Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 4.6: Kỹ thuật truyền dẫn. Những nội dung chính trong chương này gồm có: Phương thức truyền dẫn tín hiệu, RS-232, RS-485, MBP. Mời các bạn cùng tham khảo.
Trang 1INH S
thông tin công nghiệp
4.6 Kỹ thuật truyền dẫn
Trang 24.6 Kỹ thuật truyền dẫn
1 Phương thức truyền dẫn tín hiệu
2 RS-232
3 RS-485
4 MBP
Trang 31 Phương thức truyền dẫn tín hiệu
Truyền không ₫ối xứng không ₫ối xứng hay ₫ơn cực
(unbalanced mode, single-ended mode):
— sử dụng ₫iện áp chênh lệch giữa một dây dẫn và ₫ất
— Ví dụ: RS-232
Trang 4Ưu nhược ₫iểm của phương thức ₫ơn cực
Tiết kiệm dây dẫn
Khả năng kháng nhiễu kém (nhiễu ngoại, nhiễu xuyên
âm - crosstalk, chênh lệch ₫iện áp ₫ất)
Phải sử dụng mức tín hiệu cao (hậu quả?)
Tốc ₫ộ truyền kém (tại sao?)
Khoảng cách truyền ngắn (tại sao?)
Trang 5 Phương thức chênh lệch ₫ối xứng (balanced
differential mode ):
— sử dụng ₫iện áp chênh lệch giữa hai dây dẫn A và B
(hoặc - và +)
— Ví dụ: RS-422, RS-485, MBP (IEC-611582)
A B
T
V CM
V CM : Common Mode Voltage
Trang 6Ưu nhược ₫iểm của phương thức chênh
lệch ₫ối xứng
Không tiết kiệm dây dẫn lắm
Khả năng kháng nhiễu tốt
Có thể sử dụng mức tín hiệu thấp
Tốc ₫ộ truyền cao
Khoảng cách truyền lớn
Trang 72 RS-232
Tên chính thức: EIA/TIA-232, do Electronic Industry
Association và Telecommunication Industry Association cùng
xây dựng
Tên thường dùng: RS-232 (RS: Recommended Standard)
Các phiên bản: RS-232c, RS-232f, chuẩn sử dụng cho cổng
COM của máy tính cá nhân thường là RS-232c
Tương ứng với chuẩn châu Âu là CCITT V.24)
VIỄN THÔNG ĐƯỜNG RS-232
Trang 8Mức tín hiệu
Phương thức truyền: Đơn cực
+15V
+3V
-3V
0
1
+25V
-25V
-15V
Giao diÖn RS-232
Trang 9Một số ₫ặc ₫iểm cơ bản
Phương thức truyền dẫn không ₫ối xứng
Chế ₫ộ truyền hai chiều ₫ồng thời (full duplex)
Ghép nối ₫iểm-₫iểm
Tốc ₫ộ truyền thấp (chuẩn: 19.2 kbps)
Khoảng cách truyền ngắn (thông thường 15-30m)
Ứng dụng chủ yếu:
— Ghép nối PC-PC, PC-Modem
— Ghép nối PC-PLC
— Ghép nối PC hoặc PLC với các thiết bị ₫o, thiết bị thu
thập dữ liệu,
Trang 10Giao diện cơ học
DCD RxD TxD DTR GND
DSR
RTS
CTS
RI
DCD RxD TxD DTR GND DSR RTS CTS RI (a) Sơ đồ giắc cắm DB-9 (b) Sơ đồ chiều tín hiệu
Trang 11Vớ dụ ghộp nối
TxD
RxD
RTS
CTS
DTR
DSR
GND
TxD RxD RTS CTS DTR DSR GND
TxD RxD RTS CTS DTR DSR GND
TxD RxD RTS CTS DTR DSR GND
Transmit Data Receive Data Request To Send Clear To Send Data Terminal Ready Data Set Ready Ground
b) Chế độ bắt tay a) Cấu hình ghép nối tối thiểu
Trang 123 RS-485
Tên chính thức EIA/TIA-485, phiên bản mới nhất là
EIA/TIA-485b
Truyền chênh lệch ₫ối xứng => các ưu ₫iểm ₫ã nêu
Là chuẩn ₫ược sử dụng thông dụng nhất trong các hệ
thống truyền thông công nghiệp (Profibus FMS/DP,
Interbus, AS-Interface và các giao thức riêng khác )
Trang 13Qui ₫ịnh mức tín hiệu
+5V
+1.5V/+0.2V
-1.5V/-0.2V
0
1
+6V
-6V
-5V
Trang 14Cấu hình ghép nối hai dây
D
R R
D
Trang 15Cấu hình ghép nối 4 dây
D
R
RT
RT
RT
D
R
Master
Slave
Slave
Slave
Trang 16Một số ₫ặc ₫iểm cơ bản
Phương thức truyền dẫn chênh lệch ₫ối xứng
Chế ₫ộ truyền chủ yếu là hai chiều gián ₫oạn
Ghép nối nhiều ₫iểm, số trạm tối ₫a/₫oạn mạng là 32 (tại sao?)
Tốc ₫ộ truyền cao (có thể tới > 10Mbps)
Khoảng cách truyền lớn (có thể tới 1200m)
Có thể dùng tới 3 bộ lặp (4 ₫oạn mạng), trong thực tế
có thể hơn
Trở ₫ầu cuối: 100 hoặc 120Ohm
Trang 17Quan hệ giữa tốc ₫ộ truyền và khoảng cỏch truyền (sử dụng ₫ụi dõy xoắn AWG 24)
3 30 300 3000
Tốc độ truyền (bit/s)
1200
12
Trang 18Tại sao số trạm là 32?
Theo qui ₫ịnh chuẩn, một
bộ kích thích tín hiệu phải
₫ảm bảo dòng tổng cộng
60mA vừa ₫ủ ₫ể cung cấp
cho:
— Hai trở ₫ầu cuối mắc song
song tương ứng tải 60Ω (120Ω tại mỗi ₫ầu) với ₫iện
áp tối thiểu 1,5V => 25mA
— 32 tải ₫ơn vị mắc song
song với dòng 1mA qua mỗi
₫ơn vị tải (trường hợp xấu nhất) => 32mA.
12V 5V
-0.8mA 1mA
Khái niệm đơn vị tải
Trang 194 MBP (IEC 61158-2)
MBP (Manchester Coded, Bus-Powered):
— Ứng dụng chủ yếu trọng công nghiệp chế biến
— Khả năng dùng trong môi trường yêu cầu an toàn cháy nổ
— Mã Manchester, truyền ₫ồng bộ
— Khả năng ₫ồng tải nguồn
— Truyền chênh lệch ₫ối xứng, mức tín hiệu chênh lệch
0,75-1V
— Tốc ₫ộ truyền 31,25kbps (cố ₫ịnh)
— Số trạm tối ₫a 32/₫oạn, 126/toàn mạng, tối ₫a 4 bộ lặp
— Khoảng cách truyền tối ₫a 1900m/₫oạn => 9500m/toàn mạng
— Trở ₫ầu cuối 100Ohm
— Áp dụng trong Foundation Fieldbus, Profibus-PA