Các mạng truyền tin của SCADA

1/. Giới thiệu chung

Hệ SCADA hoạt động được là nhờ có những mạng truyền tin để cung cấp trao đổi số liệu giữa SCADA với các đối tượng, và với các SCADA khác.

Trong hệ SCADA trạm thường dùng một số mạng truyền tin nối tiếp dạng BUS:

– BUS hiện trường.

– Các BUS truyền tin với các hệ SCADA cấp trên ở xa.

– BUS truyền tin giữa PC SCADA chủ, và những PC quản lý khác trong trạm.

– Đường truyền tin với máy in.Hệ scada

2. Mạng BUS truyền tin hiện trường RS-485

Tiêu chuẩn RS-485 quy định nó là một mạng BUS cấp 2 dây, đơn giản là 2 dây xoắn để truyền tin kiểu multidrop giữa PC SCADA làm master với các Port RS-485 làm slave, của các thiết bị số PLC, RTU hay transmitter thông minh.

Multidrop là tất cả các Port (có “Vào” và “Ra”) mỗi cái đưa 2 cực A(-), B(+), đều nối lên vào 2 dây A(-), B(+) chung của BUS truyền tin. Bus đó đảm bảo sự liên lạc thu phát giữa một Port nào đó là phát với một, hoặc một số Port nào đó khác là thu.

Trường hợp trên gọi là liên lạc truyền bản tin, trường hợp dưới gọi là quảng báo truyền bản tin.

Kết cấu BUS là đơn giản nhất: chỉ có 2 dây, A(-), B(+). Dây đất nếu có thêm chỉ là để che chắn nhiễu cho A(-), B(+).

Điểm đấu nối Drop Point từ BUS của mỗi Port cũng đơn giản, nói chung không cần thêm linh kiện chuyển tiếp.

Tín hiệu trên 2 dây A(-), B(+) này vi sai, và đổi dấu, dùng để ký hiệu 2 mã “1” và “0” như sau:

+ Là “1” (mark) khi UAB > 0

+ Là “0” (space) khi UBA > 0

Mức độ dùng được của biên độ tín hiệu UBA cho phép từ 2V đến 6V, thường dùng mức 5V (có miền bất định 1/0 là 0,2V).

Tần số bit (baudrate) được dùng từ 9,6kbd đến 10kbd. Thường dùng 19,2kbd, 38,4kbd hay 100kbd với khoảng truyền cách tới 2km.

Số lượng Port nối lên một đoạn BUS cho phép 32 Port. Nếu muốn thêm Port thì cuối đoạn BUS phải lắp nối tiếp thêm một mạch khuyết / tạo dáng Repeater. Repeatẻ ấy có thể truyền thêm cho 32 Port nữa. Cứ như vậy có thể lắp thêm những Repeater nữa để truyền tin Multidrop giữa 256 Port.

Tổ chức truyền tin công nghiệp Master-Slave là một quy định được dùng nhiều trong công nghiệp để thực hiện việc đọc lấy số liệu đo từ máy Slave ở hiện trường lên máy Master, và viết số liệu lệnh từ máy Master máy Slave như sau:

– Một (hoặc vài) máy điều khiển làm Master và những máy hiện trường là Slave có đánh số địa chỉ Port 01, 02, …

– Mỗi chu trình đọc, hoặc viết đều do Port Master khởi đầu bằng cách gởi xuống Port Slave XX một bản tin yêu cầu “Đọc” hoặc “Viết” cái gì.

– Port Slave XX sẽ nhân bản tin đó, và thực hiện yêu cầu “Đọc” hoặc “Viết” đó, và gởi lại Port Master một bản tin trả lời/báo cáo.

Chú ý: Cần nói thêm là từ hình vẽ sơ lược trên thấy rằng trên một đoạn BUS có nhiều Port nối lên (Max 32 Port). Mỗi Port lại có một lối ra và một lối vào.

Mỗi lối vào có điện trở quang 5kΩ. Tất cả các lối vào 32 cái sẽ làm thành một điện trở tải của BUS quang 200Ω, tiêu thu dòng điện của Port phát hạn chế ở mức 20mA đến 30mA. Đặt nhiều Port hơn nữa sẽ làm quá tải các Port phát.

Còn về các lối “Ra” bình thường tất cả các lối “Ra” lên BUS đều tự động cắt khỏi BUS (gọi là 2 state hay trạng thái 3). Chỉ khi nào một Port có bản tin lên BUS thì nó mới tự động đấu lối “Ra” của nó lên BUS để phát. Do đó, các lối “Ra” không cản phá nhau khi phát, bảo đảm đưa được bản tin nguyên vẹn lên BUS.

3. BUS truyền tin PC SCADA với máy tải ba RS-232

Nó không phải là BUS multidrop mà là BUS truyền tin 1 điểm với 1 điểm (point to point).

Tiêu chuẩn RS-232 quy định BUS truyền tin 1 điểm 1 điểm như sau:

– Nó là một hệ BUS phức tạp gồm:

+ Để truyền tín hiệu cần dùng 3 (hoặc 4) dây BUS truyền tin, tạo nên đường đi so với đất, đường về so với đất nối giữa lối ra bên này với lối vào bên kia.

Tín hiệu đi về trên các dây ấy quy định 12V hoặc 24V so với đất, để biểu diễn mức “1” (-12V) và mức “0” (+12V).

+ Để liên hệ, bên phát bắt tay với bên thu, có thể quy định lắp chèn thêm một Modem giữa Port của PC với Port của tải ba. Đông thời lắp thêm giá PC với Modem, và giữa Modem với tải ba một dây Bus điều khiển với các tín hiệu điều khiển số:

i) RTS: Request to Send (bên phát báo Modem sẵn sàng muốn phát).

ii) CTS: Clear to Send (Modem báo tải ba sẵn sàng muốn phát).

iii) DSR: Data Set Ready (máy tải ba sẵn sàng chuyển tín sang).

iv) DTR: Data Terminal Ready (máy phát tin sẵn sàng).

v) Có thể thêm tín hiệu Clock.

Mỗi ổ cắm nối Bus RS-232 quy định là ổ 25 chân DB-25 hoặc ổ 9 chân DB-9 với quy định cụ thể chức năng mỗi chân.

Tốc độ truyền tin lên tải ba thường quy định 9,6kbd. Tốc độ bit và khoảng cách truyền tin RS-232 kém hơn RS-485, việc truyền tin RS232 và RS-485 là không đồng bộ 8 bit char, hoặc 9 bit char.

Protocol truyền tin hiện trường công nghiệp có nhiều loại khác nhau. Trường dùng nhiều nhất (tới 40% ứng dụng công nghiệp) là Protocol RTU-Modbus của hãng Modicon hoặc RTU plus.

Please follow and like us:
0
 

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Enjoy this blog? Please spread the word :)