›
›

Bài giảng Hệ thống thông tin công nghiệp - Chương 6, Phần 4: Profibus - Hoàng Minh Sơn

Download
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  
ƒ 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...)  
ƒ Chuyên ùco ép ốbu kn trực tiếp  
với các thiết bị logic (rơ-le ₫óng cắt, van on/off,  
cảm biến chuyển mạch bằng một ₫ường cáp duy  
nhất  
ƒ Chuẩn EN 50295, IEC 62026-2  
ƒ 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  
ƒ Yêu cầu lưu lượng dữ liệu thấp, tính thời gian thực  
ngặt nghèo  
ƒ Đơn giản, tiện dụng, giá cả hợp lý  
ƒ Khả năng ₫ồng tải nguồn cho toàn bộ các cảm biến  
và một
ƒ Bền vững trong môi trường công nghiệp nhưng  
không ₫òi hỏi cao về chất lượng ₫ường truyền  
ƒ Cấu trúc mạng tương ₫ối linh hoạt: ₫ường thẳng,  
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  
ƒ 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
ƒ ASI giúp tiết kiệm tới 25% chi phí cáp truyền  
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  
ƒ Đặc ₫iểm hạn chế ở việc trao ₫ổi dữ liệu thuần  
túy và lượng dữ liệu trao ₫ổi rất nhỏ.  
ƒ Toàn bộ việc xử lý giao thức ₫ược gói gọn chỉ  
trong lớp 1 (lớp vật lý) theo mô hình OSI.  
ƒ Phươn₫ể thích  
hợp với ₫ường truyền 2 dây ₫ồng tải nguồn và  
không dựa vào chuẩn truyền dẫn RS-485 thông  
dụng ở các hệ thống bus khác.  
ƒ Chức năng ₫iều khiển truy nhập bus và bảo toàn  
dữ liệu
ƒ 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  
ƒ Cấu trúc ₫ường thẳng, cây, hình sao  
ƒ Không yêu cầu trở ₫ầu cuối  
ƒ Chiều dài tổng cộng của cáp truyền cho phép tối  
₫a là 100 mét.  
ƒ Số trạm tớ tối ₫a trong một mạng là 31, tương  
ứng với tối ₫a 124 thiết bị (mỗi trạm tớ ghép nối  
₫ược tối ₫a 4 thiết bị).  
ƒ Version 2: Tối ₫a 64 trạm/mạng  
ƒ 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  
ƒ Chủ-tớ, phương pháp hỏi ₫áp tuần tự (polling), tuần  
hoàn  
ƒ Chủ yếu là dữ liệu logic (tối ₫a 4 bit dữ liệu vào/ra  
trong một bức ₫iện)  
ƒ Thời gian một chu kỳ bus tối ₫a ₫ược ₫ảm bảo không  
lớn hơn
ƒ Version 2.0: Cho phép truyền dữ liệu tương tự (7 chu  
kỳ bus x 5 = 35 giây)  
ƒ Trạm chủ cũng có thể gửi kèm các thông báo khác mà  
không gây ảnh hưởng ₫áng kể tới thời gian chu kỳ bus.  
(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  
ƒ 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  
ƒ 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.  
ƒ Trong một chu kỳ bit (6 μs) tín hiệu trên ₫ường  
truyền ₫ược bộ thu lấy mẫu 16 lần => Nhận biết  
dạng tí
ƒ Mỗi bức ₫iện ₫ều có chiều dài cố ₫ịnh, có bit ₫ầu,  
bit cuối, ngăn cách bằng một thời gian nghỉ  
ƒ Kiểm tra bằng một bit chẵn lẻ.  
ƒ 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  
ƒ 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  
ƒ 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  
ƒ Trong trường hợp mười bức ₫iện bị lỗi phải gửi lại  
trong mẽ là:  
43 x 25 bit x 6μs/bit = 6.45 ms  
16  
6.4 AS-Interface  
© 2006 - HMS  
pdf 16 trang Thùy Anh 12/05/2022 2720
Download
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:

  • pdfbai_giang_he_thong_thong_tin_cong_nghiep_chuong_6_phan_4_pro.pdf