Mạng truyền thông công nghiệp i

Mạng truyền thông công nghiệpz Mạng truyền thông công nghiệp là khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng sử dụng ghép nối các thiết bị công nghiệp.. z Phần lớn các mạng truyền thông sử dụng

MẠNG TRUYỀN THÔNG

CÔNG NGHIỆP

Industrial Communication Networks

Nguyễn Tấn Đời EEE HCMUTE

Nội dung:

z Các khái niệm cơ bản

z Yêu cầu và phân cấp mạng

Truyền gián đoạn

(lấy mẫu truyền)

Khái niệm cơ bản

Các phương pháp truyền

Khái niệm cơ bản

Các phương pháp truyền

z Truyền nối tiếp:

• Đường truyền sử dụng 3 dây dẫn: thu, phát và mass.

• Các bit được phát liên tiếp nhau.

z Truyền song song:

Phương pháp truyền nối tiếp

z Truyền nối tiếp đồng bộ:

• Dữ liệu được phát liên tục.

• Tín hiệu đồng bộ được phát song song với dữ liệu

z Truyền nối tiếp bất đồng bộ :

• Dữ liệu được phát theo kiểu ko đều nhau, dù

khoảng thời gian của 2 bit là cố định.

• Các bit đồng bộ (Start và Stop) được đặt chung với dữ liệu.

Khái niệm cơ bản

Mạng truyền thông công nghiệp

z Mạng truyền thông công nghiệp là khái niệm

chung chỉ các hệ thống mạng sử dụng ghép nối các thiết bị công nghiệp

z Phần lớn các mạng truyền thông sử dụng

phương pháp truyền tín hiệu số nối tiếp bất đồng

bộ bán song công để giảm giá thành và tăng độ

ổn định của đường truyền

half duplex asynchronous serial digital tranmission

Khái niệm cơ bản

Các yêu cầu và phân cấp mạng

Yêu cầu của mạng

Lượng data

được phát Yêu cầu về

tốc độ

Các bus và mạng

Yêu cầu của mạng

Các loại mạng

z Ethernet TCP/IP: mạng nội bộ, ở level 2 và level 3

z CANopen: mạng theo giao thức truyền và cấu

hình thiết bị cho các hệ thống nhúng trong tự

động hóa

z ASi: mạng kết nối thiết bị

z Modbus RS485: mạng giao thức truyền nối tiếp của Modicon-1979

z Devicenet, Profibus, Interbus: kết nối thiết bị

Yêu cầu của mạng

Mô hình OSI

Open System Interconnection

z Mô hình mạng cho hệ thống truyền thông mở đối với mạng kết hợp, không đồng nhất.

z Hình thành nên các tiêu chuẩn trong truyền thông

z Mô hình gồm 7 lớp, tạo ra một khung chuẩn hóa trong truyền thông.

z Các nhà sản xuất thiết bị tự động, thiết bị dữ liệu đầu cuối đêu dựa theo mô hình này để chế tạo

thiết bị.

Mô hình OSI

Mô hình OSI

Open System Interconnection

Mô hình OSI

Môi trường vật lý

z Các môi trường truyền thông dụng

z Các tiêu chuẩn cho cáp đôi xoắn

z Một số Topo mạng khác

Môi trường vật lý

Các môi trường truyền thông dụng

z Môi trường tạo nên chất lượng truyền:

Các chuẩn truyền cho cáp xoắn

z RS232:

• Kết nối điểm-điểm qua đầu nối 9/25 chân

• Khoảng cách <15m, tốc độ <20kbps

z RS422A:

• Truyền song công trên bus 4 dây (2 phát/2 thu)

• Miễn nhiễu tốt Khoảng cách max 1200m,120kbps

z RS485:

• Cùng đặc tính RS422A nhưng sử dụng cáp 2 dây

• Truyền bán song công trên bus 2 dây.

Môi trường vật lý

Các loại Topo mạng

Môi trường vật lý

Master - Slave

z Vị trí: tại lớp Link layer trong mô hình OSI

z Master là thiết bị xử lý điều khiển trên môi trường

z Slave là thiết bị xử lý theo yêu cầu của Master

Các phương pháp truy cập mạng

Token ring

z Vị trí: tại lớp Link layer trong mô hình OSI

z Các thành viên của RING thu được quá trình xử lý trên mạng dựa trên xác nhận của TOKEN

z TOKEN là nhóm bit được truyền luân phiên trên các địa chỉ

mạng từ nút này qua nút khác

Các phương pháp truy cập mạng

Random access

z Vị trí: tại lớp Link layer trong mô hình OSI

z Theo phương pháp Carrier Sense Multiple Access: tập

hợp các luật để giải quyết trên mạng khi có từ 2 thiết bị cùng xử lý đường truyền (xung đột)

CSMA là loại giao

thức cạnh tranh

Ngay khi có yên lặng,

người nào muốn nói

sẽ nói

Các phương pháp truy cập mạng

z CSMA/CD – Collison Detect: Destructive collision

• Nhận biết xung đột

• Dừng frame đang phát

• Xáo trộn việc phát frame

• Chờ thời gian ngẫu nhiên

• Phát lại frame

z CSMA/CA – Collision Avoidance: Non destructive collision

• Không loại bỏ xung đột

• Dừng truyền thiết bị có độ ưu tiên thấp

• Truyền hết frame có độ ưu tiên cao

• Phát lại frame có độ ưu tiên thấp

Mạng Ethernet

Mạng CAN

Các phương pháp truy cập mạng

Các khái niệm sử dụng trong cấp

Client – Sever

z Client là thiết bị yêu cầu dịch vụ trên mạng

z Sever là thiết bị đáp ứng yêu cầu từ Client

Các khái niệm dùng trong cấp ứng dụng

Producer – Consumer

z Producer là thiết bị tạo ra thông tin

z Consumer là thiết bị sử dụng thông tin này

Các khái niệm dùng trong cấp ứng dụng

Các loại dữ liệu truyền

z Dữ liệu tuần hoàn: dữ liệu được cập nhật liên tục

theo thời gian định trước

Một lượng nhỏ thông tin được cập nhật thường xuyên

z Dữ liệu ko tuần hoàn: dữ liệu được cập nhật theo yêu cầu hay theo một sự kiện nào đó

Dữ liệu này được sử dụng khi thực hiện đặt cấu hình

và cài đặt hoặc dùng trong chẩn đoán sự cố.

Phần lớn thông tin không phải theo thời gian

Các khái niệm dùng trong cấp ứng dụng

tuân theo protocol

bị này với thiết bị khác hãng sản xuất

tuân theo profile

Các khái niệm dùng trong cấp ứng dụng

Khái niệm về Profile

z Profile là cách chuẩn hóa dùng trong mô tả các chức năng của các thiết bị trong mạng.

z Mô tả này gắn với các cú pháp nghiêm ngặt

z Dữ liệu được tập hợp theo chức năng:

Repeater – Hub – Switch

Các thiết bị kết nối

Transceiver – Bridge

Các thiết bị kết nối

Router – Gateway

Các thiết bị kết nối