ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
........................................

TRẦN PHI SƠN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
CÁC THIẾT BỊ TRONG TRẠM VIỄN THÔNG
QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

THÁI NGUYÊN 2010
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
........................................

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
Đề tài:

NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
CÁC THIẾT BỊ TRONG TRẠM VIỄN THÔNG
QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
Mã số: 60 52 70
Học viên: Trần Phi Sơn

1.1.1. Định nghĩa về hệ thống điều khiển.................................................7
1.1.2. Vai trò của bộ điều khiển lập trình PLC.........................................8
1.1.3. Khái niệm về PLC..........................................................................8
1.1.4. Sơ lược về lịch sử phát triển.........................................................11
1.1.5. Đặc điểm bộ điều khiển lập trình..................................................12
1.1.6. Ưu điểm của PLC.........................................................................13
1.1.7. Ứng dụng của PLC.......................................................................16
1.2. Sơ lược về mạng truyền thông với PLC...............................................18
1.2.1. Định nghĩa về mạng truyền thông công nghiệp............................18
1.2.2. Vai trò ứng dụng của mạng truyền thông.....................................19
1.2.3. Mạng ASI.....................................................................................20
1.2.4. Mạng PROFIBUS.........................................................................23
1.2.5. Mạng ETHERNET công nghiệp...................................................26
1.2.6. Các mạng máy tính thông dụng....................................................27
Chƣơng 2. CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
GIÁM SÁT TRẠM VIỄN THÔNG QUA MẠNG TRUYỀN
THÔNG…....................................................................................35
2.1. Yêu cầu chung đối với hệ thống..........................................................35
2.2. Sơ đồ khối của hệ thống.......................................................................36
2.2.1. Trung tâm giám sát.......................................................................36
2.2.2. Các trạm viễn thông (Trạm vệ tinh).............................................37
2.3. Chức năng và mục tiêu của hệ thống giám sát.....................................38
2.3.1. Thu thập dữ liệu............................................................................38
2.3.2. Cảnh báo.......................................................................................39
2.3.3. Điều khiển.....................................................................................40
2.3.4. Cấu hình các tham số hệ thống.....................................................40
2.3.5. Khả năng quản trị hệ thống...........................................................41
2.3.6. Khả năng lưu trữ...........................................................................42
2.3.7. Khả năng bảo mật.........................................................................42
2.3.8. Quản trị hệ thống và phân quyền người sử dụng..........................42

4.1. Kết luận................................................................................................86
4.1.1. Lợi ích đem lại từ hệ thống...........................................................82
4.1.1. Kết quả đạt được sau quá trình nghiên cứu và thiết kế ................ 86
4.2. Kiến nghị..............................................................................................86
4.2.1. Các kiến nghị................................................................................86
4.2.2. Hướng phát triển...........................................................................87
Tài liệu tham khảo...........................................................................................88

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-3DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Hệ thống điều khiển bằng PLC............................................................7
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển lập trình..........................................9
Hình 1.3. Mô tả hoạt động PLC.........................................................................10
Hình 1.4. Chu kỳ vòng quét của PLC................................................................10
Hình 1.5. Bảng điều khiển bằng PLC................................................................14
Hình 1.6. Hình ảnh ứng dụng của PLC..............................................................17
Hình 1.7. Phân cấp mạng...................................................................................20
Hình 1.8. Sơ đồ kết nối các thành phần AS – i..................................................21
Hình 1.9. ASI Master CP 342-2.........................................................................22
Hình 1.10. Truyền thông S7 qua mạng Ethernet...............................................26
Hình 1.11. Cấu hình mạng LAN........................................................................28
Hình 1.12. Các tầng của TCP/IP so với 7 tầng tương ứng của .........................30
Hình 1.13. Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thông qua routerR.......................33
Hình 1.14. Ba mạng kết nối với nhau thông qua 2 bộ định tuyến.....................33
Hình 1.15. Kiến trúc tổng thể của Internet.........................................................34
Hình 2.1. Mô hình tổng thể của hệ thống điều khiển giám sát trạm viễn thông36

Hình 3.24. Giao diện giám sát và điều khiển trên sơ đồ mặt máy của PLC......85
Hình 3.25. Các lưu đồ điều khiển tự động cho 1 trạm.......................................85

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-5MỞ ĐẦU
Hiện nay đa số ở các đơn vị cung cấp và khai thác dịch vụ viễn thông vẫn
tồn tại phương pháp quản lý, khai thác dịch vụ truyền thống thủ công và không
đồng bộ. Chưa thực sự tự động hoá được các khâu quản lý, giám sát điều hành
và đánh giá chất lượng mạng và dịch vụ cho toàn hệ thống gây ra sự tốn kém
rất nhiều về nhân lực và vật lực; chậm trễ trong thông tin báo cáo giải quyết sự
cố và hỗ trợ khách hàng, thông tin báo cáo hỗ trợ các cấp lãnh đạo ra quyết
định chỉ đạo điều hành. Chính vì vậy cần phải có một hệ thống điều khiển giám
sát các thiết bị trong trạm viễn thông nhằm khắc phục được những tồn tại nói
trên.
Trong thời gian vừa qua, ngành công nghệ thông tin truyền thông nói
chung và ngành viễn thông nói riêng đã có những bước phát triển vô cùng
mạnh mẽ. Đã có rất nhiều trạm viễn thông, BTS được xây dựng với các trang
thiết bị hiện đại đắt tiền nhằm phục vụ cho nhu cầu không ngừng tăng cao của
các khách hàng. Sự tốn kém, phức tạp trong việc giải quyết hậu quả cũng như
những chi phí, mất mát không lường trước được có thể xảy ra mỗi khi các thiết
bị nhà trạm viễn thông xảy ra sự cố dẫn đến nhu cầu phải có sự giám sát nhà
trạm viễn thông một cách liên tục, tin cậy và hiệu quả.
Tuy nhiên, hiện nay tại hầu hết các trạm viễn thông, đều mới chỉ có một số
rất ít các cảnh báo giản đơn cho một số ít thiết bị. Hơn nữa việc sử dụng các hệ
thống điều hoà, thông gió,… liên tục mà không quan tâm tới nhiệt độ nhà trạm
đã gây ra một sự thất thoát lớn về điện năng. Do đó một hệ thống giám sát mới

việc giám sát quản lý tập trung từ xa đối với các nhà trạm thiết bị Viễn thông.
Tôi mong rằng trên cơ sở đó có thể xây dựng các hệ thống điều khiển, giám sát
với quy mô lớn hơn.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




-7Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ
TRONG TRẠM VIỄN THÔNG
1.1. KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH PLC

1.1.1. Định nghĩa về hệ thống điều khiển
Nói chung, hệ thống điều khiển là tập hợp các máy móc và thiết bị điện tử
ở một nơi để đảm bảo họat động của quá trình sản xuất hay một hoạt động của
sản xuất ổn định, chính xác và nhịp nhàng.

Hình 1.1. Hệ thống điều khiển bằng PLC
Những thành tựu của sự tiến bộ vượt bậc của khoa học công nghệ, các
nhiệm vụ điều khiển phức tạp được hoàn thành nhờ một hệ thống điều khiển tự
động cao, đó chính là bộ điều khiển lập trình và có sự tham gia của cả máy tính.
Ngoài việc giao tiếp tín hiệu với các trường thiết bị vào – ra như (các bảng vận
hành, động cơ, cảm biến, van …), khả năng giao tiếp truyền thông dữ liệu trên
mạng giữa các thành phần điều khiển trong hệ thống cũng được thực hiện. Mỗi
thành phần đơn giản trong hệ thống điều khiển đều đóng một vai trò quan trọng
mà không cần quan tâm đến kích cỡ. Ví dụ hình 1.1 cho thấy rằng PLC không
biết điều gì xẩy ra xung quanh nó khi không có bất kỳ một thiết bị cảm nhận tín
hiệu. Nó cũng không thể thực hiện một chuyển động cơ học nếu không có nối

Hệ thống tự động không hoàn chỉnh và hệ thống PLC thật sự bị tê liệt
nếu không có giao tiếp với thiết bị ra, chẳng hạn một số thiết bị thông thường
như: động cơ, cuộn dây, đèn chỉ thị, chuông báo…Thông qua sự hoạt động của
động cơ và cuộn dây, PLC có thể điều khiển từ đơn giản đến phức tạp.
1.1.3. Khái niệm về PLC
PLC (Prgrammaple Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình, được
thiết kế chuyên dùng trong công nghiệp để điều khiển các tiến trình xử lý từ
đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà nó có thể thực hiện
một loạt các chương trình hoặc sự kiện, sự kiện này được kích hoạt bởi các tác
nhân kích thích (hay còn gọi là đầu vào) tác động vào PLC hoặc qua các bộ
định thời (Timer) hay các sự kiện được đếm qua bộ đếm. Khi một sự kiện được
kích hoạt nó sẽ bật ON, OFF hoặc phát một chuỗi xung ra các thiết bị bên ngoài
được gắn vào đầu ra của PLC là ta có thể thực hiện các chức năng khác nhau,
trong các môi trường điều khiển khác nhau.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên




data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....


data error !!! can't not
read....

data error !!! can't not
read....