Tài liệu C5 network components

Hệ thống thông tin công nghiệp 5 Các thành phần hệ thống mạng 3/31/2006 5 Nội dung 1. 2. 3. 4. 5. Phương tiện truyền dẫn Phần cứng giao diện mạng Phần mềm trong hệ thống mạng Thiết bị liên kết mạng Các linh kiện mạng khác 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 2 1. Phương tiện truyền dẫn ƒ Cáp quang: — Sợi thủy tinh — Sợi chất dẻo — Cáp ₫ồng trục — Đôi dây xoắn — Cáp trơn ƒ Vô tuyến: — — — — Vi sóng (microwave) Sóng truyền hình (TV) Sóng truyền thanh (radio AM, FM) Tia hồng ngoại (UV) 5 Các thành phần hệ thống mạng Chất lượng truyền dẫn ƒ Cáp ₫iện: © 2006 - HMS 3 Dải tần f(Hz) 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1014 1015 1016 Vệ tinh Đôi dây xoắn Cáp đồng trục AM radio Sợi quang Vi sóng mặt đất Hồng ngoại FM radio TV Dải tần LF MF HF VHF UHF SHF EHF THF ƒ Shannon: Tốc ₫ộ bit tối ₫a (bits/s) = H log2 (1+S/N) 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 4 Đôi dây xoắn (Twisted Pair ,TP) ƒ Phát minh của A. Grahm Bell, 1881 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 5 ƒ Hai loại: Shielded TP, Unshielded TP a) STP b) UTP ƒ Chất lượng phụ thuộc vào tiết diện và kiểu bọc lót, che chắn ƒ Hạng chất lượng 1-5 hoặc D-A (IEC 61158-2), hạng 5 có thể cho tốc ₫ộ truyền 100Mbit/s (Fast Ethernet 100BASE-TX) 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 6 Cáp ₫ồng trục (Coaxial Cable) Vá bäc (PVC) Líp dÉn ngoμi (Cu) D©y dÉn lâi (Cu) Líp c¸ch ly (PE) ƒ ƒ ƒ ƒ Tốc ₫ộ truyền tối ₫a: 1-2Gbit/s Chất lượng cao Lắp ₫ặt phức tạp Sử dụng chủ yếu ở mạng cấp cao (Ethernet, ControlNet) 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 7 So sánh ₫ộ suy giảm trên ₫ường truyền Suy gi¶m (dB/100m) 100 STP Coax 10 1 1 10 100 1000 TÇn sè (MHz) 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 8 Cáp quang ϕ n2 n1 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 9 Các loại sợi quang ƒ Sợi thủy tinh: — Sợi ₫a chế ₫ộ (Multimode Fiber, MMF): tín hiệu là các tia laser có tần số không thuần nhất. Khả năng truyền hạn chế trong phạm vi Gbit/s * km. — Sợi ₫ơn chế ₫ộ (Single-Mode Fiber, SMF): tín hiệu là các tia laser có tần số thuần nhất. Tốc ₫ộ truyền có thể ₫ạt tới hàng trăm Gbit/s * km. ƒ Sợi chất dẻo: — truyền với tốc ₫ộ thấp (khoảng vài chục tới vài trăm Mbit/s), khoảng cách truyền ngắn (tối ₫a 80m), — giá thành thấp và lắp ₫ặt dễ dàng hơn nhiều. 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 10 2. Phần cứng giao diện mạng Líp øng dông Líp biÓu diÔn d÷ liÖu PhÇn mÒm Líp kiÓm so¸t nèi Líp vËn chuyÓn Líp liªn kÕt d÷ liÖu PhÇn cøng Líp m¹ng Ch−¬ng tr×nh øng dông Thμnh phÇn thùc hiÖn HÖ ®iÒu hμnh M« h×nh OSI Líp vËt lý 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 11 Bus Gi¾c c¾m Bé thu ph¸t (VÝ dô RS-485) C¸ch ly • • +24VDC Nguån Vi m¹ch chuyªn dông (ASIC) • UART • EPROM/ EEPROM/ Flash Vi xö lý (Xö lý giao thøc) • RAM Giao diÖn víi vi m¹ch thiÕt bÞ hoÆc IO-Driver • §Êt Timer, Watchdog Giao diÖn sö dông (C«ng t¾c, jumper LED) Vi m¹ch thiÕt bÞ 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 12 Ghép nối thiết bị ₫iều khiển ƒ PLC (Programmable Logic Controller): Thiết bị ₫iều khiển logic khả trình: Cấu trúc module hoặc cấu trúc gọn ƒ DCS (Distributed Control System): Hệ thống ₫iều khiển phân tán tích hợp: cấu trúc module ƒ Compact Digital Controller: Cấu trúc gọn, không lập trình ₫ược ƒ PC công nghiệp 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 13 Điều khiển phân tán sử dụng bus trường MTGS MTGS bus hệ thống PHÒNG ĐIỀU KHIỂN TRUNG TÂM MTĐK n TRẠM ĐIỀU KHIỂN CỤC BỘ MTĐK 1 MTĐK 2 bus trường bus trường I/O S I/O bus trường A S S A A HIỆN TRƯỜNG Phân đoạn 1 Phân đoạn 2 5 Các thành phần hệ thống mạng Phân đoạn n © 2006 - HMS 14 Ghép nối PLC (Programmable Logic Controller) Bus hÖ thèng (VD: Ethernet) PLC PS CPU IM IM DI DO AI Module giao diện mạng (Module truyền thông) AO Bus tr−êng (VD: Profibus-DP) PLC PS CPU DI DO AI AO CPU tích hợp giao diện mạng Cæng DP Profibus-DP 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 15 PLC-5 processor víi Ethernet module ControlLogix 1 slot 0: CPU Logix5550 slot 1: Ethernet module 1756-ENET slot 2: ControlNet module 1756-CNB slot 3: DH+ module 1756-DHRIO ControlLogix 2 slot 0: CPU Logix5550 slot 1: DH+ module 1756-DHRIO slot 2: ControlNet module 1756-CNB slot 3: ControlNet module 1756-CNB DH+ Ethernet ControlNet ControlNet PLC-5 processor tÝch hîp giao diÖn ControlNet DH+ Ví dụ nốimạng PLC của Allen-Bradley PLC-5 processor tÝch hîp giao diÖn DH+ 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 16 Ghép nối PC và PC công nghiệp ƒ PC công nghiệp cũng có thể có cấu trúc module (VD PC-104) => cách ghép nối tương tự như PLC ƒ Card giao diện mạng cho các khe cắm ISA, PCI, Compact-PCI, ... ƒ Bo mạch chủ tích hợp giao diện mạng (ví dụ Ethernet, CAN) ƒ Bộ thích ứng mạng qua các cổng nối tiếp (RS-232, USB) ƒ Card PCMCIA 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 17 CP 5412 (A2) Card Profibus (Siemens) RS-232 PC Adapter bus tr−êng 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 18 Vào/ra phân tán (distributed I/O) Còn gọi là vào/ra từ xa (remote I/O) MTĐK PHÒNG ĐIỀU KHIỂN HIỆN TRƯỜNG bus trường Modular I/O Compact I/O S S A A S S A A S S A A Î Ưu điểm nhiều, song vẫn còn nối dây truyền thống 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 19 Ghép nối vào/ra phân tán ƒ Một vào ra phân tán có cấu trúc tương tự một PLC, chỉ khác PLC là không có CPU (mà thay vào là giao diện mạng) ƒ Có thể có cấu trúc gọn hoặc cấu trúc module Distributed I/O PS Interface M odule DI DO AI AO Cæng DP Profibus-DP 5 Các thành phần hệ thống mạng © 2006 - HMS 20