dùng bộ đếm tốc độ cao (High Speed Counter) các hệ thống này thường được áp dụng cho các PLC lớn có số lượng I/O nhiều, truy cập và xử lý lượng thông tin lớn

1.1.4 Sơ lược về lịch sử phát triển

Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động hiện đại và công nghệ điều khiển logic khả trình dựa trên cơ sở phát triển của tin học mà cụ thể là sự phát triển của kỹ thuật máy tính

Kỹ thuật điều khiển logic khả trình PLC (Programmable Logic Control) được phát triển từ những năm 1968 -1970 Trong gia đoạn đầu các thiết bị khả trình yêu cầu người sử dụng phải có kỹ thuật điện tử, phải có trình độ cao Ngày nay các thiết bị PLC được phát triển mạnh mẽ và có mức độ phổ cập cao Thiết bị điều khiển logic lập trình được PLC là dạng thiết bị điều khiển đặc biệt dựa trên bộ vi xử lý, sử dụng bộ nhớ lập trình được để lưu trữ các lệnh

và thực hiện các chức năng, chẳng hạn, cho phép tính logic, lập chuỗi, định giờ, đếm, và các thuật toán để điều khiển máy và các quá trình công nghệ PLC được thiết kế cho các kỹ sư, không yêu cầu cao kiến thức về máy tính và ngôn ngữ máy tính, có thể vận hành Chúng được thiết kế cho không chỉ các nhà lập trình máy tính mới có thể cài đặt hoặc thay đổi chương trình Vì vậy, các nhà thiết kế PLC phải lập trình sẵn sao cho chương trình điều khiển có thể nhập bằng cách sử dụng ngôn ngữ đơn giản (ngôn ngữ điều khiển) Thuật ngữ logic được sử dụng vì việc lập trình chủ yếu liên quan đến các hoạt động logic ví dụ nếu có các điều kiện A và B thì C làm việc Người vận hành nhập chương trình (chuỗi lệnh) vào bộ nhớ PLC Thiết bị điều khiển PLC sẽ giám sát các tín hiệu vào và các tín hiệu ra theo chương trình này và thực hiện các quy tắc điều khiển đã được lập trình

Các PLC tương tự máy tính, nhưng máy tính được tối ưu hoá cho các tác

vụ tính toán và hiển thị, còn PLC được chuyên biệt cho các tác vụ điều khiển

và môi trường công nghiệp Vì vậy các PLC:

+ Được thiết kế bền để chịu được rung động, nhiệt, ẩm và tiếng ồn

+ Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra

+ Được lập trình dễ dàng với ngôn ngữ điều khiển dễ hiểu, chủ yếu giải quyết các phép toán logic và chuyển mạch

Về cơ bản chức năng của bộ điều khiển logic PLC cũng giống như chức năng của bộ điều khiển thiết kế trên cơ sở các rơle công tắc tơ hoặc trên cơ sở các khối điện tử đó là:

+ Thu thập các tín hiệu vào và các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến

+ Liên kết, ghép nối các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển và thực hiện đóng mở các mạch phù hợp với công nghệ

+ Tính toán và soạn thảo các lệnh điều khiển trên cơ sở so sánh các thông tin thu thập được

+ Phân phát các lệnh điều khiển đến các địa chỉ thích hợp

Riêng đối với máy công cụ và người máy công nghiệp thì bộ PLC có thể liên kết với bộ điều khiển số NC hoặc CNC hình thành bộ điều khiển thích nghi

Trong hệ thống trung tâm gia công, mỗi quy trình công nghệ đều được bộ PLC điều khiển tập trung

1.1.5 Đặc điểm bộ điều khiển lập trình

Nhu cầu về một bộ phận điều khiển dễ sử dụng, linh hoạt và có giá thành thấp đã thúc đẩy sự phát triển những hệ thống điều khiển lập trình (programmable-control systems) – hệ thống sử dụng CPU và bộ nhớ để điều khiển máy móc hay quá trình hoạt động Trong bối cảnh đó, bộ điều khiển lập trình (PLC – Programmable Logic Controller) được thiết kế nhằm thay thế phương pháp điều khiển truyền thống dùng rơ - le và thiết bị rời cồng kềnh, và

nó tạo ra một khả năng điều khiển thiết bị dễ dàng và linh hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ bản Ngoài ra, PLC còn có thể thực hiện những tác

vị khác như định thì, đếm, v.v…, làm tăng khả năng điều khiển cho những hoạt động phức tạp, ngay cả với loại PLC nhỏ nhất Hoạt động của PLC là kiểm tra tất cả các trạng thái tín hiệu ở đầu vào, đưa được về từ quá trình điều khiển, thực hiện logic được lập trong chương trình và kích ra tín hiệu điều khiển cho

thiết bị bên ngoài tương ứng Với các mạch giao tiếp chuẩn ở khối vào và khối

ra của PLC cho phép nó kết nối trực tiếp đến những cơ cấu tác động (actuaors)

có công suất nhỏ ở đầu ra và những mạch chuyển đổi tín hiệu (transducers) ở đầu vào, mà không cần có các mạch giao tiếp hay rơ-le trung gian Tuy nhiên, cần phải có mạch điện tử công suất trung gian khi PLC điều khiển những thiết

bị có công suất lớn

Việc sử dụng PLC cho phép chúng ta hiệu chỉnh hệ thống điều khiển mà không cần có sự thay đổi nào về mặt kết nối dây, sự thay đổi chỉ là thay đổi chương trình điều khiển trong bộ nhớ thông qua thiết bị lập trình chuyên dùng Hơn nữa, chúng còn có ưu điểm là thời gian lắp đặt và đưa vào hoạt động nhanh hơn so với những hệ thống điều khiển truyền thống mà đòi hỏi cần phải thực hiện việc nối dây phức tạp giữa các thiết bị rời

Về phần cứng, PLC tương tự như máy tính “truyền thống”, và chúng có các đặc điểm thích hợp cho mục đích điều khiển trong công nghiệp

- Khả năng chống nhiễu tốt

- Cấu trúc dạng môđun cho phép dễ dàng thay thế, tăng khả năng (nối thêm module mở rộng vào/ra) và thêm chức năng (nối thêm module chuyên dùng)

- Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ở đầu vào và đầu ra được chuẩn hoá

- Ngôn ngữ lập trình chuyên dùng – ladder, instruction và function chart –

dễ hiểu và dễ sử dụng

- Thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng

Những đặc điểm trên làm cho PLC được sử dụng nhiều trong việc điều khiển các máy móc công nghiệp và trong điều khiển quá trình

1.1.6 Ưu điểm của PLC

1.1.6.1 Hệ thống điều khiển cổ điển và những khó khăn của nó

Như đã đề cập ở phần lịch sử và hình thành PLC, đó là sự bắt đầu cuộc cách mạng công nghiệp, đặc biệt vào những năm 1960 & 1970, những máy móc tự động được điều khiển bằng những rơ – le cơ điện Những rơ – le này được lắp đặt cố định bên trong bảng điều khiển Trong một vài trường hợp, bảng điều khiển là quá rộng chiếm không gian Mọi kết nối ở ngõ rơ – le phải được thực hiện Đi dây điện thường không hoàn hảo, nó phải mất nhiều thời gian vì những rắc rối hệ thống và đây là vấn đề rất tốn thời gian đối với nhà sử dụng Hơn nữa các rơ – le bị hạn chế về tiếp điểm Nếu khi có yêu cầu hiệu

chỉnh hay cải tiến thì máy phải ngừng hoạt động, không gian lắp đặt bị giới hạn, và nối dây phải được làm dấu để phù hợp những thay đổi Bảng điều khiển chỉ có thể được sử dụng cho những quá trình riêng biệt nào đó không đòi hỏi thay đổi ngay thành hệ thống mới Trong quá trình bảo trì, các kỹ thuật viên điện phải được huấn luyện tốt và giỏi trong việc giải quyết những sự cố của hệ thống điều khiển Nói tóm lại, bảng điều khiển rơ – le cổ điển là rất kém linh hoạt và không thể thay thế được

Những bất lợi của bảng điều khiển cổ điển:

- Có quá nhiều dây trong bảng điều khiển

- Sự thay đổi hoàn toàn khó khăn

- Việc sửa chữa vô cùng phiền phức vì bạn phải cần đến nhà kỹ thuật giỏi

- Tiêu thụ điện năng lớn khi cuộn dây của rơ – le tiêu thụ điện

- Thời gian dừng máy là quá dài khi sự cố xảy ra, vì phải mất một thời gian dài để sửa chữa bảng điều khiển

- Nó gây ra thời gian dừng máy lâu hơn khi bảo trì và điều chỉnh khi các bản vẽ không còn nguyên vẹn qua thời gian nhiều năm

1.1.6.2 Bảng điều khiển khả lập trình và những thuận lợi của nó

Với sự xuất hiện của bộ điều khiển khả lập trình, những quan điểm và thiết kế điều khiển tiến bộ to lớn Có nhiều ích lợi trong việc sử dụng bộ điều khiển lập trình

Ví dụ bảng điều khiển PLC được thể hiện hình 1.5

Cùng với sự phát triển của phần cứng

và phần mềm, PLC ngày càng tăng được các

tính năng cũng như lợi ích của PLC trong

hoạt động công nghiệp

- Hệ thống dây giảm đến 80% so với hệ

thống điều khiển rơ – le

- Điện năng tiêu thụ giảm đáng kể vì

PLC tiêu thụ ít điện năng

- Chức năng tự chẩn đoán của PLC cho

phép sửa chữa dễ dàng và nhanh chóng nhờ

tính năng giám sát giữa người và máy

(HMI)

Hình 1.5 Bảng điều khiển

bằng PLC

- Kích thước của PLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các ứng dụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề phức tạp trong điều khiển hệ thống

- Chỉ cần lắp đặt một lần (đối với sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở đầu vào/ra…), mà không phải thay đổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khi đổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển Relay), khả năng chuyển đổi hệ điều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để truyền dữ liệu điều khiển lẫn nhau), hệ thống được điều khiển linh hoạt hơn

- Độ tin cậy cao vì PLC được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong môi trường công nghiệp Một PLC có thể được lắp đặt ở những nơi có độ nhiễu điện cao (Electrical Noise), vùng có từ trường mạnh, có các chấn động cơ khí, nhiệt động và độ ẩm môi trường cao…

- Khả năng quyền lực mà PLC thực hiện được đó là sự phối hợp giữa các thiết điều khiển, giám sát và truyền thông tạo ra một mạng sản xuất toàn cầu: giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA)

Bảng 1 dưới đây mô tả so sánh sơ bộ về các hệ điều khiển: Rơle - Mạch số

- Máy tính và PLC

Bảng 1: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa những hệ thống điều khiển

kế và lắp đặt

Mất thời gian thiết

kế

Mất nhiều thời gian lập trình

Lập trình và lắp đặt đơn giản

Công tác bảo

trì

Kém –

Có rất nhiều công tắc

Kém – Nếu

IC được hàn

Kém – Có rất nhiều mạch điện tử chuyên dùng

Tốt – các modul được tiêu chuẩn hoá

Theo bảng so sánh, PLC có những đặc điểm về phần cứng và phần mềm làm cho nó trở thành bộ điều khiển công nghiệp được sử dụng rộng rãi

1.1.7 Ứng dụng của PLC

Hiện nay PLC đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực sản xuất

cả trong công nghiệp và dân dụng Từ những ứng dụng để điều khiển các hệ thống đơn giản, chỉ có chức năng đóng/mở (ON/OFF) thông thường đến các

ứng dụng cho các lĩnh vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong quá trình sản xuất Các lĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:

- Sản xuất thuỷ tinh

- Công nghiệp đúc bê tông

- Điều khiển máy lạnh

- Thiết bị sản xuất ra tivi

- Trạm điện

- Điều khiển chế độ xử lý

- Sản xuất thiết bị điện

- Hệ thống điều khiển giao thông

- Hệ thống điều khiển ga xe lửa

- Công nghiệp sản xuất nhựa

- Công nghiệp sản xuất cơ khí

- Thiết bị gia công cống rãnh

- Hệ thống điều khiển tin cậy

- Hệ thống điều khiển nâng chuyển

- Hệ thống điều khiển máy phát điện

- Điều khiển khu vui chơi…

Một số hình ảnh về các lĩnh vực sản xuất sử dụng PLC

Giám sát hệ thống Điều khiển thang máy

Điều khiển quá tải hệ thống điện Điều khiển thời gian cửa, đèn

Hình 1.6 Hình ảnh ứng dụng của PLC

1.2 SƠ LƯỢC VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG VỚI PLC

1.2.1 Định nghĩa về mạng truyền thông công nghiệp

Sự phổ biến của các giải pháp tự động hoá sử dụng hệ thống truyền thông

số là kết quả tổng hợp của các tiến bộ trong kỹ thuật vi điện tử, kỹ thuật máy tính, kỹ thuật thông tin và kỹ thuật tự động hoá Mạng truyền thông công nghiệp hay mạng công nghiệp phổ biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau, từ các bộ cảm biến, cơ cấu chấp hành dưới mức trường cho đến các máy tính điều khiển, quản lý công ty Về cơ sở kỹ thuật, mạng công nghiệp và các hệ thống mạng viễn thông có nhiều điểm tương đồng, tuy nhiên cũng có những điểm khác biệt sau:

- Mạng viễn thông có hành vi địa lý và số lượng thành viên tham gia lớn nên các yêu cầu kỹ thuật (cấu trúc mạng, tốc độ truyền thông, tính năng thời gian thực,…) rất khác, cũng như phương pháp truyền thông (truyền dải rộng/ dải cơ sở, điều biên, dồn kênh, chuyển mạch,…) thường phức tạp hơn so với mạng công nghiệp

- Đối tượng của mạng viễn thông bao gồm cả con người và thiết bị kỹ thuật, trong đó có con người đóng vai trò chủ yếu Vì vậy các dạng thông tin cần trao đổi bao gồm cả tiếng nói, hình ảnh, văn bản và dữ liệu

- Đối với mạng công nghiệp thuần tuý là các thiết bị công nghiệp, nên dạng thông tin quan tâm duy nhất là dữ liệu Kỹ thuật truyền dữ liệu theo chế

độ bit nối tiếp là đặc trưng của mạng công nghiệp

Mạng truyền thông công nghiệp thực chất là một dạng đặc biệt của mạng máy tính, có thể so sánh với mạng máy tính thông thường ở những điểm giống nhau và khác nhau như sau:

- Kỹ thuật truyền thông số hay truyền dữ liệu là đặc trưng chung

- Mạng máy tính sử dụng trong công nghiệp được coi một phần (ở các cấp điều khiển giám sát, điều hành sản xuất và quản lý công ty) trong mô hình phân cấp của mạng máy tính thường coi đòi hỏi cao hơn về bảo mật thông tin

- Mạng máy tính có phạm vi trải rộng khác nhau, ví dụ có thể nhỏ như mạng LAN cho một nhóm vài máy tính, hoặc rất lớn như mạng Internet Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính gián tiếp sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu của mạng viễn thông Trong khi đó, cho đến nay các hệ thống mạng công nghiệp thường có tính chất độc lập, phạm vi hoạt động tương đối hẹp

1.2.2 Vai trò ứng dụng của mạng truyền thông

Trong những năm gần đây bộ điều khiển lập trình PLC được sử dụng ngày càng rộng rãi trong công nghiệp, là giải pháp lý tưởng cho việc tự động hoá các quá trình sản xuất

PLC đóng vai trò trung tâm điều khiển, dễ dàng lập trình, cho phép nhanh chóng thay đổi chương trình điều khiển, ứng dụng trong phạm vi rộng, chuẩn hoá được điều khiển, giá thành thấp và dễ dàng trong bảo trì sửa chữa, độ chính xác cao trong môi trường công nghiệp

Tuy có nhiều ưu điểm về điều kiện nhưng PLC không đáp ứng được về phương diện quản lý, thông tin và lưu trữ dữ liệu Vì vậy để đáp ứng những yêu cầu này PLC thực hiện truyền thông nối mạng ở nhiều cấp độ khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu vừa điều khiển vừa giám sát hệ thống

Hệ thống mạng hỗ trợ những nhà quản lý những người chịu trách nhiệm sản xuất theo dõi được tình hình cụ thể quá trình sản xuất mà không cần trực tiếp trong khu vực sản xuất

Mạng thu nhận dữ liệu trên tất cả các dây truyền sản xuất mà không làm chậm lại quá trình sản xuất, thu thập dữ liệu để phân tích quá trình sản xuất, chẩn đoán, giám sát sự cố và độ tin cậy trong hoạt động của các thiết bị, quản

lý nguyên liệu và lưu vào hệ thống kế hoạch sản xuất của nhà máy

Mạng làm tăng thêm tính sẵn sàng của các thiết bị nối mạng Mạng thực thi thời báo phản ứng nhanh với mức cao ổn định tránh những mức thấp hay thay đổi khi thực hiện truyền thông Thao tác mạng linh hoạt để điều khiển đảm bảo cho sự sản xuất liên tiếp Tính liên tục không gián đoạn và sẵn sàng đang dần trở thành điều quan trọng và ngày càng tăng

Chi phí thời gian cho việc ngừng quá trình sản xuất để phát hiện và sửa chữa sự cố thì cơ hơn chi phí cho sự lắp đặt những hệ thống cảnh báo, theo dõi, giám sát, kịp thời phát hiện ra những sự cố để sửa chữa và tiếp tục sản xuất một cách nhanh chóng và công cụ để làm điều này không khác hơn là sử dụng hệ thống mạng truyền thông mạnh để định vị và chỉ báo lỗi một cách nhanh chóng Cùng với sự phát triển mạng toàn cầu, những nhà quản lý hoàn toàn có thể theo dõi tinh hình hoạt động của nhà máy và có thể đưa ra những quyết định thay đổi trong sản xuất và quyết định sẽ được thực thi nhanh chóng, dù người quản lý đang ở bất cứ địa điểm nào, ở bất cứ một nước nào, thông qua việc kết nối mạng đã đem lại một cuộc đột phá mạnh mẽ trong công nghiệp và cả trong đời sống, trong khi sự hợp tác toàn cầu được nhắc đến những nhu cầu của con người ngày càng đòi hỏi tốt hơn thì hệ thống mạng đã áp ứng được tương đối những yêu cầu này

Mạng AS được phân biệt bằng những đặc tính chủ yếu sau:

- Giao tiếp AS được

tối ưu để nối kết các cảm

biến và cơ cấu chấp hành

Cáp AS được sử dụng cho

cả hai việc: Trao đổi dự

liệu giữa các cảm biến và

cơ cấu với thiết bị điều

khiển; cung cấp nguồn

cho các cảm biến

- Nối kết đơn giản và

giá phải chăng: Lắp đặt

đơn giản, tính linh hoạt

cao với nối kết kiểu hình

- Với các molule AS – I có thể lên đến 124 cảm biến được hoạt động trên cáp AS – i

b Giao tiếp AS và các thành phần hệ thống AS:

Các thành phần dưới sẽ tạo thành hệ thống mạng AS

- AS – i master

- AS – i module

- AS – i cable

Hình 1.7 Phân cấp mạng

- AS – i power supply unit

- Sensors/actua tors with an integrated AS – i chip

b ASI master cho Simatic S7-300:

Khi sử dụng một FC, ngoài trao đổi dữ liệu I/O, nó cũng có thể thực thi những thủ tục gọi chính trong chương trình điều khiển

c ASI Gateway:

DP-ASI Gateway

Ngay khi sử dụng cá I/O ngoại vi phân bố, sử dụng ASI có thể có các thuận lợi Nối mạng các ngoại vi quá trình trên profibus có thể được mở rộng đến các sensor/actuator

Các thiết bị sau đây có thể sử dụng như gateway cho profibus:

- DP/ASI Link 20 module (được thiết kế bằng công nghệ IP 20 để nối kết ASI với Profibus)

- DP/AS Link (link sử dụng công nghiệp IP 65 để nối kết ASI với Profibus)

d ASI Master cho ET200X:

CP 142-2

Module CP 142-2 có thể hoạt động trong hệ thống I/O phân bố ET200X,

nó cho phép kết nỗi chuỗi ASI với hệ thống I/O Đặt điểm chính của hệ thống I/O ET 200X là xây dựng thích nghi với các điều kiểu bảo vệ IP 65, IP 66 và IP

67

e ASI master cho PC-AT:

CP 2413

CP 2413 cho phép kết nối giao tiếp ASI tới máy tính

Phần cứng của ASI master được thực hiện như một card PC Cho phép đến 4 ASI master CP có thể hoạt động cùng một lúc trong một PC Điều này nói rằng ASI PC master cũng thích hợp cho các tác vụ phức tạp

Một chương trình hoạt động và mô phỏng sẵn sàng cũng cấp các trạng thái hiện hành của các slave trên cáp và cho phép các điều hành đơn giản các slave Chương trình này cũng có thể sử dụng để những mục đích chẩn đoán, nó cũng cho phép lập trình các địa chỉ của các slave ASI

Từ đó không những card ASI master có thể được hoạt động trong PC mà còn cho PC giao tiếp với Industrial Ethernet hoạt động và Profibus cùng một lúc, dữ liệu cung cấp bởi ASI slave cũng có thể khả dụng với các trạm khác trong mạng

1.2.4 Mạng PROFIBUS

1.2.4.1 Định nghĩa PROFIBUS

Profibus là thuật ngữ mô tả mạng truyền thông tin số được sử dụng trong công nghiệp để thay thế quá trình tín hiệu analog 4-20mA đang tồn tại một thời gian dài qua Đây là mạng truyền thông số, 2 chiều, multidrop, bus nối tiếp nhằm để kết nối thiết bị field cách ly nhau như các điều khiển, các bộ chuyển đổi tín hiệu, các cảm biến và các cơ cấu chấp hành

Mỗi thiết bị field có khả năng tính toán được cài đặt trong nó và làm cho mỗi thiết bị thành thiết bị thông minh Mỗi thiết bị field sẽ thực hành những chức năng đơn giản trên chính nó như các chức năng chuẩn đoán, điều khiển và bảo trì như cung cấp khả năng truyền thông hai chiều Ngoài ra nó còn cho phép liên lạc với các thiết bị field khác Cốt lõi là fieldbus sẽ thay thế các mạng điều khiển tập trung thành các mạng điều khiển phân tán Do đó fieldbus có nhiều chức năng và ưu việt hơn so với việc thay thế chuẩn analog 4 – 20mA

1.2.4.2 Các thuận lợi fieldbus

- Giảm giá thành

- Tiết kiệm chi phí ban đầu cho dự án công nghệ

- Tiết kiệm trong bảo hành, bảo trì và thay thế

- Nâng cao hiệu quả sản xuất và chất lượng sản phẩm

- Bảo đảm tính an toàn sản xuất và vệ sinh môi trường

- Quản lý chặt chẽ và hiệu quả

1.2.4.3 Truyền thông công nghệp

Sự phát triển như vũ bão của IT đã góp phần thúc đẩy phát triển công nghệ

tự động hoá Nó đã thay đổi các hệ phân cấp, các cấu trúc và quá trình trao đổi thông tin giữa các cấp trong hệ thống Truyền thông đã tăng theo chiều ngang ở cấp field cũng như theo chiều dọc qua các mức phân cấp

Ở cấp Actuator/Sensor các tín hiệu của các sensor và actuator nhị phân được truyền qua ASI bus Đây là kỹ thuật đặt chi phí thấp, đơn giản, qua đó dữ liệu và nguồn điện 24V cho các thiết bị cuối được truyền qua môi trường chung Dữ liệu được truyền xoay vòng

Ở cấp field các thiết bị ngoại vi phân bố như I/O module, cảm biến đó, các cơ cấu truyền động, các slave và các opration terminal truyền thông với các

hệ thống tự động qua hệ thống truyền thông thời gian thực Việc truyền dữ liệu quá trình là theo vòng tuần hoàn, trong khi đó các cảnh báo, tham số và dữ liệu chuẩn đoán được truyền không đồng bộ nếu cần Profibuss là giải pháp nhằm thoả mãn các yêu cầu này đồng thời là giải pháp thông suốt cho sản xuất cũng như tự động hoá quá trình

Ở cấp cell, các bộ điều khiển lập trình được PLC và IPC ruyền thông với nhau Luồng thông tin cần những gói dữ liệu lớn một số lớn các chức truyền thông mạnh Tích hợp vào hệ thống truyền thông toàn công ty như Intranet và Internet qua các TCP/IP và Ethernet là các yêu cầu quan trọng

1.2.4.4 Đặc tính của PROFIBUS

PROFIBUS là cho phép nối các thiết bị điều khiển theo truyền nối tiếp từ cấp cell đến cấp field Trong đó có nhiều master và nhiều slave, do đó có thể ghép nối nhiều hệ thống tự động hoá, hệ thống kỹ thuật và các trạm hiển thị với

các ngoại vi phân bố của chúng trên cùng một bus PROFIBUS phân biệt các

kiểu thiết bị sau

- Thiết bị master xác định truyền dữ liệu trên bus Một master có thể gửi các thông điệp không cần có yêu cầu bên ngoài khi nó giữ quyền truy cập Các master cũng có thể gọi là các trạm tích cực hoặc các nút tích cực

- Thiế bị slave là các ngoại vi như các thiết bị I/O, các slave, các bộ truyền động và các cảm biến đo lường Chúng không có quyền truy cập bus và chúng chỉ có thể báo cho biết đã nhận thông điệp hoặc gửi các thông điệp đến master khi có yêu cầu

1.2.4.5 Truyền thông với PROFIBUS

a Truyền thông với PROFIBUS – DP:

- Kết nối các thiết bị vào PLC

- Truyền các lượng dữ liệu nhỏ và nhanh do

+ Truyền thông master/slave tuần hoàn

+ Hoạt động một master

+ Giao tiếp với giao thức được đơn giản hoá

- Trao đổi dữ liệu theo 2 khung

+ Master dữ liệu đến các slave

+ Các slave thôngbáo và trả dữ liệu về master

Các hệ thống một hay nhiều master có thể cài đặt bằng PROFIBUS – DP Điều này khiến cho hệ thống rất mềm dẻo Tối đa cài vào 126 thiết bị (master hay slave) vào bus

b Truyền thông với PROFIBUS – FMS:

- Kết nối các PLC với nhau, có thể kết nối với các thiết bị field

- Chuyển các lượng dữ liệu lớn

- Hoạt động nhiều master: gửi chủ quyền từ master này đến master kia FMS là ngôn ngữ cho truyền thông theo thông điệp FMS protocol chuẩn hoá không những ý nghĩa của thông điệp (ngữ nghĩa) mà còn các dạng khuôn

dữ liệu cho cấu trúc của thông điệp (cú pháp)

Các ứng dụng liên quan giữa 2 cộng sự truyền thông trong PROFIBUS - FMS là:

- VFD (Virtual Field Device) = thiết bị field ảo

- Truy cập đối tượng (ví dụ các biến)

1.2.5 Mạng ETHERNET công nghiệp

1.2.5.1 Khái niệm

Các yêu cầu về truyền thông công nghiệp khác hẳn rất nhiều so với các truyền thông văn phòng như ta thường dùng hàng ngày trong công việc, giải trí Điều này thực tế ảnh hưởng đến tất cả các khía cạnh của truyền thông như các thành phần mạng tích cực và thụ động, các DTE được kết nối, tính khả dụng, cách thức truy cập, truyền thông dữ liệu và các điều kiện môi trường…

Với các hệ thống sản xuất lớn có nhiều line sản xuất thì việc quan sát toàn nhà máy, điều hành và giám sát nhà máy là một vấn đề rất quan trọng và thiết thực trong việc nâng cao hiệu quả sản xuất Xuất phát từ mục đích này, khả năng điều khiển của mỗi PLC không còn là chủ đạo, không đáp ứng tính chất phức tạp của quá trình nữa mà còn kể đến nhiều phần tử khác tạo nên một hệ thống truyền thông hiệu năng cao

Ngày nay càng có nhiều hệ thống tự động hoá phân bố được sử dụng nhiều vào sản xuất và tự động hoá quá trình nhằm làm cho quá trình điều khiển phức tạp được chia thành các công việc nhỏ hơn với mức đơn giản hơn Do đó cần có truyền thông giữa các hệ thống phân bố Các cấu trúc phân bố này cho phép các việc sau:

- Khởi động đồng thời và độc lập các phần riêng biệt của hệ thống

Hình 1.10 Truyền thông S7 qua mạng Ethernet

- Các chương trình nhỏ hơn và rõ ràng hơn

- Xử lý song song các hệ thống phân bố, kết quả là giảm thời gian đáp ứng, tải nhỏ hơn trên các đơn vị xử lý riêng

- Tăng tính khả dụng của hệ thống

- Với các hệ thống truyền thông mở, không đồng bộ, mạng công nghiệp được sử dụng cho cấp quản lý và cấp các phần tử Truyền thông của mạng công nghiệp là điện, quang, hoặc kết hợp cả điện lẫn quang theo yêu cầu cục bộ Mạng công nghiệp được định nghĩa theo chuẩn quốc tế IEEE 802.3

Tên gọi “mạng cục bộ” được xem xét từ quy mô của mạng Tuy nhiên, đó không phải là đặc tính duy nhất của mạng cục bộ nhưng trên thực tế, quy mô của mạng quyết định nhiều đặc tính và công nghệ của mạng Sau đây là một số đặc điểm của mạng cục bộ:

- Đặc điểm của mạng cục bộ:

+ Mạng cục bộ có quy mô nhỏ, thường là bán kính dưới vài km Đặc điểm này cho phép không cần dùng các thiết bị dẫn đường với các mối liên hệ phức tạp

+ Mạng cục bộ thường là sở hữu của một tổ chức Điều này dường như có

vẻ ít quan trọng nhưng trên thực tế đó là điều khá quan trọng để việc quản lý mạng có hiệu quả

Mạng cục bộ có tốc độ cao và ít lỗi Trên mạng rộng tốc độ nói chung chỉ đạt vài Kbit/s Còn tốc độ thông thường trên mạng cục bộ là 10, 100 Mb/s và tới nay với Gigabit Ethernet, tốc độ trên mạng cục bộ có thể đạt 1Gb/s Xác xuất lỗi rất thấp

b Những điều cần biết về quá trình thiết lập mạng LAN:

Hình 1.11 Cấu hình mạng LAN

Các mạng LAN trở nên thông dụng và nó cho phép các người dùng (users) dùng chung các tài nguyên quan trọng như máy in, ổ đĩa CD-ROM, các phần mềm ứng dụng và những thông tin cần thiết khác Trước khi phát triển công nghệ LAN các máy tính là độc lập với nhau, bị hạn chế bởi số lượng các chương trình tiện ích Sau khi kết nối mạng rễ ràng hiệu quả của chúng tăng lên gấp bội

Các thành phần thông thường trên một mạng cục bộ gồm có:

- Các máy chủ cung cấp dịch vụ (server)

- Các máy trạm cho người làm việc (workstation)

- Đường truyền (cáp nối)

- Card giao tiếp giữa máy tính và đường truyền (network interface card)

- Các thiết bị nối (connection device)

Như vậy việc thiết kế một mạng máy tính cục bộ chính là việc lựa chọn và lắp đặt các cấu hình thích hợp cho mỗi thành phần của mạng Tuỳ thuộc vào mục đích, tính chất và phạm vi sử dụng mà người thiết kế xây dựng lên cấu hình mạng LAN thích hợp

Nhìn chung, yếu tố quyết định sử dụng loại cáp nào là phụ thuộc vào yêu cầu tốc độ truyền tin, khoảng cách đặt các thiết bị, yêu cầu an toàn thông tin và cấu hình của mạng, Ví dụ mạng Ethernet 10 Base-T là mạng dùng kênh truyền băng tần cơ bản với thông lượng 10 Mbit/s theo tiêu chuẩn quốc tế

ISO/IEC 8802.3 nối bằng đôi dây cáp xoắn không bọc kim (UTP) trong Topo hình sao

Việc kết nối các máy tính với một dây cáp được dùng như một phương tiện truyền tin chung cho tất cả các máy tính Công việc kết nối vật lý vào mạng được thực hiện bằng cách cắm một card giao tiếp mạng NIC (Network Interface Card) vào trong máy tính và nối nó với cáp mạng Sau khi kết nối vật

lý để hoàn tất, quản lý việc truyền tin giữa các trạm trên mạng tuỳ thuộc vào phần mềm mạng

Đầu nối của NIC với dây cáp có nhiều loại (phụ thuộc vào cáp mạng), hiện nay có một số NIC có hai hoặc ba loại đầu nối

Chuẩn dùng cho NIC là NE2000 do hãng Novell và Eagle dùng để chế tạo các loại NIC của mình Nếu một NIC tương thích với chuẩn NE2000 thì ta có thể dùng nó cho nhiều loại mạng NIC cũng có các loại khác nhau để đảm bảo

sự tương thích với máy tính 8-bit và 16-bit

Mạng LAN thường bao gồm một hoặc một số máy chủ (file server, host), còn gọi là máy phục vụ và một số máy tính khác gọi là trạm làm việc (Workstations) hoặc còn gọi là nút mạng (Network node) - một hoặc một số máy tính cùng nối vào một thiết bị nút

Máy chủ thường là máy có bộ xử lý (CPU) tốc độ cao, bộ nhớ (RAM) và ổ cứng (HDD) lớn

Trong một trạm mà các phương tiện để được dùng chung, thì khi một trạm muốn gửi thông điệp cho trạm khác, nó dùng một phần mềm trong trạm làm việc đặt thông điệp vào “phong bì”, phong bì này gọi là gói (packet), bao gồm

dữ liệu thông điệp được bao bọc giữa tín hiệu đầu và tín hiệu cuối (để là những thông tin đặc biệt) và sử dụng phần mềm mạng để chuyển gói đến trạm đích NIC sẽ chuyển gói tín hiệu vào mạng LAN, gói tín hiệu được truyền đi như một dòng các bit dữ liệu thể hiện bằng các biến thiên tín hiệu điện Khi nó chạy trong cáp dùng chung, mọi trạm gắn với cáp đều nhận được tín hiệu này, NIC ở mỗi trạm sẽ kiểm tra địa chỉ đích trong tín hiệu đầu của gói để xác định đúng địa chỉ đến, khi gói tín hiệu đi tới trạm có địa chỉ cần đến, đích ở trạm đó

sẽ sao gói tín hiệu rồi lấy dữ liệu ra khỏi phong bì và đưa vào máy tính

c Giao thức TCP/IP và địa chỉ IP:

Người ta thường dùng từ TCP/IP đó chỉ một số các khái niệm và ý tưởng khác nhau Thông dụng nhất là nó mô tả hai giao thức liên lạc dùng để truyền

dữ liệu TCP tức là Transmission Control Protocol (Giao thức điều khiển truyền dẫn) và IP có nghĩa là Internet Protocol (Giao thức Intermet) Khái niệm

Hình 1.12 Các tầng của TCP/IP so với 7 tầng tương ứng của OSI

TCP/IP không chỉ bị giới hạn ở hai giao thức này Thường thì TCP/IP được dùng để chỉ một nhóm các giao thức có liên quan đến TCP và IP như UDP (User Datagram Protocol – Giao thức gói dữ liệu người sử dụng), FTP (File Transfer Protocol – Giao thức truyền tệp), TELNET (Terminal Emulation Protocol – Giao thức mô phỏng đầu cuối), v.v… Các mạng dùng TCP/IP gọi là các TCP/IP Internet

Về nguồn gốc, TCP/IP được thiết kế trong hạt nhân của hệ điều hành BSD UNIX 4.2 Đây là một phiên bản mạnh của UNIX, và cũng là một lý do cho sự phổ biến rộng rãi của TCP/IP Hầu hết các trường đại học và nhiều tổ chức nghiên cứu dùng BSD UNIX Ngày nay, đa số các máy tính trên Internet chạy các phiên bản là con cháu trực tiếp của BSD UNIX Thêm nữa, nhiều bản thương mại của UNIX như SunOS của SUN hay Ultrix của Digital đều phát sinh từ bản BSD UNIX 4.2 Sự thiết lập TCP/IP trong UNIX System V cũng bị ảnh hưởng rất lớn của BSD UNIX, cũng như thế đối với TCP/IP của Novell trên DOS (các sản phẩm LANWorkplace) và NetWare 3.x/4.x

c1 Các tầng giao thức TCP/IP:

TCP: Transmission Control Protocol (Giao thức điều khiển truyền dẫn) -

Thủ tục liên lạc ở tầng giao vận của TCP/IP TCP có nhiệm vụ đảm bảo liên lạc thông suốt và tính đúng đắn của dữ liệu giữa hai đầu của kết nối, dựa trên các gói tin IP

UDP: User Datagram Protocol (Giao thức gói dữ liệu người dùng) - Thủ

tục liên kết ở tầng giao vận của TCP/IP Khác với TCP, UDP không đảm bảo khả năng thông suốt của dữ liệu, cũng không có chế độ sửa lỗi Bù lại, UDP cho tốc độ truyền dữ liệu cao hơn TCP

IP: Internet Protocol (Giao thức Internet) - Là giao thức ở tầng thứ 3 của

TCP/IP, nó có trách nhiệm vận chuyển các datagram qua mạng Internet

ICMP: Internet Control Message Protocol (Giao thức bản tin điều khiển

Internet) - Thủ tục truyền các thông tin điều khiển trên mạng TCP/IP

IGMP: Internet Group Management Protocol (Giao thức quản lý nhóm

Internet) - Là một giao thức dùng để điều khiển các thông tin của nhóm

ARP: Address Resolution Protocol (Giao thức phân giải địa chỉ) - Là giao

thức ở tầng liên kết dữ liệu Chức năng của nó là tìm địa chỉ vật lý ứng với một địa chỉ IP nào đó Muốn vậy nó thực hiện broadcasting trên mạng, và máy trạm nào có địa chỉ IP trùng với địa chỉ IP đang được hỏi sẽ trả lời thông tin về địa chỉ vật lý của nó

RARP: Reverse Address Resolution Protocol (Giao thức phân giải địa chỉ

ngược) - Là một giao thức cho phép một máy tính tìm ra địa chỉ IP của nó bằng cách broadcasting lời yêu cầu trên toàn mạng

c2 Phương pháp đánh địa chỉ trong TCP/IP:

Địa chỉ IPv4 được tạo bởi một số 32 bit

Các địa chỉ IP được chia ra làm hai phần, một phần để nhận dạng mạn

Để có thể thực hiện truyền tin giữa các máy trên mạng, mỗi máy tính trên mạng TCP/IP cần phải có một địa chỉ xác định gọi là địa chỉ IP Hiện tại chúng

ta đang sử dụng địa chỉ IPv4 (IP Address Version 4) Địa chỉ thế hệ mới của

Internet - IPv6 (IP Address Version 6) được Nhóm đặc trách Kỹ thuật IETF (Internet Engineering Task Force) của Hiệp hội Internet đề xuất thực hiện kế thừa trên cấu trúc và tổ chức của IPv4

(NET ID) và một phần để xác định host (HOST ID) Các lớp mạng (Network class) xác định số bit được dành cho mỗi phần mạng và phần host

Có năm lớp mạng là A, B, C, D, E, trong để ba lớp đầu là được dùng cho mục đích thông thường, còn hai lớp D và E được dành cho những mục đích đặc biệt

và tương lai Hình vẽ trên cho thấy cấu trúc của một địa chỉ IPv4:

Không phải tất cả các số hiệu mạng (NETWORK ID) đều có thể dùng được Một số địa chỉ được để dành cho những mục đích đặc biệt Ví dụ như mạng 127.0.0.0 để dùng cho địa chỉ loopback (quay vòng)

- Lớp A có số mạng ít nhất, nhưng mỗi mạng lại có nhiều host thích hợp với các tổ chức lớn có nhiều máy tính

- Lớp B có số mạng và số host vừa phải

- Còn lớp C có nhiều mạng nhưng mỗi mạng chỉ có thể có 254 host, thích hợp với tổ chức có ít máy tính

Để cho bạn đọc dễ hiểu, người ta thường biểu diễn địa chỉ IP dưới dạng số nguyên chấm thập phân Một địa chỉ IP khi đó sẽ được biểu diễn bởi 4 số thập phân có giá trị từ 0 đến 255 và được phân cách nhau bởi dấu chấm (.) Mỗi giá trị thập phân biểu diễn 8 bit trong địa chỉ IP

Ví dụ một địa chỉ IP của máy chủ Web tại VDC là 203.162.0.11;

Trên mạng Internet, việc quản lý và phân phối địa chỉ IP là do Trung tâm Thông tin mạng (NIC - Network Information Center) đảm nhiệm

Hình 1.14 Ba mạng kết nối với nhau thông qua 2 bộ định tuyến

Hình 1.13 Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thông qua routerR

Với sự bùng nổ của số máy tính kết nối vào mạng Internet, địa chỉ IP đã trở thành một tài nguyên cạn kiệt, người ta đã phải xây dựng nhiều công nghệ

để khắc phục tình hình này Ví dụ như công nghệ cấp phát địa chỉ IP động như BOOTP hay DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol – Giao thức cấu hình địa chỉ động) Khi sử dụng công nghệ này thì không nhất thiết mọi máy trên mạng đều phải có một địa chỉ IP định trước mà nó sẽ được máy chủ cấp cho một địa chỉ IP khi thực hiện kết nối

1.2.6.2 Mạng Internet

Internet là một liên mạng, tức là mạng của các mạng con Vậy đầu tiên là vấn đề kết nối hai mạng con Để kết nối hai mạng con với nhau, có hai vấn đề cần giải quyết Về mặt vật lý, hai mạng con chỉ có thể kết nối với nhau khi có một máy tính có thể kết nối với cả hai mạng này Việc kết nối đơn thuần về mặt vật lý chưa thể làm cho hai mạng con có thể trao đổi thông tin với nhau Vậy vấn đề thứ hai là máy kết nối được về mặt vật lý với hai mạng con phải hiểu được cả hai giao thức truyền tin được sử dụng trên hai mạng con này và các gói thông tin của hai mạng con sẽ được gửi qua nhau thông qua đó

Máy tính này được gọi là Internet gateway hay router (R)

Khi kết nối đã trở nên phức tạp hơn, các máy cổng nối (gateway) cần phải biết về sơ đồ kiến trúc của các mạng kết nối Ví dụ trong hình I.14 cho thấy nhiều mạng được kết nối bằng 2 bộ định tuyến (router)

Như vậy, bộ định tuyến R1 phải chuyển tất cả các gói thông tin đến một máy nằm ở mạng Net 2 hoặc Net 3 Với kích thước lớn như mạng Internet, việc các router làm sao có thể quyết định về việc chuyển các gói thông tin cho các máy trong các mạng sẽ trở nên phức tạp hơn

Để các bộ định tuyến có thể thực hiện được công việc chuyển một số lớn các gói thông tin thuộc các mạng khác nhau, người ta đề ra quy tắc là:

Các bộ định tuyến chuyển các gói thông tin dựa trên địa chỉ mạng của nơi đến, chứ không phải dựa trên địa chỉ của máy nhận

Như vậy, dựa trên địa chỉ mạng nên tổng số thông tin mà router phải lưu giữ về sơ đồ kiến trúc mạng sẽ tuân theo số mạng trên Internet chứ không phải

là số máy trên Internet

Trên Internet, tất cả các mạng đều có quyền bình đẳng cho dù chúng có tổ chức hay số lượng máy là rất chênh lệch nhau Giao thức TCP/IP của Internet hoạt động tuân theo quan điểm sau:

Tất các các mạng con trong Internet như là Ethernet, một mạng diện rộng như NSFNET mạng trục (backbone) hay một liên kết điểm-điểm giữa hai máy duy nhất đều được coi như là một mạng

Điều này xuất phát từ quan điểm đầu tiên khi thiết kế giao thức TCP/IP là

để có thể liên kết giữa các mạng có kiến trúc hoàn toàn khác nhau, khái niệm

“mạng” đối với TCP/IP bị ẩn đi phần kiến trúc vật lý của mạng Đây chính là

ưu điểm của TCP/IP Như vậy, người sử dụng Internet hình dung Internet là một mạng thống nhất và bất kỳ hai máy nào trên Internet đều được nối với nhau thông qua một mạng duy nhất

Hình 1.15a: Mạng Internet dưới con mắt người sử dụng Các máy được nối với nhau thông qua một mạng duy nhất

Hình 1.15b: Kiến trúc tổng quát của mạng Internet Các router cung cấp các kết nối giữa các mạng

Hình 1.15 Kiến trúc tổng thể của Internet

Chương 2 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT TRẠM VIỄN THÔNG QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG

Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra các hệ thống giám sát, điều khiển chuyên dụng để đáp ứng nhu cầu giám sát từ xa và kiểm soát an ninh như camera, thẻ từ, đầu đọc vân tay, Phương tiện truyền dữ liệu giám sát cũng rất khác nhau: đường điện thoại, GPRS, mạng IP, trong đó giải pháp truyền dẫn qua mạng IP được ưa chuộng hơn cả

Tuy nhiên mỗi hãng sản xuất chỉ làm ra một hệ thống chuyên dùng của mình để chào bán rộng rãi chứ chưa có một hãng nào đưa ra được một giải pháp tổng thể có thể tích hợp được tất cả các thông tin cần giám sát vào thành một hệ thống đồng nhất Đối với thực trạng ở các đơn vị Viễn thông, bản thân

hệ thống các thiết bị phụ trợ ở các nhà trạm (như máy nổ, điều hòa, .) cũng không đồng bộ với nhau, không cùng chung một giao diện quản lý, việc tích hợp vào hệ thống giám sát lại càng trở nên khó khăn hơn, đồng thời cấu hình thiết bị phụ trợ và quy mô của mỗi trạm lại một khác nhau, số lượng nhân lực

để vận hành và khai thác hiện nay là rất lớn Đó là tất cả các khó khăn mà giải pháp kỹ thuật đề ra cho hệ thống phải vượt qua được

2.1 YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG

- Thông tin giám sát quản lý phải được truyền từ trạm lên trung tâm qua mạng IP đã có sẵn, đảm bảo thời gian thực

- Có khả năng quản lý tập trung nhiều nhà trạm trên diện rộng

- Hệ thống phải có độ ổn định và tính chính xác cao

- Hệ thống phải đáp ứng được các nhu cầu giám sát điều khiển sau:

+ Giám sát tức thời các cảnh báo cháy nổ: khói, cháy, nhiệt gia tăng + Giám sát tức thời các cảnh báo môi trường: nhiệt độ, độ ẩm, nước ngập

+ Giám sát tức thời các cảnh báo về nguồn điện: điện lưới, điện tải, sự cố điện 3 pha

+ Giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị phụ trợ: điều hòa, máy