›
›

Bài giảng Mạng truyền thông công nghiệp

pdf 97 trang hapham 2310
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Mạng truyền thông công nghiệp", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mang_truyen_thong_cong_nghiep.pdf

Nội dung text: Bài giảng Mạng truyền thông công nghiệp

  1. Chương IMạng máy tính •Khái niệm mạng máy tính •Phân loại mạng máy tính ebooks@free4vn.org Edit and upload by 1 lythanhthuan@gmail.com
  2. Mạng máy tính ü Mạng máy tính làmạng bao gồm ít nhất hai máy tính kết nối với nhau thông qua đường truyền vật lícho phép chúng chia xẻ dữ liệu vàtài nguyên . Edit and upload by 2 lythanhthuan@gmail.com
  3. Dịch vụ mạng ü DÞch vô tËp tin ü DÞch vô in ü DÞch vô th«ng ®iÖp ü DÞch vô th­ môc ü DÞch vô øng dông ü DÞch vô c¬ sëdữliÖu Edit and upload by 3 lythanhthuan@gmail.com
  4. Phân loại mạng •Theo mô hình mạng •Theo qui mô mạng •Theo cấu trúc liên kết của mạng Edit and upload by 4 lythanhthuan@gmail.com
  5. Phân loại theo mô hình mạng •Loại mạng bình đẳng •Loại mạng theo mô hình khách chủ Client/Server •Loại mạng hỗn hợp Edit and upload by 5 lythanhthuan@gmail.com
  6. Mô hình mạng bình đẳng Edit and upload by 6 lythanhthuan@gmail.com
  7. Clients Server Mô hình mạng khách chủ Client/Server Edit and upload by 7 lythanhthuan@gmail.com
  8. Phân loại theo qui mô mạng •Mạng cục bộ LAN( Local Area Network) •Mạng đô thị MAN(Metropolitan Area Network) •Mạng diện rộng WAN(Wide Area Network) Edit and upload by 8 lythanhthuan@gmail.com
  9. Phân loại theo Topology •Mạng bus •Mạng hình sao •Mạch vòng •Mạng hình lưới Edit and upload by 9 lythanhthuan@gmail.com
  10. Trunk Mạng bus Edit and upload by 10 lythanhthuan@gmail.com
  11. Mạng hình sao Edit and upload by 11 lythanhthuan@gmail.com
  12. Mạng hình vòng Edit and upload by 12 lythanhthuan@gmail.com
  13. Mạng hình lưới Edit and upload by 13 lythanhthuan@gmail.com
  14. Chương 2 Mạng truyền thông công nghiệp •Khái niệm mạng truyền thông công nghiệp •Phân loại và đặc trưng của hệ thống mạng truyền thông công nghiệp Edit and upload by 14 lythanhthuan@gmail.com
  15. Mạng truyền thông công nghiệp ü Mạng truyền thông công nghiệp làkhái niệm chung để chỉ các hệ thống truyền thông số, truyền bit nối tiếp dùng để ghép nối các thiết bị dùng trong công nghiệp. ü Các hệ thống truyền thông công nghiệp hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau, từ các cơ cấu chấp hành, cảm biến đến cấp điều khiển giám sát, cấp điều hành xínghiệp vàquản lícông ty. Edit and upload by 15 lythanhthuan@gmail.com
  16. Ưu điểm của mạng công nghiệp ü Ьn giản hãa cÊu tróc liªn kÕt giữa c¸c thiÕt bÞ c«ng nghiÖp ü Giảm ®¸ng kÓgi¸thµnh d©y nèi vµc«ng l¾p ®Æt hÖthèng ü N©ng cao ®étin cËy vµ®échÝnh x¸c cña th«ng tin nhê truyÒn th«ng sè ü N©ng cao ®élinh ho¹t, tÝnh năng mëcña hÖthèng Edit and upload by 16 lythanhthuan@gmail.com
  17. Ø Đ¬n giản hãa, tiÖn lîi hãa viÖc chÈn ®o¸n, ®Þnh vÞ lçi, sùcècña c¸c thiÕt bÞ Ø N©ng cao khả năng t­¬ng t¸c giữa c¸c thµnh phÇn (phÇn cøng vµphÇn mÒm) nhê c¸c giao diÖn chuÈn Ø Mëra nhiÒu chøc năng vµkhả năng øng dông míi cña hÖthèng, vÝ dô c¸c øng dông ®iÒu khiÓn ph©n t¸n, ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t hoÆc chÈn ®o¸n lçi tõ xa qua Internet. Edit and upload by 17 lythanhthuan@gmail.com
  18. Mô hình phân cấp chức năng của một nhàmáy công nghiệp Edit and upload by 18 lythanhthuan@gmail.com
  19. Chương 3 Cơ sở kĩ thuật của mạng truyền thông công nghiệp •Các khái niệm cơ bản •Chế độ truyền tải •Cấu trúc mạng (Topology) •Kiến trúc giao thức •Truy nhập bus •Bảo toàn dữ liệu Edit and upload by 19 lythanhthuan@gmail.com
  20. •Mã hoábit •Các chuẩn truyền dẫn •Các thiết bị liên kết mạng Edit and upload by 20 lythanhthuan@gmail.com
  21. Truyền thông, truyền dữ liệu và truyền tín hiệu ü Truyền thông ü Đối tác truyền thông ü Giao thức truyền thông ü Đường truyền vật lí ü Tốc độ truyền dữ liệu ü Dải thông đường truyền ü Mã hoá/giải mã Edit and upload by 21 lythanhthuan@gmail.com
  22. Tính năng thời gian thực ü Độ nhanh nhạy ü Tính tiền định ü Độ tin cậy, kịp thời ü Tính bền vững Edit and upload by 22 lythanhthuan@gmail.com
  23. Chế độ truyền tải ü Truyền song song hay nối tiếp ü Truyền đồng bộ hay không đồng bộ ü Truyền một chiều (simplex), hai chiều gián đoạn (half-duplex), hai chiều toàn phần Edit and upload by 23 lythanhthuan@gmail.com
  24. 1 0 1 0 0 1 1 0 Truyền bit song song 10010110 Truyền bit nối tiếp Edit and upload by 24 lythanhthuan@gmail.com
  25. 10110010 Bé ph¸t Bé thu Simplex 10110010 Bé thu ph¸t Bé thu ph¸t Half-Duplex 10110010 Bé thu ph¸t Bé thu ph¸t 10110010 Full-Duplex Edit and upload by 25 lythanhthuan@gmail.com
  26. Cấu trúc mạng Topology ü Các kiểu liên kết mạng ü Cấu trúc bus ü Cấu trúc mạch vòng tích cực ü Cấu trúc hình sao ü Cấu trúc cây Edit and upload by 26 lythanhthuan@gmail.com
  27. Liên kết ü Liên kết điểm- điểm (point to point) ü Liên kết điểm-nhiều điểm (multi-drop) ü Liên kết nhiều điểm (multi point) Edit and upload by 27 lythanhthuan@gmail.com
  28. Cấu trúc bus ü Kiểu daisy-chain ü Kiểu trunk-line/drop line ü Kiểu mạch vòng không tích cực Edit and upload by 28 lythanhthuan@gmail.com
  29. Kiểu daisy-chain trunk-line drop-line Kiểu trunk-line/drop line Edit and upload by 29 lythanhthuan@gmail.com
  30. Cấu trúc mạch vòng không tích cực Edit and upload by 30 lythanhthuan@gmail.com
  31. Cấu trúc mạch vòng Mạch vòng không có điều khiển trung tâm Edit and upload by 31 lythanhthuan@gmail.com
  32. Master Mạch vòng có điều khiển trung tâm Edit and upload by 32 lythanhthuan@gmail.com
  33. Master Station HUB Station Station Station Cấu trúc hình sao Edit and upload by 33 lythanhthuan@gmail.com
  34. Station Master R R G Master Master Station Station Station Station Station Station Station Cấu trúc hình cây Edit and upload by 34 lythanhthuan@gmail.com
  35. Kiến trúc giao thức ü Giao thức cấp cao ü Giao thức cấp thấp Edit and upload by 35 lythanhthuan@gmail.com
  36. Giao thức cấp cao ü FTP (File Transfer Protocol) ü HTTP (Hypertext Transfer Protocol) ü MMS (Manufactoring Message Specification) Edit and upload by 36 lythanhthuan@gmail.com
  37. Giao thức cấp thấp ü TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) ü HART (Highway Adressable Remote Transducer) ü HLDC (High Level Data-Link Control) ü UART Edit and upload by 37 lythanhthuan@gmail.com
  38. Kiến trúc giao thức OSI 7 Application øng dông 7 6 Presentation Tr×nh diÖn 6 5 Session Phiªn 5 4 Transport Giao vËn 4 3 Network M¹ng 3 2 Data Link Liªn kÕt d÷ liÖu 2 1 Physical VËt lÝ 1 Mô hình qui chiếu OSI Edit and upload by 38 lythanhthuan@gmail.com
  39. Kiến trúc giao thức TCP/IP OSI TCP/IP Líp øng dông Líp øng dông TELNET FTP Líp biÓu diÔn d÷ liÖu SNMP SMTP DNS Líp kiÓm so¸t lçi Líp vËn chuyÓn Líp vËn chuyÓn TCP UDP Líp m¹ng Líp Internet ICMP IP ARP RARP Líp liªn kÕt d÷ liÖu Líp truy nhËp m¹ng Líp vËt lÝ Líp vËt lÝ So sánh TCP/IP vàOSI Edit and upload by 39 lythanhthuan@gmail.com
  40. Truy nhập bus Phương pháp truy nhập bus Truy nhập Truy nhập tiền định ngẫu nhiên Kiểm soát tập trung Kiểm soát phân tán Nhận biết xung đột Tránh xung đột Master/Slave Token Passing CSMA/CD CSMA/CA TDMA Edit and upload by 40 lythanhthuan@gmail.com
  41. Bảo toàn dữ liệu ü Parity bit 1 chiều và2 chiều ü CRC (Cyclic Redundancy Check ü Nhồi bit (Bit stuffing) Edit and upload by 41 lythanhthuan@gmail.com
  42. Mã hoábit ü NRZ, RZ (Non-Return To Zero, Return To Zero) ü Mã Manchester ü AFP (Alternate Flanks Pulse) ü FSK (Frequency Shift Keying) Edit and upload by 42 lythanhthuan@gmail.com
  43. NRZ vàRZ 0 1 1 0 1 0 1 0 1 NRZ : 1 ứng với mức tín hiệu cao, 0 ứng với mức tín hiệu thấp trong suốt chu kìT 0 1 1 0 1 0 0 1 RZ : 1 ứng với mức tín hiệu cao trong nửa chu kìbit T, 0 ứng với mức tín hiệu thấp trong nửa chu kìbit T Edit and upload by 43 lythanhthuan@gmail.com
  44. 0 1 1 0 1 0 0 1 Mã Manchester II : 1 ứng với sườn xuống của xung, 0 ứng với sườn lên của xung ở giữa chu kìT 0 1 1 0 1 0 0 1 AFP : Thay đổi giữa 0 và 1 được đánh dấu bằng một xung xoay chiều Edit and upload by 44 lythanhthuan@gmail.com
  45. Các chuẩn truyền dẫn ü RS-232 ü RS-422 ü RS-485 Edit and upload by 45 lythanhthuan@gmail.com
  46. Phương trức truyền dẫn D R R D D R Truyền dẫn không đối xứng (3 kênh 4 dây dẫn) Edit and upload by 46 lythanhthuan@gmail.com
  47. A D T B T R A’ R T B’ T D A” D T B” T R Truyền dẫn chênh lệch đối xứng Edit and upload by 47 lythanhthuan@gmail.com
  48. RS-232 ü Phương thức truyền dẫn không đối xứng ü Mức logic 1 (-15V đến -3V) ; logic 0 (3V đến 15V) ü Tốc độ truyền tối đa 19.2kBd (chiều dài cho phép của dây dẫn là30-50m) ü Chế độ làm việc làhai chiều toàn phần (full-duplex) Edit and upload by 48 lythanhthuan@gmail.com
  49. TxD TxD Transmit Data TxD TxD RxD RxD Receive Data RxD RxD RTS RTS Ready To Send RTS RTS CTS CTS Clear To Send CTS CTS DTR DTR Data Terminal Ready DTR DTR DSR DSR Data Set Ready DSR DSR GND GND Ground GND GND a) CÊu h×nh ghÐp tèi thiÓu a) ChÕ ®é b¾t tay Một số vídụghép nối với RS-232 Edit and upload by 49 lythanhthuan@gmail.com
  50. RS-422 ü Phương thức truyền dẫn chênh lệch đối xứng ü Phạm vi truyền dẫn 1200m ü Chế độ truyền dẫn cóthể làsimplex. half-duplex hoặc full-duplex ü Dùng để thay thế cho RS-232 ở khoảng cách truyền thông lớn vàtốc độ cao hơn Edit and upload by 50 lythanhthuan@gmail.com
  51. RS-485 ü Phương thức truyền dẫn chênh lệch đối xứng ü Cho phép nối mạng 32 tải đơn vị ü Tốc độ truyền lên đến 10Mbit/s ü Cự li truyền 1200m ü Truyền thông đa điểm chỉ sử dụng một đường bus chung duy nhất Edit and upload by 51 lythanhthuan@gmail.com
  52. Thiết bị liên kết mạng ü Repeater ü Bridge ü Router ü Gateway Edit and upload by 52 lythanhthuan@gmail.com
  53. 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 1 Repeater VD: Profibus VD: Profibus segment 1 segment 2 1 Bộ lặp ( Repeater) Edit and upload by 53 lythanhthuan@gmail.com
  54. 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 Bridge 2 1 LLC 1 MAC MAC 1 1 VD : Token Bus VD : Ethernet Bridge trong mô hình OSI Edit and upload by 54 lythanhthuan@gmail.com
  55. 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 Router 2 1 3 1 2 2 1 1 VD : Token Ring VD : X.25 Router trong mô hình OSI Edit and upload by 55 lythanhthuan@gmail.com
  56. Các hệ thống bus tiêu biểu Edit and upload by 56 lythanhthuan@gmail.com
  57. Mô hình hệ thống Centum CS3000 Edit and upload by 57 lythanhthuan@gmail.com
  58. Edit and upload by 58 lythanhthuan@gmail.com
  59. Edit and upload by 59 lythanhthuan@gmail.com
  60. Edit and upload by 60 lythanhthuan@gmail.com
  61. Edit and upload by 61 lythanhthuan@gmail.com
  62. Edit and upload by 62 lythanhthuan@gmail.com
  63. Mạng truyền thông công nghiệp của Siemens Edit and upload by 63 lythanhthuan@gmail.com
  64. Edit and upload by 64 lythanhthuan@gmail.com
  65. Edit and upload by 65 lythanhthuan@gmail.com
  66. IndustrialEthernet Edit and upload by 66 lythanhthuan@gmail.com
  67. Card giao diện mạng kiểu PCI Edit and upload by 67 lythanhthuan@gmail.com
  68. Ethernet ü 10 BASE-T : Tốc độ 10Mbps trên đường cáp xoắn đôi ü Fast Ethernet : Tốc độ gấp 10 lần 10BASE-T ü Gigabit Ethernet : Mở rộng giao thức Ethernet hơn nữa, tốc độ tăng gấp 10 lần Fast Ethernet ( 1000Mbps hay 1 Gbps) ü 10 Gigabit Ethernet : Một phiên bản tốc độ cao hơn nữa của Ethernet. Tốc độ dữ liệu 10Gbps tạo băng thông lớn trong các mạng diện rộng vàmạng thành phố Edit and upload by 68 lythanhthuan@gmail.com
  69. Các thành phần hệ thống mạng ü Data Terminal Equipment (DTE) ü Data Communication Equipment (DCE) Edit and upload by 69 lythanhthuan@gmail.com
  70. Kiến trúc mạng Liên kết điểm- điểm trunk-line/drop-line Cấu trúc hình sao Edit and upload by 70 lythanhthuan@gmail.com
  71. PROFIBUS ü PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) ü PROFIBUS-DP (Decentralized Peripheral) ü PROFIBUS-PA (Process Automation) Edit and upload by 71 lythanhthuan@gmail.com
  72. Edit and upload by 72 lythanhthuan@gmail.com
  73. Edit and upload by 73 lythanhthuan@gmail.com
  74. Cấu trúc mạng vàkĩthuật truyền dẫn •Truyền dẫn với RS-485 •Truyền dẫn với cáp quang •Truyền dẫn theo chuẩn IEC1158-2 Edit and upload by 74 lythanhthuan@gmail.com
  75. Truyền dẫn với RS-485 ü Cấu trúc mạng kiểu trunk-line/drop line ü Cáp dẫn được sử dụng là đôi dây xoắn cóbảo vệ ü Tốc độ truyền 9.6kBit/s đến 12MBit/s ü Chiều dài dây dẫn tối đa trong một đoạn mạng từ 1000 đến 1200m Edit and upload by 75 lythanhthuan@gmail.com
  76. ü Số lượng tối đa các trạm trong một đoạn mạng là32 ü Chế độ truyền tải không đồng bộ vàhai chiều đồng thời ü Phương pháp mã hoá bit làNRZ Edit and upload by 76 lythanhthuan@gmail.com
  77. Truy nhập bus ü Master/Slave ü Token Passing ü Kết hợp 2 phương pháp Edit and upload by 77 lythanhthuan@gmail.com
  78. Vßng Token logic gi÷a c¸c c¸c thiÕt bÞ Master Master Master Master PROFIBUS Slave Slave Slave Slave Edit and upload by 78 lythanhthuan@gmail.com
  79. Edit and upload by 79 lythanhthuan@gmail.com
  80. Card giao diện kết nối PC với hệ thống PROFIBUS (12Mbps) Edit and upload by 80 lythanhthuan@gmail.com
  81. AS-i (Actuator Sensor Interface) ü Cấu trúc mạng kiểu đường thẳng (daisy chain hay trunk-line/drop line) hoặc cấu trúc kiểu hình cây. ü AS-i hoạt động theo cơ chế giao tiếp chủ tớ. Trong một chu kìbus, trạm chủ thực hiện trao đổi với mỗi trạm tớ theo phương pháp hỏi tuần tự. ü Chiều dài tổng cộng cáp truyền tối đa là100m ( tốc độ truyền 167kBps), với các khoảng cách lớn hơn dùng bộ lặp. ü Số trạm tối đa trong một đoạn mạng là31 ứng với 124 thiết bị (mỗi trạm tối đa 4 thiết bị). Edit and upload by 81 lythanhthuan@gmail.com
  82. AS-i ( Actuator Sensor Interface) PLC víi giao diÖn AS-i PSCPU PSCPU PSCPU Vµo/ra ph©n t¸n Sensor/Actuator Sensor/Actuator Sensor/Actuator Edit and upload by 82 lythanhthuan@gmail.com
  83. 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 Cảm biến cơ cấu chấp hành Cảm biến cơ cấu chấp hành thông thường làAS-i Nguyên tắc ghép nối thiết bị trong một hệ AS-i Edit and upload by 83 lythanhthuan@gmail.com
  84. Edit and upload by 84 lythanhthuan@gmail.com
  85. Edit and upload by 85 lythanhthuan@gmail.com
  86. Edit and upload by 86 lythanhthuan@gmail.com
  87. Edit and upload by 87 lythanhthuan@gmail.com
  88. Edit and upload by 88 lythanhthuan@gmail.com
  89. Edit and upload by 89 lythanhthuan@gmail.com
  90. Mạng Device Net ü Giao tiếp kiểu tay đôi (peer to peer) hoặc chủ/tớ (Master/Slave). ü Cấu trúc mạng kiểu trunk-line/drop line với chiều dài đoạn nhánh hạn chế dưới 6m. ü Ba tốc độ được qui định 125 kBit/s, 250 kBit/s và 500 kBit/s ứng với chiều dài tối đa của đường trục là500m, 250m, 100m. ü Mỗi mạng Device Net cho phép ghép nối tối đa 64 trạm Edit and upload by 90 lythanhthuan@gmail.com
  91. Mạng Device Net Edit and upload by 91 lythanhthuan@gmail.com
  92. Kết nối mạng Device Net vàkiến trúc Allen Bradley Edit and upload by 92 lythanhthuan@gmail.com
  93. Edit and upload by 93 lythanhthuan@gmail.com
  94. Interbus-S ü Cấu trúc mạng dạng mạch vòng ü Truy nhập bus kết hợp Master/Salve vàTDMA. ü Truyền dẫn theo chuẩn RS-485 với cáp dẫn đôi dây xoắn. ü Tốc độ truyền 500kBit/s với khoảng cách tối đa giữa hai thiết bị là 400m. ü Phương pháp mã hoá bit làNRZ. Riêng với Interbus- loop (dùng trong môi trường dễ cháy nổ) dùng phương pháp mã hoáManchester. Edit and upload by 94 lythanhthuan@gmail.com
  95. Interbus-S Edit and upload by 95 lythanhthuan@gmail.com
  96. Cấu trúc khung truyền dữ liệu Edit and upload by 96 lythanhthuan@gmail.com
  97. Edit and upload by 97 lythanhthuan@gmail.com