Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 4.6: Kỹ thuật truyền dẫn

Hệ thống thông tin công nghiệp

1 g n ơ ư h C

4.6 Kỹ thuật truyền dẫn

N Ơ S H N M G N À O H

2/11/2006

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 2 ©

4.6 Kỹ thuật truyền dẫn

1. Phương thức truyền dẫn tín hiệu 2. RS-232 3. RS-485 4. MBP

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

1. Phương thức truyền dẫn tín hiệu

(cid:131) 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

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Ưu nhược ₫iểm của phương thức ₫ơn cực

(cid:131) Tiết kiệm dây dẫn (cid:131) Khả năng kháng nhiễu kém (nhiễu ngoại, nhiễu xuyên

âm - crosstalk, chênh lệch ₫iện áp ₫ất) (cid:131) Phải sử dụng mức tín hiệu cao (hậu quả?) (cid:131) Tốc ₫ộ truyền kém (tại sao?) (cid:131) Khoảng cách truyền ngắn (tại sao?)

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

(cid:131) 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)

VCM

VCM: Common Mode Voltage

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Ưu nhược ₫iểm của phương thức chênh lệch ₫ối xứng

(cid:131) Không tiết kiệm dây dẫn lắm (cid:131) Khả năng kháng nhiễu tốt (cid:131) Có thể sử dụng mức tín hiệu thấp (cid:131) Tốc ₫ộ truyền cao (cid:131) Khoảng cách truyền lớn

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

2. RS-232

(cid:131) Tên chính thức: EIA/TIA-232, do Electronic Industry

Association và Telecommunication Industry Association cùng xây dựng

(cid:131) Tên thường dùng: RS-232 (RS: Recommended Standard) (cid:131) Các phiên bản: RS-232c, RS-232f, chuẩn sử dụng cho cổng

COM của máy tính cá nhân thường là RS-232c (cid:131) Tương ứng với chuẩn châu Âu là CCITT V.24)

ĐƯỜNG RS-232

DTE

MODEM (DCE)

VIỄN THÔNG

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Mức tín hiệu

+25V

+15V

0

+3V

é ® ¸ u q

c ù v u h K

-3V

Giao diÖn RS-232

1

p Ð h p o h c c Ö v m μ l i v m ¹ h P

-15V

-25V

(cid:131) Phương thức truyền: Đơn cực

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Một số ₫ặc ₫iểm cơ bản

(cid:131) Phương thức truyền dẫn không ₫ối xứng (cid:131) Chế ₫ộ truyền hai chiều ₫ồng thời (full duplex) (cid:131) Ghép nối ₫iểm-₫iểm (cid:131) Tốc ₫ộ truyền thấp (chuẩn: 19.2 kbps) (cid:131) Khoảng cách truyền ngắn (thông thường 15-30m) (cid:131) 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, ....

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Giao diện cơ học

(a) Sơ đồ giắc cắm DB-9

(b) Sơ đồ chiều tín hiệu

DCD

DSR

RxD

RTS

TxD

CTS

DTR

RI

DCD RxD TxD DTR GND DSR RTS CTS RI

GND

DSR RTS CTS RI

Data Set Ready Request To Send Clear To Send Ring Indicator

DCD RxD TxD DTR GND

Data Carrier Detect Receive Data Transmit Data Data Terminal Ready Ground

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Ví dụ ghép nối

Transmit Data

Receive Data

Request To Send

Clear To Send

Data Terminal Ready

Data Set Ready

Ground

TxD RxD RTS CTS DTR DSR GND

b) ChÕ ®é b¾t tay

N a) CÊu h×nh ghÐp nèi tèi thiÓu Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

3. RS-485

(cid:131) Tên chính thức EIA/TIA-485, phiên bản mới nhất là

EIA/TIA-485b

(cid:131) Truyền chênh lệch ₫ối xứng => các ưu ₫iểm ₫ã nêu (cid:131) 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...)

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Qui ₫ịnh mức tín hiệu

+6V

+5V

0

+1.5V/+0.2V

é ® ¸ u q

c ù v u h K

-1.5V/-0.2V

1

p Ð h p o h c c Ö v m μ l i v m ¹ h P

-5V

-6V

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

, 4 0 0 4.6 Kỹ thuật truyền dẫn 2 ©

Cấu hình ghép nối hai dây

R T

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

Cấu hình ghép nối 4 dây

Master

Slave

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

Một số ₫ặc ₫iểm cơ bản

(cid:131) Phương thức truyền dẫn chênh lệch ₫ối xứng (cid:131) Chế ₫ộ truyền chủ yếu là hai chiều gián ₫oạn (cid:131) Ghép nối nhiều ₫iểm, số trạm tối ₫a/₫oạn mạng là 32

(tại sao?)

(cid:131) Tốc ₫ộ truyền cao (có thể tới > 10Mbps) (cid:131) Khoảng cách truyền lớn (có thể tới 1200m) (cid:131) Có thể dùng tới 3 bộ lặp (4 ₫oạn mạng), trong thực tế

có thể hơn

(cid:131) Trở ₫ầu cuối: 100 hoặc 120Ohm

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

Quan hệ giữa tốc ₫ộ truyền và khoảng cách truyền (sử dụng ₫ôi dây xoắn AWG 24)

)

m

3000 1200

300

( y © d

i μ d u Ò i h C

100

10k 100k 1M 10M

Tèc ®é truyÒn (bit/s)

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

Tại sao số trạm là 32?

1mA

-7V -3V

12V

-0.8mA

(cid:131) 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

Khái niệm đơn vị tải

song với dòng 1mA qua mỗi ₫ơn vị tải (trường hợp xấu nhất) => 32mA.

N Ơ S H N M G N À O H

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

4. MBP (IEC 61158-2)

(cid:131) 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

N Ơ S H N M G N À O H

— Trở ₫ầu cuối 100Ohm — Áp dụng trong Foundation Fieldbus, Profibus-PA

CuuDuongThanCong.com CuuDuongThanCong.com

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

Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 4.6: Kỹ thuật truyền dẫn