Xưởng điện tử Bài 8:Mạng giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 49
BÀI 8
MẠNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

I. Mục đích yêu cầu.
- Các ứng dụng về điều khiển cục bộ ngày càng trở nên lỗi thời và lạc
hậu bởi sự hạn chế về chất lượng điều khiển, chi phí nhân công...
Giải pháp về đo lường và điều khiển tập trung đã và đang tỏ ra hiệu quả trong
các ứng dụng vừa và nhỏ, bởi giá thành, chất lượng điều khiển, độ tin cậy,...
- Trong bài này sinh viên tìm hiểu được vấn đề cơ bản về giám sát và
điều khiển thiết bị từ xa theo chuẩn RS485.
II. Nội dung
Khi gia nhập tổ chức thương mại Quốc tế WTO, các nhà doanh nghiệp trong
nước có nhiều thuận lợi và chắc chắn cũng phải đối mặt với nhiều khó khăn khi
phải gia nhập vào tổ chức này. Một trong những khó khăn đó là cơ sở vật chất của
ta còn sơ sài, việc làm chủ công nghệ của ta còn yếu. Do vậy sản phẩm của chúng
ta làm ra tính cạnh tranh sẽ không cao, hoặc không đáp ứng được các tiêu chuẩn
của các nước nhất là trong lĩnh vực dược phẩm, điện tử, thực phẩm và chế biến
thực phẩm. Để có được chứng nhận này, không thể làm thủ công ghi chép bằng
tay vào sổ sách. Mà tất cả quá trình này phải được thực hiện bằng máy tính được
gọi là tiêu chuẩn GAMP (Good Automated Manufacturing Practices). Các doanh
nghiệp cũng cần phải nâng cao hiệu suất hoạt động, tiết kiệm chi phí sản xuất để
tăng tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường. Một trong những lí do trên làm
chúng ta phải nghĩ đến việc lắp đặt mạng công nghiệp để tăng cường sự can thiệp
của máy tính và các bộ điều khiển thay thế cho con người. Có như thế các doanh
nghiệp mới có thể đứng vững trong quá trình hội nhập mà không lạc hậu
Mạng công nghiệp là hệ thống mạng tuyền thông số, truyền bit nối tiếp, được
sử dụng để ghép nối các thiết bị công nghiệp. Các hệ thống truyền thông công
nghiệp phổ biến hiện nay cho phép liên kết mạng ở nhiều mức khác nhau từ các bộ

phả hệ phải được lưu trữ theo luật sau: 6 tháng đối với các các thực phẩm có hạn
sử dụng là 60 ngày hoặc ít hơn, 1 năm đối với hạn sử dụng từ 60 ngày đến 6 tháng
và 2 năm đối với hạn từ 6 tháng đến 1 năm.
Chức năng báo cáo, truy vấn (Report & Query): các báo cáo này được tạo
từ cơ sở dữ liệu của nhà máy, quan trọng hơn cả các báo cáo này phải có khả năng
tìm kiếm và cập nhật kết quả theo thời gian thực, có như vậy các báo cáo này mới
giúp các bộ phận, phòng ban có được kết quả trung thực để phản ứng kịp thời đối
với nhà máy như chất lượng sản phẩm hiện tại, lập kế hoạch cho giai đoạn kế tiếp
là cần phải làm gì?
Chức năng đưa ra các đồ thị khuynh hướng (Trending): chức năng này
giúp các nhà quản lý, kỹ sư vận hành biết được hiệu suất làm việc của hệ thống
trong quá khứ, hiện tại để dự đoán trong tương lai. Dựa vào các trending này các
kỹ sư có thể biết cần phải điều chỉnh ở khâu nào để nâng cao hiệu suất làm việc
cũng như tiết kiệm năng lượng cho nhà máy. Kế hoạch bảo trì bảo dưỡng định kì.
Chức năng bảo mật (Security): giúp an toàn thông tin tránh các truy cập trái
phép làm mất hoặc hỏng thông tin, bảo mật sẽ được thiết lập cho từng cấp, từng
ứng dụng như kỹ sư vận hành chỉ được phép điều khiển ở những khu vực nào,
thay đổi các thông số nào? Phòng bảo trì, bảo dưỡng, kế toán được truy xuất các
cơ sở dữ liệu gì trong nhà máy.
3. Điều hành sản xuất.
Kết nối các máy tính văn phòng thuộc cấp điều hành với cấp điều khiển
trung tâm. Thông tin được đưa lên trên bao gồm trạng thái làm việc của các quá
trình kỹ thuật, hệ thống điều khiển tự động, các số liệu tính toán, thống kê về diễn
biến quá trình sản xuất và chất lượng sản phẩm. Thông tin theo chiều ngược lại là
các thông số thiết kế, công thức điều khiển và mệnh lệnh điều hành.
Điều hành sản xuất không yêu cầu nghiêm ngật về tính thời gian thực,
nhưng lượng thông tin với số lượng lớn tới hàng Mbyte. Hai loại mạng được dùng
phổ biến trong mục đích này là Ethernet và Token - Ring, trên cơ sở các giao thức
chuẩn như TCP/IP và IPX/SPX.


4. Khảo sát giao thức và cấu trúc mạng sử dụng.
Mô hình TCP/IP:
Mô hình TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) là mô
hình cho mạng Internet được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Cấu trúc các lớp của
TCP/IP có một số điểm tương đồng với mô hình OSI (Open System Interconnect)
nhưng có bỏ bớt một số lớp. So với 7 lớp của mô hình OSI, cấu trúc TCP/IP chỉ có
4 lớp sau đây:

Điều hành sản xuất
Mạng xí nghiệp
Bus hệ thống
Điều khiển
trun
g tâm
Bơm
ĐK
Động cơ
Van
Cảm
biến
Điều khiển
trun
g tâm
Cơ cấu chấp

đổi (Adapter), card mạng, giao thức kết nối, giao thức truy cập mạng. Lớp này có
nhiệm vụ trao đổi dữ liệu giữa các máy chủ và mạng. TCP/IP không định nghĩa
lớp này mà dùng các chuẩn có sẵn như IEEE, X25, RS232, ETHERNET,...
Lớp liên mạng (Internet Layer):
Chịu trách nhiệm cung cấp địa chỉ logic cho giao diện mạng vật lý để điều
khiển việc truyền thông tin giữa các máy. Lớp này nhận dữ liệu từ lớp vận chuyển,
TCP/IP
Application
Presentation

Application
Session
Network Internet
Data link
Network
access
Transport
OSI
Physical
Transport
Hình 4.2: Cấu trúc 4 lớp của mô hình TCP/IP so với mô hình OSI
Xưởng điện tử Bài 8:Mạng giám sát và điều khiển
Thực tập công nhân
Trang 53
đóng gói thành các IP datagram với các IP header chứa thông tin của việc truyền
dữ liệu, sau đó chuyển xuống lớp truy xuất mạng để truyền. Lớp này cũng cung
cấp các giao thức để thông báo lỗi.
Lớp vận chuyển:
Lớp vận chuyển có nhiệm vụ phân phát dữ liệu tới các chương trình ứng
dụng khác nhau. Lớp này có hai nghi thức quan trọng là TCP (Transmission