Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 2 Chuẩn truyền thông trong hệ thống Chương 2 Chuẩn truyền thông trong hệ thống vn Chương 2 Chuẩn truyền thông trong hệ thống 2 1 Các khái niệm cơ bản về cô. Siemens chia mức độ tự động hoá thành bốn mức : Mức quản lý: thu thập dữ liệu quá trình, phân tích và tối ưu quá trình, thực hiện các báo cáo. Thiết bị sử dụng ở mức này là máy tính. Mức tế bào: thực hiện các chức năng điều khiển, tự động hoá và tối ưu hoá. Các thiết bị sử dụng là máy tính, PLC, màn hình điều khiển OP. Mức trường: ghép nối các bộ điều khiển với thiết bị trong dây chuyền sản xuất Mức Cảm biến Chấp hành: ghép cảm biến, chấp hành với PLC
Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống TS Võ Huy Hồn Email: hoanvh@epu.edu.vn Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • 2.1 Các khái niệm cơng nghệ truyền thơng cơng nghiệp • 2.2 Chuẩn LONWORKS • 2.3 Chuẩn BACnet Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống 2.1 Các vấn đề công nghệ truyền thơng cơng nghiệp •MẠNG CƠNG NGHIỆP SIEMENS •Siemens chia mức độ tự động hoá thành bốn mức : – Mức quản lý: thu thập liệu trình, phân tích tối ưu q trình, thực báo cáo Thiết bị sử dụng mức máy tính – Mức tế bào: thực chức điều khiển, tự động hoá tối ưu hố Các thiết bị sử dụng máy tính, PLC, hình điều khiển OP – Mức trường: ghép nối điều khiển với thiết bị dây chuyền sản xuất – Mức Cảm biến/ Chấp hành: ghép cảm biến, chấp hành với PLC Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống • Tuỳ theo mức độ quản lý có loại mạng sau: – Mạng Ethernet cơng nghiệp: tương tự mạng máy tính – Mạng Profibus/ mạng MPI (Multipoint Interface) – Mạng ASI Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống • Mạng Ethernet Cơng Nghiệp • Mạng Ethernet cơng nghiệp phát xuất từ mạng Ethernet, mạng đề xuất IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) năm 1985 gọi chuẩn IEEE 802.3 Đầu tiên mạng LAN sản phẩm kết hợp ba công ty Xerox, DEC Intel năm 1976 (Ether: môi trường truyền sóng ánh sáng theo quan niệm xưa, Net: mạng) Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • Chuẩn dùng cáp đồng trục trở kháng 50 Ohm, truyền tin với vận tốc 10 Mb/s theo kỹ thuật CSMA/CD, thường gọi chuẩn 10BASE5 (10 có nghĩa 10Mb/s, BASE Baseband tín hiệu truyền khơng điều chế, ứng với khoảng cách truyền 500m) Sau dùng cáp đồng trục loại nhỏ RG58A/U chuẩn 10BASE2 Các máy tính nối với theo cấu hình tuyến qua • đoạn cáp có đầu nối BNC đực (đầu nối BNC, Bayonet Neill Concelman), nối với đầu nối hình T cắm vào card mạng Hai đầu tuyến có đầu nối Terminator điện trở 50 Ohm để tránh phản xạ đầu cuối, khoảng cách tối đa đoạn cáp 185m Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • Các phát triển Fast Ethernet (802.3u) 100BASE-T (T: cáp dây đơi xoắn khơng bọc giáp; cịn gọi UTP : unshielded twisted pair), máy tính nối với theo cấu hình (hay cây) qua hub (hay switch) với đầu nối RJ45 Đầu nối có tiếp điểm, nối hai cáp mạng với theo kết nối thẳng hay chéo Dùng kết nối thẳng nối máy tính với hub, kết nối chéo dùng nối hai máy tính trực tiếp hay nối hai hub với Chiều dài cáp nối tối đa từ máy tính đến hub hay hub- hub 100m, tối đa hub sử dụng Hiện phát triển Gigabit Ethernet (802.3z, 802.3ab, 802.3ae) với vận tốc truyền 1GB 10GB Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống • Đầu nối RJ45 cho mạng Ethernet Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • • • • AS-i Chủ: làm nhiệm vụ kết nối PLC hay máy tính với mạng Thời gian truy cập tất trạm tớ tối đa 5ms Hãng Siemens sản xuất loại sau: SIMATIC S7 PLC: – CP 242-2, CP 242-8 với S7-200 – CP 342-2 với S7-300 SIMATIC C7: – C7-621 AS-i Distributed I/Os: – DP/AS-Interface Link 20 (type of protection IP 20), ghép nối mạng Profibus ASI – CP 242-8 với S7-200 – CP 2433 với ET 200U – CP 342-2 với ET 200M – CP 142-2 với ET 200X – DP/AS-Interface Link (loại bảo vệ IP 65) – CP 2413 cho máy tính PC-AT • Giao Diện MPI • Giao diện MPI (Multipoint Interface) dùng để ghép PLC máy tính với nhau, tích hợp sẵn PLC, loại mạng đơn giản với số trạm tối đa 32, vận tốc truyền chuẩn 187.5kb/s Môi trường truyền cáp hai dây hay sợi quang Phần mềm tích hợp STEP7 • S7-300 :CPU 312 IFM, CPU 313,CPU 314, CPU 314 IFM, CPU 315, • CPU 315-2 DP • S7-400 :CPU 412-1, CPU 413-1, CPU 414-1, CPU 416-1, CPU 413-2 DP, • CPU 414-2 DP, CPU 416-2 DP • OP :OP 3, OP 5, OP 7, OP 15, OP 17; OP 25, OP 35, OP 37 • PC :CP 5412-A2 (ISA), CP 5411 (ISA), CP 5511 (PCMCIA), • MPI card (ISA),CP 5611 (PCI) 2.2 Chuẩn BACnet •BACnet tên viết tắt của Building Automation and Control Network hay hiểu mạng điều khiển tự động tòa nhà Đây tiêu chuẩn phát triển ASHRAE Hoa Kỳ. BACnet trở thành tiêu chuẩn ASHRAE/ ANSI 135 vào năm 1995 và sau qua nhiều lần nâng cấp sửa đổi, năm 2003 BACnet trở thành tiêu chuẩn quốc tế ISO-16484-5 •BACnet tiêu chuẩn thông tin giao tiếp không độc quyền, có tính mở Nó sử dụng rộng rãi hệ thống tịa nhà nay, hệ thống chiếu sáng, an tồn sinh mạng, kiểm sốt truy cập, vận chuyển bảo trì Cơng nghệ thiết kế để sử dụng phạm vi rộng công nghệ mạng truyền thơng Nó xây dựng bao gồm thứ, từ việc phải chọn kiểu cáp việc khởi gán lệnh yêu cầu thơng tin đặc thù • quy tắc thiết kế đặc thù cho các thiết bị điều khiển và tự động hóa tịa nhà, bao gồm tác vụ đọc nhiệt độ yêu cầu sao, gửi trạng thái báo động thiết lập quạt nào, • Giao thức BACnet dùng dịch vụ để kết nối thiết bị tòa nhà. Các dịch vụ bao gồm Tôi (Who-Is), Tôi (I-Am), Ai có (Who-Has), Tơi có ( I-Have), dùng cho phát thiết bị đối tượng. Dịch vụ Thuộc tính đọc (Read-Property ) Thuộc tính ghi (Write-Property) dùng để chia sẻ liệu • Các đối tượng (objects) BACnet định nghĩa như: Analog Input, Analog Output, Analog Value, Binary Input, Binary Output, Binary Value, Multi-State Input, Multi-State Output, Calendar, EventEnrollment, File, Notification-Class, Group, Loop, Program, Schedule, Command, Device • Giao thức BACnet cũng định nghĩa một số liên kết liệu/ lớp vật lý, bao gồm ARCNET, Ethernet, BACnet/ IP, Point to point qua RS232, Master Slave, Token Passing qua RS485 và LonTalk. BACnet IP dùng giao thức UDP để truyền tải liệu, lên tới 1476 bytes/frame, tốc độ truyền 10/100 Mbits full duplex, không giới hạn số node mạng. BACnet MSTP dùng giao thức Master/Slave Token Passing truyền tải liệu, lên tới 480 bytes/frame, tốc độ truyền thông 9600 bit/s (19200 bit/s, 38400 bit/s, 76800 bit/s) tùy vào chủng loại cable sử dụng, số node tối đa mạng 127 devices master • Với BACnet, objects tập hợp thuộc tính (properties), thuộc tính đại diện cho số bit thơng tin Khơng thuộc tính mang tiêu chuẩn, objects bao gồm thuộc tính nhà sản xuất miễn chúng thi hành chức tuân theo tiêu chuẩn BACnet định nghĩa trạng thái xảy cho thuộc tính object Điều làm cho giải pháp hướng đối tượng hoạt động object thuộc tính định nghĩa hệ thống truy cập cách xác theo cách thức Quá trình đọc ghi thuộc tính BACnet gọi service Services phương thức sử dụng thiết bị BACnet giao tiếp với thiết bị BACnet khác, bao gồm việc nhận, truyền tải thông tin xử lý hành động 2.3 Chuẩn lonworks •LonTalk giao thức thơng tin hệ thống BMS Nó khơng phải giao thức mở mà sở hữu độc quyền công ty Echelon Công ty hợp tác với Motorola chế tạo vi xử lý lấy tên Neuron, LonTalk tích hợp vào chip Neuron Có thể hiểu LonTalk firmware (phần mềm phần cứng tích hợp) Các thiết bị BMS có chip Neuron giao tiếp với theo giao thức LonTalk • LonWorks tập hợp quy tắc thống tạo thành giao thức chuẩn cho hệ thống BMS LonWorks bao hàm LonTalk LonWorks tập hợp chip Neuron, giao thức LonTalk, transceiver truyền nhận liệu, công cụ lập trình nhằm tạo chuẩn thống nhất, bao hàm tồn diện Về mặt tương đồng, LonWorks so sánh với BACnet (chứ LonTalk khơng so sánh được) • LonMark tổ chức phi lợi nhuận lập để trì phát triển chuẩn giao thức LonWorks Thành viên LonMark bao gồm chuyên gia, nhà sản xuất thiết bị Họ ngồi lại với để thống quy tắc sản xuất thiết bị xây dựng sở liệu thiết bị tương thích chuẩn LonWorks rộng lớn Chính nỗ lực khơng ngừng LonMark giúp cho LonWorks trở thành chuẩn giao tiếp mở, tính tích hợp cao dễ dàng đổi lẫn, thay thiết bị hệ thống • Bộ thu phát mạng LonWorks MOD9200LON • Bộ thu phát mạng LonWorks. Model: MOD9200LON • • • • • Tính năng, đặc điểm: Bộ thu phát mạng MOD9200LON sử dụng công nghệ Radio Spectrum Mesh Network đáng tin cậy. Cùng với cảm biến điều khiển khơng dây khác, hệ thống sử dụng để truyền cảm biến từ xa, báo trạng thái / báo động, tín hiệu điều khiển đầu khơng dây. Nó tương thích với mạng điều khiển hệ thống tự động sử dụng giao thức giao diện truyền thơng LonWorks® Có thể sử dụng tới 50 cảm ứng không dây riêng biệt mô đun đầu không dây (analog & digital) riêng với thu phát MOD9200LON lên tới 100 điểm liệu 100 đầu khơng dây giám sát điều khiển (1) MOD9200 Transceiver Các cảm biến hệ thống cảm biến không dây ACI thiết kế để trang bị thêm hệ thống HVAC, Xây dựng tự động hóa, hệ thống cơng nghiệp. Các ứng dụng điển hình bao gồm: nhà thờ, viện bảo tàng, di tích lịch sử, vv chúng thích hợp cho việc bố trí văn phịng làm việc, thính phịng trung tâm hội nghị với tường di động, khơng gian kho mở rộng • Thơng số kỹ thuật: • • • • • Nguồn cấp: 24 VAC 60 Hz 500 mA Đầu vào thu phát: 100 Analog or Digital Inputs Đầu thu phát: 100 points Kết nối mạng/Internet: Protocol LonWorksTM Physical Layer FTT-10 (Free TopologyTwisted Pair) Data rate 78kbps • • LonWorks Temperature: SNVT_temp_p, Override Push Button: SNVT_occupancy, Setpoint Adjustment: SNVT_temp_p • Humidity: SNVT_lev_percent, Sensor Status/Alarms: SNVT_count PPM: SNVT_ppm • Digital output: SNVT_count, Analog Output: SNVT_lev_percent • • Phạm vi nhiệt độ hoạt động: đến 50°C • Phạm vi độ ẩm hoạt động: 5-95% không đọng sương .. .Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • 2. 1 Các khái niệm công nghệ truyền thông cơng nghiệp • 2. 2 Chuẩn LONWORKS • 2. 3 Chuẩn BACnet Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống 2. 1 Các vấn... (8 02. 3z, 8 02. 3ab, 8 02. 3ae) với vận tốc truyền 1GB 10GB Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • Đầu nối RJ45 cho mạng Ethernet Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ. .. – Mạng Profibus/ mạng MPI (Multipoint Interface) – Mạng ASI Chương 2: Chuẩn truyền thông hệ thống Chương 2: Chuẩn truyền thơng hệ thống • Mạng Ethernet Cơng Nghiệp • Mạng Ethernet cơng nghiệp