THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC TRẠM BƠM CẤP NƯỚC NHÀ A1,A2,A6 VÀ A9 UTC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ MÔN HỌC HỌC PHẦN: Mạng truyền thông công nghiệp-1-1-22(N01) Lớp học phần: TKMH Mạng truyền thông công nghiệp-1-1-22(N01) Ngày thi: 29/11/2022 Ca thi: Sinh viên thực hiện: Nguyễn Tiến Đạt -191602003 Lớp: TĐH1– K60 Người hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Lương Miên HÀ NỘI – 12/2022 MỤC LỤC NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO 2 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ, MODULE CHO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ 2.1 PLC S7-1200 2.2 HMI 2.3 Phần mềm lập trình TIA Portal 2.4 Bộ chuyển mạch Switch 2.5 Máy bơm CẤU HÌNH HỆ THỐNG MẠNG 4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 4.1 PLC Master 4.1.1 Khai báo biến 4.1.2 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave 4.1.3 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave 10 4.1.4 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave 11 4.1.5 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave 13 4.2 PLC Slave 15 4.2.1 PLC Slave 15 4.2.2 PLC Slave 15 4.2.3 PLC Slave 16 4.2.4 PLC Slave 16 4.3 Giao diện HMI 17 ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC TRẠM BƠM CẤP NƯỚC NHÀ A1,A2,A6 VÀ A9 UTC NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO Nội dung báo cáo xây dựng quy trình thiết kế, lập trình, điều khiển giám sát với mơ hình thực hành dùng mạng truyền thơng Profinet Mơ hình thực hành mơ tả minh họa việc tạo mạng truyền cơng nghiệp, bao gồm PLC gồm PLC Master PLC Slave,1 HMI ,4 máy bơm (Động khơng đồng bộ) TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ, MODULE CHO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ Các thiết bị phần mềm sử dụng để tạo mạng cơng nghiệp trình bày từ hãng SIEMENS Các thiết bị sử dụng cụ thể PLC S7-1200, HMI, động không đồng pha công suất 0,75kW, Switch chuyển mạch phần mềm TIA Portal Vị trí Tịa nhà A1 Tịa nhà A2 Tòa nhà A6 Tòa nhà A9 PLC Simatic S71200 1 1 Máy bơm Cảm biến 1 1 2 2 2.1 PLC S7-1200 Ta sử dụng PLC SIEMENS Simatic S7-1200 với CPU 1211C AC/DC/RLY ONBOARD I/O: DI 24V DC; DO RELAY 2A; AI – 10V DC, POWER SUPPLY: AC 85 – 264 (VAC); AT: 47 – 63 HZ, PROGRAM/DATA MEMORY: 50 KB (6ES7211-1BE40-0XB0) PLC có card mạng với đầu nối RJ-45 cho PROFINET giao tiếp PLC thông qua cổng 2.2 HMI Trong trường hợp này, ta sử dụng bảng điều khiển HMI SIEMENS KTP400 Bassic.Với nhiều tính bật như: tích hợp TIA Portal, truyền thơng với nhiều loại PLC khác nhau, có tám phím chức năng,….Đầy đủ chức để thực dự án Ngoài bảng điều khiển bao gồm cổng USB RJ-45 2.3 Phần mềm lập trình TIA Portal TIA Portal V16 phần mềm sử dụng cho cấu hình mạng Nó phần mềm kỹ thuật nhỏ gọn giúp giảm thiểu thời gian cấu hình Phần mềm TIA Portal tích hợp vào lập trình PLC S7-1200 với điều khiển giám sát qua HMI Phần mềm TIA Portal tích hợp điều khiển giám sát qua WinCC để lập trình bảng HMI lập trình PLC S7 hỗ trợ lập trình IEC ngơn ngữ LAD, FBD SCL 2.4 Bộ chuyển mạch Switch - Ta sử dụng Switch 8-port với đặc tính : + High Performance Network Switching Technology + Tuân thủ tiêu chuẩn IEEE + Cung cấp nhiều cổng TX với rắc cắm chuẩn RJ-45 + Cung cấp nhiều khe cắm Gigabit SFP rắc cắm 100FX SC/ST + Hỗ trợ cấp nguồn đầu vào từ 12 đến 48VDC + Bảo vệ phân cực ngược bảo vệ tải 2.5 Máy bơm Trong mơ hình thực hành dùng động khơng đồng pha cơng suất 0,75kW, dịng điện 2,2A, tốc độ 1380rpm, điện áp 380V, tần số 50Hz CẤU HÌNH HỆ THỐNG MẠNG Phần mềm TIA Portal sử dụng cho PROFINET cấu hình mạng Sau kết nối PC vào mạng PROFINET khởi động phần mềm, Profinet tự động tìm thiết bị có sẵn mạng lưới Các thiết bị này, chúng tơi định yêu cầu địa IP mặt nạ mạng con, cụ thể: ● PLC MASTER S7–1200 ( CPU 1211 AC/DC/RLY) - IP: 192.168.0.1 ● PLC SLAVE S7–1200 ( CPU1211 AC/DC/RLY) - IP: 192.168.0.2 ● PLC SLAVE S7–1200 ( CPU1211 AC/DC/RLY) - IP: 192.168.0.3 ● PLC SLAVE S7–1200 ( CPU1211 AC/DC/RLY) - IP: 192.168.0.4 ● PLC SLAVE S7–1200 ( CPU1211 AC/DC/RLY) - IP: 192.168.0.5 ● HMI KTP400 Bassic - IP: 192.168.0.6 + Khai báo kết nối thiết bị phần mềm Tia Portal, biểu diễn hình : CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN * Sơ đồ thuật tốn Bắt đầu L =1 S Đ PLC Slave truyền qua GET START Kết thúc S Bơm dừng, đèn tắt Đ S PLC Master gửi yêu cầu PLC Slave qua PUT Truyền thành công Đ Đ Bơm chạy, đèn sáng H=1 * Nguyên lí hoạt động Khi cảm biến mức L bình chứa lên mức 1, thời điểm PLC Master nhận yêu cầu từ HMI, kiểm tra điều kiện truyền tín hiệu đảm bảo thực truyền liệu yêu cầu cho PLC Slave Hoàn thành trình nhận liệu từ PLC Master, PLC Slave thực lệnh truyền thông điều khiển động làm việc, đèn báo sáng Khi cảm biến mức H bình chứa lên mức dừng bơm Trước truyền thông, PLC Master, PLC Slave kiểm tra kết trạng thái đường truyền Nếu đường truyền trống, lệnh truyền thông thỏa mãn PLC Master truyền liệu đến đối tượng tương ứng Tại thời điểm PLC thực vai trị truyền/ nhận tín hiệu nên ta cần sử dụng khoảng thời gian khác để thực lệnh truyền thông khác 4.1 PLC Master 4.1.1 Khai báo biến 4.1.2 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave - Khai báo kết nối truyền nhận liệu PLC Master với PLC Slave 1: - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC SLAVE 1: 4.1.3 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave - Khai báo kết nối truyền nhận liệu PLC Master với PLC Slave 2: - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC SLAVE 2: 10 4.1.4 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave - Khai báo kết nối truyền nhận liệu PLC Master với PLC Slave 3: 11 - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC SLAVE 3: 12 4.1.5 Truyền thông Profinet PLC Master với PLC Slave - Khai báo kết nối truyền nhận liệu PLC Master với PLC Slave 4: - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC SLAVE 4: 13 14 4.2 PLC Slave 4.2.1 PLC Slave - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC Master : 4.2.2 PLC Slave - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC Master : 15 4.2.3 PLC Slave - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC Master : 4.2.4 PLC Slave - Khai báo lệnh truyền/nhận liệu cho PLC Master : 16 4.3 Giao diện HMI - Thiết lập nút bấm START/STOP từ hình HMI - Thiết lập đèn báo sáng hiển thị trạng thái hoạt động động 17 * Hình ảnh thực tế truyền thơng Profinet kết nối PLC với 18