›
›

Bài giảng Mạng truyền thông công nghiệp

pdf 97 trang hapham 4820 Free
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 [email protected] Edit and upload by 1 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  4. Phân loại mạng •Theo mô hình mạng •Theo qui mô mạng •Theo cấu trúc liên kết của mạng Edit and upload by 4 [email protected]
  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 [email protected]
  6. Mô hình mạng bình đẳng Edit and upload by 6 [email protected]
  7. Clients Server Mô hình mạng khách chủ Client/Server Edit and upload by 7 [email protected]
  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 [email protected]
  9. Phân loại theo Topology •Mạng bus •Mạng hình sao •Mạch vòng •Mạng hình lưới Edit and upload by 9 [email protected]
  10. Trunk Mạng bus Edit and upload by 10 [email protected]
  11. Mạng hình sao Edit and upload by 11 [email protected]
  12. Mạng hình vòng Edit and upload by 12 [email protected]
  13. Mạng hình lưới Edit and upload by 13 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  18. Mô hình phân cấp chức năng của một nhàmáy công nghiệp Edit and upload by 18 [email protected]
  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 [email protected]
  20. •Mã hoábit •Các chuẩn truyền dẫn •Các thiết bị liên kết mạng Edit and upload by 20 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  24. 1 0 1 0 0 1 1 0 Truyền bit song song 10010110 Truyền bit nối tiếp Edit and upload by 24 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  29. Kiểu daisy-chain trunk-line drop-line Kiểu trunk-line/drop line Edit and upload by 29 [email protected]
  30. Cấu trúc mạch vòng không tích cực Edit and upload by 30 [email protected]
  31. Cấu trúc mạch vòng Mạch vòng không có điều khiển trung tâm Edit and upload by 31 [email protected]
  32. Master Mạch vòng có điều khiển trung tâm Edit and upload by 32 [email protected]
  33. Master Station HUB Station Station Station Cấu trúc hình sao Edit and upload by 33 [email protected]
  34. Station Master R R G Master Master Station Station Station Station Station Station Station Cấu trúc hình cây Edit and upload by 34 [email protected]
  35. Kiến trúc giao thức ü Giao thức cấp cao ü Giao thức cấp thấp Edit and upload by 35 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  45. Các chuẩn truyền dẫn ü RS-232 ü RS-422 ü RS-485 Edit and upload by 45 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  52. Thiết bị liên kết mạng ü Repeater ü Bridge ü Router ü Gateway Edit and upload by 52 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  56. Các hệ thống bus tiêu biểu Edit and upload by 56 [email protected]
  57. Mô hình hệ thống Centum CS3000 Edit and upload by 57 [email protected]
  58. Edit and upload by 58 [email protected]
  59. Edit and upload by 59 [email protected]
  60. Edit and upload by 60 [email protected]
  61. Edit and upload by 61 [email protected]
  62. Edit and upload by 62 [email protected]
  63. Mạng truyền thông công nghiệp của Siemens Edit and upload by 63 [email protected]
  64. Edit and upload by 64 [email protected]
  65. Edit and upload by 65 [email protected]
  66. IndustrialEthernet Edit and upload by 66 [email protected]
  67. Card giao diện mạng kiểu PCI Edit and upload by 67 [email protected]
  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 [email protected]
  69. Các thành phần hệ thống mạng ü Data Terminal Equipment (DTE) ü Data Communication Equipment (DCE) Edit and upload by 69 [email protected]
  70. Kiến trúc mạng Liên kết điểm- điểm trunk-line/drop-line Cấu trúc hình sao Edit and upload by 70 [email protected]
  71. PROFIBUS ü PROFIBUS-FMS (Fieldbus Message Specification) ü PROFIBUS-DP (Decentralized Peripheral) ü PROFIBUS-PA (Process Automation) Edit and upload by 71 [email protected]
  72. Edit and upload by 72 [email protected]
  73. Edit and upload by 73 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  77. Truy nhập bus ü Master/Slave ü Token Passing ü Kết hợp 2 phương pháp Edit and upload by 77 [email protected]
  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 [email protected]
  79. Edit and upload by 79 [email protected]
  80. Card giao diện kết nối PC với hệ thống PROFIBUS (12Mbps) Edit and upload by 80 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  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 [email protected]
  84. Edit and upload by 84 [email protected]
  85. Edit and upload by 85 [email protected]
  86. Edit and upload by 86 [email protected]
  87. Edit and upload by 87 [email protected]
  88. Edit and upload by 88 [email protected]
  89. Edit and upload by 89 [email protected]
  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 [email protected]
  91. Mạng Device Net Edit and upload by 91 [email protected]
  92. Kết nối mạng Device Net vàkiến trúc Allen Bradley Edit and upload by 92 [email protected]
  93. Edit and upload by 93 [email protected]
  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 [email protected]
  95. Interbus-S Edit and upload by 95 [email protected]
  96. Cấu trúc khung truyền dữ liệu Edit and upload by 96 [email protected]
  97. Edit and upload by 97 [email protected]