Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6, Phần 4: Profibus - Hoàng Minh Sơn
Hệ thống
thông tin công nghiệp
6.4 AS-Interface
4/28/2006
6.4 AS-Interface
1. Giới thiệu chung
2. Kiến trúc giao thức
3. Cấu trúc mạng và cáp truyền
4. Cơ chế giao tiếp
5. Cấu trúc bức ₫iện
6. Mã hóa bit
7. Bảo toàn dữ liệu
2
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
1. Giới thiệu chung
Kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất
các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành của
châu Âu (Siemens, Schneider Electric, Moeller,
Festo, Bürkert, Pepperl & Fuchs...)
Chuyên ùco ép ốbu kn trực tiếp
với các thiết bị logic (rơ-le ₫óng cắt, van on/off,
nhất
Chuẩn EN 50295, IEC 62026-2
Hiệp hỗ trợ phát
triển và ứng dụng
3
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
4
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
Yêu cầu & ₫ặc ₫iểm chung
Yêu cầu lưu lượng dữ liệu thấp, tính thời gian thực
ngặt nghèo
Đơn giản, tiện dụng, giá cả hợp lý
Khả năng ₫ồng tải nguồn cho toàn bộ các cảm biến
và một
cây, hình sao
5
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
PLC víi giao
diÖn bus tr−êng
PLC víi giao
diÖn AS-i
PLC
PS CPU
PS CPU
PS CPU
Thực tế của phương pháp nối dây truyền
thống: 36% mọi sự cố nhà máy, máy móc là
Vμo/ ra ph©n t¸n
do lỗi lắp ₫ặt, ₫i dây (số liệu 1997, TU
Münch
và 30% chi phí tổng thể
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh
b) Bus tr−êng víi vμo/ra
c) AS-Interface
a) Nèi ®iÓm-®iÓm cæ ®iÓn
ph©n t¸n
6
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
2. Kiến trúc giao thức
Đặc ₫iểm hạn chế ở việc trao ₫ổi dữ liệu thuần
túy và lượng dữ liệu trao ₫ổi rất nhỏ.
Toàn bộ việc xử lý giao thức ₫ược gói gọn chỉ
trong lớp 1 (lớp vật lý) theo mô hình OSI.
Phươn₫ể thích
hợp với ₫ường truyền 2 dây ₫ồng tải nguồn và
dụng ở các hệ thống bus khác.
Chức năng ₫iều khiển truy nhập bus và bảo toàn
dữ liệu
Phương pháp ₫iều khiển truy nhập bus chủ/tớ
thuần túy ₫ể
7
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
3. Cấu trúc mạng & cáp truyền
Cấu trúc ₫ường thẳng, cây, hình sao
Không yêu cầu trở ₫ầu cuối
Chiều dài tổng cộng của cáp truyền cho phép tối
₫a là 100 mét.
Số trạm tớ tối ₫a trong một mạng là 31, tương
₫ược tối ₫a 4 thiết bị).
Version 2: Tối ₫a 64 trạm/mạng
Tốc ₫ộ truyền 167 kbit/s, tương ₫ương với thời
gian bit là 6 μs.
8
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
AS-i Master
(PC, PLC,
CNC,. ..)
Nguån
DC
AS-i Slave
Bé chia
B
tÝch cùc
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
S/A
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh th«ng th−êng
C¶m biÕn/c¬ cÊu chÊp hμnh lμ AS-i Slave
9
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
4. Cơ chế giao tiếp
Chủ-tớ, phương pháp hỏi ₫áp tuần tự (polling), tuần
hoàn
Chủ yếu là dữ liệu logic (tối ₫a 4 bit dữ liệu vào/ra
trong một bức ₫iện)
Thời gian một chu kỳ bus tối ₫a ₫ược ₫ảm bảo không
lớn hơn
kỳ bus x 5 = 35 giây)
(9 loại thông báo có hai loại phục vụ truyền dữ liệu và
tham số, hai loại dùng ₫ể ₫ặt ₫ịa chỉ trạm tớ, năm loại
₫ược sử dụng ₫ể nhận dạng và xác ₫ịnh trạng thái các
trạm tớ).
10
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
5. Cấu trúc bức ₫iện
11
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
12
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
6. Mã hóa bit
APM (Alternate Pulse Modulation): kết hợp giữa
AFP và mã Manchester
13
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
0
0
1
0
D·y bit göi ®i
Bªn göi
M· Manchester
60mA
Dßng ph¸t
+2V
-2V
TÝn hiÖu ®iÖn ¸p
®−êng truyÒn
Xung ©m ®−îc
ph¸t hiÖn
Xung d−¬ng
®
Bªn nhËn
D·y bit ®−îc
t¸i t¹o
0
0
1
0
14
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
7. Bảo toàn dữ liệu
Lớp 1 chịu trách nhiệm hoàn toàn trong việc kiểm
tra lỗi, dựa vào bit chẵn/lẻ kết hợp với phương
pháp mã hóa bit hợp lý.
Trong một chu kỳ bit (6 μs) tín hiệu trên ₫ường
truyền ₫ược bộ thu lấy mẫu 16 lần => Nhận biết
dạng tí
Kiểm tra bằng một bit chẵn lẻ.
Tỉ lệ lỗi còn lại rất thấp. Ví dụ, tỉ lệ bit lỗi là
0.0012 (tức khoảng 200 lỗi/s) thì TMTBF các bức
₫iện trạm chủ lớn hơn 10 năm.
15
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
Ví dụ với 31 trạm tớ, trong trường hợp truyền
không có lỗi thì trong một chu kỳ bus có 33 bức
₫iện kể cả 2 bức ₫iện thông báo tham số ₫ược trao
₫ổi
Thời gian chu kỳ bus sẽ là:
33 x 25 bit x 6μs/bit = 4.95 ms
Nếu xuất hiện trung bình một bức ₫iện bị lỗi và
phải gửi lại trong mỗi chu kỳ (khoảng 200 lỗi trong
một giây), chu kỳ bit sẽ kéo dài:
34 x 25 bit x 6μs/bit = 5.1 ms
trong mẽ là:
43 x 25 bit x 6μs/bit = 6.45 ms
16
6.4 AS-Interface
© 2006 - HMS
16 trang
20860
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6, Phần 4: Profibus - Hoàng Minh Sơn", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_he_thong_thong_tin_cong_nghiep_chuong_6_phan_4_pro.pdf
