TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ THỐNG SCADA TRONG NHÀ MÁY BIA
TRUYỀN THÔNG TRONG HỆ THỐNG SCADA
1. Tổng quan về Networking
Network là gì?
Là tập hợp các thiết bị được kết nối với nhau thông qua phương tiện truyền dẫn nhằm chia sẻ thông tin, tài nguyên và cơ sở truyền thông chung.
Vai trò của Networking ?
- Dùng chung, chia sẻ tài nguyên
- Quản lý tài nguyên dễ dàng
- Thông tin được bảo mật, an toàn hơn
- Phân công công việc dễ dàng
- Tiết kiệm chi phí
Thành phần của Networking?
- Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối nhau: máy tính, máy in, máy fax, điện thoại, PDA, …
- Môi trường truyền dẫn (media): các loại dây dẫn (truyền có dây), sóng điện từ (truyền không dây).
- Giao thức truyền thông (protocol): là qui tắc qui định cách thức trao đổi dữ liệu giữa các thực thể.
Phần cứng mạng:
Cấu hình mạng?
1. Peer to Peer
Tính chất của Peer to Peer :
* Không có Server dùng chung
* Không có quản lý chung
* Không phân cấp giữa các thiết bị
* Số lượng thiết bị phù hợp <= 10
* Mỗi thiết bị vừa là client, vừa là server nên yêu cầu cấu hình mạnh
* Mỗi thiết bị phải tự cấu hình security riêng -> khó đảm bảo security cho toàn mạng
2. Client/Server
Tính chất của Client/Server:
* Số lượng thiết bị: lên đến hàng ngàn
* Có servers dùng chung
* Server: không là client, chỉ phục vụ
* Có thể có nhiều servers, mỗi server đảm trách mỗi nhiệm vụ khác nhau.
* Có quản lý tập trung -> đảm bảo hoạt động và bảo mật thống nhất cho toàn mạng
* Dễ dàng backup dữ liệu
* Dễ dàng áp dụng các phương pháp dự phòng
* Không yêu cầu cấu hình mạnh đối với các Client
1. Tổng quan về Networking
Network là gì?
Là tập hợp các thiết bị được kết nối với nhau thông qua phương tiện truyền dẫn nhằm chia sẻ thông tin, tài nguyên và cơ sở truyền thông chung.
- Network
Vai trò của Networking ?
- Dùng chung, chia sẻ tài nguyên
- Quản lý tài nguyên dễ dàng
- Thông tin được bảo mật, an toàn hơn
- Phân công công việc dễ dàng
- Tiết kiệm chi phí
Thành phần của Networking?
- Các hệ thống đầu cuối (end system) kết nối nhau: máy tính, máy in, máy fax, điện thoại, PDA, …
- Môi trường truyền dẫn (media): các loại dây dẫn (truyền có dây), sóng điện từ (truyền không dây).
- Giao thức truyền thông (protocol): là qui tắc qui định cách thức trao đổi dữ liệu giữa các thực thể.
Phần cứng mạng:
Cấu hình mạng?
1. Peer to Peer
- Peer to Peer
Tính chất của Peer to Peer :
* Không có Server dùng chung
* Không có quản lý chung
* Không phân cấp giữa các thiết bị
* Số lượng thiết bị phù hợp <= 10
* Mỗi thiết bị vừa là client, vừa là server nên yêu cầu cấu hình mạnh
* Mỗi thiết bị phải tự cấu hình security riêng -> khó đảm bảo security cho toàn mạng
2. Client/Server
- nt/Server
Tính chất của Client/Server:
* Số lượng thiết bị: lên đến hàng ngàn
* Có servers dùng chung
* Server: không là client, chỉ phục vụ
* Có thể có nhiều servers, mỗi server đảm trách mỗi nhiệm vụ khác nhau.
* Có quản lý tập trung -> đảm bảo hoạt động và bảo mật thống nhất cho toàn mạng
* Dễ dàng backup dữ liệu
* Dễ dàng áp dụng các phương pháp dự phòng
* Không yêu cầu cấu hình mạnh đối với các Client
Các mô hình mạng?
1. Bus Network
Mạng này có thì thiết bị được kết nối đến một điểm trên bus
Tính chất:
* Tín hiệu gửi đến tất cả các thiết bị, thiết bị có địa chỉ phù hợp với địa chỉ được mã hóa trong gói tin nhận gói tin.
* Tại một thời điểm chỉ có 1 thiết bị được gửi tin -> số lượng thiết bị ảnh hưởng đến tốc độ mạng.
* Một thiết bị fail không ảnh hưởng việc truyền nhận gói tin của các thiết bị khác.
* Có terminator để hấp thu tín hiệu rỗi (tín hiệu không có thiết bị nào nhận).
2. Star Network
Mạng này thì mỗi thiết bị được nối với một Hub trung tâm thông qua cáp đơn.
Tính chất:
* Có thiết bị tập trung: Hub
* Thiết bị trung tâm hỏng -> toàn mạng hỏng
* Một thiết bị (khác trung tâm) hỏng không ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong mạng
3. Ring Network
Mạng này thì các thiết bị được nối trên một vòng cáp đơn.
Tính chất:
* Không có terminator
* Tín hiệu đi trong mạng theo một chiều, lần lượt qua các thiết bị
* Mỗi thiết bị là một repeater
* Một thiết bị fail sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng
* Các messages được truyền theo nguyên tắc truyền thẻ (tolken passing)
4. Mesh Network
Mạng này thì các thiết bị nối với nhau bằng một sợi cáp riêng.
Tính chất:
* Mức độ tin tưởng và dự phòng cao
* Chi phí cao vì tốn nhiều cáp
* Thường dùng để tạo mạng hybridMô hình tham chiếu OSI - 7 lớp:
So sánh mô hình OSI với TCP/IP:
1. Bus Network
Mạng này có thì thiết bị được kết nối đến một điểm trên bus
- Bus Network
Tính chất:
* Tín hiệu gửi đến tất cả các thiết bị, thiết bị có địa chỉ phù hợp với địa chỉ được mã hóa trong gói tin nhận gói tin.
* Tại một thời điểm chỉ có 1 thiết bị được gửi tin -> số lượng thiết bị ảnh hưởng đến tốc độ mạng.
* Một thiết bị fail không ảnh hưởng việc truyền nhận gói tin của các thiết bị khác.
* Có terminator để hấp thu tín hiệu rỗi (tín hiệu không có thiết bị nào nhận).
2. Star Network
Mạng này thì mỗi thiết bị được nối với một Hub trung tâm thông qua cáp đơn.
- Star Network
Tính chất:
* Có thiết bị tập trung: Hub
* Thiết bị trung tâm hỏng -> toàn mạng hỏng
* Một thiết bị (khác trung tâm) hỏng không ảnh hưởng đến các thiết bị khác trong mạng
3. Ring Network
Mạng này thì các thiết bị được nối trên một vòng cáp đơn.
- Ring Network
Tính chất:
* Không có terminator
* Tín hiệu đi trong mạng theo một chiều, lần lượt qua các thiết bị
* Mỗi thiết bị là một repeater
* Một thiết bị fail sẽ ảnh hưởng đến toàn mạng
* Các messages được truyền theo nguyên tắc truyền thẻ (tolken passing)
4. Mesh Network
Mạng này thì các thiết bị nối với nhau bằng một sợi cáp riêng.
- Mesh Network
Tính chất:
* Mức độ tin tưởng và dự phòng cao
* Chi phí cao vì tốn nhiều cáp
* Thường dùng để tạo mạng hybridMô hình tham chiếu OSI - 7 lớp:
- Mô hình tham chiếu OSI - 7 lớp
So sánh mô hình OSI với TCP/IP:
- mô hình OSI với TCP/IP
Các cấp mạng truyền thông trong SCADA
1. Giải pháp truyền thông SIMATIC NET (hãng Siemens)
2. Mạng ASi (Actuator-Sensor-Interface)
* Actuator-Sensor-Interface: giao diện giao tiếp với chấp hành và cảm biến.
* Là hệ thống bus mở, sử dụng rộng rãi ở cấp Actuator-Sensor Level.
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Cáp 2 sợi kết nối các slaves với nhau, với master, với bộ nguồn và bộ phân kênh dữ liệu.
+ Nhiều nhất 62 slaves/1 đoạn mạng
+ 1 đoạn mạng: 100m (max)
+ Có thể mở rộng dùng repeater
* Slave: dùng interface1 để tạo nên phân vùng Sensor/Actuator.
* Master:
+ dùng interface3 để kết nối với hệ thống phía trên: PLCs, PCs, hoặc bộ nối đến hệ thống fieldbus.
+ Kiểm soát và điều khiển luồng dữ liệu trong hệ thống truyền dẫn.
3. Mạng PROFIBUS:
* Process Field Bus
* Là hệ thống bus mạnh, mở, được sử dụng rất nhiều trong truyền thông cấp field.
* PLCs, PCs, thiết bị HMIs, sensors, actuators có thể giao tiếp với nhau thông qua loại bus này.
* Phân loại mạng Profibus:
+ Profibus DP: Decentralized Periphery – tốc độ cao, trao đổi dữ liệu vòng giữa các thiết bị cấp field.
+ Profibus FMS: Field bus Message Specification- Tầm sử dụng rộng, phục vụ truyền thông giữa PLCs và các thiết bị cấp field.
+ Profibus PA: Process Automation – dùng cho các yêu cầu độ an toàn cao.
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Wire cable: twisted pair cables
+ Optical cable: fiber optic cable
+ Wireless: ILMs (Infrared Link Modules )
+ Max rate: 12Mbits/sec
+ 32 devices/segment (max)
+ Các segments được nối với nhau bằng repeaters hoặc đầu nối cáp quang.
+ 126 devices/ Profibus netwok (max)
4. Industrial Ethernet:
* Sử dụng rộng rãi, tốc độ cao, simple wiring, độ tin cậy cao.
* Truyền thông đến công ty qua WAN, ISDN, Internet.
* Hỗ trợ công nghệ wireless.
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Wire cable: rate: 10-1000 Mbits/Sec, distance: 100 meter
+ Optical Cable: rate: 10-1000 Mbits/Sec, distance: 275-2000 meter
1. Giải pháp truyền thông SIMATIC NET (hãng Siemens)
- truyền thông SIMATIC NET
2. Mạng ASi (Actuator-Sensor-Interface)
* Actuator-Sensor-Interface: giao diện giao tiếp với chấp hành và cảm biến.
* Là hệ thống bus mở, sử dụng rộng rãi ở cấp Actuator-Sensor Level.
- Actuator-Sensor-Interface
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Cáp 2 sợi kết nối các slaves với nhau, với master, với bộ nguồn và bộ phân kênh dữ liệu.
+ Nhiều nhất 62 slaves/1 đoạn mạng
+ 1 đoạn mạng: 100m (max)
+ Có thể mở rộng dùng repeater
- ASI-Cable
* Slave: dùng interface1 để tạo nên phân vùng Sensor/Actuator.
- ASI Slaves
* Master:
+ dùng interface3 để kết nối với hệ thống phía trên: PLCs, PCs, hoặc bộ nối đến hệ thống fieldbus.
+ Kiểm soát và điều khiển luồng dữ liệu trong hệ thống truyền dẫn.
- ASI-Master
3. Mạng PROFIBUS:
* Process Field Bus
* Là hệ thống bus mạnh, mở, được sử dụng rất nhiều trong truyền thông cấp field.
* PLCs, PCs, thiết bị HMIs, sensors, actuators có thể giao tiếp với nhau thông qua loại bus này.
- Mạng Profibus
* Phân loại mạng Profibus:
+ Profibus DP: Decentralized Periphery – tốc độ cao, trao đổi dữ liệu vòng giữa các thiết bị cấp field.
+ Profibus FMS: Field bus Message Specification- Tầm sử dụng rộng, phục vụ truyền thông giữa PLCs và các thiết bị cấp field.
+ Profibus PA: Process Automation – dùng cho các yêu cầu độ an toàn cao.
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Wire cable: twisted pair cables
+ Optical cable: fiber optic cable
+ Wireless: ILMs (Infrared Link Modules )
+ Max rate: 12Mbits/sec
+ 32 devices/segment (max)
+ Các segments được nối với nhau bằng repeaters hoặc đầu nối cáp quang.
+ 126 devices/ Profibus netwok (max)
4. Industrial Ethernet:
* Sử dụng rộng rãi, tốc độ cao, simple wiring, độ tin cậy cao.
* Truyền thông đến công ty qua WAN, ISDN, Internet.
* Hỗ trợ công nghệ wireless.
* Hệ thống truyền dẫn:
+ Wire cable: rate: 10-1000 Mbits/Sec, distance: 100 meter
+ Optical Cable: rate: 10-1000 Mbits/Sec, distance: 275-2000 meter
- Cable IE
Liên Hệ
Nguyễn Trọng Huy
Email : lienhe@a2s.vn
Phone : 0903444912
0 nhận xét