Mạng truyền thông công nghiệp là xương sống cho bất kỳ kiến trúc hệ thống tự động hóa nào vì nó cung cấp một phương tiện trao đổi dữ liệu một cách mạnh mẽ, với khả năng kiểm soát dữ liệu và tính linh hoạt để kết nối các thiết bị khác nhau. Với việc sử dụng các mạng truyền thông kỹ thuật số độc quyền trong các ngành công nghiệp trong thập kỷ qua đã dẫn đến việc cải thiện độ chính xác và tính toàn vẹn của tín hiệu kỹ thuật số đầu cuối.
Các mạng này, có thể là LAN (Mạng cục bộ, được sử dụng trong một khu vực hạn chế) hoặc WAN (Mạng diện rộng được sử dụng làm hệ thống toàn cầu) được kích hoạt để giao tiếp lượng lớn dữ liệu bằng cách sử dụng một số kênh giới hạn. Mạng công nghiệp cũng dẫn đến việc triển khai các giao thức truyền thông khác nhau giữa bộ điều khiển kỹ thuật số, thiết bị hiện trường, các công cụ phần mềm liên quan đến tự động hóa khác nhau và cả với các hệ thống bên ngoài.
Khi những mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp trở nên phức tạp với số lượng thiết bị tự động hóa nhiều hơn trên tầng điều khiển và tinh chỉnh, thời nay, khuynh hướng hướng tới những tiêu chuẩn liên kết Hệ thống Mở ( OSI ) được cho phép liên kết và tiếp xúc bất kể cặp thiết bị tự động hóa nào một cách đáng an toàn và đáng tin cậy với bất kể đơn vị sản xuất .
Với những tiến bộ trong công nghệ kỹ thuật số, công nghệ fieldbus hiện đang thống trị lĩnh vực tự động hóa vì nó cung cấp phương tiện truyền thông đa điểm mang lại hiệu quả về chi phí và tiết kiệm cáp dẫn. Sau đây là tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong các hệ thống điều khiển công nghiệp ngày nay.
Bạn đang đọc: Tìm hiểu tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp
Mục lục nội dung
Mạng truyền thông công nghiệp là gì?
Mạng truyền thông công nghiệp (Industrial Communication Network) hay mạng công nghiệp là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp nhằm mục đích ghép nối các thiết bị công nghiệp giúp các thiết bị có thể giao tiếp được với nhau và kiến tạo thành một mạng lưới, một hệ thống đồng nhất có sự phân cấp và được kiểm soát chặt chẽ. Với các hệ thống truyền thông công nghiệp hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức, nhiều cấp khác nhau: từ các cảm biến, cơ cấu chấp hành (thuộc phân cấp hiện trường) cho đến các máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát và các máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý công ty.
Phân biệt mạng truyền thông công nghiệp và mạng viễn thông
Về cơ sở kỹ thuật, mạng công nghiệp và những mạng lưới hệ thống mạng viễn thông có rất nhiều điểm tương đương, tuy nhiên cũng có những điểm độc lạ sau :
- Mạng viễn thông có phạm vi địa lý và số lượng thành viên tham gia lớn hơn rất nhiều, nên các yêu cầu kỹ thuật (cấu trúc mạng, tốc độ truyền thông, tính năng thời gian thực,…) rất khác, cũng như các phương pháp truyền thông (truyền tải dải rộng/dải cơ sở, điều biến, dồn kênh, chuyển mạch,…) thường phức tạp hơn nhiều so với mạng công nghiệp.
- Đối tượng của mạng viễn thông bao gồm cả con người và thiết bị kỹ thuật, trong đó con người đóng vai trò chủ yếu. Vì vậy các dạng thông tin cần trao đổi bao gồm cả tiếng nói, hình ảnh, văn bản và dữ liệu. Đối tượng của mạng công nghiệp thuần túy là các thiết bị công nghiệp, nên dạng thông tin được quan tâm duy nhất là dữ liệu.
- Các kỹ thuật và công nghệ được dùng trong mạng viễn thông rất phong phú, trong khi kỹ thuật truyền dữ liệu theo chế độ bit nối tiếp là đặc trưng của mạng công nghiệp.
Mạng truyền thông công nghiệp thực chất là một dạng đặc biệt của mạng máy tính, có thể so sánh với mạng máy tính thông thường ở những điểm giống nhau và khác nhau như sau:
- Kỹ thuật truyền thông số hay truyền dữ liệu là đặc trưng chung của cả hai lĩnh vực.
- Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính sử dụng trong công nghiệp được coi là một phần (ở các cấp điều khiển giám sát, điều hành sản xuất và quản lý công ty) trong mô hình phân cấp của mạng công nghiệp.
- Yêu cầu về tính năng thời gian thực, độ tin cậy và khả năng tương thích trong môi trường công nghiệp của mạng truyền thông công nghiệp cao hơn so với mạng máy tính thông thường, trong khi đó mạng máy tính thường đòi hỏi cao hơn về độ bảo mật.
- Mạng máy tính có phạm vi trải rộng rất khác nhau, ví dụ có thể nhỏ như mạng LAN cho một nhóm vài máy tính, hoặc rất lớn như mạng Internet. Trong nhiều trường hợp, mạng máy tính gián tiếp sử dụng dịch vụ truyền dữ liệu của mạng viễn thông. Trong khi đó, cho đến nay các hệ thống mạng công nghiệp thường có tính chất độc lập, phạm vi hoạt động tương đối hẹp.
Sự khác nhau trong khoanh vùng phạm vi và mục tiêu sử dụng giữa những mạng lưới hệ thống mạng truyền thông công nghiệp với những mạng lưới hệ thống mạng viễn thông và mạng máy tính dẫn đến sự khác nhau trong những nhu yếu về mặt kỹ thuật cũng như tính kinh tế tài chính .
Ví dụ : do nhu yếu liên kết nhiều nền máy tính khác nhau và cho nhiều khoanh vùng phạm vi ứng dụng khác nhau, kiến trúc giao thức của những mạng máy tính phổ thông thường phức tạp hơn so với kiến trúc giao thức những mạng công nghiệp. Đối với những mạng lưới hệ thống truyền thông công nghiệp, đặc biệt quan trọng là ở những cấp dưới thì những nhu yếu về tính năng thời hạn thực, năng lực thực thi đơn thuần, giá tiền hạ lại luôn được đặt ra số 1 .
Vai trò của mạng truyền thông công nghiệp
Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt quan trọng là bus trường để thay thế sửa chữa cách nối điểm-điểm cổ xưa giữa những thiết bị công nghiệp mang lại hàng loạt những quyền lợi như sau :
- Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị công nghiệp: Một số lượng lớn các thiết bị thuộc các chủng loại khác nhau được ghép nối với nhau thông qua một đường truyền duy nhất.
- Tiết kiệm dây nối và công thiết kế, lắp đặt hệ thống: Nhờ cấu trúc đơn giản, việc thiết kế hệ thống trở nên dễ dàng hơn nhiều. Một số lượng lớn cáp truyền được thay thế bằng một đường duy nhất, giảm chi phí đáng kể cho nguyên vật liệu và công lắp đặt.
- Nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của thông tin: Khi dùng phương pháp truyền tín hiệu tương tự cổ điển, tác động của nhiễu dễ làm thay đổi nội dung thông tin mà các thiết bị không có cách nào nhận biết.
- Nhờ kỹ thuật truyền thông số, không những thông tin truyền đi khó bị sai lệch hơn, mà các thiết bị nối mạng còn có thêm khả năng tự phát hiện lỗi và chẩn đoán lỗi nếu có. Hơn thế nữa, việc bỏ qua nhiều lần chuyển đổi qua lại tương tự-số và số-tương tự nâng cao độ chính xác của thông tin.
- Nâng cao độ linh hoạt, tính năng mở của hệ thống: Một hệ thống mạng chuẩn hóa quốc tế tạo điều kiện cho việc sử dụng các thiết bị của nhiều hãng khác nhau. Việc thay thế thiết bị, nâng cấp và mở rộng phạm vi chức năng của hệ thống cũng dễ dàng hơn nhiều. Khả năng tương tác giữa các thành phần (phần cứng và phần mềm) được nâng cao nhờ các giao diện chuẩn.
- Đơn giản hóa/tiện lợi hóa việc tham số hóa, chẩn đoán, định vị lỗi, sự cố của các thiết bị : Với một đường truyền duy nhất, không những các thiết bị có thể trao đổi dữ liệu quá trình, mà còn có thể gửi cho nhau các dữ liệu tham số, dữ liệu trạng thái, dữ liệu cảnh báo và dữ liệu chẩn đoán. Các thiết bị có thể tích hợp khả năng tự chẩn đoán, các trạm trong mạng cũng có thể có khả năng cảnh giới lẫn nhau.
- Việc cấu hình hệ thống, lập trình, tham số hóa, chỉnh định thiết bị và đưa vào vận hành có thể thực hiện từ xa qua một trạm kỹ thuật trung tâm.Mở ra nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống.
- Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp cho phép áp dụng các kiến trúc điều khiển mới như điều khiển phân tán, điều khiển phân tán với các thiết bị trường, điều khiển giám sát hoặc chẩn đoán lỗi từ xa qua Internet, tích hợp thông tin của hệ thống điều khiển và giám sát với thông tin điều hành sản xuất và quản lý công ty.
Phân loại các hệ thống mạng công nghiệp
Để sắp xếp, phân loại và nghiên cứu và phân tích đặc trưng những mạng lưới hệ thống mạng truyền thông công nghiệp, ta dựa vào quy mô phân cấp quen thuộc cho những công ty, xí nghiệp sản xuất sản xuất .
Tương ứng với năm cấp tính năng là bốn cấp của mạng lưới hệ thống truyền thông. Từ cấp điều khiển và tinh chỉnh giám sát trở xuống thuật ngữ “ bus ” thường được dùng thay cho “ mạng ”, với nguyên do hầu hết những mạng lưới hệ thống mạng phía dưới đều có cấu trúc vật lý hoặc logic kiểu bus .
#1 Bus trường
Bus trường (fieldbus) là một khái niệm chung được dùng trong các ngành công nghiệp chế biến để chỉ các hệ thống bus nối tiếp, sử dụng kỹ thuật truyền tin số để kết nối các thiết bị thuộc cấp điều khiển (PC, PLC) với nhau và với các thiết bị ở cấp chấp hành, hay các thiết bị trường.
Các tính năng chính của cấp chấp hành là giám sát, truyền động và quy đổi tín hiệu trong trường hợp thiết yếu .
Các thiết bị có năng lực nối mạng là những vào / ra phân tán ( distributed I / O ), những thiết bị đo lường và thống kê ( sensor, transducer, transmitter ) hoặc cơ cấu tổ chức chấp hành ( actuator, valve ) có tích hợp năng lực giải quyết và xử lý truyền thông .
Một số kiểu bus trường chỉ thích hợp nối mạng những thiết bị cảm ứng và cơ cấu tổ chức chấp hành với những bộ điều khiển và tinh chỉnh, cũng được gọi là bus chấp hành / cảm ứng. Trong công nghiệp sản xuất ( tự động hóa dây chuyền sản xuất sản xuất, gia công, lắp ráp ) hoặc ở một số ít nghành nghề dịch vụ ứng dụng khác như tự động hóa tòa nhà, sản xuất xe hơi, khái niệm bus thiết bị lại được sử dụng phổ cập .
Có thể nói, bus thiết bị và bus trường có công dụng tương tự, nhưng do những đặc trưng riêng không liên quan gì đến nhau của hai ngành công nghiệp, nên 1 số ít tính năng cũng khác nhau. Tuy nhiên, sự khác nhau này ngày càng trở nên không rõ ràng, khi mà khoanh vùng phạm vi ứng dụng của cả hai loại đều được lan rộng ra và đan chéo sang nhau .
Trong thực tiễn, người ta cũng dùng chung một khái niệm là bus trường. Do trách nhiệm của bus trường là chuyển tài liệu quy trình lên cấp điều khiển và tinh chỉnh để giải quyết và xử lý và chuyển quyết định hành động tinh chỉnh và điều khiển xuống những cơ cấu tổ chức chấp hành, thế cho nên nhu yếu về tính năng thời hạn thực được đặt lên số 1. Thời gian phản ứng tiêu biểu vượt trội nằm trong khoanh vùng phạm vi từ 0,1 tới vài miligiây .
Trong khi đó, nhu yếu về lượng thông tin trong một bức điện thường chỉ hạn chế trong khoảng chừng một vài byte, vì thế vận tốc truyền thông thường chỉ cần ở khoanh vùng phạm vi Mbit / s hoặc thấp hơn. Việc trao đổi thông tin về những biến quy trình hầu hết mang đặc thù định kỳ, tuần hoàn, bên cạnh những thông tin tham số hóa hoặc cảnh báo nhắc nhở có đặc thù không bình thường .
Các hệ thống bus trường được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay là PROFIBUS, ControlNet, INTERBUS, CAN, WorldFIP, P-NET, Modbus và gần đây phải kể tới Foundation Fieldbus. DeviceNet, AS-i, EIB và Bitbus là một vài hệ thống bus cảm biến/chấp hành tiêu biểu có thể nêu ra ở đây.
#2 Bus hệ thống
Các mạng lưới hệ thống mạng công nghiệp được dùng để liên kết những máy tính điều khiển và tinh chỉnh và những máy tính trên cấp tinh chỉnh và điều khiển giám sát với nhau được gọi là bus mạng lưới hệ thống ( system bus ) hay bus quy trình ( process bus ). Khái niệm sau thường chỉ được dùng trong nghành nghề dịch vụ điều khiển và tinh chỉnh quy trình .
Qua bus mạng lưới hệ thống mà những máy tính tinh chỉnh và điều khiển hoàn toàn có thể phối hợp hoạt động giải trí, phân phối tài liệu quy trình cho những trạm kỹ thuật và trạm quan sát ( hoàn toàn có thể gián tiếp trải qua mạng lưới hệ thống quản trị cơ sở tài liệu trên những trạm chủ ) cũng như nhận mệnh lệnh, tham số tinh chỉnh và điều khiển từ những trạm phía trên. Thông tin không những được trao đổi theo chiều dọc, mà còn theo chiều ngang .
Các trạm kỹ thuật, trạm quản lý và vận hành và những trạm chủ cũng trao đổi tài liệu qua bus mạng lưới hệ thống. Ngoài ra những máy in báo cáo giải trình và tàng trữ tài liệu cũng hoàn toàn có thể được liên kết qua mạng này .
Đối với bus mạng lưới hệ thống, tùy theo nghành ứng dụng mà yên cầu về tính năng thời hạn thực có được đặt ra một cách ngặt nghèo hay không. Thời gian phản ứng tiêu biểu vượt trội nằm trong khoảng chừng một vài trăm miligiây, trong khi lưu lượng thông tin cần trao đổi lớn hơn nhiều so với bus trường. Tốc độ truyền thông tiêu biểu vượt trội của bus mạng lưới hệ thống nằm trong khoanh vùng phạm vi từ vài trăm kbit / s đến vài Mbit / s .
Khi bus mạng lưới hệ thống được sử dụng chỉ để ghép nối theo chiều ngang giữa những máy tính tinh chỉnh và điều khiển, người ta thường dùng khái niệm bus tinh chỉnh và điều khiển. Vai trò của bus điều khiển và tinh chỉnh là Giao hàng trao đổi tài liệu thời hạn thực giữa những trạm tinh chỉnh và điều khiển trong một mạng lưới hệ thống có cấu trúc phân tán. Bus tinh chỉnh và điều khiển thường thì có vận tốc truyền không cao, nhưng nhu yếu về tính năng thời hạn thực thường rất khắc nghiệt .
Do các yêu cầu về tốc độ truyền thông và khả năng kết nối dễ dàng nhiều loại máy tính, hầu hết các kiểu bus hệ thống thông dụng đều dựa trên nền Ethernet, ví dụ Industrial Ethernet, Fieldbus Foundation’s High Speed Ethernet (HSE), Ethernet/IP.
#3 Mạng xí nghiệp
Mạng nhà máy sản xuất thực ra là một mạng LAN thông thường, có tính năng liên kết những máy tính văn phòng thuộc cấp quản lý và điều hành sản xuất với cấp tinh chỉnh và điều khiển giám sát. Thông tin được đưa lên trên gồm có trạng thái thao tác của những quy trình kỹ thuật, những giàn máy cũng như của mạng lưới hệ thống tinh chỉnh và điều khiển tự động hóa, những số liệu giám sát, thống kê về diễn biến quy trình sản xuất và chất lượng mẫu sản phẩm thông số kỹ thuật phong cách thiết kế, công thức tinh chỉnh và điều khiển và mệnh lệnh quản lý .
Ngoài ra, thông tin cũng được trao đổi mạnh theo chiều ngang giữa những máy tính thuộc cấp điều hành quản lý sản xuất, ví dụ tương hỗ kiểu thao tác theo nhóm, cộng tác trong dự án Bất Động Sản, sử dụng chung những tài nguyên nối mạng ( máy in, sever, … ) .
Khác với những mạng lưới hệ thống bus cấp dưới, mạng nhà máy sản xuất không nhu yếu khắt khe về tính năng thời hạn thực. Việc trao đổi tài liệu thường diễn ra không định kỳ, nhưng có khi với số lượng lớn tới hàng Mbyte. Hai loại mạng được dùng thông dụng cho mục tiêu này là Ethernet và Token-Ring, trên cơ sở những giao thức chuẩn như TCP / IP và IPX / SPX .
#4 Mạng công ty
Mạng công ty nằm trên cùng trong quy mô phân cấp mạng lưới hệ thống truyền thông của một công ty sản xuất công nghiệp. Đặc trưng của mạng công ty gần với một mạng viễn thông hoặc một mạng máy tính diện rộng nhiều hơn trên những phương diện khoanh vùng phạm vi và hình thức dịch vụ, chiêu thức truyền thông và những nhu yếu về kỹ thuật .
Chức năng của mạng công ty là liên kết những máy tính văn phòng của những nhà máy sản xuất, cung ứng những dịch vụ trao đổi thông tin nội bộ và với những người mua như thư viện điện tử, thư điện tử, hội thảo chiến lược từ xa qua điện thoại thông minh, hình ảnh, phân phối dịch vụ truy vấn Internet và thương mại điện tử, v.v …
Hình thức tổ chức triển khai ghép nối mạng, cũng như những công nghệ tiên tiến được vận dụng rất phong phú, tùy thuộc vào góp vốn đầu tư của công ty. Trong nhiều trường hợp, mạng công ty và mạng xí nghiệp sản xuất được triển khai bằng một mạng lưới hệ thống mạng duy nhất về mặt vật lý, nhưng chia thành nhiều khoanh vùng phạm vi và nhóm mạng thao tác riêng không liên quan gì đến nhau .
Mạng công ty có vai trò như một đường cao tốc trong mạng lưới hệ thống hạ tầng cơ sở truyền thông của một công ty, vì thế yên cầu về vận tốc truyền thông và độ bảo đảm an toàn, an toàn và đáng tin cậy đặc biệt quan trọng cao. Fast Ethernet, FDDI, ATM là một vài ví dụ công nghệ tiên tiến tiên tiến và phát triển được vận dụng ở đây trong hiện tại và tương lai .
Giao thức truyền thông mạng công nghiệp thường được sử dụng
Có nhiều mạng truyền thông khác nhau được thiết kế để kết nối các thiết bị công nghiệp và các mô-đun I/O khác nhau. Chúng được mô tả dựa trên các giao thức nhất định. Giao thức là một tập hợp các quy tắc được sử dụng trong giao tiếp giữa hai hoặc nhiều thiết bị. Dựa trên các giao thức này, mạng truyền thông được phân thành nhiều loại. Một số tiêu chuẩn truyền thông công nghiệp phổ biến và thông dụng được giới thiệu sau đây.
Giao tiếp nối tiếp
Giao tiếp nối tiếp là hệ thống truyền thông giao tiếp cơ bản được cung cấp cho hầu hết các bộ điều khiển như PLC. Giao tiếp này được thực hiện bằng cách sử dụng các tiêu chuẩn giao thức như RS232, RS422 và RS485. Từ viết tắt RS là viết tắt của “Recommended Standard” chỉ định các đặc tính truyền thông nối tiếp về các tính năng điện, cơ và chức năng.
Các giao diện tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau được tích hợp sẵn trong CPU hoặc hoàn toàn có thể là một mô-đun tiếp xúc riêng không liên quan gì đến nhau. Các giao diện RS này hầu hết được sử dụng để truyền tài liệu với vận tốc cao giữa PLC và thiết bị từ xa. Ví dụ như : đầu đọc mã vạch, thiết bị đầu cuối, vision .
Giao tiếp nối tiếp RS-232 được phong cách thiết kế để tương hỗ một máy phát và một máy thu và do đó nó cung ứng tiếp xúc giữa một bộ điều khiển và tinh chỉnh và một máy tính. Chiều dài cáp tối đa phải lên đến 50 feet. Chuẩn tiếp xúc tiếp nối đuôi nhau RS 422 ( 1T x, 10 Rx ) và RS485 ( 32T x, 32 Rx ) được phong cách thiết kế để tiếp xúc giữa một máy tính và nhiều bộ tinh chỉnh và điều khiển. Các tiêu chuẩn này được số lượng giới hạn ở độ dài 1650 feet ( so với RS422 ) và 650 feet ( so với RS485 ) .
HART
HART là từ viết tắt của “ Highway Addressable Remote Transducer ”. Nó là một giao thức mạng tinh chỉnh và điều khiển quy trình mở, chồng tín hiệu truyền thông kỹ thuật số lên đầu những tín hiệu 4-20 mA bằng cách sử dụng kỹ thuật Bell 202 Frequency Shift Keying ( FSK ) .
Đây là mạng truyền thông duy nhất tạo điều kiện kèm theo cho cả truyền dẫn tín hiệu số và tương tự như và hai chiều cùng một lúc bằng cùng một mạng lưới hệ thống dây dẫn, và do đó những mạng này còn được gọi là mạng lai. Tín hiệu số này được gọi là tín hiệu HART mang thông tin chẩn đoán, thông số kỹ thuật thiết bị, hiệu chuẩn và những phép đo tiến trình bổ trợ khác .
Mạng HART hoạt động ở chế độ điểm-điểm hoặc đa điểm. Trong chế độ điểm-điểm, tín hiệu dòng điện 4-20 mA được sử dụng để điều khiển quá trình trong khi tín hiệu HART vẫn không bị ảnh hưởng. Mạng Multidrop HART được sử dụng khi các thiết bị có khoảng cách rộng rãi. Các thiết bị trường thông minh đa biến tương thích với HART được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Mạng truyền thông HART được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng SCADA.
DeviceNet
DeviceNet là một mạng cấp thiết bị mở dựa trên công nghệ CAN. Nó được thiết kế để giao tiếp các thiết bị cấp trường (như cảm biến, công tắc, đầu đọc mã vạch, màn hình, v.v.) với bộ điều khiển cấp cao hơn (như PLC) với việc áp dụng duy nhất giao thức CAN cơ bản. Nó có thể hỗ trợ lên đến 64 nút và hỗ trợ tổng cộng 2048 thiết bị.
DeviceNet làm giảm ngân sách mạng bằng cách tích hợp toàn bộ những thiết bị trên một cáp bốn dây mang cả dây dẫn tài liệu và nguồn. Nguồn điện trên mạng được cho phép những thiết bị được cấp nguồn trực tiếp từ mạng và do đó nó làm giảm những điểm liên kết vật lý. Mạng này được sử dụng phổ cập trong những ngành công nghiệp xe hơi và bán dẫn .
ControlNet
ControlNet là một mạng tinh chỉnh và điều khiển mở, sử dụng Giao thức Công nghiệp Chung ( CIP ) để phối hợp tính năng của mạng peer-to-peer và mạng I / O và cung ứng hiệu suất vận tốc cao. Mạng này là sự tích hợp của Data Highway Plus ( DH + ) và Remote I / O. Nó được sử dụng để truyền dữ liệu thời hạn thực của tài liệu quan trọng về thời hạn cũng như không quan trọng về thời hạn giữa những I / O hoặc bộ giải quyết và xử lý trên cùng một mạng .
Nó hoàn toàn có thể tiếp xúc lên đến tối đa 99 nút với vận tốc truyền tài liệu là năm triệu bit mỗi giây. Nó được phong cách thiết kế để sử dụng trên cả Lever thiết bị và cấp trường của mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp. Nó cung ứng phương tiện đi lại và phương tiện đi lại truyền thông dự trữ ở toàn bộ những nút của mạng .
Modbus
Modbus là một giao thức hệ thống mở có thể chạy trên nhiều lớp vật lý khác nhau. Nó là giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong các ứng dụng điều khiển công nghiệp. Nó là một kỹ thuật giao tiếp nối tiếp cung cấp mối quan hệ master/slave để giao tiếp giữa các thiết bị được kết nối trên mạng. Nó có thể được thực hiện trên bất kỳ phương tiện truyền dẫn nào, nhưng được sử dụng phổ biến nhất với RS232 và RS485.
Modbus tiếp nối đuôi nhau với RS232 hoặc RS485 ( như những lớp vật lý ) tạo điều kiện kèm theo liên kết những thiết bị Modbus với bộ điều khiển và tinh chỉnh ( như PLC ) trong một cấu trúc bus. Nó hoàn toàn có thể tiếp xúc giữa một master và một số ít slave lên đến 247 với vận tốc truyền tài liệu 19,2 kbits / s .
Phiên bản Modbus TCP/IP mới hơn sử dụng Ethernet làm lớp vật lý tạo điều kiện trao đổi dữ liệu giữa các PLC trong các mạng khác nhau. Không phân biệt loại mạng vật lý, nó tạo điều kiện thuận lợi cho một phương pháp truy cập và điều khiển thiết bị này bởi thiết bị khác.
Profibus
Profibus là một trong những mạng trường mở nổi tiếng và được triển khai rộng rãi. Các mạng này chủ yếu được sử dụng trong các lĩnh vực tự động hóa quy trình và tự động hóa nhà máy. Nó phù hợp nhất cho các tác vụ giao tiếp phức tạp và các ứng dụng quan trọng về thời gian. Có ba phiên bản khác nhau của Profibus là Profibus-DP (Decentralized Periphery), Profibus-PA (Process Automation) và Profibus-FMS (Fieldbus Message Specification).
Profibus-DP là một tiêu chuẩn tiếp xúc fieldbus mở sử dụng tiếp xúc master / slave giữa những thiết bị mạng. Nó sử dụng công nghệ tiên tiến truyền dẫn RS485 hoặc cáp quang làm phương tiện đi lại truyền thông lớp vật lý. Nó hầu hết được sử dụng để cung ứng tiếp xúc giữa những bộ tinh chỉnh và điều khiển và I / O phân tán ở cấp thiết bị .
Profibus-PA được phong cách thiết kế đặc biệt quan trọng để tự động hóa tiến trình. Mạng Profibus-PA được khuyến nghị sử dụng trong những khu vực bảo đảm an toàn. Các mạng này được cho phép những cảm ứng, bộ truyền động và bộ tinh chỉnh và điều khiển liên kết với một bus chung duy nhất, phân phối truyền thông tài liệu và cấp nguồn qua bus. Các mạng này sử dụng lớp vật lý Manchester Bus Powered ( MBP ) dựa trên tiêu chuẩn quốc tế IEC 61158 – 2 .
Profibus-FMS là một định dạng gửi tin nhắn multimaster hoặc peer-to-peer được cho phép những đơn vị chức năng chính tiếp xúc với nhau. Đây là một giải pháp có mục tiêu chung triển khai những tác vụ tiếp xúc ở Lever điều khiển và tinh chỉnh, đặc biệt quan trọng là ở Lever phân loại lại thành phần để tạo điều kiện kèm theo tiếp xúc giữa những PC chính .
Thông thường, FMS và DP được sử dụng đồng thời ở chính sách COMBI trong những trường hợp PLC đang được sử dụng cùng với PC. Trong trường hợp này, thiết bị chính tiếp xúc với thiết bị chính trải qua FMS trong khi DP truyền tài liệu điều khiển và tinh chỉnh trên cùng một mạng tới những thiết bị I / O .
Foundation Field Bus
Nó là một tiêu chuẩn fieldbus mở được phong cách thiết kế đặc biệt quan trọng để phân phối những nhu yếu quan trọng trong môi trường tự nhiên bảo đảm an toàn. Nó là một loại mạng LAN cho những thiết bị và bộ điều khiển và tinh chỉnh thích hợp fieldbus nền tảng được sử dụng trong những ngành sản xuất và chế biến. Nó là một tiêu chuẩn giao thức kỹ thuật số, hai chiều được xác lập bởi lớp vật lý IEC 61158 – 2 bảo đảm an toàn ( so với FF H1 ) và thích hợp với thiết bị Ethernet ( so với FF HSE ). Ba loại mạng FF gồm có H1 vận tốc thấp, H2 vận tốc cao và HSE Ethernet vận tốc cao .
Mạng H1 tương hỗ vận tốc 31,25 kbps. Mạng H2 tương hỗ hai vận tốc là 1,0 Mbps và 2,5 Mbps. Mạng HSE tương hỗ vận tốc 10 hoặc 100 Mbps vì nó sử dụng giao thức Ethernet .
Trên đây, MESIDAS GROUP đã chia sẻ tổng quan cho các bạn về mạng truyền thông công nghiệp. Chúng tôi hy vọng với những kiến thức mà chúng tôi chia sẻ sẽ giúp ích cho bạn trong quá trình nghiên cứu, học tập và làm việc. Xin cảm ơn!
Nguồn tìm hiểu thêm chính : Mạng truyền thông công nghiệp, Hoàng Minh Sơn
Article Rating
Source: https://blogchiase247.net
Category: Hỏi Đáp
