Mô tả:
Hệ thống
thông tin công nghiệp
5 Các thành phần hệ thống mạng
3/31/2006
5 Nội dung
1.
2.
3.
4.
5.
Phương tiện truyền dẫn
Phần cứng giao diện mạng
Phần mềm trong hệ thống mạng
Thiết bị liên kết mạng
Các linh kiện mạng khác
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
2
1. Phương tiện truyền dẫn
Cáp quang:
— Sợi thủy tinh
— Sợi chất dẻo
— Cáp ₫ồng trục
— Đôi dây xoắn
— Cáp trơn
Vô tuyến:
—
—
—
—
Vi sóng (microwave)
Sóng truyền hình (TV)
Sóng truyền thanh (radio AM, FM)
Tia hồng ngoại (UV)
5 Các thành phần hệ thống mạng
Chất lượng truyền dẫn
Cáp ₫iện:
© 2006 - HMS
3
Dải tần
f(Hz) 104
105
106
107
108
109
1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016
Vệ tinh
Đôi dây xoắn
Cáp đồng trục
AM radio
Sợi quang
Vi sóng
mặt đất
Hồng ngoại
FM radio
TV
Dải tần
LF
MF
HF
VHF UHF SHF EHF THF
Shannon: Tốc ₫ộ bit tối ₫a (bits/s) = H log2 (1+S/N)
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
4
Đôi dây xoắn (Twisted Pair ,TP)
Phát minh của A. Grahm Bell, 1881
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
5
Hai loại: Shielded TP, Unshielded TP
a) STP
b) UTP
Chất lượng phụ thuộc vào tiết diện và kiểu bọc
lót, che chắn
Hạng chất lượng 1-5 hoặc D-A (IEC 61158-2),
hạng 5 có thể cho tốc ₫ộ truyền 100Mbit/s
(Fast Ethernet 100BASE-TX)
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
6
Cáp ₫ồng trục (Coaxial Cable)
Vá bäc (PVC)
Líp dÉn ngoμi (Cu)
D©y dÉn lâi (Cu)
Líp c¸ch ly (PE)
Tốc ₫ộ truyền tối ₫a: 1-2Gbit/s
Chất lượng cao
Lắp ₫ặt phức tạp
Sử dụng chủ yếu ở mạng cấp cao (Ethernet,
ControlNet)
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
7
So sánh ₫ộ suy giảm trên ₫ường truyền
Suy gi¶m (dB/100m)
100
STP
Coax
10
1
1
10
100
1000
TÇn sè (MHz)
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
8
Cáp quang
ϕ
n2
n1
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
9
Các loại sợi quang
Sợi thủy tinh:
— Sợi ₫a chế ₫ộ (Multimode Fiber, MMF): tín hiệu là các tia
laser có tần số không thuần nhất. Khả năng truyền hạn
chế trong phạm vi Gbit/s * km.
— Sợi ₫ơn chế ₫ộ (Single-Mode Fiber, SMF): tín hiệu là các
tia laser có tần số thuần nhất. Tốc ₫ộ truyền có thể ₫ạt
tới hàng trăm Gbit/s * km.
Sợi chất dẻo:
— truyền với tốc ₫ộ thấp (khoảng vài chục tới vài trăm
Mbit/s), khoảng cách truyền ngắn (tối ₫a 80m),
— giá thành thấp và lắp ₫ặt dễ dàng hơn nhiều.
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
10
2. Phần cứng giao diện mạng
Líp øng dông
Líp biÓu diÔn d÷ liÖu
PhÇn mÒm
Líp kiÓm so¸t nèi
Líp vËn chuyÓn
Líp liªn kÕt d÷ liÖu
PhÇn cøng
Líp m¹ng
Ch−¬ng tr×nh øng dông
Thμnh phÇn thùc hiÖn
HÖ ®iÒu hμnh
M« h×nh OSI
Líp vËt lý
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
11
Bus
Gi¾c c¾m
Bé thu ph¸t
(VÝ dô RS-485)
C¸ch ly
•
•
+24VDC
Nguån
Vi m¹ch chuyªn dông
(ASIC)
•
UART
•
EPROM/
EEPROM/
Flash
Vi xö lý
(Xö lý giao thøc)
•
RAM
Giao diÖn víi vi
m¹ch thiÕt bÞ
hoÆc IO-Driver
•
§Êt
Timer,
Watchdog
Giao diÖn sö
dông
(C«ng t¾c,
jumper LED)
Vi m¹ch thiÕt bÞ
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
12
Ghép nối thiết bị ₫iều khiển
PLC (Programmable Logic Controller): Thiết bị
₫iều khiển logic khả trình: Cấu trúc module hoặc
cấu trúc gọn
DCS (Distributed Control System): Hệ thống ₫iều
khiển phân tán tích hợp: cấu trúc module
Compact Digital Controller: Cấu trúc gọn, không
lập trình ₫ược
PC công nghiệp
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
13
Điều khiển phân tán sử dụng bus trường
MTGS
MTGS
bus hệ thống
PHÒNG ĐIỀU KHIỂN
TRUNG TÂM
MTĐK n
TRẠM ĐIỀU KHIỂN
CỤC BỘ
MTĐK 1
MTĐK 2
bus trường
bus trường
I/O
S
I/O
bus trường
A
S
S
A
A
HIỆN TRƯỜNG
Phân đoạn 1
Phân đoạn 2
5 Các thành phần hệ thống mạng
Phân đoạn n
© 2006 - HMS
14
Ghép nối PLC (Programmable Logic Controller)
Bus hÖ thèng
(VD: Ethernet)
PLC
PS
CPU
IM
IM
DI
DO
AI
Module giao diện mạng
(Module truyền thông)
AO
Bus tr−êng (VD: Profibus-DP)
PLC
PS
CPU
DI
DO
AI
AO
CPU tích hợp giao diện mạng
Cæng DP
Profibus-DP
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
15
PLC-5 processor víi
Ethernet module
ControlLogix 1
slot 0: CPU Logix5550
slot 1: Ethernet module 1756-ENET
slot 2: ControlNet module 1756-CNB
slot 3: DH+ module 1756-DHRIO
ControlLogix 2
slot 0: CPU Logix5550
slot 1: DH+ module 1756-DHRIO
slot 2: ControlNet module 1756-CNB
slot 3: ControlNet module 1756-CNB
DH+
Ethernet
ControlNet
ControlNet
PLC-5 processor
tÝch hîp giao diÖn
ControlNet
DH+
Ví dụ nốimạng PLC của Allen-Bradley
PLC-5 processor
tÝch hîp giao diÖn
DH+
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
16
Ghép nối PC và PC công nghiệp
PC công nghiệp cũng có thể có cấu trúc module
(VD PC-104) => cách ghép nối tương tự như PLC
Card giao diện mạng cho các khe cắm ISA, PCI,
Compact-PCI, ...
Bo mạch chủ tích hợp giao diện mạng (ví dụ
Ethernet, CAN)
Bộ thích ứng mạng qua các cổng nối tiếp (RS-232,
USB)
Card PCMCIA
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
17
CP 5412 (A2)
Card Profibus (Siemens)
RS-232
PC
Adapter
bus tr−êng
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
18
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
A
A
S
S
A
A
Î Ưu điểm nhiều, song vẫn còn nối dây truyền thống
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
19
Ghép nối vào/ra phân tán
Một vào ra phân tán có cấu trúc tương tự một
PLC, chỉ khác PLC là không có CPU (mà thay vào
là giao diện mạng)
Có thể có cấu trúc gọn hoặc cấu trúc module
Distributed
I/O
PS
Interface
M odule
DI
DO
AI
AO
Cæng DP
Profibus-DP
5 Các thành phần hệ thống mạng
© 2006 - HMS
20
- Xem thêm -