Các thành phần hệ thống mạng

1.Phương tiện truyền dẫn 2.Phần cứng giao diện mạng 3.Phần mềm trong hệthống mạng 4.Thiết bịliên kết mạng 5.Các linh kiện mạng khác

Hệ thống

thông tin công nghiệp

5 Các thành phần hệ thống mạng

1 Phương tiện truyền dẫn

— Sóng truyền thanh (radio AM, FM)

— Tia hồng ngoại (UV)

Dải tần

ƒ Shannon: Tốc ₫ộ bit tối ₫a (bits/s) = H log2 (1+S/N)

f(Hz) 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 10 15 10 16

Đôi dây xoắn (Twisted Pair ,TP)

ƒ Phát minh của A Grahm Bell, 1881

a) STP b) UTP

lót, che chắn

hạng 5 có thể cho tốc ₫ộ truyền 100Mbit/s

(Fast Ethernet 100BASE-TX)

So sánh ₫ộ suy giảm trên ₫ường truyền

1 10 100

1 10 100 1000

TÇn sè (MHz)

STP Coax

Cáp quang

ϕ nn21

Các loại sợi quang

— Sợi ₫a chế ₫ộ (Multimode Fiber, MMF): tín hiệu là các tia

laser có tần số không thuần nhất Khả năng truyền hạn chế trong phạm vi Gbit/s * km

— Sợi ₫ơn chế ₫ộ (Single-Mode Fiber, SMF): tín hiệu là các

tia laser có tần số thuần nhất Tốc ₫ộ truyền có thể ₫ạt tới hàng trăm Gbit/s * km

— truyền với tốc ₫ộ thấp (khoảng vài chục tới vài trăm

Mbit/s), khoảng cách truyền ngắn (tối ₫a 80m),

— giá thành thấp và lắp ₫ặt dễ dàng hơn nhiều

2 Phần cứng giao diện mạng

Líp øng dông

Líp biÓu diÔn d÷ liÖu

Líp kiÓm so¸t nèi

Gi¾c c¾m

Vi xö lý (Xö lý giao thøc)

Giao diÖn víi vi m¹ch thiÕt bÞ hoÆc IO-Driver

Giao diÖn sö dông (C«ng t¾c, jumper LED)

•

+24VDC

§Êt Bus

Vi m¹ch thiÕt bÞ

Vi m¹ch chuyªn dông (ASIC)

Ghép nối thiết bị ₫iều khiển

₫iều khiển logic khả trình: Cấu trúc module hoặc cấu trúc gọn

khiển phân tán tích hợp: cấu trúc module

lập trình ₫ược

Điều khiển phân tán sử dụng bus trường

Phân đoạn 1

MTĐK 1

PHÒNG ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

Ghép nối PLC (Programmable Logic Controller)

CPU tích hợp giao diện mạng

Module giao diện mạng (Module truyền thông)

PLC-5 processor víi

Ethernet module

ControlLogix 1 slot 0: CPU Logix5550 slot 1: Ethernet module 1756-ENET slot 2: ControlNet module 1756-CNB slot 3: DH+ module 1756-DHRIO

ControlLogix 2 slot 0: CPU Logix5550 slot 1: DH+ module 1756-DHRIO slot 2: ControlNet module 1756-CNB slot 3: ControlNet module 1756-CNB

PLC-5 processor tÝch hîp giao diÖn ControlNet

PLC-5 processor tÝch hîp giao diÖn DH+

Ghép nối PC và PC công nghiệp

(VD PC-104) => cách ghép nối tương tự như PLC

CP 5412 (A2)

Card Profibus (Siemens)

PC

Adapter RS-232

bus tr−êng

Vào/ra phân tán (distributed I/O)

Î Ưu điểm nhiều, song vẫn còn nối dây truyền thống

Còn gọi là vào/ra từ xa (remote I/O)

Ghép nối vào/ra phân tán

PLC, chỉ khác PLC là không có CPU (mà thay vào

Ghép nối thiết bị trường

— Biến tần (inverter)

— Bộ khởi ₫ộng ₫ộng cơ (motor starter)

— Van ₫iều khiển (control valve)

—

— Encoder

— Cân ₫ịnh lượng

— Thiết bị ₫o nhiệt ₫ộ (temperature transmitter)

— Thiết bị ₫o áp suất (pressure transmitter)

—

Vấn ₫ề của nhà sản xuất TB trường

bus trường => bao

nhiêu sản phẩm?

— n loại thân thiết bị

— m loại vi mạch giao diện

bus trường

=> hỗ trợ m x n sự lựa chọn

của khách hàng

Sản phẩm của Bürkert (Đức)

3 Phần mềm trong hệ thống mạng

PhÇn cøng GD m¹ng

Tr×nh ®iÒu khiÓn PhÇn cøng GD m¹ng

Tr×nh ®iÒu khiÓn

HÖ ®iÒu hμnh

PhÇn mÒm giao diÖn øng dông

PhÇn mÒm giao diÖn øng dông

Ch−¬ng tr×nh øng dông

Ch−¬ng tr×nh øng dông

Ch−¬ng tr×nh øng dông

Phần mềm (xử lý) giao thức

— Đổ cứng trong ROM hoặc “downloadable”

— Nhanh hơn, hiệu suất cao

— Tích hợp sẵn trong hệ ₫iều hành (ví dụ cho PLC)

— Có thể lựa chọn cài ₫ặt (ví dụ các giao thức phổ thông như TCP/IP, NetBUI)

— Thường dưới dạng mã nguồn hoặc mã ₫ích C/C++

— Được liên kết với chương trình ứng dụng

— Tiện lợi cho xây dựng giải pháp nhúng

Phần mềm giao diện lập trình (API)

— Sử dụng cho một loại card mạng nhất ₫ịnh

— Khác nhau lớn giữa nhiều thư viện

— Tiện lợi trên PC và các giải pháp nhúng

— Giải pháp trong các hệ PLC hoặc DCS (ví dụ theo chuẩn IEC 61131-5)

— Không sử dụng ₫ược từ bên ngoài

object technology), ví dụ COM, ActiveX, OPC

— Sử dụng khá thống nhất cho nhiều loại card mạng

— Hầu như chỉ hỗ trợ trên nền Windows

ƒ Mục ₫ích: liên kết hai ₫oạn của một mạng

ƒ Nguyên tắc làm việc: khuếch ₫ại và tái tạo tín hiệu trên cơ

sở lớp vật lý

7 6 5 4 3 2 1

Repeater

7 6 5 4 3 2 1

VD: Profibus segment 1

1

VD: Profibus segment 2

ƒ Mục ₫ích: liên kết các mạng con giống nhau ở lớp 2 (hoặc lớp 2b)

ƒ Nguyên tắc làm việc: chuyển ₫ổi giao thức trên cơ sở lớp 2b

(LLC, Logic Link Layer)

MAC

1

7 6 5 4 3 2 1

VD: Token Bus VD: Ethernet

LLC

ƒ Mục ₫ích: liên kết hai mạng giống nhau ở lớp 3

ƒ Nguyên tắc làm việc: chuyển ₫ổi giao thức trên cơ sở lớp 3

7 6 5 4 3 2 1

Router

3 2 1

7 6 5 4 3 2 1

3 2 1 3

VD: Token Ring VD: X.25

ƒ Mục ₫ích: liên kết hai hệ thống mạng hoàn toàn khác nhau

ƒ Nguyên tắc làm việc: chuyển ₫ổi giao thức trên cơ sở lớp 7

5 Các linh kiện mạng khác