Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 2: Kiến trúc các hệ thống thông tin công nghiệp

Hệ thống thông tin công nghiệp

1 g n ơ ư h C

Chương 2: Kiến trúc các HTTTCN

N Ơ S H N M G N À O H

12/30/2005

, 4 0 0 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

2.1 Cấu trúc cơ bản một HTĐK&GS

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT

MÁY TÍNH ĐIỀU KHIỂN

I/O

ĐO LƯỜNG VÀ TRUYỀN ĐỘNG

I

HỆ THỐNG KỸ THUẬT

N Ơ S H N M G N À O H

Nối qua mạng Nối thông thường

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

2.2 Mô hình phân cấp chức năng

Tính toán giá thành, lãi suất Thống kê số liệu sản xuất, kinh doanh, Xử lý đơn đặt hàng, kế hoạch tài nguyên

Q. LÝ CÔNG TY

Quản lý thông tin

Điều khiển cao cấp, phối hợp Quản lý dữ liệu, lập báo cáo Tối ưu hoá sản xuất

Giám sát, vận hành, chẩn đoán Điều khiển cao cấp, phối hợp Quản lý dữ liệu, lập báo cáo

ĐIỀU HÀNH SẢN XUẤT

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT Điều khiển quá trình

Điều khiển, điều chỉnh, Bảo vệ, an toàn, Ghi chép, cảnh giới

ĐIỀU KHIỂN

Cấp trường CHẤP HÀNH & CẢM BIẾN

I

Đo lường, truyền động Chấp hành, đóng/cắt Chuyển đổi tín hiệu

N Ơ S H N M G N À O H

HỆ THỐNG KỸ THUẬT

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Mục ₫ích phân cấp

(cid:131) Định nghĩa các cấp theo chức năng, không phụ thuộc lĩnh vực công nghiệp cụ thể. Mỗi cấp có chức năng và đặc thù khác nhau

(cid:131) Với mỗi ngành công nghiệp, lĩnh vực ứng dụng có thể có các

mô hình tương tự với số cấp nhiều hoặc ít hơn

(cid:131) Ranh giới giữa các cấp không phải bao giờ cũng rõ ràng. (cid:131) Càng ở những cấp dưới thì các chức năng càng mang tính chất cơ bản hơn và đòi hỏi yêu cầu cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng.

(cid:131) Càng ở cấp trên quyết định càng quan trọng hơn, lượng

thông tin cần trao đổi và xử lý càng lớn hơn. (cid:131) Phân cấp tiện lợi cho công việc thiết kế hệ thống

I

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

2.3 Cấu trúc vào/ra

Vào/ra tập trung (central I/O)

MTĐK MTĐK PHÒNG ĐIỀU KHIỂN I/O

I/O

HIỆN TRƯỜNG 4-20mA 0-10V ... 4-20mA 0-10V ...

A S A S A S A S A S A S

a) Vào/ra tích hợp b) Vào/ra kiểu module

I

(cid:206) Nối dây truyền thống

I/O: input/outputA: actuator S: sensor

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Vào/ra phân tán (distributed I/O)

Còn gọi là vào/ra từ xa (remote I/O)

MTĐK PHÒNG ĐIỀU KHIỂN

HIỆN TRƯỜNG bus trường

Modular I/O Compact I/O

S S A A S S S A A S A A

I

(cid:206) Ưu điểm nhiều, song vẫn còn nối dây truyền thống

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Vào/ra phân tán với bus trường chuẩn

(cid:131) Tiết kiệm chi phí dây dẫn và công lắp đặt: Từ bộ điều khiển xuống tới các vào/ra phân tán chỉ cần một đường truyền duy nhất.

(cid:131) Cấu trúc đơn giản: Thiết kế và bảo trì hệ thống dễ dàng

hơn.

(cid:131) Tăng độ tin cậy của hệ thống:

— Truyền kỹ thuật số => hạn chế lỗi được hạn chế — Nếu có lỗi truyền thông cũng dễ dàng phát hiện nhờ các biện

pháp bảo toàn dữ liệu của hệ bus.

(cid:131) Tăng độ linh hoạt của hệ thống:

I

— Tự do hơn trong lựa chọn các thiết bị vào/ra — Tự do hơn trong thiết kế cấu trúc hệ thống. — Khả năng mở rộng dễ dàng hơn

(cid:131) Vào/ra phân tán không nhất thiết phải đặt gần tại hiện

N Ơ S H N M G N À O H

trường (chỉ lợi dụng ưu điểm cuối cùng)

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Thiết bị thường và thiết bị bus trường

MT điều khiển MT điều khiển

4-20mA

bus interface

µP

Bus trường

I

Sensor Sensor

N Ơ S H N M G N À O H

Thiết bị bus trường Thiết bị thông thường

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Vào/ra trực tiếp với thiết bị bus trường

MTĐK PHÒNG ĐIỀU KHIỂN

bus trường HIỆN TRƯỜNG

(cid:131) Cấu trúc đơn giản, dễ thiết kế và lắp đặt (cid:131) Giảm chi phí cáp truyền, các khối vào/ra và các phụ kiện

khác

S S A A S S A A S S A A

I

(cid:131) Giảm kích thước tủ điều khiển (cid:131) Đưa vào vận hành và khả năng chẩn đoán các thiết bị trường

qua mạng một cách dễ dàng.

(cid:131) Khả năng tích hợp các chức năng điều khiển tự động xuống

N Ơ S H N M G N À O H

các thiết bị trường => trí tuệ phân tán (distributed intelligence) 9

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

2.4 Cấu trúc₫iề u khiển

Điều khiển cục bộ/₫iều khiển song song

MTĐK MTĐK MTĐK

I/O I/O I/O

S S S A A S A A S S A A

Dây chuyền 1 Dây chuyền n Dây chuyền 2

I

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Điều khiển tập trung (centralized control)

Nối dây truyền thống

MTĐK PHÒNG ĐIỀU KHIỂN

I/O

HIỆN TRƯỜNG

A S A S A S

Phân đoạn 1 Phân đoạn n Phân đoạn 2

I

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Điều khiển tập trung

Sử dụng bus trường

PHÒNG ĐIỀU KHIỂN MTĐK

HIỆN TRƯỜNG bus trường

I/O I/O I/O A S A S

S S S A A A

I

N Ơ S H N M G N À O H

, 4 0 0 Chương 2: Kiến trúc hệ thống 2 ©

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Điều khiển phân tán (distributed control

MTGS

PHÒNG ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

bus hệ thống

TRẠM ĐK CỤC BỘ

MTĐK 1

MTĐK n

MTĐK 2

A

S

A

S

A

S

I

HIỆN TRƯỜNG

Phân đoạn 1

Phân đoạn n

Phân đoạn 2

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

Điều khiển phân tán sử dụng bus trường

MTGS

bus hệ thống

MTĐK n

PHÒNG ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM

TRẠM ĐIỀU KHIỂN CỤC BỘ

MTĐK 1

MTĐK 2

bus trường

I/O

bus trường

I

S

A

S

A

HIỆN TRƯỜNG

N Ơ S H N M G N À O H

Phân đoạn 1

Phân đoạn n

Phân đoạn 2

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt

2.3 Cấu trúc ₫iều khiển giám sát

OS

ES

OS/ES

SYSTEM BUS

Control Station 1

Control Station 3

Control Station 2

Control Station 1

Control Station 2

OS

ES

TERMINAL BUS

SYSTEM BUS

ES

SERVER

I

Control Station 2

Control Station 3

SYSTEM BUS

N Ơ S H Control N Station 1 M G N À O H

Control Station 1

Control Station 2

Control Station 3

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

https://fb.com/tailieudientucntt https://fb.com/tailieudientucntt