1
UBND TỈNH NINH THUẬN
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ NINH THUẬN
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN: MẠNG TRUYỀN THÔNG
CÔNG NGHIỆP
NGHỀ: CƠ ĐIỆN TỬ
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: ngày tháng năm 2019
của Trường cao đẳng nghề Ninh Thuận
Năm 2019
2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
3
LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Cơ điện tử ở trình độ Cao
Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Mạng truyền thông công nghiệp
là một trong những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn
theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và
Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp
kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ trong hầu
hết mọi lĩnh vực nói chung, và lĩnh vực điều khiển công nghiệp nói riêng. Chính
vì vậy, việc hiểu biết và nắm bắt kiến thức về việc điều khiển và giám sát hệ
thống công nghiệp từ xa,… là một nhu cầu kiến thức cần thiết cho cán bộ kỹ
thuật điện tử, tự động hoá,…
Nội dung giáo trình được bố cục bao gồm 9 bài với nội dung như sau:
Bài 1: Giới thiệu tổng quan
Bài 2: Nhiễu và giải pháp xử lý
Bài 3: Chuẩn truyền thông RS232
Bài 4: Chuẩn truyền thông RS485
Bài 5: Cáp quang
Bài 6: Mạng Modbus
Bài 7: Mạng AS-I Actuator Sensor Interface
Bài 8: Mạng Industrial Enthernet
Bài 9: Mạng truyền thông Radio và Wireless
Trong giáo trình này tác giả đã sử dụng nhiều tài liệu tham khảo và biên
soạn theo một trật tự logic nhất định. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để
đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết.
Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm
biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn.
Ninh Thuận, ngày tháng năm 2019
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên:
2.
3
MỤC LỤC
ĐỀ MỤC
TRANG
LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................. 3
MỤC LỤC ......................................................................................................... 3
MÔ ĐUN MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP ............................. 7
BÀI 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ................................................................. 9
1.1. Mạng truyền thông công nghiệp là gì?: ............................................. 9
1.2. Vai trò của mạng truyền thông công nghiệp: .................................. 10
1.3. Phân loại và đặc trưng các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp:
11
2. Các hệ thống và thiết bị điều khiển hiện đại: .................................. 14
2.1. Hệ điều khiển phân tán(Distributed Control System, DCS): .......... 14
2.2. Hệ thống điều khiển quá trình: ........................................................ 15
2.3. Hệ điều khiển lai (SCADA và DCS) : ............................................. 17
2.4. Các hệ điều khiển khác: ................................................................... 18
2.5. Thiết bị điều khiển khả trình:........................................................... 20
3 Các mô hình kết nối hệ thống mở: ................................................... 20
3.1. Các tầng hệ thống mở: ..................................................................... 21
3.2. Nguyên tắc định nghĩa các tầng trong hệ thống mở ........................ 21
3.3. Các giao thức trong mô hình ........................................................... 22
3.4. Truyền dữ liệu trong mô hình .......................................................... 22
3.5. Vai trò và chức năng chủ yếu của các tầng ..................................... 23
4 Các thủ tục truyền thông .................................................................. 30
5 . Các chuẩn truyền thông ................................................................. 31
5.1. Foudation Fieldbus .......................................................................... 31
5.2. Ethernet:........................................................................................... 32
5.3. Profibus:........................................................................................... 33
5.4. Modbus: ........................................................................................... 33
5.5. Câu hỏi ôn tập : ................................................................................ 34
BÀI 2: NHIỄU VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ ....................................................... 35
1. Giới thiệu: ........................................................................................ 35
2. Những sự cố thường gặp và cách giải quyết: ....................................... 36
3. Nhiễu và các giải pháp xử lý: .......................................................... 36
3.1 Nguồn gốc của nhiễu điện: .............................................................. 36
3.2 Vỏ bọc che chắn: ............................................................................. 37
3.3 Tốc độ dẫn của dây cáp: .................................................................. 37
3.4 Yêu cầu nối đất : .............................................................................. 37
3.5 Kỹ thuật triệt nhiễu .......................................................................... 38
3.6 Câu hỏi ôn tập : ................................................................................ 42
BÀI 3: CHUẨN TRUYỀN THÔNG RS232 .................................................. 43
4
1. Chuẩn truyền thông RS232:............................................................. 43
2. Các yếu tố của RS232: ..................................................................... 44
3. Hoạt động của giao diện RS232. ..................................................... 46
4. Các hạn chế: ..................................................................................... 47
5. Xử lý sự cố: ...................................................................................... 47
5.1 Giới thiệu: ........................................................................................ 47
5.2 Các phương pháp tiếp cận: .............................................................. 48
5.3 Kiểm tra thiết bị: .............................................................................. 48
5.4 Giải quyết vấn đề cơ bản : ............................................................... 50
5.5 Tóm tắt:............................................................................................ 51
5.6 Câu hỏi ôn tập: ................................................................................. 51
BÀI 4: CHUẨN TRUYỀN THÔNG RS485 .................................................. 52
1. Chuẩn truyền thông RS485 :............................................................ 52
1.1 Đặc tính điện học : ........................................................................... 53
1.2 Các đặc trưng của RS485: ............................................................... 54
2. Xử lý sự cố: ...................................................................................... 54
2.1 Giới thiệu: ........................................................................................ 54
2.2 Chuẩn truyền thông RS485 và RS422: ........................................... 54
2.3 Lắp đặt truyền thông RS485: ........................................................... 56
2.4 Các vấn đề nhiễu: ............................................................................ 58
2.5 Kiểm tra thiết bị: .............................................................................. 58
2.6 Tóm tắt:............................................................................................ 60
2.7 Câu hỏi ôn tập: ................................................................................. 60
BÀI 5 : CÁP QUANG ..................................................................................... 61
1. Giới thiệu: ........................................................................................ 61
2. Các thiết bị: ...................................................................................... 62
3. Các thông số cơ bản: ........................................................................ 63
4. Các loại ............................................................................................ 65
5. Loại cáp quang bình thường: ........................................................... 66
5.1. Cáp trên không ................................................................................ 66
5.2. Cáp ngầm (trong đất, nước):............................................................ 67
5.3. Cáp trong nhà: ................................................................................. 68
6. Kết nối cáp: ...................................................................................... 68
6.1. Suy giảm kết nối: ............................................................................. 68
6.2. Sự kết nối: ........................................................................................ 69
6.3. Xử lý kết nối: ................................................................................... 70
6.4. Xử lý sự cố: ..................................................................................... 73
6.5. Thực hành đấu nối cáp quang bằng máy Fujikura FSM-50S: ........ 73
6.6. Câu hỏi ôn tập: ................................................................................. 82
BÀI 6: MẠNG MODBUS .............................................................................. 83
1. Giới thiệu tổng quan: ....................................................................... 83
2. Cấu trúc giao thức Modbus: ............................................................ 84
2.1. Kiến trúc giao thức: ......................................................................... 84