ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT & ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP CHO THIẾT BỊ PHÒNG THỰC HÀNH PLC SIEMENS X5 12 SINH VIÊN TRẦN NGỌ[.]
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÊN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT & ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP CHO THIẾT BỊ PHÒNG THỰC HÀNH PLC SIEMENS X5.12 SINH VIÊN: TRẦN NGỌC PHÚC TRẦN MINH TRÍ 16025661 16037161 NGUYỄN LÊ BẢO THIỆN 16048631 LỚP: DHDKTD12B GVHD: ThS VÕ TRUNG THƯ TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài Trần Ngọc Phúc – 16025661 Nguyễn Lê Bảo Thiện - 16048631 Trần Minh Trí – 16037161 Tên đề tài NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT & ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP CHO THIẾT BỊ PHÒNG THỰC HÀNH PLC SIEMENS X5.12 Nội dung Lắp đặt HMI KTP400 Basic Kết nối thiết bị phòng thực hành qua HUB mạng truyền thơng Lập trình điều khiển giám sát theo số yêu cầu công nghệ cho thiết bị, mô hình thơng qua mạng truyền thơng cơng nghiệp Kết Hiểu rõ mạng truyền thông công nghiệp ứng dụng Khả ứng dụng mơ hình vào học tập Các thiết bị phòng thực hành có khả giao tiếp điều khiển Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên i năm 2019 SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN - ii SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii MỤC LỤC iii DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH ix DANH SÁCH BẢNG BIỂU xiv LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN THIẾT BỊ PHÒNG X5.12 1.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7 300 1.1.1 CPU S7-300 1.1.2 Một số đặc tính kỹ thuật số CPU S7-300 1.1.3 Kết nối 1.1.4 Các module mở rộng 1.1.5 Ngơn ngữ lập trình 1.2 TỔNG QUAN VỀ HMI KTP400 BASIC PN 1.2.1 Phần mềm 1.2.2 Truyền Thông 1.3 MƠ HÌNH PHÂN LOẠI, NHẬP VÀ XUẤT KHO THÀNH PHẨM 1.3.1 Mơ hình iii SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.3.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 10 1.3.3 Sơ đồ đấu dây 11 1.3.4 Bố trí địa HMI 13 1.3.5 Địa biến khâu nhập kho 13 1.3.6 Địa biến khâu xuất kho 14 1.3.7 Nguyên lý hoạt động 15 1.4 MƠ HÌNH CHIẾT RĨT VÀ ĐĨNG NẮP CHAI 16 1.4.1 Mơ hình 16 1.4.2 Sơ đồ bố trí thiết bị 17 1.4.3 Sơ đồ đấu dây 17 1.4.4 Bố trí địa HMI 19 1.4.5 Địa biến chương trình 19 1.4.6 Nguyên lý hoạt động 21 1.5 BIẾN TẦN SIEMENS 21 1.5.1 Tổng quan 21 1.5.2 Thông số kỹ thuật 24 1.5.3 Module nguồn SINAMICS PM240 0.37kW 400V 25 1.5.4 Tính Biến tần Sinamic G120 26 1.5.5 Phạm vi sử dụng biến tần 27 1.6 MẠNG TRUYỀN THÔNG 27 iv SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 1.6.1 Cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp 27 1.6.2 Mạng công nghiệp Siemens 28 CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM LẬP TRÌNH ỨNG DỤNG 30 1.7 PHẦN MỀM TIA PORTAL V15 30 1.7.1 Tổng quan phần mềm 30 a Tính 30 b Ngơn ngữ lập trình đa dạng 30 c Chuẩn đoán trực truyền 31 1.7.2 Ứng dụng cho trạm PLC 31 a Cấu hình phần cứng 31 b Viết chương trình 35 c Thiết lập địa truyền thông IP 37 d Các lệnh sử dụng 39 e Dowload, upload chương trình 44 1.7.3 Ứng dụng cho HMI 46 a Cấu hình phần cứng 46 b Thiết lập địa truyền thông IP 52 c Dowload, upload chương trình 53 1.7.4 Ứng dụng cho biến tần 54 a Cài Startdrive (nếu chưa có) cho TIA PORTAL V15 54 v SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP b Cấu hình biến tần Sinamics G120 240E-2PN 55 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ GIAO DIỆN HMI 61 3.1 THIẾT KẾ THIẾT BỊ NGÕ VÀO 61 3.1.1 Màn hình chính, hình phụ, nhãn 61 a Màn hình 61 b Màn hình phụ 62 c Nhãn (Template) 63 3.1.2 Vùng I/O HMI 66 3.1.3 Nút nhấn 67 3.1.4 Công tắc 69 3.2 THIẾT BỊ HIỂN THỊ NGÕ RA 71 3.2.1 Đèn báo 71 3.2.2 Thanh hiển thị 73 CHƯƠNG 4: TRUYỀN THÔNG PROFINET 77 4.1 LÝ THUYẾT TRUYỀN THÔNG BẰNG PROFINET 77 4.1.1 Kết nối Local với Partner 77 4.1.2 Truyền thông giao thức mở - OUC 77 a Connection ID truyền thông giao thức mở - OUC 77 b Các giao thức truyền thông (Protocol) 78 c Chuẩn truyền thông với TCP ISO TCP 79 vi SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP d Truyền nhận liệu với TSEND_C TRCV_C 80 4.1.3 Truyền thông kết nối CPU S7 80 a Lệnh nhận liệu GET 80 b Lệnh truyền liệu PUT 81 4.2 TRUYỀN THÔNG PLC CHỦ VỚI MỘT TRẠM PLC TỚ 82 4.2.1 Trạm chủ PLC S7 300 với trạm tớ PLC S7 300 82 4.2.2 Trạm chủ PLC S7 300 với trạm tớ PLC S7 1200 84 4.2.3 Trạm chủ PLC S7 1200 với trạm tớ PLC S7 1200 85 4.2.4 Thiết kế truyền thông Profinet cho hệ thống 86 4.3 TRUYỀN THÔNG TRẠM CHỦ VỚI MỘT THIẾT BỊ NGOẠI VI 88 4.3.1 Truyền thông trạm PLC với PC 88 4.3.2 Truyền thông trạm PLC với HMI, hai HMI 92 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN QUA MẠNG TRUYỀN THƠNG 97 5.1 GIAO TIẾP GIỮA HAI MƠ HÌNH PHÂN LOẠI VÀ CHIẾT RÓT 97 5.1.1 Đặt vấn đề 97 5.1.2 Lưu đồ thực 97 5.1.3 Chương trình Tia Portal 99 a Màn hình HMI chương trình Comm 99 b Chương trình Main Master 100 c Chương trình Main Slave 103 vii SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP 5.2 d Chương trình Export 104 e Chương trình Import 105 Điều khiển tốc độ động qua biến tần 106 5.2.1 Cơ sở điều khiển tốc độ PID 106 5.2.2 Đọc xung encoder (tốc độ hồi tiếp) 107 5.2.3 PID Control 110 5.2.4 Sơ đồ đấu dây PLC, HMI, Biến tần, Motor 115 CHƯƠNG 6: XỬ LÝ LỖI 117 KẾT LUẬN 118 Tổng kết 118 Hạn chế đề tài 118 Hướng phát triển 118 Ý nghĩa đề tài 118 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119 LỜI CẢM ƠN 120 viii SV: NGỌC PHÚC – MINH TRÍ – BẢO THIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DANH SÁCH CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Tổng quan CPU Hình 1.2 Module CPU314C-2PN/DP Hình 1.3 Đặc tính kỹ thuật số CPU S7-300 Hình 1.4 Tổng quan giao thức Profibus Hình 1.5 Các module mở rộng PLC S7-300 Hình 1.6 Sơ đồ rack S7-300 Hình 1.7 Màn hình HMI KTP400 Basic PN Hình 1.8 Truyền thông PROFINET HMI PLC Hình 1.9 Mơ hình phân loại, nhập xuất thành phẩm 10 Hình 1.10 Sơ đồ bố trí mơ hình phân loại 11 Hình 1.11 Sơ đồ đấu dây mơ hình phân loại 12 Hình 1.12 Mơ hình chiết rót đóng nắp chai 16 Hình 1.13 Sơ đồ bố trí thiết bị mơ hình chiết rót 17 Hình 1.14 Sơ đồ đấu dây mơ hình chiết rót 18 Hình 1.15 Bảng vận hành SINAMICS BOP-2 22 Hình 1.16 Bộ điều khiển (Control Unit) Siemens Sinamics G120 CU240E-2PN 23 Hình 1.17 Chi tiết bảng vận hành 23 Hình 1.18 Cách vận hành biến tần BOP-2 24 Hình 1.19 Module nguồn biến tần Siemens G120 25 Hình 1.20 Cấu trúc mạng truyền thông công nghiệp 28 Hình 1.21 Mạng cơng nghiệp Siemens 29 ix ... NGHIÊN CỨU LẮP ĐẶT & ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THƠNG CƠNG NGHIỆP CHO THIẾT BỊ PHỊNG THỰC HÀNH PLC SIEMENS X5. 12 Nội dung Lắp đặt HMI KTP400 Basic Kết nối thiết bị phòng thực hành qua HUB mạng truyền thơng... yêu cầu công nghệ cho thiết bị, mơ hình thơng qua mạng truyền thông công nghiệp Kết Hiểu rõ mạng truyền thông công nghiệp ứng dụng Khả ứng dụng mơ hình vào học tập Các thiết bị phịng thực hành có... thầy cô giáo Khoa Điện, chúng em giao đề tài: ? ?Nghiên cứu lắp đặt & ứng dụng mạng truyền thơng cơng nghiệp cho thiết bị phịng thực hành plc siemens X5. 12? ?? Khóa luận nhằm tích lũy kinh nghiệm học