Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.1 - Nguyễn Thị Huế

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:162

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.1 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu cung cấp cho người học những kiến thức như: Khái niệm chung về giao thức; Quy định một giao thức; Các yêu cầu cho các giao thức công nghiệp; Các giao thức công nghiệp;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.1 - Nguyễn Thị Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI GIẢNG ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thị Huế Bộ môn Kĩ thuật đo và Tin học công nghiệp 2/7/2021 1
NỘI DUNG MÔN HỌC Giới thiệu chung và lịch sử phát triển của các hệ thống đo 1 và điều khiển công nghiệp 2 Các thiết bị đo lường và chấp hành trong công nghiệp 3 Các bộ điều khiển khả trình 4 Các thiết bị giám sát trong công nghiệp 5 Cơ sở kĩ thuật truyền tin công nghiệp 6 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu 7 Một số hệ thống công nghiệp thực tế 2/7/2021 2
Tài liệu tham khảo  Giáo trình “Màng thông tin công nghiệp” Hoàng Minh Sơn, nhà xuất bản Khoa học và Kĩ thuật  Giáo trình “Hệ thống thông tin công nghiệp’ Phạm Thượng Hàn (chủ biên) Nhà xuất bản giáo dục  Giáo trình “Cảm biến công nghiệp”  Bài giảng “ Đo và điều khiển công nghiệp” Đào Đức Thịnh, bộ môn Kĩ thuật đo và Tin học công nghiệp.  …. 2/7/2021 3
NỘI DUNG CHƯƠNG 6 6 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu 1. MODBUS 2. AS-I 3. PROFIBUS 2. CAN 5. DEVICE NET 6. INTERBUS 7. FOUNDATION FIELDBUS 8. ETHERNER 2/7/2021 4
Khái niệm chung về giao thức  Trong quá trình trao đổi thông tin trên mạng, các đối tác truyền thông cần thiết phải tuân theo các quy tắc thủ tục chung để phục vụ cho việc giao tiếp gọi là giao thức, giao thức chính là cơ sở cho việc thực hiện và sử dụng các dịch vụ truyền thông 2/7/2021 5
Khái niệm chung về giao thức  Giao thức thiết lập một tiêu chuẩn chung cho việc trao đổi dữ liệu giữa phần thu và phát trên mạng  Điều khiển một khung bản tin chung cho tất cả các thiết bị trên mạng 2/7/2021 6
Quy định một giao thức  Khởi tạo: Phần này khởi tạo các thông số của giao thức và bắt đầu truyền dữ liệu trên đường truyền  Tạo khung và đồng bộ khung: Phần này định nghĩa thời điểm khởi đầu và thời điểm kết thúc của khung để bên nhận có thể đồng bộ dữ liệu khi nhận.  Điều khiển luồng dữ liệu: để đảm bảo rằng với tốc độ này thì bên thu có thể nhận số liệu mà không bị thiếu.  Điều khiển truy cập đường truyền.  Phát hiện và sửa lỗi.  Điều khiển Time Out: áp dụng với các bộ truyền khi nó không nhận được dữ liệu trong khoảng thời gian định trước và bộ nhận không thể nhận được các bản tin trước đó. Quá trình xử lí giao thức có thể là mã hoá hoặc giải mã, như vậy việc xử lí giao thức chính là việc thực hiện một quá trình truyền thông dựa trên cơ sở của giao thức định sẵn. 2/7/2021 7
Các yêu cầu cho các giao thức công nghiệp  Đơn giản nhất, có thể dễ khắc phục sự cố:  Công nghiệp đòi hỏi hoạt động liên tục  Mức độ yêu cầu của các hệ thống truyền thông công nghiệp ở cấp độ phân xưởng là ở cấp thấp.  Chọn các giao thức đơn giản nhất có thể, ví dụ giao thức ASCII.  Tính bảo toàn dữ liệu khi truyền là cao  Trong môi trường công nghiệp có rất nhiều nhiễu điện từ  Các thiêt bị công suất lớn tập trung với mật độ cao  Cần thiết phải truyền số liệu sao cho không có lỗi  Giao thức được chọn phải có khả năng kiểm soát lỗi hiệu quả chẳng hạn như phương pháp soát lỗi CRC. 2/7/2021 8
Các yêu cầu cho các giao thức công nghiệp  Chuẩn hoá các giao thức:  Xuất phát từ yêu cầu trao đổi thông tin giữa các đối tác trao đổi thông tin (PLC, PC ...) được sản xuất bởi các hãng khác nhau, cần thiết phải có giao thức truyền thông công nghiệp chung.  Cần chuẩn hóa các giao thức  Tốc độ truy cập các thông số cao:  Không đòi hỏi số lượng thông số lớn  Yêu cầu với việc cập nhật thông số từ các thiết bị trường nối tiếp nhau là gần như đồng thời. 2/7/2021 9
Các giao thức công nghiệp 2/7/2021 10
6.1 MODBUS  Kiến trúc giao thức  Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn  Cơ chế giao tiếp, truy cập bus  Cấu trúc bức điện  Mã hóa dữ liệu  Các hàm chức năng  Bảo toàn dữ liệu 2/7/2021 11
6.1 MODBUS  MODBUS là một protocol phổ biến bậc nhất được sử dụng hiện nay cho nhiều mục đích. MODBUS đơn giản, rẻ, phổ biến và dễ sử dụng 2/7/2021 12
MODBUS  MODBUS do Modicon (hiện nay thuộc Schneider Electric) phát triển năm 1979, là một phương tiện truyền thông với nhiều thiết bị thông qua một cặp dây xoắn đơn.  Ban đầu, nó hoạt động trên RS232, nhưng sau đó nó sử dụng cho cả RS485 để đạt tốc độ cao hơn, khoảng cách dài hơn và mạng đa điểm (multi-drop)  MODBUS là một hệ thống “chủ - tớ”, “chủ” được kết nối với một hay nhiều “tớ”. “Chủ” thường là một PLC, PC, DCS, hay RTU. “Tớ” MODBUS RTU thường là các thiết bị hiện trường, tất cả được kết nối với mạng trong cấu hình multi-drop 2/7/2021 13
MODBUS  Các loại modbus  Modbus chuẩn  Modbus plus  Modbus TCP/IP 2/7/2021 14
6.1.1 Kiến trúc giao thức  Modbus thực chất là một chuẩn giao thức và dịch vụ thuộc lớp ứng dụng, vì vậy nó được thực hiện trên các cơ chế vận chuyển cấp thấp như: TCP/IP, MAP (Manufacturing Message Protocol). 2/7/2021 15
Kiến trúc giao thức 2/7/2021 16
Modbus Serial  Cấu trúc mạng và kĩ thuật truyền dẫn  Cơ chế giao tiếp, truy cập bus  Cấu trúc bức điện  Mã hóa dữ liệu  Các hàm chức năng  Bảo toàn dữ liệu 2/7/2021 17
Cấu trúc mạng 2/7/2021 18
Kĩ thuật truyền dẫn  Modbus nối tiếp 2/7/2021 19
Modbus - Giao diện vật lí  Modbus còn đưa ra các phương thức để chuyển đổi cấu hình mạng qua lại giữa các chuẩn RS 485 3 dây và 5 dây  Chuyển đổi RS 485 5 dây và hệ thống 3 dây 2/7/2021 20