CAU HOI VA TRA LOI MON MANG TRUYEN THONG TRONG CONG NGHIEP

Câu hỏi chương 1 :
Mô hình phân cấp và đặc điểm chức năng các cấp

1) Bus trường, bus thiết bị:
Cấp nằm tại hiện trường nằm sát với dây chuyền sản xuất, các thiết bị chính trong cấp này
là sensor và cơ cấu chấp hành, chúng có thể được nối mạng trực tiếp hoặc thông qua
đường Bus để nối với cấp cấp điều khiển.
Hệ thống Bus dùng để kết nối các thiết bị ở cấp hiện trường với cấp điều khiển gọi là Bus
trường (fieldbus).
Đòi hỏi đáp ứng thời gian thực trong trao đổi thông tin, một đặc trưng của các cuộc trao
đổi tin trong cấp trường là các bản tin có chiều dài không lớn.
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 sử dụng thêm các bộ chuyển đổi giao
thức tương thích.
Điển hình của Bus trường là: Profibus-DP, Profibus-PA, Can, Foundation Fielbus,
DeviceNet.
2) Bus hệ thống, bus điều khiển:
Cấp này bao gồm các trạm điều khiển hiện trường (FCS), các bộ điều khiển logic lập trình
(PLC), các thiết bị quan sát... Chức năng thu thập các tín hiệu từ hiện trường, thực hiện
điều khiển cơ sở, điều khiển logic, tổng hợp dữ liệu ...
Các thiết bị ở cấp này được kết nối với nhau và kết nối với các thiết bị ở cấp điều khiển
giám sát thông qua Bus hệ thống, thực tế các bản tin trao đổi trên Bus hệ thống cũng đòi
hỏi tín năng thời gian thực cao, mặt khác đặc thù của các bản tin là chiều dài lớn hơn
nhiều so với các bản tin trao đổi trên Bus trường.


Điển hình của Bus hệ thống là: Profibus-FMS, ControlNet, Industrial Ethernet.
3) Mạng xí nghiệp (cấp điều khiển giám sát):
Các thiết bị trong cấp này bao gồm các trạm giao tiếp người máy HIS, các trạm thiết kế
kỹ thuật EWS và các thiết bị phụ trợ khác. Chức năng của cấp này là thực hiện điều khiển
quá trình (Process Control), thực hiện các thuật toán điều khiển tối ưu... Việc kết nối các

thiết bị ở cấp này với các thiết bị ở cấp trên (cấp quản lí kỹ thuật) được thực hiện thông
qua mạng Ethernet, thực chất đây là một mạng cục bộ LAN, với tính năng trao đổi thông
tin không nhất thiết trong thời gian thực.
4) Mạng công ty (quản lí kỹ thuật và cấp quản lí kinh tế):
Thực chất các cấp này rất quan trọng đối với các hoạt động của công ty, tuy nhiên yêu cầu
về tốc độ trao đổi thông tin cũng như đòi hỏi về thời gian thực là không cao, chức năng
của các cấp này là quản lí tình trạng hoạt động của các thiết bị trong toàn hệ thống cũng
như hoạch định chiến lược phát triển sản xuất dựa trên tình trạng của thiết bị.
Một số giao thức dùng trong các hệ thống mạng này là Fast Ethernet, TCP/IP.

Câu hỏi chương 2:
1) Vẽ hình, trình bày các cấu trúc mạng. Nêu rõ ưu nhược điểm của các cấu trúc này.
1. Cấu trúc hình bus

Kiểu daisy-chain

trunk-line

Kiểu trunkline/drop line


Cấu trúc mạch vòng không tích cực
Ưu điểm:
+ Tiết kiệm dây dẫn và tính đơn giản, dễ thực hiện
+ trường hợp 1 trạm không làm việc không ảnh hưởng tới phần mạng còn lại. Một số hệ
thống còn cho tách 1 trạm ra khỏi mạng hoặc thay thế trạm trong khi hệ thoongs vẫn hoạt
động bình thường
Nhược điểm:

2. Cấu trúc mạch vòng tích cực

Mạch vòng không có điều khiển trung tâm

Mạch vòng có điều khiển trung tâm

Nhược điểm:
+ Kinh phí cao


3. Cấu trúc hình sao

Ưu điểm:

 Nhược điểm


4. Cấu trúc hình cây

2) Trình bày nguyên lý hoạt động của phương pháp truy nhập mạng CSMA/CD.
So sánh điểm khác biệt giữa hai phương pháp truy nhập mạng CSMA/CD và
CSMA/CA.


Nguyên lý làm việc:

Điều kiện rằng buộc


Điều kiện rằng buộc

- CSMA/CD: Nhận biết xung đột.
- CSMA/CA: Tránh xung đột.
3) Trình bày công dụng và các đặc tính cơ bản của chuẩn giao tiếp RS-232? So
sánh chuẩn giao tiếp RS-232 với với chuẩn RS-422.
RS-232 (tương ứng với chuẩn châu Âu là CCriT V.24J) lúc đầu được xây dựng phục vụ
chủ yếu trong việc ghép nốỉ điểm-điểm giữa hai thiết bị đầu cuối (DTE. Data Terminal
Equipment), ví dụ giữa hal máy tính (FC, PLC…) giữa máy tính và máy in, hoặc giữa một
thiết bị đầu cuối và một thiết bị truyền dữ liệu (DCE, Data Communication Equipment), ví
dụ giữa máy tính và Modem.
Đặc tính điện học:


RS-422


4) Trình bày công dụng và các đặc tính cơ bản của chuẩn giao tiếp RS-485? So
sánh chuẩn giao tiếp RS-485 với chuẩn giao tiếp RS-422.
R-485 mặc dù phạm vi làm việc tối đa là từ -6V đến 6V (trong trường hợp hở mạch), trạng
thái logic của tín hiệu chi được định nghĩa trong khoảng từ ± 1,5V đến ± 5V đối với đầu ra
(bên phát) và từ ±0.2V đến ±5V đối với đầu vào (bên thu)
Đặc tính điện học:


Câu hỏi chương 3:
1) Hãy liệt kê các loại phương tiện truyền dẫn. Trình bày những đặc trưng cơ bản
và ứng dụng của chúng.
Phương tiện truyền dẫn
1 Đôi dây xoắn

Tùy theo chất lượng của cáp truyền, chiều dài dây dẫn tối đa không dùng bộ lặp có thể tới
3000m. Tuy nhiên, một phương thức truyền không cho phép đạt được cả tốc độ truyền tốt
đa và chiều dài tối đa cùng một lúc. Ví dụ. để đạt được tốc độ truyền tối đa thì chiều dài
dây dẫn không được lớn hơn 100m. Bang 3.1 liệt kê một số kiểu cáp theo qui chuẩn AWG
(American Wire Gauge).
AWG

28

26

24

22

20

Tiết diện dây (mm2)

0.08

0.13

0.2

0.32

0 50

Đường kính dây

(mm)

0,32

040

0.51

0.64

0.80

Điện trở R (/m)

0.436

0.280

0.178

0.106

0.070

Đến nay. cáp rĩôt dây xcròn củng dược thtét kè. chế tạo với nhtều cat tiến khác nhau. Tùy
theo kíctt cách và chắt lượng của sán phẩm, lìgưoế ra cũng chia thnnh các hạng từ 1-5.
Loạt cáp dùng trong công nghiệp diện thoạt hoặc trong mạng thường thuộc hạng 3. cho
phép truycn tdt tốc dộ 12Mbit/s. Hạng 5 cho phcp truyền tớl tốc độ 100Mbit/s. dược dùng
nong Fast Ethernet (100BASE-TX). Chuán 1EC 6115K cùng dưa ra 4 loijt dỏí ÚỈIV xoán
xếp hạng tìr A tdt u vớt chát lượng cao nhất lĩmộc hạng A.

2 Cáp đồng trục


Một loại cáp truyền thông dung khác là cáp đồng trục (coaxial cable hay coax). một cáp
đồng trục bao gôm một dày lõi bên trong và một dây 9(kiểu ống) bao bọc bên ngoài ,được
ngăn cách một lớp cach ly (điện môi) bao bọc phía ngoài, được ngân cách ixìt một lớp
cácli ly (diện mỏi). Cũng như dôi dây xoắn, chắt liệu được sử dụng cho dây dẫn ờ dây là
đồng. Lớp cách Iv thường là polyethylen (PE), trong khi vò boc là nhựa PVC.

3 Cáp quang.
TI lệ của các hệ 3ố khúc xạ cũng như đường kinh cùa SỢI lỏi và ]dp bọc ảnh hưởng tói
đSc tính đường đl của tỉa ánh sáng. Người ta phán loại cáp quang sợi thủy tỉnh thành hai
nhóm chính sau;
* Sợt đa ché độ fMiijrjmotte Fiber. MMF): Sợi quang nhỉỉu kiểu sóng, tín hiệu truyền dl
là các tia laser cò tần số không thuần nhất. Các LED dược sứ dụng trong các bộ phát. Hiện
tưdng tán xạ gây khó khản trông việc nâng cao tốc độ truyền và chicu dàí cảp dấn, Khủ
nàng truyền hạn ché trong phạm vi Gbit/s * km.
• Êỉđí dơn chế độ (Stngle-Mode Fiber, SMF): Sdí quang một klcu sóng, tỉn hiệu truyền đi
là các tỉa laser có tần số thuần nhắt. Các đlót laze dược sử dụng trong các bộ phát. Tốc độ
truyỀn cà the đạt tởi hàng trăm Gbit/s ò khoảng cách Lkm.

4 Vô tuyến


2) Hãy liệt kê các thiết bị liên kết mạng trong mạng truyền thông công nghiệp. Trình
bày những đặc trưng cơ bản và ứng dụng của chúng.
Các thiết bị liên kết mạng
1. Bộ lặp

2. Cầu nối


3. Router

4. Gateway


3) Mô hình tham chiếu OSI, trình bày chức năng các lớp.

Câu hỏi chương 4:
Trình bày tóm tắt khái quát, phân loại, ứng dụng và kiến trúc giao thức của :
1. Profibus
2. Modbus
3. Foundation Fieldbus
4. Ethernet