Chöông 4 : Giới thiệu Maïng coâng nghieäp
4-1 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
NOÄI DUNG CHÍNH
(cid:132) Maïng MODBUS (cid:132) Maïng CAN
4-2 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Modbus laø moät giao thöùc do haõng Modicon (sau naøy thuoäc
AGE vaø Schneider Automation) phaùt trieån.
(cid:132) Modbus moâ taû quaù trình giao tieáp giöõa moät boä ñieàu khieån vôùi caùc thieát bò khaùc thoâng qua cô cheá yeâu caàu/ñaùp öùng. Vì lyù do ñôn giaûn neân Modbus coù aûnh höôûng töông ñoái maïnh ñoái vôùi caùc heä PLC cuûa caùc nhaø saûn xuaát khaùc.
(cid:132) Trong moãi PLC ngöôøi ta coù theå tìm thaáy moät taäp hôïp con caùc dòch vuï ñaõ ñöa ra trong Modbus. Ñaëc bieät trong caùc heä thoáng thu thaäp döõ lieäu vaø ñieàu khieån giaùm saùt (SCADA), Modbus hay ñöôïc söû duïng treân caùc ñöôøng truyeàn RS232/485 gheùp noái noái tieáp giöõa caùc thieát bò döõ lieäu ñaàu cuoái (PLC, PC, RTU)
4-3 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) MODBUS Serial line RS485: laø maïng söû duïng cô cheá
master/ Slave, toác ñoä truyeàn 1,200 ñeán 115Kbps vôùi giaù thaønh thaáp.
Application
Modbus
7
Presentation
6
Session
5
Transport
4
Network
3
2
Link
Slave MasterMaster -- Slave
Physical
1
RS485 RS485
4-4 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) MODBUS TCP/IP: laø maïng söû duïng chuaån TCP/IP, Enternet
10Mbps hoaëc 100Mbps.
Application
Modbus
7
Préeentation
6
Session
5
Transport
TCP
4
Network
IP
3
Link
2
CSMA / CD CSMA / CD ETHERNET V2 ou 802.3 ETHERNET V2 ou 802.3
Physical
1
4-5 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) MODBUS Plus: laø maïng söû duïng giao thöùc Token Passing,
vôùi toác ñoä 1Mbps
Application
Modbus
7
Presentation
6
Session
5
Transport
4
Network
3
2
Link
Token passing 802.4 Token passing 802.4
Physical
1
RS485 RS485
4-6 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Giao thöùc modbus coù 2 version:
(cid:132) ASCII transmission mode: Moãi byte trong message ñöôïc
gôûi nhö kyù töï ASCII
(cid:132) RTU transmission mode: Moãi byte trong message ñöôïc
gôûi nhö 2 soá hexadecimal
4-7 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Cheá ñoä ASCII
(cid:132) Moãi byte trong thoâng baùo ñöôïc göûi thaønh hai kyù töï ASCII 7 bit, trong ñoù moãi kyù töï bieåu dieãn moät chöû soá hex. Öu ñieåm cuûa cheá ñoä naøy laø noù cho pheùp moät khoaûng thôøi gian troáng toái ña moät giaây giöõa hai kyù töï maø khoâng gaây ra loãi. Caáu truùc moät kyù töï khung göûi ñi ñöôïc theå hieän nhö sau:
Start
0
1
2
3
4
5
6
P
Stop
4-8 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Moãi kyù töï bao goàm :
(cid:132) 1 bit khôûi ñaàu (Startbit). (cid:132) 7 bit bieåu dieãn moät soá hex cuûa byte caàn göûi döôùi daïng kyù töï ASCII (0 –9 vaø A – F), trong ñoù bit thaáp nhaát ñöôïc göûi ñi tröôùc.
(cid:132) 1 bit parity chaün/leû, neáu söû duïng parity. (cid:132) 1 bit keá thuùc (Stopbit) neáu söû duïng parity hoaëc 2 bit keát
thuùc neáu khoâng söû duïng parity.
4-9 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Cheá ñoä RTU:
(cid:132) Khi caùc thieát bò trong moät maïng Modbus chuaån ñaët cheá ñoä RTU
(Remote Terminal Unit), moãi byte trong thoâng baùo ñöôïc göûi thaønh moät kyù töï 8 bit. Öu ñieåm chính cuûa cheá ñoä naøy so vôùi cheá ñoä ASCII laø hieäu suaát cao hôn. Tuy nhieân, moãi thoâng baùo phaûi ñöôïc truyeàn thaønh moät doøng lieân tuïc. Caáu truùc moät kyù töï khung göûi ñi ñöôïc theå hieän nhö sau:
Start
0
1
2
3
4
5
6
7
P
Stop
4-10 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Moãi kyù töï bao goàm :
(cid:132) 1 bit khôûi ñaàu (Startbit). (cid:132) 8 bit cuûa byte thoâng baùo caàn göûi, trong ñoù bit thaáp nhaát
ñöôïc göûi ñi tröôùc
(cid:132) 1 bit parity chaün/leû, neáu söû duïng parity. (cid:132) 1 bit keá thuùc (Stopbit) neáu söû duïng parity hoaëc 2 bit keát
thuùc neáu khoâng söû duïng parity.
4-11 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Caáu truùc khung cuûa MODBUS:
Modbus RTU
silence
silence
Address
Function
Data
Checksum
Silence >= 3,5 characters
Modbus ASCII
:
Address
Function
Data
Checksum
CR LF
0D Hex 0A Hex
3A Hex
4-12 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
Address
Function
Data
Checksum
(cid:132) Coù giaù trò töø 0 -> 247 (cid:132) Giaù trò 0: ñöôïc duøng cho baûn tin broadcast
4-13 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
Address
Function
Data
Checksum
(cid:132) Coù giaù trò töø 1 -> 255 (cid:132) Chöùa giaù trò cuûa haøm caàn thöïc thi.
4-14 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
Address
Function
Data
Checksum
(cid:132) Coù giaù trò töø 0 -> 255 (cid:132) Chöùa thoâng tin cuûa haøm caàn thöïc thi.
4-15 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
Address
Function
Data
Checksum
(cid:132) Coù giaù trò töø 0 -> 255 (cid:132) Modbus RTU: CRC 2 bytes (cid:132) Mobus ASCII: CRC 1 byte
4-16 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
(cid:132) Ví duï frame trong mode RTU
(cid:132) Function code = 03 : Read Holding Registers
Request :
1 byte
1 byte
2 bytes
2 bytes
2 bytes
CRC16
Slave Address
Function code = 03
First word address
Number of words to read
Response :
1 byte
1 byte
2 bytes
2 bytes
2 bytes
2 bytes
CRC16
Slave Address
Function code = 03
Number of bytes read
Value of the first word
Value of the last word
4-17 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng MODBUS
New Modbus RS485 New Modbus RS485 standard schematic standard schematic
Maximum length of bus Maximum number of stations (without repeater) Maximum length of tap links
1000 m at 19200 bps 32 (31 slaves) 20 m for one tap link 40 m divided by the number of tap links
Bus polarisation
650 Ω at 5V and common for the master
Line terminator
Common polarity
120 Ω - 0,25Wm in series with 1nF 10V Yes (Common) connected to the PG
4-18 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) CAN (Controller Area Network)
4-19 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-20 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-21 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) CAN giải quyết vấn ñeà keát noái caùc thieát bò trong heä thoáng
baèng heä thoáng Bus. Thöôøng ñöôïc söû duïng trong heä thoáng xe hôi.
(cid:132) Vôùi vieäc söû duïng maïng CAN. Caùc keát noái ñieåm – ñieåm trong heä thoáng ñöôïc thay theá baèng keát Bus noái tieáp trong heä thoáng ñieàu khieån
4-22 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) Moâ hình tham chieáu cuûa CAN
4-23 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-24 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) Keát noái daïng Bus cuûa CAN
4-25 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-26 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) Caáu truùc khung cuûa CAN
4-27 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
(cid:132) Duøng maõ CRC ñeå phaùt hieän loãi
4-28 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-29 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
Maïng CAN
4-30 Khoa Điện – Điện tử - ĐHBK TP.HCM
