ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
BẾ VIẾT KHUYẾN

---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

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

BẾ VIẾT KHUYẾN

THÁI NGUYÊN 2011
THÁI NGUYÊN 2011


1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
---------------------------------------

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

“Nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông”.

1.1.3.2. Hoạt động của PLC .....................................................................................................11
1.1.4. Sơ lƣợc về lịch sử phát triển ...............................................................................................13
1.1.5. Đặc điểm bộ điều khiển lập trình .......................................................................................14
1.1.6. Ƣu điểm của PLC ...............................................................................................................15
1.1.6.1. Hệ thống điều khiển cổ điển và những khó khăn của nó.............................................15
1.1.6.2. Bảng điều khiển khả lập trình và những thuận lợi của nó ...........................................16
1.1.7. Ứng dụng của PLC .............................................................................................................18
1.2. SƠ LƢỢC VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG VỚI PLC .............................................................21
1.2.1. Định nghĩa về mạng truyền thông công nghiệp .................................................................21
1.2.2. Vai trò ứng dụng của mạng truyền thông ...........................................................................22
1.2.3. Mạng ASI ...........................................................................................................................23
1.2.3.1. Giao tiếp AS ................................................................................................................23
1.2.3.2. Các AS – I master........................................................................................................24
1.2.4. Mạng PROFIBUS ..............................................................................................................26
1.2.4.1. Định nghĩa PROFIBUS ...............................................................................................26
1.2.4.2. Các thuận lợi fieldbus..................................................................................................27
1.2.4.3. Truyền thông công nghệp ............................................................................................27
1.2.4.4. Đặc tính của PROFIBUS.............................................................................................27
1.2.4.5. Truyền thông với PROFIBUS .....................................................................................28
1.2.5. Mạng ETHERNET công nghiệp ........................................................................................29
1.2.5.1. Khái niệm ....................................................................................................................29
1.2.5.2. Truyền thông mạng .....................................................................................................30
1.2.6. Các mạng máy tính thông dụng..........................................................................................30
1.2.6.1. Mạng cục bộ - LAN (Local Area Network) ................................................................30
1.2.6.2. Mạng Internet ..............................................................................................................36

Chƣơng 2 ........................................................................................................... 38
CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
TRẠM VIỄN THÔNG QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG ............................... 38
2.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG ............................................................................38


Chƣơng 3 ........................................................................................................... 46
GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT THỰC HIỆN XÂY DỰNG HỆ THỐNG .................. 46
3.1. TỔNG QUAN THIẾT KẾ ........................................................................................................46
3.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHI TIẾT .......................................................................................48
3.2.1. Thiết bị giám sát và điều khiển MCE .................................................................................48
3.2.2. Các cảm biến và thiết bị kết nối với PLC...........................................................................54
3.2.2.1. Tủ ATS (Atomatic Transfer Syster) ............................................................................54
3.2.2.2. Thiết bị điều khiển điều hoà ........................................................................................57
3.2.2.3. Đầu đo nhiệt độ phòng máy ........................................................................................58
3.2.2.4. Cảm biến khói, cháy ....................................................................................................58
3.2.3. Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chính ........................................................................59
3.2.3.1. Tủ điều khiển logic LC................................................................................................59
3.2.3.2. Đầu đo nhiệt độ chính xác ...........................................................................................59
3.2.3.3. Đầu báo khói ...............................................................................................................59
3.2.3.4. Đầu báo cháy (nhiệt gia tăng) .....................................................................................60
3.2.3.5. Đồng hồ đo dòng AC ..................................................................................................60
3.2.3.6. Tủ ATS .......................................................................................................................60
3.3. CẤU HÌNH KỸ THUẬT ..........................................................................................................61
3.4. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN ..................................................................................................62
3.4.1. Giám sát mất đƣờng truyền ................................................................................................62
3.4.2. Giám sát cảnh báo, trạng thái .............................................................................................62
3.4.3. Đo đạc các thông số từ xa ..................................................................................................62
3.4.4. Điều khiển tự động .............................................................................................................62
3.4.5. Điều khiển từ xa .................................................................................................................62
3.4.6. Chức năng tra cứu lý lịch sự kiện .......................................................................................63
3.5. THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN LOGIC .....................................................................................63
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN







4
THUẬT NGỮ VIẾT TẮT
- BTS ( Base Transceiver Station):

Trạm Thu phát gốc

- GSM (Global System for Mobile Communications): Hệ thống thông tin di
động toàn cầu
- ATS (Automatic Transfer Switch): Hệ Thống Tự động chuyển mạch
- IMS (Intergrated Monitoring System)
- VSE (Video Surveilance Entity)

: Hệ thống giám sát tích hợp.

: Thiết bị giám sát hình ảnh.

- MCE (Monitoring & Control Entity) : Thiết bị giám sát và điều khiển.
: Thiết bị quản lý vào ra (dùng thẻ, vân

- ACE (Access Control Entity)
tay, ...).

- OEs (Other Equipments) : Các thiết bị khác cần giám sát từ xa qua hệ thống
IMS.
- EA (Ethernet Adapter) : Bộ thích ứng mạng Ethernet để kết nối thiết bị vào
hệ thống IMS (nếu thiết bị chƣa có giao diện Ethernet).

Hình 1.6. Hình ảnh ứng dụng của PLC……………………………………......20
Hình 1.7. Phân cấp mạng…………………………………...…………………23
Hình 1.8. Sơ đồ kết nối các thành phần AS – i………………...………….......24
Hình 1.9. ASI Master CP 342-2………………………………...…………......25
Hình 1.10. Truyền thông S7 qua mạng Ethernet………………...……………29
Hình 1.11. Cấu hình mạng LAN………………………………...…………….31
Hình 1.12. Các tầng của TCP/IP so với 7 tầng tƣơng ứng của OSI…………...33
Hình 1.13. Hai mạng Net 1 và Net 2 kết nối thông qua routerR.………...…...36
Hình 1.14. Ba mạng kết nối với nhau thông qua 2 bộ định tuyến……...……..36
Hình 1.15. Kiến trúc tổng thể của Internet…………………………………….37
Hình 2.1. Mô hình tổng thể của hệ thống điều khiển giám sát trạm viễn thông39
Hình 2.2. Mô hình hệ thống điều khiển giám sát qua mạng IP…………...…..41
Hình 3.1. Mô hình thiết kế tổng quan…………………………………...…….46
Hình 3.2. Sơ đồ mô tả thiết bị PLC……………………………………………49
Hình 3.3. Nguyên tắc đấu nối các cổng DI…………………………...……….50
Hình 3.4. Nguyên tắc đấu nối tiếp, song song các cổng DI…………...………50
Hình 3.5. Đặc tuyến chuyển đổi tuyến tính các cổng AI…………...…………51
Hình 3.6. Gửi điện áp điều khiển Vdk đến thiết bị………………………...….51
Hình 3.7. Mô tả giao thức MC-P…………………………………...…………52
Hình 3.8. Vị trí của ATS....................................................................................55
Hình 3.9. Sơ đồ mô tả khả năng dự phòng và chuyển đổi giữa 2 chế độ Auto và
Remote……………………………………………………...…………………55
Hình 3.10. Mặt máy tủ ATS…………………………………...……………...56
Hình 3.11. Đầu đo nhiệt độ Dixell………………………...…………………..58
Hình 3.12. Đầu báo khói, Đầu báo nhiệt gia tăng…………………...………...59
Hình 3.13. Các giao tiếp điện điều khiển ATS……………...………………...60
Hình 3.14. Cấu hình kỹ thuật hệ thống………………………...……………...61
Hình 3.15. PLC S7 - 300………………………………………………………63
Hình 3.16. Module giao tiếp eWON………………………………...………...65
Hình 3.17. Kết nối PLC S7-300 với mạng Internet qua module eWON...…....65

trên.
Trong thời gian vừa qua, ngành công nghệ thông tin truyền thông nói
chung và ngành viễn thông nói riêng đã có những bƣớc phát triển vô cùng
mạnh mẽ. Đã có rất nhiều trạm viễn thông, BTS đƣợc 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 nhƣ
những chi phí, mất mát không lƣờng trƣớc đƣợc 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
đƣợc trang bị đầy đủ các thiết bị với khả năng cảnh báo, giám sát toàn bộ trạm
viễn thông theo thời gian thực và có phƣơng án sử dụng điện năng một cách
hiệu quả cần phải đƣợc xây dựng.
Số lƣợng không ngừng tăng lên của các trạm viễn thông đòi hỏi sự giám
sát đó phải đƣợc thực hiện theo hƣớng tập trung, tiện lợi và an toàn. Trong
tƣơng lai, tất cả các trạm viễn thông hoạt động hoàn toàn tự động, các nhân
viên kỹ thuật có thể xử lý, giám sát các hoạt động của trạm từ xa. Chỉ trong
những trƣờng hợp có sự cố nghiêm trọng thì các nhân viên kỹ thuật mới phải
đến tận nơi để xử lý.
Để nâng cao chất lƣợng dịch vụ và tối ƣu hoá chi phí quản lý, tăng cƣờng
việc kiểm soát an ninh đối với các nhà trạm thiết bị, còn phải có một giải pháp
giám sát quản lý nhà trạm tập trung từ xa, tự động hoá toàn bộ hoạt động của
các thiết bị phụ trợ để tăng tuổi thọ các thiết bị chính, giảm bớt nhân tố con
ngƣời trông coi, qua đó giảm đƣợc rất nhiều chi phí quản lý, và tận dụng đƣợc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN




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....