Chổồng 1. Lyù thuyóỳt chung vóử maỷng truyóửn thọng trong cọng nghióỷp
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 1
chương 1
Lý thuyết chung về mạng truyền thông
trong công nghiệp
1. Tổng quan chung
1.1. Giới thiệu về mạng truyền thông trong công nghiệp
Do đặc thù của các ngành công nghiệp mà đã tạo ra nhiều loại mạng truyền
thông khác nhau. Mặt khác mạng truyền thông trong công nghiệp cũng có
những đặc thù riêng, có thể phân biệt chúng với mạng thông tin quảng đại
thông qua một số khía cạnh sau:
- Phạm vi hoạt động
- Yêu cầu về độ tin cậy khi truyền
Ưu điểm của sử dụng mạng truyền thông trong công nghiệp:
- Thay thế được hoàn toàn các hệ thống truyền cũ như: 0-20mA, 0-10V...
- Cho phép làm việc với các sản phẩm của nhiều nhà sản xuất khác nhau.
- Là hệ thống mở, đồng thời cho phép hiệu chỉnh điều khiển từ phòng điều
khiển trung tâm
- Hệ thống hoạt động với độ tin cậy cao hơn
- Độ mềm dẻo gần như không có giới hạn.
- Giá thành thấp.
- Lượng thông tin truyền tải lớn

1.2. Mô hình phân cấp trong mạng truyền thông công nghiệp
Để có cái nhìn tổng thể về mạng truyền thông trong công nghiệp, hãy xem
mô hình phân cấp để thấy các đặc trưng, cũng như chức năng nhiệm vụ của
của từng cấp.
Chổồng 1. Lyù thuyóỳt chung vóử maỷng truyóửn thọng trong cọng nghióỷp
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 2
Các sensor và cơ cấu chấp hành được nối trên đường Bus có thể là các thiết
bị thông minh hoặc cũng có thể là các thiết bị thông thường có xử dụng
thêm các bộ chuyển đổi giao thức tương thích.
Điển hình của Bus trường là: Profibus-DP, Profibus-PA, Can, Foundation
Fielbus, DeviceNet. PC PC
PC PC PC
HIS HIS EWS
FCS FCS FCS FCS
S S A S A
PC - Personal Computer
HIS -Human Interface Station
FCS - Field Control Station
S - Sensor
A - Actuator
Fieldbus
System bus
Ethernet
Fast Ethernet
Quản lí
kinh tế
Quản lí kỹ
thuật
Điều khiển
và giám sát
Hiện điều
khiển
Hình 1.1 Mô hình phân cấp các hệ thống mạng trong công nghiệp

Một số giao thức dùng trong các hệ thống mạng này là Fast Ethernet,
TCP/IP

2. Cơ sở thực hiện mạng truyền thông trong công
nghiệp
2.1. Mô hình tham chiếu OSI (Open Systems Interconnection)
- 1983 tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế ISO (International Standards
Organization) đã đưa ra 1 kiến trúc giao thức với chuẩn ISO 7498 được
gọi là mô hình tham chiếu OSI, nhằm hỗ trợ việc xây dựng các hệ thống
truyền thông có khả năng giao tiếp với nhau.
Chổồng 1. Lyù thuyóỳt chung vóử maỷng truyóửn thọng trong cọng nghióỷp
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 4
- Chuẩn này không đưa ra quy định nào về cấu trục một bản tin, và cũng
không định nghĩa một chuẩn dịch vụ cụ thể nào. OSI chỉ là một mô hình
kiến trúc phân lớp với mục đích phục vụ việc xắp xếp và đối chiếu các
hệ thống truyền thông có sẵn, trong đó bao gồm việc so sánh đối chiếu
các giao thức và dịch vụ truyền thông, cũng như làm cơ sở cho phát triển
hệ thống.

Lớp biểu diễn dữ liệu
Lớp kiểm soát nối
Lớp vận chuyển
Lớp liên kết dữ liệu
Lớp vật lí
Lớp mạng

Lớp ứng dụng
Lớp biểu diễn dữ liệu
Lớp kiểm soát nối
Lớp vận chuyển
Lớp liên kết dữ liệu
Lớp vật lí
Lớp mạng
Chổồng 1. Lyù thuyóỳt chung vóử maỷng truyóửn thọng trong cọng nghióỷp
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 5
ã Lớp mạng (Network Layer)
Lớp này được định nghĩa như sau:
- Truyền thông tin tối ưu trên mạng.
- Điều khiển các thông điệp trạng thái để gửi chúng tới các thiết bị khác
trong mạng.
ã Lớp vận chuyển (Transport Layer)
Lớp này được định nghĩa như sau:
- Quản lý địa chỉ của thiết bị trên mạng
- Định vị các đối tác truyền thông thông qua địa chỉ.
- Đồng bộ hoá giữa các đối tác.
- Xử lí lỗi và kiểm soát dòng thông tin.
ã Lớp kiểm soát nối (Session Layer)
Chức năng của lớp này là kiểm soát mối liên kết truyền thông giữa các
chương trình ứng dụng, bao gồm việc tạo lập, quản lí và kết thúc các đường

vào một đường dây
- Liên kết nhiều điểm nhiều điểm (multi point): nhiều đối tác tham
gia và thông tin được trao đổi theo nhiều hướng. Cũng tương tự liên kết
điểm nhiều điểm với liên kết này các đối tác cũng được nối trên cùng
một đường dây.
Định nghĩa: Cấu trúc mạng là tổng hợp của các mối liên kết.
Cấu trúc mạng cũng hiểu là cách sắp xếp, tổ chức về mặt vật lý của mạng
nhưng cũng hiểu là cách sắp xếp logic của các nút mạng.
Các loại cấu trúc mạng:
+ Topology đầy đủ:

Với cấu trúc đầy đủ này thì sự giao tiếp giữa các trạm là nhanh, một
đối tác bị sự cố sẽ không ảnh hưởng tới các đối tác còn lại nhưng cấu trúc
này giá thành cao do tốn kém dây dẫn
+ Topology hình sao:
Trong cấu trúc này các thành viên được nối với nhau tạo thành mạch vòng
khép kín, tín hiệu được truyền đi theo chiều cố định. ưu điểm của phương
pháp này là mỗi nút mạng có thể là bộ khuếch đại điều đó khiển cho
khoảng cách đối với cấu trúc này có thể là rất xa. Mặt khác mỗi đối tác
ngăn mạch vòng làm hai phần nên khả năng sảy ra xung đột sẽ giảm do tín
hiêụ chỉ được truyền đi theo một chiều.
+ Topology bus Trong cấu trúc này các đối tác truyền thông được nối trên cung một
dây dẫn. Với cấu trúc daisy-chain các đối tác được nối trực tiếp vào đường
truyền. Còn cấu trúc trunk-line/drop-line thì có các dây phụ để nối các đối
tác vào đường Bus chung. ưu điểm của phương pháp này là đơn giản và tiết
kiệm dây dẫn.

+ Cấu trúc cây
A
B
C

U
k
= T
k
*F
k
*H
k

ở đó: T
k
- Thời gian trong đó có mặt tín hiệu truyền đi
F
k
Khoảng tần số làm việc của kênh
H
k
- Đặc tính chỉ rõ sự tăng công suất tín hiệu P
th
so với công
suất nhiễu P
nh
trong kênh
Người ta còn gọi U
k
là khả năng truyền của môi trường truyền dẫn
ã Tốc độ truyền thông tin:
V=I/T
ở đó: I Lượng thông tin truyền
T Thời gian truyền lượng thông tin I