(Tiểu luận) đề tai modbus rtucommunication between abb andplc (seimen)

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGNH ĐỀ TI: MODBUS-RTU COMMUNICATION BETWEEN ABB AND PLC (SEIMEN) Người hướng dẫn: TS.Đồng Sĩ Thiên Châu Người thực hiện: Phạm Lê Quang Tuấn MSSV:418H0507 Lớp: 18H40302 Khoá: 22 THNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 TỔNG LIÊN ĐỒN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN CHUYÊN NGNH ĐỀ TI: MODBUS-RTU COMMUNICATION BETWEEN ABB AND PLC (SEIMEN) Người hướng dẫn: TS.Đồng Sĩ Thiên Châu Người thực hiện: Phạm Lê Quang Tuấn MSSV:418H0507 Lớp: 18H40302 Khoá: 22 THNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2022 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HON THNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học Cô TS.Đồng Sĩ Thiên Châu Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, đồ sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung đồ án Trường Đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11, năm 2022 Tác giả LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến trường Đại Học Tôn Đức Thắng Khoa Điện-Điện Tử tạo hội cho em tham gia thực đồ án chuyên ngành Cùng với em xin gửi lời cảm ơn trân thành tới Cô TS.Đồng Sĩ Thiên Châu tận tình bảo hướng dẫn em từ ngày đầu tiên, nhờ thầy mà em có thêm nhiều kiến thức kinh nghiệm quý báu Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn cho tồn thể thầy Khoa Điện-Điện Tử góp cơng sức giảng dạy em ngày học tập trao dồi kiến thức trường TP Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 11, năm 2022 Tác giả Mục Lục Danh mục hình ảnh CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .1 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục đích nghiên cứu .3 1.3 Đối tượng nghiên cứu .3 1.4 Phạm vi nghiên cứu .3 1.5 Dự kiến kết .4 CHƯƠNG 2: CƠ Sm Ln THUYpT 2.1 MODBUS RTU .5 2.2 Frame truyền liêut tổng MODBUS RTU CHƯƠNG 3: THIpT Kp VÀ THI CÔNG 3.1 Sơ đồ khối .7 3.1.1 Khối SCADA 3.1.2 Khối xử lý PLC module MODBUS .9 3.1.3.Khối mạch nguồn 12 3.1.4.Khối biến tần 13 3.2 Nguyên lí hoạt động hệ thống 14 3.3 Lưu đồ giải thuật 15 3.4 Quá trình thi cơng 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 23 4.1 Tiến trình thực nghiệm 23 4.2 Kết thực nghiệm 23 4.3 Kết luận thực nghiệm 24 CHƯƠNG KpT LUẬN .25 5.1 Ưu điểm 25 5.2 Nhược điểm 25 5.3 Hướng Phát Triển 25 Tài liệu tham khảo 26 PHỤ LỤC .27 Document continues below Discover more from: kế hệ Thiết thống số Đại học Tôn Đức… 54 documents Go to course Empower b1 Pre 89 Intermediate… Thiết kế hệ thống… 100% (3) Lí thuyết Thiết kế hệ 74 thống số Thiết kế hệ thống số 100% (1) BG TOAN KINH TE 24 cfyrtytrytrrtr Thiết kế hệ thống số 100% (1) Bài giảng Đại cương 24 Bào chế SDH… Thiết kế hệ thống số 100% (1) Hoạt động đặt hàng - no… Thiết kế hệ thống số None Bài+tập+cuối+kỳ PL giải tranh… Thiết kế hệ thống số None Danh mục hình ảnh Hình 1.1 Mơtt ví dụ mơ hình MODBUS RTU cơng nghiê p t Hình 1.2 Giao thức MODBUS RTU ứng dụng thực tế Hình 2.1 mơ hình truyền liêut thông điê pt (message) MODBUS RTU Hình 2.2 Sơ đồ trạng thái truyền RTU Hình 3.1 Hệ thống SCADA Tia portal .10 Hình 3.2 PLC S7-1200 siemen 10 Hình 3.3 Thơng số PLC S7-1200 11 Hình 3.4 Module MODBUS CM1241 cho chuẩn RS485 .12 Hình 3.5 Nguồn tổ ong dùng để cấp nguồn cho PLC 13 Hình 3.6 Biến tần ACS550 dùng để điều khiển động 14 Hình 3.7 Phụ kiện lắp ráp bảng mơ hình 19 Hình 3.8 Lắp ráp phụ kiện lên bảng 20 Hình 3.9 Mơ hình hồn tất 21 Hình 3.10 Màn hình dùng để điều khiển quan sát 22 Hình 3.11 Màn hình Settings để chỉnh thông số lúc ghi nhập liệu 22 Hình 3.12 hình thiết lập baudrate parity .23 Hình 3.13 Màn hình thiết lập thơng số cho việc đọc liệu từ biến tần 23 Hình 3.14 Mơ hình hồn thiện kết nối với biến tần phịng thí nghiệm 24 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1.1 Giới thiệu MODBUS hay MODBUS giao thức truyền thơng tầng Application theo mơ hình OSI, hỗ trợ giao mơ hình client/server thiết bị kết nối nhiều loại bus mạng khác MODBUS Modicon (nay Schneider Electric) xuất vào năm 1979 để sử dụng với PLC hãng MODBUS sau trở thành giao thức truyền thông tiêu chuẩn, truyền thơng nhiều thiết bị với qua giao thức này,dùng thông qua mô tt căpt dây xoắn.Trước chuẩn dây xoắn RS 232 đa số dùng phổ biến, vào hiê nt tại,người ta thường sử dụng chuẩn RS485 dùng cho giao thức MODBUS để đạt tốc đô t cao hơn,kết nối đa điểm đồng thời khoảng cách kết nối RS485 cải thiê nt lên nhiều Ngày nay, MODBUS môtt tiêu chuẩn thông dụng ngành điện tự đô nt g hóa Hình 1.1 Mơtt ví dụ mơ hình MODBUS RTU cơng nghiêpt ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH Nguyên lý hoạt động: MODBUS hoạt động theo nguyên tắc “Master – Slave” hay gọi “Chủ – Tớ” Một Master kết nối với hay nhiều “Slave” ( bao gồm thiết bị biến tần,sensor, “Master” thường PLC, PC, DCS, RTU hay SCADA “Slave” thường thiết bị cấp trường Nói cách dễ hiểu, phương pháp sử dụng để truyền thông tin qua đường dây nối tiếp thiết bị điện tử Thiết bị yêu cầu thông tin gọi MODBUS Master thiết bị cung cấp thông tin MODBUS Slaves Trong mạng MODBUS tiêu chuẩn, có Master tối đa 247 Slave, Slave có địa Slave từ đến 247 Master ghi thơng tin vào Slave Ngày nay,có dạng MODBUS phổ biến,đó MODBUS ASCII, MODBUS-RTU, MODBUS-TCP, đồ án chuyên ngành này, sử dụng MODBUS-RTU nên sâu vào giao thức ĐỒ ÁN CHUN NGÀNH 21 Hình 3.14 Mơ hình hồn thiện kết nối với biến tần phịng thí nghiệm CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 4.1 Tiến trình thực nghiệm B1: Kiểm tra nguồn điện dây dẫn B2: Kiểm tra PLC, module CM 1241 biến tần, motor B3: kiểm tra code phần cứng tia portal B4: Chạy thử nghiệm kiểm tra lỗi B5: Sau thiết kế SCADA tia portal B6: Thử nghiệm mô giao diện SCADA B7: Thử nghiệm kết nối với biến tần, PLC SCADA thực tế B8: Lắp ráp mơ hình cho PLC, Nguồn, đấu nối dây xác ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 22 B9: cấp nguồn kiểm tra mạch B10: tiến hành vận hành tất hệ thống 4.2 Kết thực nghiệm Nguồn cấp qua PLC 220 VAC ( ta sử dụng PLC S7-1200 1214C AC/DC/RY cho phép nguồn vào 120-240 VAC ) nên không cần phải cấp nguồn 24v PLC khác Biến tần chạy ổn định,PLC không bị lỗi, kết nối SCADA với PLC điều khiển động qua giao diện SCADA ổn định Hiển thị SCADA tốc độ,tần số Mạch chạy không lỗi Điều khiển động chay theo tần số nhập 4.3 Kết luận thực nghiệm Khi thực nghiệm, gặp khó khăn kết nối hệ thống SCADA để điều khiển PLC Mất nhiều thời gian để tra liệu biến tần ,điều chỉnh thông số.Tuy nhiên thời gian kết nối nhanh.Có thể điều khiển qua control word giám sát qua status word định dạng word Có nhiều liệu tra tài liệu manual biến tần ABB bao gồm ghi, địa chỉ,điều khiển, độ dài liệu chế độ ghi/đọc liệu, cần phải thiết lập biến tần cho trùng trùng khớp với thông số giao thức MODBUS PLC ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 23 CHƯƠNG KvT LUẬN 5.1 Ưu điểm  Ổn định bị nhiễu môi trường xung quanh  Đấu dây đơn giản, sử dụng dây để kết nối với biến tần ( nối với đầu A,B biến tần ), không cần kết nối nhiều dây rườm rà  Các module hoạt động độc lập với nên chuyện quản lý thiết lập trở nên dễ dàng  Có thể dùng chung với hãng khác miễn có MODBUS RTU  Sử dụng hệ thống SCADA để dễ dàng điều khiển thay 5.2 Nhược điểm o So với việc truyền tín hiệu kết nối trực tiếp analog hay digital MODBUS RTU không nhanh o Cần thiết bị PLC máy tính chạy SCADA có cấu hình mạnh để đọc tất ghi o MODBUS RTU phù hợp với chế điều khiển có tốc độ đáp ứng từ giây trở xuống 5.3 Hướng Phát Triển Có thể mở rộng quy mơ dự án doanh nghiệp lớn Áp dụng mạng truyền thông MODBUS để điều khiển nhiều thiết bị lúc mà thiết kiệm khơng gian dây dẫn Có thể áp dụng nông nghiệp lẫn công nghiệp tự động Những ứng dụng ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 24 nơng nghiệp kể đến hệ thống tưới tự động có giám sát nhiệt độ độ ẩm… Những ứng dụng cơng nghiệp kể dến điều khiển hệ thống quạt nhà máy, phải điều khiển nhiều quạt nên ta dùng MODBUS tiện lợi Tài liệu tham khảo [1] Trần Văn Hiếu (2017).Thiết kế tthống HMI/SCADA với Tia portal,nhà xuất khoa học k• th tt [2] Hồng Minh Sơn (2006), Mạng Truyền thông công nghiê pt [3] ABB-ACS550 user manual ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 25 PHỤ LỤC  Chương trình PLC viết phần mềm Tia Portal V16 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 26 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 27 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 28 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 29 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 30 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 31 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 32 ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 33 More from: Thiết kế hệ thống số Đại học Tôn Đức Thắng 54 documents Go to course Empower b1 Pre Intermediate 89 Workbook Thiết kế hệ thống số 100% (3) Lí thuyết Thiết kế hệ thống số 74 Thiết kế hệ thống số 100% (1) BG TOAN KINH TE - cfyrtytrytrrtr 24 Thiết kế hệ thống số 100% (1) Bài giảng Đại cương Bào chế 24 SDH cho sinh viên Thiết kế hệ thống số 100% (1) Recommended for you Lesson Excise TAX - tax exercise Thue doanh nghiep 100% (1) Case Study - Starbucks Philippines - Chapter The flower… Service Marketing 100% (1) jhauhígvcụihơkjkláN√jhvcauigyvhihụ hsuiHỤABHS Service Marketing 100% (1) Empower b1 Pre Intermediate 89 Workbook Thiết kế hệ thống số 100% (3)