Đang tải... (xem toàn văn)
TRƯỜNGĐẠIHỌC GIAO THÔNGVẬN TẢI KHOAĐIỆN ĐIỆNTỬ THIẾTKẾ MÔN HỌC MẠNGTRUYỀNTHÔNGCÔNG NGHIỆP Nhóm3 TựĐộngHóa2–K60 ĐinhVănHào 191601598 NguyễnQuangĐạt 191614439 NguyễnHuyHoàng 191604172 HồHuyHoàng 1916046[.]
TRƯỜNGĐẠIHỌC GIAO THÔNGVẬN TẢI KHOAĐIỆN-ĐIỆNTỬ THIẾTKẾ MÔN HỌC MẠNGTRUYỀNTHÔNGCÔNG NGHIỆP Nhóm3-TựĐộngHóa2–K60 ĐinhVănHào 191601598 NguyễnQuangĐạt 191614439 NguyễnHuyHồng 191604172 HồHuyHồng 191604645 ĐỗNgọcThái 191603812 NguyễnGiaNam 191600721 Giảngviênhướngdẫn:TS.VõThanhHà HàNội– 2022 MỤC LỤC LỜI NÓIĐẦU CHƯƠNG1: GIỚITHIỆUTỔNG QUÁT .4 I Tổng quát PLC GiớithiệuvềPLC 2.PLCS7-1200 II Tổng quanvềPROFINET Giới thiệuvềPROFINET ƯuđiểmcủaPROFINET 3.ChứcnăngcủaPROFINET .10 Ứng dụngcủaPROFINET 10 III Tổng quan vềMODBUS 10 Giới thiệuvềMODBUS 10 PhânloạichuẩnMODBUS 11 Ứng dụngchuẩnMODBUS 12 CHƯƠNG 2:BÀITẬP 13 I Bài1lập trìnhkết nối 13 II Bài2lập trìnhkết nối .38 III Bài3 thực hànhmạngtruyền thông .51 3.1 Thựchànhkết nốimạngtruyền thôngProfinet .51 3.2 Thựchànhkết nối mạngtruyềnthông ModbusRTUvớiFRE700 62 Tàiliệu thamkhảo 71 LỜINĨIĐẦU Ngàynayvớisựpháttriểnmạnhmẽcủangànhcơngnghiệpđịihỏiphảicósựcảitiếnvàáp dụngcơngnghệmớixâytrongqtrìnhsảnxuấtnhằmnângcaohiệuquảsảnxuất.Mộttrong nhữnggiảipháptốtnhất,đólàápdụngquytrìnhtựđộnghóavàosảnxuất.Cácdâychuyểnsả nxuấtkhơngthểhoạtđộngđộclậpmàcầnphảicósựliênkếtvớinhautạonênmột mơhìnhthốngnhất.Sựkếtnốicácthiếtbịcơngnghiệpđóvớinhautạothànhmộthệthốngmạngv àđượcgọilàmạngcơngnghiệp Mang cơng nghiệp hay mạng truyền thông công nghiệp khái niệm chỉcác hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit nối tiếp, sử dụng để ghép nốicácthiếtbị.Việclậptrìnhkếtnốigiữacácthiếtbịgiúptốiưuhóahiệuquảlàmviệcvàgiúphệth ốngcósựlogic.Vàphổbiếntrongnhữngkếtnốiđólàlậptrìnhkếtnốigiữa2PLC vớinhau CHƯƠNG1:G I Ớ I THIỆUTỔNGQUÁT I TổngquátPLC Giới thiệuvề PLC PLC (ProgrammableLogicController) thiết bị điều khiển lập trình, đượcthiết kế chuyên dùng công nghiệp để điều khiển tiến trình xử lý từ đơngiản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà thực loạtcác chương trình kiện, kiện kích hoạt tác nhân kíchthích (hay gọi đầu vào) tác động vào PLC qua định thời (Timer)haycácsựkiệnđượcđếmquabộđếm.KhimộtsựkiệnđượckíchhoạtnósẽbậtON, OFF phát chuỗi xung thiết bị bên gắn vào đầu racủa PLC Như ta thay đổi chương trình cài đặt PLC ta cóthểthựchiệncácchứcnăngkhácnhau, trongcácmơitrườngđiềukhiểnkhácnhau.2.PLCS7-1200 2.1 Giớithiệutổngquan PLC S7 – 1200 dịng PLC hãng SIEMENS, với tính nổibật đơn giản có độ xác cao PLC S7-1200 đời năm 2009 nhằmthaythếS7-200.NóđượcgiớitựđộnghóađánhgiácaovàuthíchbởivìS71200đãkhắcphụcnhữngnhược điểmcủa S7-200mộtcách hồnhảo DịngPLCSiemensS71200làthiếtbịtựđộnghóađơngiảnnhưngcóđộchínhxáccaovàtốcđộxử lýnhanh.Nóđượcthiếtkếdạngmodulenhỏgọn,linhhoạt,phù hợpchomộtloạtcác ứngdụng PLC S7 1200 hãng Siemens có giao diện truyền thơng mạnh mẽ đápứngtiêuchuẩncaonhấtcủatruyềnthơngcơngnghiệpvàđầyđủcáctínhnăngcơngnghệ mạnh mẽtíchhợpsẵnlàmchonótrởthànhmộtgiảipháptựđộnghóahồnchỉnhvàtồndiện PLC S7-1200 Siemens thiết kế thêm nhiều tính tuyệt vời, từ đóđãkhắcphụccác nhược điểmcủa S7-200trước 2.2 Cácthànhphần củaPLCS7-1200 PLCS7-1200bao gồmcácthànhphầnnhưsau: - 3b ộ đ i ề u k h i ể n n h ỏ g ọ n v i s ự p h â n l o i t r o n g c c p h i ê n b ả n k h c nhaug i ố n g n h đ i ề u k h i ể n A C , R E L A Y h o ặ c D C phạmvirộng - 2mạchtươngtựvàsốmởrộngn g õ v o / r a t r ự c t i ế p t r ê n C P U l m giảmc h i phís ả n phẩm - 13m o d u l e t í n h i ệ u s ố v tươngt ự k h c n h a u b a o g m ( m o d u l e SM vàSB) - 2m o d u l e g i a o t i ế p R S / RS485đểgiaotiếpthôngquakếtnốiPTP - Bổs u n g c ổ n g E t h e r n e t - Modulen g u n P S ổ n đ ị n h , d ò n g đ i ệ n p 1 / V A C v đ iện áp2 V D C ①Bộphận kết nốinguồn ②Cácbộphậnkếtnốinốidâycủangườidùngcó thểtháođược (phíasaucác nắpche) ③Khe cắmthẻnhớnằmdướicửaphíatrên ④CácLEDtrạng thái dành cho I/Otích hợp ⑤Bộphậnk ế t n ố i P R O F I N E T ( p h í a trêncủaCPU) Cấutạo củabộđiều khiển SiemensCPUS7-1200 Các moduleCPUkhácnhaucóhìnhdạng,chứcnăng,tốc độ xửlý lệnh,bộ nhớchươngtrìnhkhácnhau… Cácd ị n g c h í n h c ủ a P L C S - 0 : S 0 c ó d ò n g l C P U 1 C , C P U 1212CvàCPU1214C,CPU1215C,CPU1217C - PLCS7-1200CPU1211Ccóbộnhớlàmviệc50KBworkmemory.Lư khơngmởrộng đượcmodul I/O - PLCS7-1200 CPU1212Ccóbộnhớlàmviệc75KBwork memory - PLCS7-1200CPU1214Ccó bộnhớlàmviệc100KBworkmemory - PLCS7-1200CPU1215Ccó bộnhớlàmviệc125KBworkmemory - PLCS7-1200 CPU1217Ccó bộnhớlàmviệc150KBwork memory 2.3 ModulemởrộngPLCS7-1200 PLC S7-1200 mở rộng module tín hiệu module gắn ngồi đểmởrộngchứcn ă n g củaCPU.Ngồira,cóthểcàiđặtthêmcácmoduletruyềnthơngđểhỗ trợgiaothức truyềnthơngkhác KhảnăngmởrộngcủatừngloạiCPUtùythuộcvàocácđặctính,thơngsốvà quyđịnhcủanhà sảnxuất S7-1200cócácloạimodulemởrộngsau: - Communicationmodle(CM) - Signal board (SB): Signal Board kết nối trực tiếp với mặt trước củaCPU.Chúngthườngđượcsửdụngkhikhônggianbịhạnchếhoặcnếuchỉcầnthê mmộtsố lượngnhỏđầuvào/đầura - AnalogModule:AnalogModulecungcấptùychọnđểmởrộngvàsửdụng thêmcác AI,AOngồi cácđầuvào/đầu tươngtựtíchhợp hiệncó 2.4 Tínhnăngnổibật củaPLCS7-1200 CổngtruyềnthơngProfinet(Ethernet)đượctíchhợpsẵn: - Dùng đểkết nối máytính,với hình HMIhaytruyền thơngPLC-PLC - Dùngkếtnốivới cácthiết bị kháccó hỗtrợchuẩn Ethernetmở - Đầunối RJ45vớitính tựđộngchuyển đổiđấuchéo - Tốcđộtruyền10/100Mbits/s - Hỗtrợ16kếtnốiethernet - TCP/IP,ISOon TCP,vàS7protocol Cáctính vềđo lường,điềukhiển vịtrí,điềukhiểnqtrình: - 6bộđếmtốcđộcao(highspeedcounter)dùngchocácứngdụngđếmvàđolường,trongđó có3bộđếm100kHz và3bộđếm30kHz - 2ngõraPTO100kHzđểđiềukhiểntốcđộvàvịtríđộngcơbướchaybộláiservo (servodrive) - NgõrađiềurộngxungPWM,điềukhiểntốcđộđộngcơ,vịtrívalve,hay điềukhiểnnhiệtđộ… - 16bộđiềukhiểnPIDvớitínhnăngtựđộngxácđịnhthơngsốđiểukhiển(autotunefunctionality) Thiết kếlinh hoạt: - Mở rộng tín hiệu vào/ra board tín hiệu mở rộng (signal board), gắntrực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà khơng thay đổikíchthướchệđiềukhiển - Mỗi CPUcóthểkết nốitốiđa8modulemởrộngtín hiệu vào/ra - Ngõvào analog0-10Vđược tíchhợp trênCPU - module truyền thơng kết nối vào CPU mở rộng khả truyềnthông,vdmodule RS232hayRS485 - CardnhớSIMATIC,dùng khicầnrộngbộnhớchoCPU,copychương trình ứng dụnghaykhi cậpnhậtfirmware - Chẩnđốnlỗionline/offline 2.5 Giaotiếp Cấuhìnhgiaotiếp củaPLCS7-1200 S7-1200 hỗ trợ kết nối Profibus kết nối PTP (point to point).GiaotiếpProfinetvới: - Các thiếtbịlậptrình - Thiếtbị HMI - Các điều khiển SIMATIC khác.Hỗtrợcác giaothứckếtnối: - TCP/IP - SIO-on-TCP - GiaotiếpvớiS7 2.6 ỨngdụngcủaPLCS7-1200 PLCS71200củaSiemens đượcứngdụngrộngrãitrong: - Hệthống băng tải - Dâychuyền sản xuất thực phẩm - Dâychuyềnxửlýnướcthải - Máymóc ngành dược phẩm - Dâychuyềnnhàmáybia,rượu,nướcgiảikhát - Máymócngành inấn,baobì,ngành nhựa II TổngquanvềPROFINET GiớithiệuvềPROFINET PROFINET chuẩn mở hệ thống tự động hóa (HTTĐH) dựa nềntảngEthernetcơngnghiệp.PROFINETcungcấpnhữngchứcnăngnhưtựđộngphânphối, tích hợpcácthiếtbịcósẵn,cáchoạtđộngđiềuhành,cácứngdụngthờigianthực (như điều khiển chuyển động) Thêm vào việc sử dụng CNTT, việc bảo vệ sựđầu tư đóng vai trò quan trọng PROFINET PROFINET cho phép tíchhợpcáchệthốngcósẵnnhưPROFIBUSmàkhơngcần thay đổi thiết bị kháctrong hệ thống Điều đảm bảo việc đầu tư vào thiết bị khơng trở nên lãngphí doviệc khơngtươngthíchvớinhau Profinet đáp ứng tất yêu cầu mặt CNTT HTTĐH.Toàn kinh nghiệm Profibus nhiều năm việc chuẩn hóa đãđược chuyển giao cho Profinet Việc sử dụng chuẩn mở, khả xử lý đơngiản,vàkhảnăngtíchhợpnhiềuhệthốngcósẵnđãđượcđịnhnghĩangaytừđầutrong Profinet.Profinet hiệnđượctíchhợptrongIEC61158 MộttrongnhữngđiểmmạnhcủaProfinetlàcótầmnhìndàihạntrongviệcpháttriểncơngngh ệ.Nhờđó,chiphíphátsinhbởihệthốngmáymóctrongqtrìnhcàiđặt,khởiđộngvàvậnhànhđượcgiảm xuốngtốiđa.ĐiểmmạnhcủaProfinetchínhlàgiúpchoviệcmởrộngsựkếtnốimáymóctrởnêndễdànghơnnhiều,đồngthờiviệc hoạt động hồn tồn độc lập, khơng phụ thuộc vào Những sản phẩm củaProfinetđượcchứngnhậnđảmbảotiêuchuẩnchấtlượngcaotừtổchứcngườidùngProfibus Profinet tiêu chuẩn tự động hóa Profibus Profinet quốc tế (PI).Profinet tương thích hồn tồn với chuẩn Ethernet IEEE.Với Profinet, nhữngyêu cầutốithiểuvềtruyềnthôngdữliệu cầnđượcthiết lậptựđộngnhưsau: - 100Mbpsdữliệudùngdâyđồnghaycápquang(100BaseTXvà100BaseFX) - ChuyểnmạchEthernet - Tựđộng cânbằng giữacác thôngsốtruyền - Switch có chứcnăngtựđộnggửivànhận - Kếtnốikhơngdây(WlanvàBluetooth) ProfinetsửdụnggiaothứcUDP/IPchocáclệnhgiaotiếpdữliệu.UDPcóđặctínhkhơng bảo mật, khơngbảođảmtincậytrongtruyềnbroadcastkhikếthợpvớiIP.Song song với việc sử dụng UDP/IP, vòng giao tiếp liệu Profinet dựatrên kháiniệmthờigianthực cókhảnăngmởrộng ƯuđiểmcủaPROFINET Hiệu năng: Tự động hóa thời gian thực.Antồn:truyềnthơng đảmbảoan tồn Phân tích:Vận hànhnhanh chóngvàkhảnăngxửlý sựcốhiệuquả Đầutưhiệu quả:Tíchhợpliềnmạch cáchệthốngfieldbus ... nxuấtkhơngthểhoạtđộngđộclậpmàcầnphảicósựliênkếtvớinhautạonênmột mơhìnhthốngnhất.Sựkếtnốicácthiếtbịcơngnghiệpđóvớinhautạothànhmộthệthốngmạngv àđượcgọilàmạngcôngnghiệp Mang công nghiệp hay mạng truyền thông công nghiệp khái niệm... ốngcósựlogic.Vàphổbiếntrongnhữngkếtnốiđólàlậptrìnhkếtnốigiữa 2PLC vớinhau CHƯƠNG1:G I Ớ I THIỆUTỔNGQT I TổngqtPLC Giới thiệuvề PLC PLC (ProgrammableLogicController) thiết bị điều khiển lập trình, đượcthiết kế chun dùng cơng nghiệp để... CHƯƠNG1: GIỚITHIỆUTỔNG QUÁT .4 I Tổng quát PLC Giớithiệuv? ?PLC 2.PLCS7-1200 II Tổng quanvềPROFINET Giới thiệuvềPROFINET