Tải bản đầy đủ

Mang truyen thong công nghiệp 001

CÔNG TY CỔ PHẦN TỰ ĐỘNG HOÁ

TÂN PHÁT
Địa chỉ: Số 168 – Phan Trọng Tuệ – Thanh Liệt - Thanh Trì – Hà Nội
Điện thoại: 04.3685.7776/ Fax: 04. 3685.7775
Website: www.tpa.com.vn - Email: tpa@tpa.com.vn

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG
ETHERNET
SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7 300
Mã: EXAT.0082.00

TP-TT31-BM06/Lsđ:00


2

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Mục lục


EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


3

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

1. Cơ sở lý thuyết về mạng ETHERNET
1.1 Khái niệm mạng Ethernet
Ethernet là mạng cục bộ do các công ty Xerox, Intel và Digital equipment xây dựng và
phát triển. Ethernet là mạng thông dụng nhất đối với các mạng nhỏ hiện nay. Ethernet LAN
được xây dựng theo chuẩn 7 lớp trong cấu trúc mạng của ISO, mạng truyền số liệu Ethernet cho
phép đưa vào mạng các loại máy tính khác nhau kể cả máy tính mini.
Ethernet có các đặc tính kỹ thuật chủ yếu sau đây:
Có cấu trúc dạng tuyến phân đoạn, đường truyền dùng cáp đồng trục, tín hiệu truyền trên
mạng được mã hoá theo kiểu đồng bộ (Manchester), tốc độ truyền dữ liệu là 10 Mb/s.
Chiều dài tối đa của một đoạn cáp tuyến là 500m, các đoạn tuyến này có thể được kết nối
lại bằng cách dùng các bộ chuyển tiếp và khoảng cách lớn nhất cho phép giữa 2 nút là 2,8 km.
Sử dụng tín hiệu bǎng tần cơ bản, truy xuất tuyến (bus access) hoặc tuyến token (token
bus), giao thức là CSMA/CD, dữ liệu chuyển đi trong các gói. Gói (packet) thông tin dùng trong
mạng có độ dài từ 64 đến 1518 byte.

1.2 Hệ thống Ethernet
1.2.1 Sơ lược về hệ thống Ethernet .
Mặc dù ngày nay có nhiều công nghệ LAN nhưng Ethernet vẫn là công nghệ được sử dụng
nhiều nhất . Năm 1994 ước tính có khoảng hơn 40 triệu nút Ethernet được sử dụng trên toàn
cầu.
Từ khi chuẩn Ethernet ra đời, các đặc tính kĩ thuật và trình tự để xây dựng nên 1 mạng
Ethernet đã trở nên dễ dàng hơn đối với mọi người. Những đặc tính này cùng với tính dễ sử
dụng đã tạo nên một thị trường Ethernet rộng lớn và là nguyên nhân cho sự ứng dụng rộng rãi
của Ethernet trong nền công nghiệp máy tính .
Phần lớn các hãng sản xuất máy tính ngày nay trang bị cho sản phẩm của họ thiết bị 10Mbps Ethernet khiến cho thiết bị của họ có thể sẵn sàng kết nối vào mạng Ethernet cục bộ.
Khi chuẩn Ethernet 100Mbps đã trở nên phổ biến hơn thì máy tính được trang bị các thiết bị
Ethernet hoạt động ở cả hai tốc độ 10Mbps và 100Mbps. Những quản lí viên mạng Ethernet
ngày nay cần thiết phải biết liên kết một số lượng lớn các máy tính lại với nhau bằng công
nghệ mạng thiết bị trung gian. Rất nhiều mạng LAN ngày nay hỗ trợ các máy tính được sản
xuất bởi nhiều hãng khác nhau, tuy nhiên cần phải đảm bảo được sự tương thích giữa các dòng
máy tính.
Ethernet là 1 công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằm chuyển thông tin giữa các máy tính với tốc
độ từ 10 đến 100 triệu bít một giây (Mbps). Hiện thờicông nghệ Ethernet thường được sử dụng
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


4

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

nhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10Mbps. Công nghệ truyền thông 10Mbps sử dụng
hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn, hoặc cáp đôi, cáp sợi quang. Tốc độ chuẩn cho hệ thống
Ethernet hiện nay là 100Mbps .
1.2.2 Các thành phần của Ethernet
Hệ thống Ethernet bao gồm 3 thành phần cơ bản :
Hệ thống trung gian truyền tín hiệu Ethernet giữa các máy tính.
Các nhóm thiết bị trung gian đóng vai trò giao diện Ethernet làm cho nhiều máy tính có thể
kết nối tới cùng 1 kênh Ethernet.
Các khung Ethernet đóng vai trò làm các bit chuẩn để luân chuyển dữ liệu trên Ethernet. Phần
tiếp sau đây sẽ miêu tả quy tắc thiết lập cho các thành phần đầu tiên, các mảng truyền thông
vật lí, thiết lập quy tắc truy cập trung gian cho Ethernet và các khung Ethernet.

1.3 Hoạt động của Ethernet
Mỗi máy Ethernet, hay còn gọi là máy trạm, hoạt động độc lập với tất cả các trạm khác trên
mạng, không có một trạm điều khiển trung tâm.Mọi trạm đều kết nối với Ethernet thông qua
một đường truyền tín hiệu chung còn gọi là đuờng trung gian. Tín hiệu Ethernet được gửi theo
chuỗi, từng bit một, qua đường trung gian tới tất cả các trạm thành viên. Để gửi dữ liệu trước
tiên trạm cần lắng nghe xem kênh có rỗi không, nếu rỗi thì mới gửi đi các gói (dữ liệu). Cơ
hội để tham gia vào truyền là bằng nhau đối với mỗi trạm. Tức là không có sự ưu tiên. Sự thâm
nhập vào kênh chung được quyết dịnh bởi nhóm điều khiển truy nhập trung gian (Medium
Access ControlMAC) được đặt trong mỗi trạm. MAC thực thi dựa trên cơ sở sự phát hiện va
chạm sóng mang (CSMA/CD).
− Giao thức CSMA/CD .
− Xung đột
− Truyền dữ liệu
1.3.1 Giao thức CSMA/CD.
Để truyền thông tin, mỗi giao tiếp mạng phải lắng nghe cho tới khi không có tín hiệu
trong kênh chung, lúc này nó mới có thể truyền thông tin. Nếu một giao tiếp mạng thực hiện
truyền thông tin trong kênh thì gọi là sóng và các trạm khác phải chờ đợi cho tới khi sự truyền
dẫn này kết thúc. Quá trình này gọi là phát hiện sóng mang.
Mọi giao tiếp Ethernet đều có cơ hội ngang nhau trong việc truyền thông tin trong mạng
(Đa truy nhập). Trong quá trình truyền từ đầu này tới đầu kia của Ethernet, những bít đầu tiên
của khung cần phải đi tới mọi vùng của mạng. Tức là có thể có 2 giao tiếp mạng cùng thấy

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


5

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

mạng rỗi và gửi đi cùng 1 lúc. Khi đó Ethernet phát hiện sự “va chạm“ và dừng việc truyền và
gửi lại các khung. Đó là quá trình phát hiện va chạm.
1.3.2 Xung đột
Giao thức CSMA/CD được thiết kế nhằm cung cấp cơ hội ngang bằng truy nhập kênh
chung cho mọi trạm trong mạng. Sau khi gói tin được gửi đi mỗi trạm trong mạng sẽ sủ dụng
giao thức CSMA/CD để xem trạm nào sẽ được gửi tiếp sau.
Nếu có có hơn 1 trạm cùng gửi thông tin cùng lúc thì tín hiệu được nói rằng đang va
chạm, Các trạm sẽ nhận ra biến cố này và dừng việc truyền bằng thuật toán backoff. Sau đó
mỗi trạm sẽ chọn 1 thời gian ngẫu nhiên sau đó để truyền tiếp .
Thông thường khoảng thời gian trễ này là rất ngắn chỉ khoảng phần nghìn hoặc phần
triệu của giây. Nếu như sau đó lại có va chạm thì lại phải truyền lại. Nếu sau một số lần liên
tiếp nào đó va chạm thì hệ thống sẽ thôi truyền gói tin này nữa, thường Ethernet chọn 16 lần để
hảy bỏ truyền gói tin. Nếu mạng càng lớn và càng nhiều trạm thì khả năng huỷ bỏ càng lớn.
1.3.3 Truyền dữ liệu
Cũng như các mạng LAN khác, Ethernet luôn tìm cách truyền dữ liệu tốt nhất, Tuy
nhiên ngay cả với những mạng Ethernet đắt tiền nhất và được thiết kế tốt nhất thì dữ liệu
truyền đi vẫn không hoàn hảo.
Nhiễu điện có thể xuất hiện mọi lúc trên hệ thống cable và làm dữ liêu bị hỏng. Trong
trường hợp kênh LAN bị tắc nghẽn làm cho số lần va chạm vượt quá 16 làm cho các khung
bị mất. Không thể có mạng LAN nào hoàn hảo, vì thế những phần mềm ở lớp giao thức mạng
cao hơn được thiết kế để cứu dữ liệu khỏi lỗi.
Cần thiết phải nâng lên các giao thức mạng mức cao để chắc chắn dữ liệu nhận được là
chính xác. Các giao thức bậc cao làm được điều nàu nhờ phương thức truyền đáng tin cậy
và sự xác nhận chuỗi thông tin truyền qua mạng.
1.3.4 Khung và địa chỉ Ethernet
Quả tim của Ethernet là là khung, khung được sử dụng để truyền dữ liệu giữa các
máy tính, Khung gồm các bit được chia thành các trường. Các trường này bao gồm trường địa
chỉ, trường dữ liệu chứa từ 46 tới 15000 byte dữ liệu, và 1 trường kiểm tra lỗi để kiểm tra các
bit nhận được có giống với các bit được truyền đi không.
Trường đầu tiên mang 48 bit địa chỉ , gọi là địa chỉ nhận và địa chỉ gửi, IEEE quản lí các
địa chỉ bởi trường địa chỉ. IEEE cung cấp 24 bit nhận dạng gọi là “định danh tổ chức duy nhất“
(OUI) , mỗi tổ chức tham gia vào Ethernet sẽ được cung cấp 1 định danh duy nhất .Tổ chức sẽ
tạo ra 48 bit địa chỉ sử dụng OUI của 24 bit địa chỉ đầu tiên . 48 bit này được biết đến như là địa
chỉ vật lí, phần cứng hoặc địa chỉ MAC. 48 bít địa chỉ là dấu hiệu nhận biết chung cho mỗi giao
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


6

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

tiếp Ethernet khi nó được tạo ra, nhờ đó mà làm đơn giản hơn cấu trúc của Ethernet. Với cách
định danh này bạn có thể nhóm nhiều tổ chức Ethernet vì thế dễ dàng hơn trong việc quản lí
Ethernet.
Mỗi khung Ethernet được gửi tới 1 kênh chung, khi đó mỗi giao tiếp mạng sẽ xem xét
trường 48 bit đầu tiên có chứa địa chỉ, giao tiếp mạng sẽ so sánh địa chỉ của chính nó với địa
chỉ này. Giao tiếp mạng có địa chỉ trùng với địa chỉ nhận sẽ đọc toàn bộ khung và gửi những dữ
liệu này tới phần mềm trong máy. Mọi giao tiếp mạng sẽ ngừng đọc thông tin trong khung sau
khi chúng phát hiện địa chỉ của chúng không trùng với địa chỉ nhận.
1.3.5 Địa chỉ Multicast and Broadcast
Một địa chỉ multicast cho phép một khung đơn có thể nhận được một nhóm trạm.Phần
mềm mạng có thể cho phép giao tiếp mạng lắng nghe những địa chỉ multicast chỉ định. Điều
này cho phép một nhóm trạm có thể được nhận biết bởi một nhóm multicast đã được gán cho
địa chỉ multicast riêng. Một gói đơn gởi tới 1 địa chỉ multicast sẽ được nhận bởi mọi trạm
trong nhóm này. Có một trường hợp đặc biệt của multicast là broadcast, đó là 48 bit địa chỉ của
mỗi phần tử. Mọi giao tiếp Ethernet nếu thấy 1 khung với địa chỉ đến kiểu này sẽ đọc khung và
gửi nó đến phần mềm trong trạm.

2. Thực hành
2.1 Sơ đồ nguyên lý

Hình 1

2.2 Danh mục thiết bị
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


7

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

ST
T

Tên module

Mã module

Số
lượng

1

MODULE NGUỒN 24VDC

TPAD.E5103

1

2

MODULE PLC S7 300 CPU3172DP + CP343-1 + CP343-2
(PROFIBUS KẾT HỢP
ETHERNET VÀ AS-I MASTER)

TPAD.A0607

1

Ghi chú

2.3 Kết nối thiết bị
24VDC POWER SUPPLY

PLC S7 300 CPU317-2DP + CP343-1 + CP343-2 MODULE

MAY TINH
OUTPUT
+24VDC

OUTPUT
0V

X

Ð

X

Ð

X

Ð

X

PROFIBUS DP

Ð

ETHERNET
ON
F/2A

AS-I1

4C

POWER SUPPLY
(24VDC)
V+

SOURCE
200 240VAC
50/60Hz

Ð

AS-I2

GND
X1

4C

Hình 2
2.4 Trình tự thực hành
-

Để tạo một Project mới (1) Khi đó xuất hiện một cửa sổ cho phép ta: Đặt tên cho Project
mới (2), chọn thư mục để lưu Project (3). Sau đó nhấn OK (4).

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


8

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Hình 3
- Để thêm vào các thành phần của bộ PLC hoàn chỉnh ta nhấn phải chuột vào tên
của Project: S7-300 EthernetInsert New Object SIMATIC 300 Station
Hoặc thực hiện từ Menu chính: InsertStationSIMATIC 300 Station

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


9

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

-

Hình 4
Chọn các thiết bị phần cứng cho PLC bằng cách nháy chuột vào biểu tượng Hardware.

Hình 5
-

Trong cửa sổ cài đặt phần cứng trước tiên ta phải tạo ra một Rack để gá các Module của
PLC lên bằng cách chọn SIMATIC 300 RACK 300Rail khi đó sẽ có một bảng để
nhập các thiết bị phần cứng của PLC, để nhập các thiết bị phần cứng của PLC vào các
Rack ta phải nhập đúng vị trí của chúng:
+ Rack 1: sử dụng cho Module nguồn của PLC, ở đây thực tế ta không có module
nguồn của PLC nên ta không cần thiết phải lấy nguồn.

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


10

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

+ Rack 2: Sử dụng để chứa CPU, để lấy ra Module CPU thích hợp: SIMATIC
300 CPU-300  CPU 317-2DP  chọn theo mã thực tế trên PLC theo hình.

Hình 6
+ Rack 4: Sử dụng để chứa CP Ethernet, để lấy ra Module CP thích hợp:
SIMATIC 300 CP-300  CP 300  chọn theo mã thực tế trên CP theo hình.

Hình 7

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


11

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Cách cấu hình mạng Ethernet khi lấy CP343-1 vào Rack 4 như sau:

Hình 8

Hình 9
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


12

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Hình 10
+ Thiết lập kết nối mạng Ethernet cho PLC với PC
- Thiết lập địa chỉ IP trên PC

Hình 11
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


13

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

+ Thiết lập kết nối Ethernet cho module CP 343-1

Từ cửa sổ Hardware nhấn vào biểu tượng
cửa sổ Netpro như hình 3.8

Netpro trên thanh công cụ  xuất hiện

Hình 12

Hình 13
EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


14

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Chọn vào Insert New Connection xuất hiện cửa sổ và chọn theo thứ tự như hình 14:

Hình 14
Sau khi nhấn OK ở phần Insert New Connection sẽ xuất hiện 1 cửa sổ  tiến hành chọn
và cài đặt theo hình 16:

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


15

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Hình 15

Hình 16

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300


16

Công Ty Cổ Phần Tự Động Hóa Tân Phát

Sau khi cài hoàn thành ta thấy khi nhấp vào biểu tượng CPU 317-2DP sẽ xuất hiện trạng
thái kết nối với chữ Yes ở cột Active Connection ( nếu chưa xuất hiện chữ Yes như hình
17 thì có nghĩa là chưa thiết lập kết nối thành công)

Hình 17
Hoàn tất công việc thiết lập phần cứng ta tiến hành lưu lại và download (nhấn vào
biểu tượng dowload trên thanh công cụ) xuống PLC.

Xin cảm ơn sự quan tâm của quý khách hàng về sản phẩm của chúng tôi, rất mong nhận
được góp ý của quý khách hàng về tài liệu, sản phẩm để chúng tôi nâng cao hiệu quả khai thác,
sử dụng thiết bị.
Người biên soạn tài liệu:
Địa chỉ email: doc.info@tpa.com.vn
Số điện thoại: 04.3685.7776.

EXAT.0082.00

THỰC HÀNH MẠNG TRUYỀN THÔNG ETHERNET: SỬ DỤNG MÁY TÍNH- S7-300



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×