Bài giảng Hệ thống đo và điều khiển công nghiệp: Chương 6.3 - Nguyễn Thị Huế

Chia sẻ: Caphesua | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:86

Thêm vào BST

Báo xấu

66
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 6.3 cung cấp cho người học những kiến thức như: Lịch sử phát triển CAN (Controller Area Network); Kiến trúc giao thức; Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn; Cơ chế giao tiếp; Điều khiển truy nhập bus; Mã hóa dữ liệu; Cấu trúc bức điện; Bảo toàn dữ liệu. 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 6.3 - Nguyễn Thị Huế

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BÀI GIẢNG HỆ THỐNG ĐO VÀ ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP Nguyễn Thị Huế Bộ môn Kĩ thuật đo và Tin học công nghiệp
NỘI DUNG MÔN HỌC Giới thiệu chung và lịch sử phát triển của các hệ thống 1 đo 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 đo và điều khiển công nghiệp tiêu biểu 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 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.  …. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 3
NỘI DUNG CHƯƠNG 6 6 Các giao thức công nghiệp tiêu biểu 1. MODBUS 2. AS-I 3. PROFIBUS 4. CAN 5. DEVICE NET 6. INTERBUS 7. FOUNDATION FIELDBUS 8. ETHERNER 9. HART 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 4
CAN (Controller Area Network) 1. Lịch sử phát triển 2. Kiến trúc giao thức 3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn 4. Cơ chế giao tiếp 5. Điều khiển truy nhập bus 6. Mã hóa dữ liệu 7. Cấu trúc bức điện 8. Bảo toàn dữ liệu 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 5
1. Lịch sử phát triển  Xuất phát là phát triển chung của 2 hãng Bosch và Intel  Được chuẩn hóa quốc tế trong ISO 11898  Nhờ một số ưu thế mà đã thâm nhập vào công nghiệp. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 6
1. Lịch sử phát triển  Thay thế cách nối điểm-điểm trong phương tiện giao thông cơ giới. Nối dây theo CAN Nối dây truyền thống 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 7
1. Lịch sử phát triển  First introduced in February of 1986 by Robert Bosch GmbH  Developed because existing serial buses in the early 1980s were not able to fulfill all the requirements to be used in passenger cars  Intel released the first CAN controller chip in 1987  In November 1993 the CAN ISO11898 standard was published  First applications included use by an elevator manufacturer and some textile machine manufacturers  Multiple higher level protocols for CAN have been developed since 1994 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 8
Before CAN  Hệ thống cũ kết nối dây điểm điểm, sơ đồ nối phức tạp, khó quản lý 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 9
With CAN  Kết nối điểm điểm thay thế bởi hệ thống kết nối thông qua hệ thống bus nối tiếp. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 10
1. Lịch sử phát triển  The BMW 850 coupe was the first CAN Bus vehicle to enter the market in 1986. By reducing the vehicles wiring by 2km, the vehicles overall weight was significantly reduced by at least 50kg and using only half the connectors.  For the first time, each of the vehicles systems and sensors were able to communicate at very high speeds (25kbps - 1Mbps) on a single or dual-wire communication line as opposed to the previous multi-wire looms 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 11
1. Lịch sử phát triển  In 2006, over 70% of all automobiles sold in North America will utilize CAN Bus technology.  Beginning in 2008, the Society of Automotive Engineers (SAE) requires 100% of the vehicles sold in the USA to use the CAN Bus communication protocol while the European Union has similar laws 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 12
5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 13
1. Lịch sử phát triển  Designed specifically for automotive applications  Today - industrial automation /medical equipment CANBUS Market Distribution 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Automotive Medical / Industrial Markets 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 14
2. Kiến trúc giao thức  CAN định nghĩa lớp liên kết dữ liệu (LLC và MAC) và phần chính của lớp vật lý.  Ngoài ra còn phát triển giao thức lớp cao cho CAN (CANopen) thuộc lớp ứng dụng (Application Layer) 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 15
2 Kiến trúc giao thức  Giao thức CAN 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 16
2 Kiến trúc giao thức  Lớp vật lý:  Đề cập việc truyền tín hiệu; định nghĩa phương pháp định thời, tạo nhịp bit, mã hóa bit, đồng bộ hóa.  Tuy nhiên chuẩn CAN không qui định các đặc tính của các bộ thu phát, với mục đích cho phép lựa chọn môi trường truyền cũng như mức tín hiệu thích hợp cho từng lĩnh vực ứng dụng  Lớp liên kết dữ liệu  Lớp điều khiển truy nhập môi trường (MAC): tạo khung thông báo, điều khiển truy nhập môi trường, xác nhận thông báo và kiểm soát lỗi.  Lớp điều khiển liên kết logic (LLC): dịch vụ gửi dữ liệu và yêu cầu dữ liệu từ xa, thanh lọc thông báo, báo cáo tình trạng quá tải và phục hồi trạng thái. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 17
2 Kiến trúc giao thức  Trong phiên bản CAN2.0B, đặc tả CAN chỉ định nghĩa lớp MAC và một phần lớp LLC. Trong các phiên bản trước đó, hai lớp con của lớp liên kết dữ liệu còn được gọi là lớp đối tượng ( Object Layer) và lớp truyền ( Transfer Layer).  Trong các hệ thống bus tiêu biểu xây dựng trên cơ sở CAN như CANOpen, DeviceNet và SDS, giao thức và các dịch vụ của lớp ứng dụng được định nghĩa cụ thể. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 18
3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn  CAN thực chất là chuẩn giao thức từ phần trên của lớp vật lý cho đến hết lớp liên kết dữ liệu, vì vậy không qui định cụ thể về chuẩn truyền dẫn cũng như môi trường truyền thông. 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 19
3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn  The CAN bus [CANbus] truyền dẫn cân băng sử dụng cáp đôi dây soắn loại Shielded Twisted Pair (STP), Un- shielded Twisted Pair (UTP), or Ribbon cable 5/7/2019 NTH-KTĐ&THCN 20