Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.4: AS-Interface

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:16

Thêm vào BST

Báo xấu

26
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.4: AS-Interface. Những nội dung chính trong chương này gồm có: Giới thiệu chung, kiến trúc giao thức, cấu trúc mạng và cáp truyền, cơ chế giao tiếp, cấu trúc bức điện, mã hóa bit, bảo toàn dữ liệu.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6.4: AS-Interface

Hệ thống thông tin công nghiệp 6.4 AS-Interface 4/28/2006 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.4 AS-Interface 1. Giới thiệu chung 2. Kiến trúc giao thức 3. Cấu trúc mạng và cáp truyền 4. Cơ chế giao tiếp 5. Cấu trúc bức ₫iện 6. Mã hóa bit 7. Bảo toàn dữ liệu 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
1. Giới thiệu chung Kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành của châu Âu (Siemens, Schneider Electric, Moeller, Festo, Bürkert, Pepperl & Fuchs...) Chuyên dùng cho ghép nối bộ ₫iều khiển trực tiếp với các thiết bị logic (rơ-le ₫óng cắt, van on/off, cảm biến chuyển mạch bằng một ₫ường cáp duy nhất Chuẩn EN 50295, IEC 62026-2 Hiệp hội ASI International Association hỗ trợ phát triển và ứng dụng 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Yêu cầu & ₫ặc ₫iểm chung Yêu cầu lưu lượng dữ liệu thấp, tính thời gian thực ngặt nghèo Đơn giản, tiện dụng, giá cả hợp lý Khả năng ₫ồng tải nguồn cho toàn bộ các cảm biến và một phần lớn các cơ cấu chấp hành. Bền vững trong môi trường công nghiệp nhưng không ₫òi hỏi cao về chất lượng ₫ường truyền Cấu trúc mạng tương ₫ối linh hoạt: ₫ường thẳng, cây, hình sao 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
PLC víi giao PLC PLC víi giao diÖn bus tr−êng diÖn AS-i PS CPU PS CPU PS CPU Thực tế của phương pháp nối dây truyền thống: 36% mọi sự cố nhà máy, máy móc là Vμo/ ra ph©n t¸n do lỗi lắp ₫ặt, ₫i dây (số liệu 1997, TU München) ASI giúp tiết kiệm tới 25% chi phí cáp truyền và 30% chi phí tổng thể C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh a) Nèi ®iÓm-®iÓm cæ ®iÓn b) Bus tr−êng víi vμo/ra c) AS-Interface ph©n t¸n 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
2. Kiến trúc giao thức Đặc ₫iểm hạn chế ở việc trao ₫ổi dữ liệu thuần túy và lượng dữ liệu trao ₫ổi rất nhỏ. Toàn bộ việc xử lý giao thức ₫ược gói gọn chỉ trong lớp 1 (lớp vật lý) theo mô hình OSI. Phương pháp mã hóa bit hoàn toàn mới ₫ể thích hợp với ₫ường truyền 2 dây ₫ồng tải nguồn và không dựa vào chuẩn truyền dẫn RS-485 thông dụng ở các hệ thống bus khác. Chức năng ₫iều khiển truy nhập bus và bảo toàn dữ liệu cũng ₫ược thực hiện ở lớp 1. Phương pháp ₫iều khiển truy nhập bus chủ/tớ thuần túy ₫ể 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
3. Cấu trúc mạng & cáp truyền Cấu trúc ₫ường thẳng, cây, hình sao Không yêu cầu trở ₫ầu cuối Chiều dài tổng cộng của cáp truyền cho phép tối ₫a là 100 mét. Số trạm tớ tối ₫a trong một mạng là 31, tương ứng với tối ₫a 124 thiết bị (mỗi trạm tớ ghép nối ₫ược tối ₫a 4 thiết bị). Version 2: Tối ₫a 64 trạm/mạng Tốc ₫ộ truyền 167 kbit/s, tương ₫ương với thời gian bit là 6 μs. 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
AS-i Master (PC, PLC, CNC,. ..) Nguån DC AS-i Slave Bé chia Bé nèi tÝch cùc S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A S/A C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh th«ng th−êng C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh lμ AS-i Slave 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
4. Cơ chế giao tiếp Chủ-tớ, phương pháp hỏi ₫áp tuần tự (polling), tuần hoàn Chủ yếu là dữ liệu logic (tối ₫a 4 bit dữ liệu vào/ra trong một bức ₫iện) Thời gian một chu kỳ bus tối ₫a ₫ược ₫ảm bảo không lớn hơn 5 ms (với 31 trạm tớ) Version 2.0: Cho phép truyền dữ liệu tương tự (7 chu kỳ bus x 5 = 35 giây) Trạm chủ cũng có thể gửi kèm các thông báo khác mà không gây ảnh hưởng ₫áng kể tới thời gian chu kỳ bus. (9 loại thông báo có hai loại phục vụ truyền dữ liệu và tham số, hai loại dùng ₫ể ₫ặt ₫ịa chỉ trạm tớ, năm loại ₫ược sử dụng ₫ể nhận dạng và xác ₫ịnh trạng thái các trạm tớ). 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
5. Cấu trúc bức ₫iện 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
6. Mã hóa bit APM (Alternate Pulse Modulation): kết hợp giữa AFP và mã Manchester 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
D·y bit göi ®i 0 0 1 0 Bªn göi M· Manchester 60mA Dßng ph¸t +2V TÝn hiÖu ®iÖn ¸p trªn ®−êng truyÒn -2V Xung ©m ®−îc ph¸t hiÖn Bªn nhËn Xung d−¬ng ®−îc ph¸t hiÖn D·y bit ®−îc t¸i t¹o 0 0 1 0 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
7. Bảo toàn dữ liệu Lớp 1 chịu trách nhiệm hoàn toàn trong việc kiểm tra lỗi, dựa vào bit chẵn/lẻ kết hợp với phương pháp mã hóa bit hợp lý. Trong một chu kỳ bit (6 μs) tín hiệu trên ₫ường truyền ₫ược bộ thu lấy mẫu 16 lần => Nhận biết dạng tín hiệu theo mã APM Mỗi bức ₫iện ₫ều có chiều dài cố ₫ịnh, có bit ₫ầu, bit cuối, ngăn cách bằng một thời gian nghỉ Kiểm tra bằng một bit chẵn lẻ. Tỉ lệ lỗi còn lại rất thấp. Ví dụ, tỉ lệ bit lỗi là 0.0012 (tức khoảng 200 lỗi/s) thì TMTBF các bức ₫iện trạm chủ lớn hơn 10 năm. 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
Ví dụ với 31 trạm tớ, trong trường hợp truyền không có lỗi thì trong một chu kỳ bus có 33 bức ₫iện kể cả 2 bức ₫iện thông báo tham số ₫ược trao ₫ổi Thời gian chu kỳ bus sẽ là: 33 x 25 bit x 6μs/bit = 4.95 ms Nếu xuất hiện trung bình một bức ₫iện bị lỗi và phải gửi lại trong mỗi chu kỳ (khoảng 200 lỗi trong một giây), chu kỳ bit sẽ kéo dài: 34 x 25 bit x 6μs/bit = 5.1 ms Trong trường hợp mười bức ₫iện bị lỗi phải gửi lại trong một chu kỳ, thời gian chu kỳ bus sẽ là: 43 x 25 bit x 6μs/bit = 6.45 ms 6.4 AS-Interface © 2006 - HMS 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt