Xây dựng mạng điều khiển thiết bị nhúng RS485 bằng Lab VIEW

T¹p chÝ Khoa häc & C«ng nghÖ - Sè 1(45) Tập 2/N¨m 2008

55

XÂY DỰNG MẠNG ĐIỀU KHIỂN THIẾT BN NHÚNG RS485

BẰNG LabVIEW

Thái Quang Vinh - Hà Mạnh Đào(Viện Công nghệ Thông tin-Viện KH&CN Việt Nam)

1. Giới thiệu mạng RS485

RS485 là chuNn truyền thông được sử dụng phổ biến trong thực tế, nhất là trong môi

trường công nghiệp. Nó được ứng dụng để tự động hoá các quá trình, tự động hoá sản xuất,

HVAC, các hệ thống an ninh, điều khiển mô tơ, điều khiển chuyển động [1,4,6,7,8]...Nó là một

chuNn được mở rộng từ các chuNn RS232, RS422. Nhưng khác với RS232, RS485 là mạng đa

điểm và nó cũng khác với RS422, nó cho phép nhiều nút truyền và nhận dữ liệu trên mạng.

Đồng thời RS485 cũng chính là chuNn để từ đó xây dưng lên các chuNn Profibus và Fieldbus, là

các chuNn được sử dụng chủ yếu trong môi trường công nghiệp hiện nay [4].

RS485 là mạng đa điểm sử dụng tín hiệu sai khác giữa 2 tín hiệu truyền trên BUS so với

tín hiệu GND, từ đó giảm được nhiễu và truyền được khoảng cách xa. Số nút mạng mạng RS485

có thể mở rộng tới 32 nút với trở kháng đầu vào là 12k và có thể mở rộng tới 256 nút với trở

kháng đầu vào của bộ nhận cao hơn nữa. Đặc biệt mạng RS485 có thể mở rộng khoảng cách

truyền tới 1200m với tốc độ đến 90kbps, tốc độ đó có thể lên tới 10Mbps với khoảng cách gần

hơn [1]. Trong trường hợp muốn mở rộng khoảng cách truyền xa hơn nữa, RS485 có thể sử

dụng các bộ lặp tín hiệu( repeater) để bắt đầu một đoạn mạng RS485 mới.

Các nút mạng RS485 có thể là PC, các bộ vi điều khiển, PLC hoặc bất kỳ thiết bị nào có

khả năng truyền thông tuần tự. Mỗi nút có thể là bộ truyền, nhận hoặc cả truyền và nhận. Với

nút truyền hoặc nhận đều có một tín hiệu điều khiển cho phép/không cho phép, 1 tín hiệu đầu

vào(bộ truyền) hoặc ra (bộ nhận) dữ liệu, hai tín hiệu vào/ra nối với hệ thống bus.

Mạng RS485 có 2 cách để ghép nối mạng với PC [1,4]:

- Sử dụng card mở rộng hoặc

- Gắn bộ chuyển đổi RS485 với các cổng có sẵn như RS232, LPT, USB..

Trong trường hợp ghép nối qua cổng RS232, có thể sử dụng các bộ chuyển

RS232/RS485 hoặc ngược lại. các bộ chuyển này sử dụng phổ biến các chíp chuyên dụng như

MAX485, SN75176B...

Mạng RS485 có 2 kiểu topo mạng:

- Kiểu kết nối sử dụng 2 dây: Trong kiểu kết nối này, BUS tín hiệu gồm 2 dây tín hiệu và một

dây tín hiệu GND. Sơ đồ mạng kiểu này thể hiện như hình 1(a)[1,4]. Mỗi nút mạng gồm có bộ nhận,

bộ truyền dữ liệu và tín hiệu điều khiển Tx/Rx cho phép điều khiển bộ thu hay nhận dữ liệu( sử dụng

mạch 3 trạng thái). Giao thức truyền thông trong kiểu kết nối này là Hafl- Duplex, tức tại mỗi thời

điểm, trên mạng chỉ có một nút truyền và một nút nhận dữ liệu. Với cấu hình mạng RS485 2 dây sẽ

giảm giá thành và các thiết bị RS485 có thể cấu hình nội tại hoặc bên ngoài đối với hệ thống 2 dây.

- Kiểu 4 dây: thể hiện như hình 1(b)[1,4], gồm 4 dây tín hiệu và một dây tín hiệu GND(5

dây). Trong mạng 4 dây có thể có một hoặc nhiều nút Master. Trong trường hợp có một nút

Master thì nút Master có thể truyền thông với tất cả các nút Slave, còn tất cả các nút Slave chỉ

truyền thông với nút Master. Mạng cấu hình 4 dây cho phép sử dụng giao thức truyền thông kiểu

Full- Duplex, tức truyền thông 2 chiều đồng thời.