hệ thống thông tin đo lường

Chương I: Phân loại và hệ thống thông tin đo lường
1.1 Khái niệm chung
-Trong kĩ thuật thông tin là một bộ phận quan trọng giúp ích cho việc đo và điều khiển để
phân biệt được tín hiệu. thì người ta phải sử dụng kĩ thuật thông tin này để đo và xử lí rồi đưa
đến các bộ phận điều khiển tùy thuộc phụ thuộc vào yêu cầu mục đích sử dụng tín hiệu mà
người ta có thể chia ra nhiều tín hiệu
-Trong kĩ thuật thông tin bao gồm :kĩ thuật tính toán ,kĩ thuật truyền thông tin ,kĩ thuật lưu giữ
và truyền ,kĩ thuật thông tin đo lường. trong chương trình ta chỉ nghiên cứu về hệ thống thông
tin đo lường
1.2 Dịnh nghĩa :là hệ thống tự động đo điều khiển và gia công thông tin theo một thuật toán
nhất định
-HTTT đo lường là một tập hợp các thiết bị có cùng một nhiệm vụ một chức năng và thiết lập
được ước lượng để thu thạp thông tin tự động từ đối tượng và gia công để việc thu thập thuận
lợi
Ví dụ: trong sản xuất dấy thì người ta điều chỉnh độ dày của dấy theo các thông số: về độ ẩm,
khối lượng, tốc độ băng truyền …
Hệ thống đo và điều khiển phải nhận được các thông số đó xử lí theo một chương trình phù
hợp với yêu cầu của quy trình công nghệ
1.1.2 Các hệ thống thông tin đo lường
a. Phân loại
bao gồm các hệ thống :đo lường, kiểm tra, nhận dạng chuẩn đoán và tính toán
+hệ thống đo lường là hệ thống dùng để đo các thông số mà đối tưởng cần điều khiển.Việc đo
các thong số đo này phụ thuộc vào quy trình công nghệ hoặc mục đích của hệ điều khiển
+Kiểm tra là hệ thống so sánh giữa hai trạng thái thông thường là so sánh giữa đại lượng cần
đo và mậu
+Hệ thống nhận dạng là hệ thống nhận dạng đối tượng để tìm ra các thông số cần điều khiển
+chuẩn đoán là hện thống dùng để khôi phục sự làm việc bình thường của đối tượng và tìm ra
các hư hỏng từ đó người ta có thể thay thế hoặc gia công thêm
+tính toán là ht tính toán để tạo ra được các kết quả mong muốn
b.đặc điểm chung
tất cả các quá trình trên đều có đặc điểm chung

-cần phải có sự thu nhận đại lượng đo bằng thiết bị biến đại lượng đo thành đại lượng trung
gian và so sánh với đại lượng mậu
-ghi lại các trạng thái hay tính chất của đối tượng tạo ra đưa ra kết quả bằng số hay tỉ số
c.Yêu cầu kĩ thuật
-một vấn đề đặt ra là ngày càng đo cùng một lúc nhiều đối tượng và đại lượng đo khác nhau vì
vậy về yêu cầu của hệ thống là phải xác định được tính chất và quy luật nhất định của đối
tượng trên cơ sở đó thì người ta thiết kế hệ thống đo ,đó là tập hợp nhiều tập hợp đo của nhiều
đại lượng
1.1.3 cấu trúc của hệ thống thông tin đo lường
-thiết bị thu nhận và đo bao gồm các cảm biến biến thành tín hiệu điện,thiết bị đo nhằm mục
đích thực hiện các phép so sánh lưỡng tử hóa và mã hóa
-thiết bị gia công tin tức thực hiện phép tính theo một loogich nhất định
1.1.4 nhiệm vụ của hệ thống đo lường
-thực hiện đo kiểm tra chuẩn đoán hay nhận dạng tính toán có thể là riêng rẽ hay hợp bộ của
nhiều tín hiệu khác nhau trong thời gian ngắn
-biến đổi tín hiệu đo lường thành các tín hiệu chuẩn hóa để truyền đi xa không bị mất mát và
thực hiện việc đo chúng bằng một loại dụng cụ duy nhất
-HTTT nhằm nhiệm vụ TĐH cao trong các quá trình đo kiểm tra nhận dạng chuẩn đoán … từ
đó mà cho ra thông tin và ra lệnh điều khiển đối tượng kịp thời và do đó nâng cao được chất
lượng sản phẩm
1.1.5 sự phát triển của hệ tự động
- sự phát triển kĩ thuật đã dẫn đến việc sử dụng rỗng rãi vi xử lí µp và vi tính µC trong sản
xuất
-sử dung các senson thong minh tức là kết hợp µp và senson để có số liệu chính xác
-tối ưu dưới dạng số đồng thời µp đồng thời xử lí sơ bộ nhờ vậy mà giảm được khối lượng
tính toán cho máy tính trung tâm một hệ như vậy gọi là hệ phân tán
-thiết lạp các tổ hợp gội là tổ hợp đo lường tính toán
-1.2 Phân loại hệ thống HTĐ theo tín hiệu đầu vào
Thường căn cứ vào tín hiệu đo ở đầu vào xác định nghuyên lí làm việc hệ tự động ta có thể
phân loại HTĐ theo tín hiệu đầu vào

1.số lượng đại lượng đo ở đầu vào nếu từ 2 trở lên gọi là hệ nhiều kênh. Các tín hiệu đo khác
nhau độc lập hay phụ thuộc
2.Đại lượng đo có thể là tiền định hay ngẫu nhiên
3.tín hiệu đo có thể là lien tục rời rạc theo thời gian
4.tín hiệu đo chủ động (bản than mang năng lượng ,dòng điện ,điện áp …)có thể là bị động
(điện trở ,điện cảm )
5.tín hiệu đo nhiều độc lập có thể tách ra khỏi tín hiệu được
-tín hiệu có nhiều phụ thuộc có thể là không có thể tách khỏi được
-căn cứ vào tín hiệu đo đầu vào mà có thể phân thành nhiều hệ thông khác nhau
1.3 Phân loại hệ thống tín hiệu ra
1.Hệ thống đo lường
-đo các đại lượng vật lí
-thông tin ra bằng số
-kết quả được đưa ra trực tiếp
Kim chỉ tự ghi số ,đồ thị ,có hệ thống cần qua xử lí nhờ vào µp và µc
2. hệ thống tự động kiểm tr và điều khiển
-phải so sánh với nhưỡng đại lượng cần kiểm tra
-thường có 3 mức (chuẩn ,dưới tiêu chuẩn và trên tiêu chuẩn )khác với hệ TTĐL ở đây thông
tin ra mang chất lượng trả lời câu hỏi thấp hơn hay cao hơn chuẩn vì thế hệ thống ít vạn năng
hơn
-thông thường trong công việc bao giờ 2 HTĐL và điều khiển đều đi đôi với nhau
3.Hệ thống chuẩn đoán
Trên cơ sở kết quả đo ta đánh giá trạng thái đối tượng đó và tìm ra hư hỏng từ đó khắc phục
và sửa chữa
-hệ thống cần có sự tham gia thiết bị tính toán logic
4.hệ thống nhận dạng
HT nhận biết thông tin đ có giống mẫu không thường có kết hợp với thiết bị tính toán
1.4 Phân loại hệ thống theo sơ đồ cấu trúc
1. Hệ thống kênh đo lường song song (hình vẽ )
S

1
, S
2
…. S
n
các cảm biến nhận tín hiệu từ các đối tượng điều khiển đưa vào, đo lường 1,2,…n
và đưa vào thiết bị thể hiện thông tin. Các kênh này làm việc song song với nhau do đó độ tin
cậy cao vì nếu một kênh hỏng thì các kênh khác vẫn hoạt động bình thường tuy nhiên số
lượng dây sẽ rất lớn
-Tất cả các khối trên đều được theo dõi bởi các khối điều khiển trung tâm
Phạm vi ứng dụng:cho phép sử dụng đối với hệ thống có khoảng cách nhỏ hơn 2Km
2.Hệ thống với các kênh đo lường nối tiếp (hình vẽ)
Khắc phục nhược điểm là số lượng dây và thiết bị lớn. thì người ta chuyển đổi từ song song
thành nối tiếp bằng cách lắp them bộ đổi nối
-Nhiều vào một ra:khi lấy tín hiệu ở kênh đo nào thì khối điều khiển đó quyết định
-tín hiệu qua bộ đổi nối dược đưa và phần đo lường , ở phần này nếu cần thiết thể hiện ở kênh
nào thì người ta đưa qua khối thiết bị thể hiện thông tin. Vì vậy đối với hệ thống này được sử
dụng khi đo ở các khoảng cách xa. Dộ tin cậy thấp vì nếu một trong các khối hỏng thì cả hệ
thống bị hỏng
-trên cơ sở ưu nhược điểm của 2 hệ thống trong thực tế thì người ta thường dung hệ thống các
kênh đo lường kết hợp của cả 2 hệ thống
3. Hệ thống với các kênh đo lường kiểu song song, nối tiếp (hình vẽ)
-Đối với hệ thống loại này thì người ta chia thành từng khu vực và các khu vực này thì mắc
song song .trong từng khu vực người t mắc các hệ thống nối tiếp với nhau ,tín hiệu chia
từ(1,2…n)ngoài ra người ta mắc them bộ đổi nối của các khu vực và thông qua bộ đổi nối này
thì hệ thống có thể dám sát tín hiệu từng khu vực
-Đối với cách mắc này thì khắc phục được nhược điểm hệ thống song song ,nối tiếp để tăng
độ tin cậy tăng số lượng kênh và tăng độ chính xác tuy nhiên thì hệ thống này phức tạp và chỉ
được đối với hệ thống lớn và truyền xa
4.Hệ thống kiểm tra tự động (hình vẽ)

Tín hiệu s
1
, s
2
, s
3
… s
n

Để kiểm tra thì người ta so sánh với mậu tùy thuộc vào mực đích kiểm tra thì tín hiệu có thể
lấy (>,<,=) và đưa vào thiết bị thể hiện thông tin và quá trình này được giám sát bởi khâu điều
khiển. Trong các hệ thống này thường được ứng dụng trong việc kiểm tra phân loại sản phẩm
phân loại tín hiệu
1.5 Tổ chức làm việc của một HTTTĐL
-tạo ra 1 algorith làm việc của hệ thống
-Tác động lẫn nhau của các khâu
- Thứ thực hiện các thao tác ,chọn tần số xuất hiện tín hiệu ,chọn kênh số
-xác dịnh tín hiệu đo của từng tín hiệu ở từng kênh, tính sai số của việc đo
-Ngày nay người ta sủ dụng vi xử lí và tính ngoài việc gia công kết quả do , máy tính có thể tổ
chức làm việc của cả hệ thống từ đó thực hiện tất cả các chức năng của bộ điều khiển
-Khi sử dụng bộ điều khiển thì phải xẩy ra việc trao đổi lệnh giữa các khâu riệng biệt của hệ
thống
-Để đảm bảo hệ thống làm việc bình thường thì người ta có lệnh chung hay gọi là giao diện
-giao diện làm nhiệm vụ xác định algorithm và đánh số các tín hiệu rời rạc dùng để truền lệnh
trong hệ thống như vây khi chế tạo interface cần phải làm các nhiệm vụ sau:liệt kê tất cả các
kệnh, liệt kê tất cả các ín hiệu để mang lệnh, liệt kê các thông số của các tín hiệu đó
Ví dụ :Liệt kê các lệnh như sau
-Lệnh đưa hệ thống về trạng thái ban đầu sau khi có nhuồn cung cấp
-Lệnh bắt đầu làm việc
-Lệnh chọn chế độ làm việc của thiết bị vì thế trong hệ thống đo lường thông tin hiện đại thì

μp và μc là không thể thiếu được
-tín hiệu từ bộ cảm biến s được đưa đến bộ đổi nối rồi đưa đến bộ trích lấy mậu
-Bộ khuếch đại rồi đưa đến bộ chuyển đổi A/D đến bộ chọn kênh
-μp kết hợp với các bộ nhớ ROM,PROM,EPROM tạo thành máy tính
-thông tin đo sau khi qua bộ chuyển đổi được trao đổi với μp thông qua kênh BUS
-thông qua BUS điều khiển μp có thể điều khiển quá trình làm việc của khâu trong hệ thống
-Ở đầu ra tín hiệu có thể nối với các đối tượng khác như máy phát máy ghi…
-Trong các hệ thống thông tin đo lường việc sử dụng μp đã giúp chế tạo cảm biến thông minh
Chương II Tín hiệu đo và các phép biến đổi
2.1 các loại tín hiệu đo
1.Tín hiệu tiền định
-tín hiệu 1 chiều ví du như tín hiệu chuẩn hóa
-Tín hiệu xoay chiều hình sin X
(t)
= X
(m)
sin(wt+φ) trong đó X
(m)
là biên độ cực đại X
(m)
có thể là
thông số thay đổi theo sự biến đổi của lương đo các thông số như φ,w có thể thay đổi theo đại
lượng đo đó là quá trình điều chế (MOD) tín hiệu
2.Tín hiệu ngẫu nhiên
-là tín hiệu không thay đổi theo quy luật sự ngẫu nhiên gây ra theo biến động cảu điều kiện
bên ngoài đối tượng VD:như nhiệt độ,độ ẩm ,áp suất thay đổi đồ thi tín hiệu đo cũng bị ảnh
hưởng
-xét theo hình thức biến đổi tín hiệu đo có thể phân thành
a.tín hiệu đo liên tục:đó là hàm liên tục cảu mọi đối số
b.Tín hiệu đo liên tục lượng tử là các giá trị lượng tử của một hàm có đối số liên tục

c.Tín hiệu đo rời rạc là một hàm liên tục cảu đối số rời rạc
d.Tín hiệu đo rời rạc lượng tử là giá trị lượng tử của một đối số rời rạc. Một tín hiệu đo ngẫu
nhiên được gọi là quá trình ngẫu nhiên.Nếu ta đo nhiều lần được nhiều đường cong khác nhau
nó được gọi là quá trình ngẫu nhiên ví dụ đo nhiệt độ theo thời gian nó dao động xung quanh
một giá trị trung bình
2.2 Rời rạc hóa tín hiệu đo
-Rời rạc hóa tín hiệu đo liên tục là quá trình biến đổi một hàm liên tục theo thời gian X(t)
thành rời rạc theo thời gian
-X(t) là tập hợp các tung độ mà theo đó có thể nhận được ước lượng của tín hiệu đo liên tục
X
*
(t) : a X(t) =(x
0
, x
1
… x
n
) (1)
b (x
0
, x
1
… x
n
)= X
*
(t) (2)
-Khi thực hiện một pháp a lên X(t) ta nhận được X(i) ngược lại khi tác động một phép b lên
X(i)thì ta nhận được ước lượng X
*

(t)
- 2 quá trình ngược nhau mà ta có các thiết bị tương ứng đó là các thiết bị biến đổi A/D và
D/A trong đó toán tử a là toán tử thể hiện toán tử b gọi là toán tử phục hồi
Có nhiều cách rời rạc tin hiệu đo
a.Hàm rời rạc là một bộ hệ số của một dãy nào đó
b.Hàm rời rạc là các giá trị tức thời của các hàm liên tục lấy tại các thời điểm nhất định
c.Hàm rời rạc là một hiệu các giá trị kế tiếp nhau
23.3 Lượng tử hóa theo mức
-trong các hệ thống đo lường sử dụng các chuyển đổi A/D từ sensor qua A/D vào máy tính
-trong khi đó sai số do việc làm tròn các giá trị của tín hiệu ảnh hưởng tới độ chính xác của
phép đo một sai số như vậy gọi là sai số luwownhj tử
-phép lượng tử hóa theo mức được thể hiện khi lấy giá trị đo ở thời điiểm tín hiệu đo cân bằng
với mức lượng tủ cân bằng nhất và lấy giá trị lượng tử đó.
2.4 mã hóa ,một số phương pháp mã hóa
Mã hóa là quá trình thay đổi các kí hiệu của dạng này thành dạng khác
Mã được coi như là một tập hợp gồm nhiều phần tử còn các phần tử của mã được gọi là cơ số
Trong thực tế thường dung mã cơ số 2 các phần tử của nó có hay không (tế kí hiệu 0,1)
VD:- Ta có N giá trị lượng tử, tất cả được đánh số mỗi số được viết dưới dạng mã cơ số 2
-Số lượng dãy m của mã cơ số 2 cần thiết để mã hóa tất cả N giá trị lượng tử được xác định
bằng biểu thức m=log
2
N
-Các giá trị rời rạc được mã hóa theo thứ tự
-Tín hiệu bây giờ là một tập hợp mã tương ứng với một mức lượng tử là một tập hợp mã
VD:Một tập hợp gồm 10 giá trị khi có tín hiệu lượng tử hóa ta nhận được 10 giá trị ứng với
ccacs mã dãy tương ứng
-Để tránh sự dư thừa thông tin thường những tập hợp mã có số 0 đằng trước được bỏ đi vì nó
không mang thông tin
-Điều này sẽ có lợi cho việc giảm thời gian thông tin và giảm công suất tiêu thụ
VD:-Dãy mã 0011 ,ta có thể bỏ đi 2 số o đằng trước vì nó không sử dụng để mang thông tin

đo
-Để phân biệt giữa các tập hợp mã với nhau ở phần thu, người ta dung những xung có biên độ
lớn hay xung có dấu khác.
2.5 Nhiễu và phương pháp chống nhiễu
2.5.1 nhiễu
- Là tất cả các yếu tố ko ổn định tác động lên tín hiệu và gây ra sự mất mát thông tin đo
- Nhiễu là nguyên nhân gây ra sai số hoặc hỏng hóc
- Trong HTĐ thì nhiễu xuất hiện ở tất cả các khâu
- Đối tượng nghiên cứu:
Bao gồm các cảm biến, bộ chuyển đổi chuyển hóa
Nhiễu gây ra do nhiều điều kiện làm việc nặng nhọc, điều kiện đo ko ổn định ngay ở đối
tượng(ví dụ:sự thay đổi nhiệt độ, gia tốc, dao động, tác động hóa học…)
- Khâu kênh liên lạc(dãy liên lạc):
Nhiễu sinh ra chủ yếu là do trường điện từ, ảnh hưởng của khí quyển, môi trường lý hóa
- Khâu thiết bị thu và gia công
Nhiễu gây ra do sự thay đổi nhiệt độ, nguồn cung cấp
2.5.2 Các loại nhiễu
a. Nhiễu ngẫu nhiên
Là một dãy các xung có biên độ, độ dài và thời gian xuất hiện là ngẫu nhiên
Ví dụ: Nhiễu do đóng ngắt mạch điện chẳng hạn
b. Nhiễu hệ thống
Có giá trị ko đổi và thay đổi theo quy luật
Ví dụ: Nhiễu do sự thay đổi chậm các đại lượng nhiệt độ, độ ẩm, …
2.5.3 Các phương pháp chống nhiễu
Có nhiều phương pháp chống nhiễu, nói chung ta có thể chia ra 4 phương pháp:
1. Sử dụng các dạng điều chế tín hiệu chống nhiễu
- Điều chế(Modulation) tức là sự tác động của tín hiệu đo lên một thông tin nào đó của
tín hiệu mang
- Sự tác động của nhiễu nhiều hay ít phụ thuộc vào các dạng điều chế
- Tín hiệu mang có thể là một điện áp xoay chiều tần số cao hay là một điện áp xung, ta

lần lượt xét 2 loại này
a. Điều chế với tín hiệu mang là xoay chiều hình sin
Gỉa sử có tín hiệu hình sin là: X(t)=XmSin(wt+φ)
Xm là biên độ cực đại của tín hiệu, w:là tần số góc, φ là góc lệch pha ban đầu
- Khi tín hiệu đo tác động lên biên độ đo Xm thì ta điều chế biên độ
- Khi tín hiệu đo X(t) tác động lên tần số w thì có thể điều chế tần số ở đâu tín hiệu nhỏ
thì tần số thấp, ở đâu tín hiệu đo lớn thì tần số cao
- Khi tín hiệu đo tác động vào góc lệch pha, ta có thể điều chế pha
- Khi sử dụng dạng điều chế nào thì ta phải sử dụng dạng điều chế tương ứng
- Một bộ điều chế và giải điều chế gọi là tín hiệu điều tần có độ chống nhiễu tốt hơn
điều biên.
b. Điều chế với tín hiệu mang là xung
Tín hiệu mang có thể là 1 dãy xung(thường là xung hình chữ nhật)
Các thông số của xung là:
-Biên độ xung Um
-Tần số xung f=1/T
-Độ rộng xung τ (thời gian xung)
Tín hiệu đo tác động vào biên độ của xung ta có thể điều chế xung
- Tín hiệu đo tác động vào tần số của dãy xung gọi là điều chế tần số xung, ở đoạn nào
tín hiệu đo bé thì tần số thấp, ở đoạn nào tín hiệu đo lớn thì tần số cao,
- Tín hiệu đo tác động vào độ rộng của xung (ở đoạn nào tín hiệu đo nhỏ thì độ xung
hẹp, ở đoạn nào tín hiệu đo lớn thì độ rộng xung lớn) gọi là điều chế độ xung
- Tín hiệu đo tác động tạo thành các tập hợp mã khác nhau. Chỗ nào tín hiệu đo lớn thì
mã có số lớn. Đó là điều chế mã xung. Thường để truyền đi xa tín hiệu điều chế mã
xung phải kết hợp với một dạng điều chế khác.Ví dụ điều chế tần số xoay chiều
- Ta có điều chế tần số
- Độ chống nhiễu ở hệ số mã xung là có độ chống nhiễu tốt nhất vì để làm thay đổi từ 0
đến 1 hay ngược lại nhiễu phải đủ mạnh
2) Phương pháp là sử dụng mã sửa sai
- Các loại mã thông thường có 1 nhược điểm là khi thay đổi 1 tín hiệu(do nhiễu hay 1

nguyên nhân nào khác)ví dụ :từ 0 thành 1 hay từ 1 thành 0 sẽ xuất hiện một tập mã khác.
Điều đó dẫn đến sai số
- Để tìm ra hay sữa chữa các sai số có mặt của nhiễu ta dùng một mã gọi là mã sữa sai hay
mã kiểm tra. Ví dụ :
- Mã chẵn lẽ chẳng hạn là mã kiểm tra
- ở bộ phát ta cứ cộng tất cả kí hiệu mà sao cho tổng tất cả con sô 1 là chẵn
- Nếu là lẽ ta cộng thêm 1 sao cho khi phát đi toàn chẵn, phần thu ta kiểm tra lại tính chẵn
ấy
- Nếu mà kết quả lẻ thì hoặc là tập hợp mã đó hoặc là ra lệnh phát lại
3) Phương pháp thứ 3
- Sử dụng các phương pháp thu chống nhiễu
- Phương pháp sử dụng các bộ lọc nhiễu, tùy theo dãi tần của nhiễu ta có thể sử dụng các
bộ lọc khác nhau có thể lọc nhiều lần để khử nhiễu
-Một phương pháp hay sử dụng là phương pháp tích dần
- Cơ sở của phương pháp này như sau : cùng một tín hiệu sẽ được nhắc đi nhắc lại nhiều
lần và kết quả nhận được ở đầu thu như một tổng
Gỉa sử ta truyền đi một xung có biên độ ko đổi U, tín hiệu nhiễu là U nhiễu. Khi đó tỷ số
của công suất tín hiệu trên nhiễu sẽ là : C
vào
=P
th
/P
nh
=U
2
/U
2
nh
Về lý thuyết với phương pháp này có thể phát hiện tín hiệu nhỏ bao nhiêu cũng được
-Có thể sử dụng n kênh thay cho n lần

-Có thể sử dụng với các điện áp có chu kỳ. Trường hợp đó phải đảm bảo đồng bộ với tín
hiệu phát.
4. Sử dụng phản hồi trong HTĐ
- Phản hồi trong HTĐ là một trong những phương pháp để nâng cao khả năng chống
nhiễu của hệ thống
-Tùy thuộc vào chức năng mà phản hồi có thể bao gồm nhiều khâu.
Khâu phản hồi 1
-Bao gồm tần thu liên hệ với tần phát
-Sự thay đổi tín hiệu ở phần thu xẩy ra do nhiễu nhờ có phản hồi tác động đến tần phát sao
cho sự thay đổi cảu chế độ của nó bù lại ảnh hưởng của nhiễu
Khâu phản hồi 2 :có 2 loại
Hệ thống mã kểm tra
-Hệ thống phải nhớ định kì các nhóm mã nếu phát hiện ra có sai sót ở phía thu theo đường
dây phản hồi đòi hỏi phát lại nhóm mã sai sọt đo
-Có thể nhắc lại nhiều lần cho đến khi biết chắc là đã đúng
Hệ thống với sự so sánh
-Mỗi một nhóm mã sẽ được truyền trở về theo đường dây phản hồi và trong bộ mã hóa sẽ
so sánh chúng với nhóm mã đã gưi đi
-Nếu kết quả ăn khớp thì sẽ xuất hiện tín hiệu là đã truyền đúng nếu không đúng thì sự
truyền sẽ được nhắc lại
-Nhược điểm: Công suất tiêu thụ của hệ thống này lớn hơn vì phải truyền trở lại tất cả tập
hợp mã đã nhận
CHƯƠNG III:kênh liên lạc
3.1định nghĩa và đặc tính cảu kênh liên lạc
-Định nghĩa: kênh liên lạc là tập hợp các thiết bị đảm bảo truyền độc lậ các thông tin đo
-Bao gồm thiết bị phát dây liên lạc
Dây liên lạc :điện vô tuyến ,siêu âm quang học
Các đặc tính
a.Dung lượng cảu kênh liên lạc
V

k
=T
k
F
k
H
k
T
k
thời gian trong đó có mặt tín hiệu truyền đi
F
k
khoảng tần số mà kênh có
H
k
Đặc tính chỉ rõ sự tăng công suất tín hiệu P
th
so với công suất nhiễu P
nh
trong kênh
b.Tốc độ truyền thông tin
- U=1/T trong đó lượng thông tin 1 truyền đi trong 1 đơn vị thời gian
- để truyền một cách chính xác thì ta phải có điều kiện V
k
>=V
th
;V
th
=T
th

F
th
H
th
Phải đảm bảo T
k
>=T
th
;F
k
>=F
th
; H
k
>=H
th
-U
max
của kênh gọi khã năng truyền của kênh
-tốc độ cho ra từ máy phát U
th
phải đảm bảo U
th
<U
max
3.2 Dây liên lạc
-dây liên lạc để truyền thông tin đo có thể dùng các dây telephon dây điện tín hoặc dây
truyền tải điện
- Việc chon dây liên lạc trước tiên phải tính đến các tiêu chuẩn kinh tế
Ví dụ: việc thiết lập một hệ thống dây dẫn tín hiệu đo hữu tuyến chỉ có lợi trong một nhà

máy hay khoảng cách vài km còn ở khoảng cách xa thì phải sử dụng các đường dây đã có
sẵn để đỡ tốn kém
-Dây liên lạc bao gồm dây hữu tuyến và dây vô tuyến ,cáp quang
+Dây hữu tuyến có tốc độ truyền cỡ hàng 1000 bit/s
+Dây vô tuyến hàng chục đến hàng 100000 bit/s
+cáp quang có thể đến 1000000 bit/s
3.2.1 Đường dây hữu tuyến
- Bao gồm đường dây trên không và dây cáp đặc tính được xác định bởi các thông số
RLC ngoài ra còn có các thông số như sự tắt dần ,điện trở sóng
-Đường dây trên không thường bị ảnh hưởng bởi các điều kiện khí quyển như nhiệt độ
thay đổi làm thay đổi điện trở đường dây khoảng 5 lần
-đường dây cáp có độ chống nhiễu cao ,độ tin cậy lớn
-sự tắt dần được tính bằng biểu thức b=ln(p
vao
/p
ra
) là công suất vào ra của đường dây . sự
tắt dần rất phụ thuộc vào bản chất của đường dây và tần số
Ví dụ: Đường dây bằng thép khi tần số tăng thì sự tắt dần cũng nhanh lên vì thế mà tần số
chỉ gipwis hạn dướ 30khz trong khi đường dây bằng đồng có thể tăng lên 180 KHZ
-Có thể dùng đường dây tải điện để truyền tín hiệu đo. Tín hiệu đo được điều chế xoay
chìêu có tần số 50-100 KHZ từ máy phát qua bộ lọc đến tụ C
-Tụ C có trị số nhỏ cho tín hiệu cao tần qua dễ dàng để cho tín hiệu không chịu vào lưới
điện thì ta dùng bộ cản nhiễu CC
-Đối với tần số 50HZ thì có điện trở nhỏ còn đối với có tần số cao thì điện trở lớn ở phần
thu cũng tương tự
-Đường dây truyền tải có ưu điểm là có độ tin cậy cao nhưng có nhược điểm là nhiễu lớn
3.2.2 Đường dây vô tuyến
- Thường dùng khi không có khả năng dùng dây hữu tính như tên lửa con tàu vũ trụ tần số
tín hiệu có thể tới vài MHz

-Thường chất lượng thu phụ thuộc vào thời gian của năm hoặc trong một ngày đem nhất
là ở sóng dài và sóng ngawnssuwr dụng sóng cực đại rât tin cậy
3.2.3 Đường dây cáp quang
-Là thiết bị sợi thủy tinh trong suốt có thể dẫn ánh sáng nguồn ánh sáng là laze
-Nguồn thông tin sau khi được điều chế sơ bộ và được đưa vào bộ điều chế điện quang
Nguồn sáng laze sau khi điều chế sẽ mang tín hiệu đo sau đó truyền qua cáp quang tới
phía thu qua dãy điều chế và tái hiện lại tín hiệu đo
-Nhược điểm : cáp quang hiện nay là việc nối cáp còn phức tạp khó thực hiện
3.3 Bộ đổi nối
Mục đích của bộ đổi nối trong HTĐ là để nhận kenh theo thời gian .có thể có bộ đổi nối tiếp
xúc
1.Bộ đổi nối tiếp xúc
-đó là các công tắc cơ khi có thể điều khiển bằng tay hay điều khiển tự động
-Nhược điểm: độ tác động nhanh của loại này không cao vì thế tần số đổi nối không vượt quá
100Hz
-Ưu điểm: khi ở trạng thái tiếp xúc thì điện trở bằng không còn khi ở chế độ hở mạch thì điện
trở là vô cùng
2.Bộ đổi nối tiếp xúc phần lớn là bộ đổi nối điện tử
-Uu điểm tần số đổi nối có thể vài chục MHz
-Nhược điểm: điện trở thuận khác không cở khoảng vài chục ôm còn điện trở ngược cở vài
Kloom
-Chế độ làm việc các bộ đổi nối có thể làm việc thao chu kì hay chế độ địa chỉ
-Chế độ chu kì: tất cả các senxor và kênh lần lượt sẽ được đặt vào dây dẫn liên lạc hay hệ
thống
-Ở chế độ địa chỉ bọ đổi nối làm việc theo một chương trình
-Nguwoif ta đã chứng minh rằng sai số của bộ đổi nối phụ thuộc vào số lượng các kênh sẽ
tăng khi số lượng đó sẽ tăng lên
-Để giảm sai số người ta sẽ chế tạo theo từng nhóm
- Theo sơ đồ nguyên lí của MUX 8 bit thì các bit bộ điều khiển bộ biến đổi logic để điều
khiển Registor đưa ra 8 kênh đóng mở, 8 khóa Ko tới K7 đưa ra tín hệu từ 8 kênh hệ thống

-ngoài ra còn có bộ đổi nối theo nhóm
-bộ đổi nối khi đó người ta tạo thành nhiều nhóm với nhiều bộ đổi nối Registor lúc đó tạo
thành được hàng trăm điểm .Số kênh trong trường hợp này là N=n*m trong đó m là nhóm và
n là số khóa từng nhóm
-Chế độ làm việc các bộ đổi nối có thể làm việc theo chế độ chu kì hay chế độ địa chỉ. Ở chế
độ chu kì thì tất cả các sensor và kênh sẽ lần lượt đặt vào dây liên lạc hay hệ thống ở chế độ
địa chỉ bộ đổi nối làm việc theo một chương trình
-Người ta đã chứng minh rằng sai số của bộ đổi nối phụ thuộc vào số lượng các kênh và sẽ
tăng khi số lượng đó tăng lên
-Để giảm sai số đo người ta sử dụng phương pháp chế tạo bộ đổi nối theo nhóm có thể chia
rằng đối với mỗi bộ đổi nối nhiều kênh tồn tại một số lượng tối ưu các nhóm đảm bảo sai số
nhỏ nhất
Chương 4: chuyển đổi chuẩn hóa
4.1 Yêu cầu đối với các chuyển đổi chuẩn hóa
-Các hệ thống thông tin đo lường hiện đại cùng một lúc phục vụ một số lượng lớn các sensor
được mắc vào một đầu vào
-Các senson có thể khác nhau về nghuyên lí hoặc nếu cùng một loại thì khác nhau về giới hạn
đo
-Để hòa hợp giữa senson và hệ thống cần chuẩn hóa tín hiệu ra của senson
-biến đổi tín hiệu ra thành một đại lượng vật lí duy nhất và một thang đo duy nhất
Các tín hiệu chuẩn hóa một chiều
Dòng một chiều 0-20mA; 4-20mA ;0-5mA ;-5-0-5 mA; 20-0-20mA
Áp một chiều 0-1mV;-10-0-10mA
-Thực tế trong các nhà máy 0-20mA;4-20mA áp 0-10V
-Giữa cac senson và hệ thống đo nhất thiết phải có chuyển đổi chuẩn hóa sao cho bất kể
khoảng đo nào của các đại lượng đo thì cũng tương ứng với một giới hạn của CĐCH
4.2 Cấu tạo của CĐCH
-CĐCH có đầu ra là tín hiệu 1 chiều một chuyển đổi như vậy có thể thực hiện bởi 2 bước
Bước 1:trừ đi giá trị ban đầu x=X
1

để tạo ra giá trị ở đầu ra CĐCH giá trị I=0
Bước 2 : khuyeechs đại K>1 hay suy giảm K<1
4.2.1 CĐCH với đầu ra là áp một chiều
Ví dụ: Cặp nhiệt ta luôn có thể thấy được s.đ.đ ban đầu là U
0

-ở nhiệt độ bình thường cặp nhiệt độ đã có một s.đ.đ ban đầu là U
0
nhưng yêu cầu của điên áp
đầu ra của CĐCH là y=0
-Phải tạo được một điện áp ngược U
0
để bù lại người ta thường sử dụng một cầu nhiệt điện trở
-Khi nhiệt độ ở đầu tự do thay đổi thì U
0
cũng thay đổi theo
-Điện trở R cũng thay đổi theo điện áp đàu ra của cầu cũng dị thay đổi theo và bù lại
-Kết quả là điện áp ở đàu vào của KĐ bằng 0
-khi nhiệt độ bình thường điện á ra của cầu được tính toán như các loại cặp nhiệt khác nhau
-Bộ KĐ1 phản hồi âm sâu cũng có thể sử dụng KĐ điều chế
-Nếu CĐCH phụ trách cả một nhóm senson thì hệ số của CĐCH nhất định phải thay đổi cho
từng sensor
-việc thay đổi hệ số CĐ nhờ vào sự thay đổi hệ số pải hồi qua bộ nối K
2
làm việc với bộ đổi
nối K
1
4.2.2. CĐCH với dòng ra là dòng điện một chiều
-để truyền tải đi xa người ta sử dụng nguồn dòng bởi vì dòng điện trong nguồn dòng thường
lớn nên mhi truyền tín hiệu dòng trên đường dây điện trở dây bị thay đổi cũng không gây ảnh

hưởng đáng kể đến kết quả phép đo
-Người ta sử dụng CĐCH với dòng ra 0-20 mA hay 4-20mA với dòng 4-20mA thì 4mA dùng
để cấp cho mạch điện tử con từ 0-16 mA là tín hiệu
-từ sesor qua bộ chuyển đổi chuẩn hóa tín hiệu ở đầu ra sẽ thay đổi theo độ lớn của tín hiệu
sensor
-Một nánh qua bộ ổn áp cung cấp cho dòng 4 mA cho mạch điện tử
-Người ta có thể biến đổi dòng thành áp 0-10 V bằng cách cho rơi trên một điện trở mẫu
-Tín hiệu khuyeechs đại ở đầu ra sẽ có tín hiệu áp từ 0-10V
-Ưu điểm :sử dụng nguồn dòng có thể truyền đi xa chinh xác hơn , sử dụng ít dây hơn ,kinh tế
hơn
-Đường tín hiệu đồng thời là nguồn tin cậy hơn và khi mất nguồn là mất tín hiệu dễ phát hiện
hơn
Chương 5: các hệ thống đo lường tác động gần
5.1 Hệ thống nối tiếp
-là hệ thống với bộ đổi nối phân kênh theo thời gian
-Đó là hệ thống mà tín hiệu đưa vào kênh liên lạc. Chủ yếu hệ thống này sử dụng trong công
nghiệp nhất là khi đo xa xử lí bằng máy vi tính và vi xử lí
-ví dụ
-trong kĩ thuật điều tiết không khí để đo trường nhiệt độ
-trong chế tạo máy để kiểm tra chất lượng gia công bề mặt
-Đo và kiểm tra các ch tiết có mạng phức tạp
-Trường nhiệt độ thường được chia ra thành nhiều nhiều phần lần được (nối tiếp ) quan sát tất
cả chúng theo một chương trình
Hệ thống với sự phân công thời gian
-Trường hợp sensor cùng loại có cùng khoảng đo ở mọi kênh
-Qua bộ đổi nối K mọi tín hiệu sẽ lần lượt đưa vào bộ biến đổi thông tin và bộ ghi thông tin
-tất cả sẽ được ĐK bởi bộ DDK leengj điều khiển có thể từ người hay tự động
-Bộ điều khiển bao gồm biến đổi A/D ra chỉ thị số
-Bộ ghi lấy tín hiệu analong qua dụng cụ tự ghi
-Trường hợp nếu giới hạn đo và các đại lượng đo khác nhau

-Cách giải quuyeets là các hệ số biến đổi của phần đo lường được hiệu chỉnh sao cho giá trị số
của các độ nhảy của cgungs là như nhau
5.2. Hệ thống tác động song song
-nghuyên lí của hệ thống này là các kênh làm việc song song với nhau và các tín hiệu đo
không pụ thuocj vào nhau
-Ta xét một hệ đo cụ thể :
Ví dụ hệ thống FLS
+Là hệ thống tiêu chuẩn để thu thông tin ,tín hiệu và gia công phối hợp các tín hiệu đo lường
trong toàn nhà máy với việc phân tích song song cỉa 330 điểm đo bao gồm các quá trình đo
lường
+Kiểm tra tự động lại với các đại lượng điện và không điện
-Cảm biến chuyển đổi chuẩn hóa ,hộp nối bộ xử lí và phối hợp tín hiệu cho ra kết quả và tạo
tín hiệu điều khiển
-Từ cảm biến tín hiệu được đưa vào bộ CĐCH nhằm mục đích KĐ sơ bộ và chuẩn hóa tín
hiệu
-Tín hiệu phần lớn được tạo ra theo 2 sơ đồ dây, dòng điện chuẩn hóa từ 4- 20 mA
-Tín hiệu được tập trung vào bộ đổi nối ,tín hiệu được dẫn bằng cáp
-Sau đó được dẫn đến bộ xử lí tín hiệu ở đây tín hiệu được KĐ biến đổi thành áp hoặc qua
biến đổi A/D để ra chỉ số và đưa vào máy tính
-Ở đầu ra của tín hiệu được đưa đến máy tính thiết bị đo số và tự ghi báo hiệu bằng đèn và còi
và đưa ra thiết bị điều khiển đối tượng
-Ưu điểm
Là hệ thống tập trung chuẩn hóa độ tin cậy cao ,tín hiệu đi song song không phụ thuộc vào
nhau
-Nhược điểm
Hệ thống phức tạp ,số lượng dây lớn vi xử kí chỉ tiện trong phạm vi nhà máy
Không có sự tự động theo dõi tín hiệu đo một cách lien tục để báo động theo chu trình
5.3 Hệ thống với sự tác động song song nối tiếp
Chương 6: Các hệ thống kiểm tra tự động và chuẩn hóa kĩ thuật
6.1 Hệ thống kiêm tra các thông số của sản phẩm hầu như không thay đổi theo thời gian

-nguyên lí của hệ thống kiểm tra tự động là các thông số được tiến hành đo sau đó liên tục so
sánh với mậu kết quả sẽ ra báo hiệu hoặc đưa ra tín hiệu điều khiển để phân loại sản phẩm
-Hệ thống làm việc với sự so sánh đồng thời hoặc so sánh từng điểm
6.1.1 hệ thống với sự so sánh đồng thời
-qua phần đo lường các thông số đưa vào bộ phận so sánh
-Các thông số được so sánh với bộ tạo mẫu
-Kết quả so sánh được đưa đến bộ cho ra kết quả ở đay nguwoif ta có thể báo hiệu bằng còi
hoặc bằng đèn
-Từ bộ cho ra kết quả tín hiệu được đưa vào máy tính và ra lệnh điều khiển để phân loại sản
phẩm
-Máy tính còn tính toán theo yêu cầu người sử dụng
6.1.2 Hệ thống với sự so sánh từng điểm
-Thông số cần kiểm tra X và bộ M được đưa vào bộ chuyển mạch PK
-Khi điều khiển công tắc K về phá M qua bộ biến đổi vào bộ ghi
-Sau đó công tắc K chuyển về phía X và cùng đưa ra bộ ghi. Bộ ghi sẽ nhớ lại qua bộ tính
toán hiệu ΔX=M-X
-Qua bộ biến đổi A/D khi đó bộ ghi sẽ là bộ đếm thuận nghịch
6.2 Hệ thống kiểm tra các thong số thay đổi theo thời gian của đối tượng hay một quá trình
công nghệ
các thong số cần kiểm tra X
1
(t) , X
2
(t) qua các bộ CĐCH ở đầu ra thường là điều áp tỉ lệ
với tín hiệu đo
-Bộ so sanhs được so sánh với tín hiệu từ bộ tạo mẫu
-Đầu ra tín hiệu được đưa đến bộ thể hiện thông tin
-Để điều khiển quá trình kiểm tra người ta sử dụng bộ KĐ các khâu của hệ thống
-Đồng hồ để ghi lại thời gian khi tiến hành kiểm tra
6.3 hệ thống chuẩn đoán kĩ thuật

-Là hệ thống kiểm tra và phát hiện hư hỏng để kịp thời sũa chữa
-Thiết lập các phương pháp phát hiện những hỏng hóc
-Nghiên cứu trạng thái làm việc của các chi tiết cần kiểm tra và chuẩn đoán
-Trạng thái làm việc của chi tiết ( Làm việc tốt, không làm việc)
-Trạng thái của hệ thống có thể xác định bằng cchs tiến hành kiểm tra theo một chương trình
định sẵn gọi là chương trình chuẩn đoán
-Việc tìm hỏng hóc có thể thực hiện theo kiểu hợp bộ và sự kiểm tra liên tiếp theo một trình tự
nhất định
-một hệ thống thực hiện việc kiêm tra theo một trình tự goi là hệ thống chuẩn đoán kĩ thuật
-Nhờ có một chương trình định sẵn trong ROM ta truyền lên đối tượng một tín hiệu thử
-Đo và kiểm tra các phần ứng của đối tượng lên tín hiệu đo ,sau đó tiến hành kiểm tra các đại
lượng tiếp theo hoặc dùng lại và đưa ra thông tin ra cho người thao tác để tìn chỗ hỏng hóc và
nguyên nhân hỏng hóc
-Tín hiệu từ đối tượng kiểm tra qua cảm biến hoặc qua biến đổi A/A qua bộ đổi nối K
1
làm
việc đồng thời với K
2
đưa ra tín hiệu thử qua bộ điều chỉnh đối tượng
-Tín hiệu qua A/D rồi cho kết quả kiểm tra mặt khác thông tin đến bộ gia công đến bộ nhớ
RAM đến bộ giải mã
-tín hiệu từ chỗ gia công đến μP điều khiển sang điều khiển chương trình tiếp tục kiểm tra hay
nhừng lại
Máy có thể kiểm tra các thông số sau
-Điện áp một chiều hoặc xoay chiều 0.1-100V
-điện trở từ 1-500KΏ
-Tần số xoay chiều 10KHz
-góc pha từ 0-180
0
sai số 2%

-Thời gian 0.000125-500s
-Kiểm tra ngắn mạch ,đứt mạch
-Kiểm tra cực của điện áp một chiều
6.4 tổ hợp đo lường tính toán
-Gia công kết quả đo
-Nhận được kết quả của phép đo lường gián tiếp hợp bộ trong đó có việc bảo đảm ở tọa độ
thời gian thực
-Tiến hành điều khiển các bộ phận chức năng trong quá trình tiến hành thí nghiệm trong đó có
việc tổ chức đối thoại với người thực hiện
-Gia công cuối cùng kết quả đo
-Giữ thông tin nhận được và thành lập ngân hàng dữ liệu
-Tạo tín hiệu điwwù khiển đối tượng dưới dạng số hay tượng tự
-Tất cả sự điều khiển đều do phần mềm đảm nhận dưới dạng chương trình theo thuật toán
được đặt ra cho từng bài toán cụ thể
Chương 7: các hệ thống tổng hợp
7.1 Khái niệm chung
Hệ thống tổng hợp là hệ thống thực hiện các chức năng của hệ thống thông tin đo lường bao
gồm
-Chức năng đo lường
-Chức năng kiểm tra tự động
-Chức năng điều khiển
-Chức năng nhận dạng và chuẩn đoán kĩ thuật
- Chức năng bảo vệ thay thế dự phòng
Một số khá niệm và kí hiệu cơ bản
-UT các bộ chuyển đổi chuẩn hóa
-PC điều khiển khả năng lập trình
-C truyền thông
-LAN mạng vùng địa phương
-CPU bộ xử lí trung tâm
-I/O cổng ra vào

-HIS thiết bị thông tin và con người
-ICS thông tin và phần mềm điều khiển
-FCS thiết điều khiển hiện trường
-PROFIBUS là một hệ thống BUS dùng để kết nối các thiết bị thường với các thị điều khiển
và giám sát
- PROFIBUS là một hệ thống nhiều chủ cho phép các thiết bị điều khiển tự động các trạm kĩ
thuật và hiện thị quá trình cũng như các phụ kiện phân tán cùng làm việc trên cùng mạng
Bus. Hai loại thiết bị được phân biệt là
+Các thiết bị chủ có khả năng kiểm soát truyền thông trên bus. Một trạm chủ có thể gửi thông
tin khi nó giữ truyền truy cập bus một trạm chủ còn lại gọi là trạm tích cực
+Các thiết bị tớ là các thiết bị trường như vào ra phân tán cảm biến và cơ cấu chấp
hành,Chúng không được nhận quyền truy nhập bus mà chỉ được phép xác nhận hoặc trả lời
một thông tin nhận từ trạm chủ khi được yêu cầu một trạm tớ được gọi là trạm thủ động
Mang Device-Net
-Mang Device-Net cho pháp nối tối đa 64 trạm.Một Mang Device-Net hoạt động dựa trên mô
hình nhà sản suất người tiêu dùng
-Trong bài toán điều khiển mô hình này cho phép các hình thức giao tiếp như sau
+Điều khiển theo sự kiện : Một thiết bị gửi giữ liệu khi dũ liệu thay đổi
+Điều khiển theo thời gian : một thiết bị có thể gửi dũ liệu một cách tuần hoàn theo chu kì do
người sử dụng đặt
+Gửi đồng loạt : Thông báo được gửi đến tất cả hoặc một nhóm thiết bị
+Phương pháp đòi hỏi tuần tự cổ điện cho hệ thống có cấu hình chủ tớ
-Đối tượng Mang Device-Net chứa các thuộc tihns như địa chỉ trạm ,tốc đọ truyền ,hành động
khi ngắt bus ,số đếm lần ngắt và địa chỉ trạm chủ
-Mạng Ethernet Gồm phần cứng ddingj ước và tiêu chuẩn ghép nối của một loại mạng cục bộ
có khả năng liên kết đến 1024 nút trong một mạng bus. Do sử dụng tốc độ cao trong kĩ thuật
truyền tin dãi tần cơ bản mạng cho phép truyền dũ liệu dạng dây với tốc độ 10Mbit/s. Mạng
dùng kĩ thuật thâm nhập nhiều mối bằng cảm nhận sóng mạng
Truyền dẫn với RS-485
-cấu trúc đường thẳng ,kiểu đường thẳng / đường nhánh với các đường nhánh ngắn

-Cáp dẫn được sử dụng là đôi dây xoắn có bảo vệ
-Trở kết thúc có dạng Fail-safe biasing
-Tốc độ truyền thông từ 9.6 kbit/s đến 12mbit/s
-chiều dài dây dẫn tối đa trong đoạn mạng 100 đến 1200m phụ thuộc vào tốc độ tryuyeenf
được lựa chọn
-Số lượng tối đa các trạm trong mỗi đoạn là 32
-Chế độ truyền tải không đồng bộ và 2 chiều không đồng thời
-Phương pháp mã hóa bis NRS
Truyền dẫn với cáp quang
-Cáp quang thích hợp đặc biệt trong các lĩnh vực ứng dụng có môi trường làm việc nhiễu,
hoặc đòi hỏi tốc độ truyền dẫn cực cao và phạm vi phủ mạng lớn
-Hai loại cáp quang có thể sử dụng
Loại thủy tinh với chiều dài tối đa 1Km
Loại sợi dây nhân tạo với chiều dài tối đa 50m không cần KĐ
-Do đặc điểm liên kết điểm –diểm với cáp quang cấu trúc mạng chỉ có thể là hình sao hoặc
hữu hạn là mạch vòng
- TRong thực tế cáp quang được sử dụng hỗn hợp với RS – 485 nên cấu trúc mạng phức tạp
hơn
-Các bộ chuyển đổi giữa RS – 485 và cho phép việc kết ối hỗn hợp
Giao tiếp và truyền thông
-Giao tiếp hay truyền thông là một quá trình trao đổi thông tin giữa hai chủ đề với nhau dược
gọi là các đổi tác giao tiếp theo một phương pháp được quy định trước
-Đối tác này có thể điều khiển đối tác kia ,hoặc quan sát trạng thái của đối tác
-Các đối tác giao tiếp có thể là người hoặc hệ thống kĩ thuật tức là hệ thống phần cứng hoặc
các chương trình phần mềm
-Để thực hiện việc giao tiếp hay truyền thông ta cần các tín hiệu thích hợp có thể là tín hiệu
tương tự hay tín hiệu số
-Sự phân biệt giữa các tín hiệu và thông tin dẫn tới sự phân biệt giữa xử lí thông tin giữa
truyền tín hiệu có thể mang nhiều thông tin khác nhau
7.2 hệ thống scada

7.2.1 cấu trúc
PLC :điều khiển logic lập trình ,bộ điều khiển có thể nhiều bộ đâu ra. Đầu vào tương tự, số
được điều khiển vi xử lí có nhiệm vụ th thập thông tin từ các sénson sau khi xử lí sơ bộ và
lệnh điều khiển các thiết bị thừa hành
Máy tính trung tâm : máy làm việc và máy dự phòng được ghép mạng với nhau với profil
bus qua bộ PLC thông qua I/O sau đó xử lí kết quả đo và đưa quyết định điều khiển mặt khác
đưa thông tin vào máy tính này
Khi người điều khiển vận hành ĐK 1 quá trình nào đó truyền lệnh xuống PLC điều khiển quá
trình theo yêu cầu của người vận hành
7.2.2 ưu nhược điểm của hệ thống
-ưu điểm: có thể vận hành từ máy tính trung tâm thường quản lí hệ thống không lớn lắm. Giá
hành rẻ kết nối hệ thống bên ngoài intenet .có máy tính dự phòng
-Nhược điểm: không quản lí được hệ thống lớn. Không có phần mềm phục vụ đự phòng và
mở rộng các điểm đo là rất khó khăn. Tính ổn định của hệ thống. Cấu trúc hệ thống tập trung
nhưng cồng kềnh
7.3 hệ thống lai scada/DCS
7.3.1 cấu trúc (sgk)
Cấu trúc 3 tầng
- CPU tầng giữa
- Tầng cuối cùng của PLC giống SCADA
- Qua I/O đến PLC đến PC
- Việc kết nối qua RS 485 và RS 422 khoảng cách 1.2km thông tin truyền dưới dạng tín
hiệu số Bao gồm 2 máy tính trung tâm
Máy tính làm việc và máy tính dự phòng được kết nối với nhau
Các PLC được ghép nối với nhau và được ghép nối với 2 CPU
PLC có nhiện vụ thu thập số liệu qua profilbus
CPU xử lí kết quả đo đưa ra quyết định điều khiển cơ cấu chấp hành
7.3.2 Nhiệm vụ của máy tính trung tâm
- Hiển thị kết quả đo trên dây chuyền đồng thời hiển thị thiết bị mặt khác có thể đưa đối tượng
trực tiếp vào I/0 không qua PLC

- Là hệ thống mở qua mạng LAN trao đổi kinh nghiệm
- việc kết nối PC đến CPU I/0 đến đối tượng
- UT là các bộ chuyển đổi chuyển hóa
7.3.3 Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
Hệ thống có thể điều khiển từ trạm vận hành đến các điểm
Có mạng dự phòng cho PC,CPU và nguồn cung cấp
-Nhược điểm:
Hệ thống phức tạp, giá thành cao do phải quản lý mạng theo nhiều cấp tốn PLC
Khả năng tác động nhanh của hệ thống chậm vì qua nhiều công đoạn
Tính ổn định không cao
Tuy có dự phòng CPU, còn PLC không có dự phòng ảnh hưởng đến sự tin cậy của hệ thống
7.4 Hệ thống DCS
7.4.1 Cấu trúc
- Hai máy tính trung tâm đó là máy tính làm việc và máy tính dự phòng
- HIS thiết bị thông tin và con người
- ICS thông tin và phần mểm điều khiển
- FCS thiết bị điều khiển điện trường
- hệ thống cho phép xác định từng điểm từ trung tâm có thể thay thế modun vào ra khi dây
chuyền đang hoạt động không ảnh hưởng đến quá trình điều khiển
- trạm vận hành trung tâm có máy tính và thiết bị phụ trợ hiển thị vận hành cho phép điều
khiển từ máy này sang máy khác
- trạm có CPU kết nối với I/0 các modun truyền thông và các cộng ghép nối RS 485.
7.4.2 Nhiệm vụ
- Đo lường: tín hiệu từ các bộ cảm biến đến các bộ chuyển đổi chuẩn hóa đến CPU qua cổng
truyền thông tính toán và điều khiển đối tượng
- điều khiển
- giám sát: chuẩn đoán kỹ thuật, kiểm tra tự động, hệ thống thiết kế để khắc phục và quyết
định nhanh, chuẩn đoán các modun nguồn, báo hỏng các khối điều khiển, phần dự phòng
được đặt song song có thể thay thế. Phần kiểm tra tự động: kiểm tra bộ vi xử lý để phát hiện

khi có sự cố phần dự phòng sẽ hoạt động.các bộ chuyển mạch để chuyển từ bộ chính sang bộ
dự phòng không gây ra ngắt hệ thống, không mất dữ liệu, bộ xử lý mã sửa sai trong bộ nhớ để
để sữa chữa giảm độ sai lệch do RAM gây ra
- mạng thời gian thực sẽ sử dụng bộ kiểm tra, chiều dài khung, tràn ổ nhớ để báo truyền dữ
liệu an toàn
- chức năng kiểm tra: phải báo cho người vận hành trong vòng 3 giây các báo động kiểm tra
trên PC
- ngoài ra còn có các chức năng khác: báo động hệ thống và báo động quá trình, hình thức báo
động như sau:
- bằng hình ảnh, tín hiệu, rung động mỗi trạm báo động bằng bàn phím các mức báo động: rất
cao, cao, thấp, rất thấp của các thông số so với đặt
- báo động về tín hiệu vào: lỗi hoặc ngắn mạch, hở mạch
- quản lý các báo động: trạm quản lý một khu vực hoặc một công đoạn, một nhà máy và quản
lý sự cố
- có khả năng xảy ra hai báo động cùng một lúc khi đó có sự ưu tiên theo công nghệ có từ
trước
- sự cố được thể hiện trên màn hình với cửa sổ nhỏ và có thể ghi nhiều sự cố cùng một lúc
nhưng yêu cầu không vượt quá ¼ màn hình
- cần phải có thiết lập bảo vệ, mức độ bảo vệ rất linh hoạt, bảo vệ vận hành gán chức năng bảo
vệ để hạn chế phạm vi vận hành giám sát tất cả được thể hiện bởi phần mềm không có quyền
truy cập thì cấm, có 2 cách truy cập: thông qua mã số, thông qua mật khẩu
7.4.3 Ưu nhược điểm
Ưu điểm:
-giao diện tiện lợi cho phép điều khiển hiển thị thông tin một cách dễ dàng, chức năng dự
phòng linh hoạt, dự phòng cho CPU, I/O, nguồn, HIS
-khả năng đáp ứng nhanh: khả năng ra tín hiệu
-tính ổn định của hệ thống rất cao
-dễ dàng kết hợp với hệ thống khác
-dễ hiểu, dễ sử dụng các chức năng của hệ thống
Nhược điểm:

- với hệ thống nhỏ DCS không thích hợp và giá thành cao, số lượng điểm có thể đạt tới
hàng nghìn điểm