Tài liệu thí nghiệm mạng truyền thông công nghiệp

Trư ng ĐHBK Hà N i Khoa Đi n B môn Đi u n T đ ng Tài li u hư ng d n thí nghi m: M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P GI I THI U CHUNG 1.1 M c đích Giúp sinh viên làm quen v i h th ng truy n thông công nghi p, có kh phân tích tích h p truy n thông cho m t h th ng t đ ng hóa cơng nghi p hi n đ i M t s ki n th c k c n đ t đư c: Kh phân tích c u trúc, ch c nguyên lý ho t đ ng c a h th ng truy n thông công nghi p Phương pháp c u hình tích h p truy n thơng cho thi t b try n thông công nghi p Thi t k giao di n ngư i máy v n hành h th ng qua h th ng truy n thông 1.2 Yêu c u th c hành Sinh viên trư c đ n th c hành ph i đ c chu n b trư c theo tài li u hư ng d n th c hành đ trình bày cho cán b hư ng d n th c hành N u không đ t s không đư c vào th c hành Khi vào th c hành t đ i tuân th theo n i qui c a phòng s hư ng d n c a cán b hư ng d n Sinh viên ph i hoàn toàn ch u trách nhi m n u gây sai h ng, s c không tuân th n i qui hư ng d n th c hành Sinh viên ph i n p báo cáo th c hành cho cán b hư ng d n ch m nh t m t tu n k t k t thúc t t c th c hành Báo cáo có th vi t b ng tay ho c in máy, trình bày rõ ràng s ch s , th hi n đư c n i dung theo tài li u hư ng d n yêu c u B n photo s không đư c ch p nh n 1.3 Mô t th c hành Bài t p th c hành s giúp minh h a trang b cho sinh viên ki n th c b n, th c t m t cách tr c quan v h th ng truy n thông công nghi p hi n đ i đư c xây d ng v i thi t b t p đoàn Rockwell Automation tài tr V i nh ng ki n th c lý thuy t v nguyên lý logic ho t đ ng m t cách h th ng đư c trang b l p, sinh viên có th ti p c n bư c đ u làm quen th c hành v i nh ng nhi m v th c t b n thư ng g p h th ng th c Bài th c hành s đư c chia làm ph n chính: • Ph n 1: Tìm hi u làm quen v i h th ng t đ ng hóa Rockwell Automation bao g m khái ni m b n, công c phát tri n minh h a v i ví d đơn gi n chu n truy n thông DeviceNet, ControlNet • Ph n 2: Trên s nh ng ki n th c đư c h c làm quen, sinh viên s th c hành nh ng k b n như, c u hình m ng, c u hình d li u xây d ng tích h p ng d ng truy n thông công nghi p v i chu n h tr N i dung th c hành s đư c chia thành bu i s đư c th c hi n 90 phút N I DUNG BÀI TH C HÀNH 2.1 BÀI 1: T NG QUAN V H TH NG ĐI U KHI N CƠNG NGHI P 2.1.1 M c đích th c hành Bài th c hành giúp h c viên làm quen v i mơ hình m ng cơng nghi p nói chung h th ng m ng truy n thông công nghi p c a hãng Allen – Bradley nói riêng Bài thí nghi m, giúp h c viên bi t cách c u hình cách s d ng d ch v c a m t vài m ng truy n thông tiêu bi u đư c s d ng th c ti n T h c viên có h i ti p c n tr c quan v mơ hình h th ng u n công nghi p 2.1.2 Mô t h th ng Hình dư i minh h a m t h th ng u n giám sát tiêu bi u g m c p: • C p trư ng: Các thi t b ch p hành, thi t b đư c n i m ng v i thông qua m ng DeviceNet • C p u n: G m PLC đư c k t n i v i thơng qua m ng ControlNet • C p u n giám sát: G m PC, PanelView; thi t b đư c k t n i v i k t n i m ng v i c p u n thơng qua m ng EtherNet Hình 1: H th ng u n công nghi p 2.1.3 Nhi m v thí nghi m A Nhi m v chu n b nhà • Tìm hi u c u hình m ng nguyên t c ho t đ ng c a h DeviceNet/ ControlNet/ EtherNet d a tài li u tham kh o • Nêu đ c m k thu t b n c a h th ng m ng EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet? So sánh đ c m gi a h th ng m ng? th ng m ng: • Th đ t c u hình m ng? T i ph i đ t c u hình m ng? Nêu phương pháp đ t c u hình cho m t h th ng m ng nói chung l y ví d m ng EtherNet ho c DeviceNet/ ControlNet v i thi t b t i PTN Rockwell Automation • Trình bày ch trao đ i d li u m ng EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet • Nh n xét v tính ph m vi ng d ng c a EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet B Nhi m v t i phòng th c hành Tìm hi u tr l i câu h i sau đây: • D a vào mơ hình h th ng u n công nghi p b n xác đ nh t ng thi t b c th t i m i c p: Model, module truy n thông, module I/O, chu n giao ti p, cable k t n i gi a thi t b …? • Tìm hi u k t n i gi a PC PCL; gi a PLC thi t b t ng c p, gi a c p v i nhau? Tìm hi u cách đ u dây n i m ng gi a thi t b m ng gi a m ng v i • Tìm hi u ph n m m ph c v cho vi c k t n i, l p trình u n, u n giám sát PC: M c đích s d ng, ch c năng, nhi m v , h th ng u n công nghi p Ph n m m RSLinx, RSView32, RSLogix5000, RSLogix Emulate5000, RSNetWorx, Panel Builder32 Ph n 1: S d ng ph n m m RSLinx đ đ t c u hình m ng EtherNet: Giao di n kh i đ ng ph n m m RSLinx hình dư i đây: Thi t l p giao ti p truy n thông EtherNet/IP v i b u n (PLC) Ph n m m RSLinx ph n m m k t n i gi a b u n RSLogix ph n m m RSLogix 5000 Đ truy n thông v i b u n, ta ph i c u hình ph n m m RSLinx phù h p v i lo i c ng truy n thơng hi n có: Đ a ch EtherNet (MAC): đ a ch đư c gán cho m t mô đun h th ng: + Mô đun lưu gi đ a ch EtherNet c a + Xác đ nh đ a ch EtherNet c a thi t b nhãn + D ng c a đ a ch EtherNet: xx:xx:xx:xx:xx:xx Đ a ch IP: Đ a ch n đ nh cho m t mô đun truy n thông m ng Ethernet c th BOOTP: C u hình m t thi t b đ yêu c u m t đ a ch IP m t m ng EtherNet t máy ch BOOTP BOOTP Server: chương trình ph n m m nh n yêu c u BOOTP t thi t b EtherNet n đ nh đ a ch IP K t n i thi t b EtherNet/IP v i máy tính qua cáp Ethernet Gán đ a ch IP cho b u n hay mô đun truy n thông N u khơng có k t n i n i ti p v i b u n Kh i đ ng ph n m m Server BOOTP Start →program→Rockwell software→BOOTP-DHCP Server→BOOTP-DHCP Server Hay Start→Program→Rockwell software→RSLinx tools→BOOTP-DHCP server Khi b n đóng ph n m m BOOTP server, b n s đư c nh c save l i nh ng thay đ i + N u b n mu n ghi l i đ a ch IP mà b n n đ nh cho thi t b , save s thay đ i l i + Thi t b s lưu gi đ a ch IP cho dù b n có lưu l i nh ng thay đ i y hay không N u b n có k t n i n i ti p v i b u n Ph n 2: S d ng ph n m m RSLogix 5000 đ c u hình đ a ch IP cho b u n Các bư c th c hi n: Cài đ t b u n có s d ng đ a ch IP - K t n i b u n v i máy tính thơng qua cáp RS-232 - Kh i đ ng ph n m m RSLogix 5000 - Trong m c Controller Organizer, ch n properties ph n EtherNet port - Ch n tab Port Configuration - Nh p đ a ch IP - n Apply n OK Ph n 3: S d ng ph n m m RSNetWorx c u hình m ng DeviceNet offline: - Bư c 5: C u hình máy Scanner - Bư c 1: Chu n b trư c th c hi n - Bư c 6: Lưu - Bư c 2: T o m t file cho m ng - Bư c 7: Báo cáo RSNetWorx - Bư c 3: Ng t m ng - Bư c 8: Download c u hình t m ng - Bư c 4: C u hình t ng thi t b Th c hi n c th bư c: Bư c 1: chu n b trư c th c hi n Gi thi t danh sách thi t b đ t vào m ng đ a ch b ng dư i đây: - Bư c 2: T o m t file cho m ng: Ph n m m RSNetWors s lưu tr thơng tin v c u hình c a m i thi t b file máy tính: - T o m t file c u hình DeviceNet - Đ t tên File lưu tr c u hình m ng: Bư c 3: Ng t k t n i m ng Đ cài đ t c u hình, s d ng ph n m m RSNetworx đ xây d ng nh ng hình v đ h a v m ng Đ th c hi n u này, hoàn thành bư c sau cho m i thi t b : Bư c 4: C u hình cho t ng thi t b : Thông thư ng, m i thi t b s có nh ng thơng s đ th hi n đ c tính cho thi t b Đ c u hình offline cho thi t b , ta th c hi n bư c: • Đ nh rõ đ a ch c a t ng thi t b • C u hình thông s cho thi t b - Bư c 5: C u hình máy Scanner M c đích đ truy n thông thi t b m ng cài đ t danh sách quét thi t b máy Scanner Sau ta đ nh nghĩa vùng nh cho d li u c a t ng thi t b Th c hi n Upload c u hình hi n t i c a máy Scanner - Xác đ nh đ c tính c a máy Scanner - Thi t l p Alignment Option [Alignment Option mà ta l a ch n áp d ng cho c đ u vào đ u ra] - G n cho m i thi t b [th c hi n b ng tay] m t vùng nh 10 Chú ý: n u ta s d ng Automap on Add ta b qua ph n m i thi t b đư c gán m t vùng nh Th c hi n gán đ a ch b ng tay cho thi t b : - Download c u hình cho máy Scanner Upload lưu Netword file M t b n c u hình xong h th ng, upload toàn b h th ng lưu file S c t tr c u hình t ng thi t b file offline 11 Th c hi n m t báo cáo NSNetWordx N i dung c a báo cáo: - Thi t b m ng - Đ a ch vùng nh c a m i thi t b máy Scanner - C u hình mõi thi t b 12 2.2 BÀI 2: XÂY D NG GIAO DI N GIÁM SÁT THU TH P S LI U CHO H TH NG ĐI U KHI N ĐƠN GI N 2.2.1 M c đích thí nghi m Giúp h c viên tìm hi u ph n m m, kh tích h p thi t k giao di n u n giám sát PC cho m t h th ng u n đơn gi n, thông qua vi c s d ng ph n m m RSLogix 5000 RS Linx 2.2.2 Nhi m v th c hành K t n i RSLogix 5000 v i PLC S d ng ph n m m RSLogix 5000 đ l p trình cho PLC c a hãng Rockwell, t o k t n i gi a RSLogix 5000 PLC t i phịng thí nghi m thơng qua c ng Ethernet I/P, s d ng RSLinx đ c u hình k t n i (Cách k t n i trình bày thí nghi m s 1) T o m t chương trình RSLogix 5000: Kh i đ ng RSLogix 5000 Ta ch n “File”-> “New” s hi n c a s “New Controller” Type: Lo i PLC c n l p trình Revision: Phiên b n ph n m m Name: Tên c a chương trình VD: My_Project_1 Descripton: Mơ t chương trình 13 Chassis Type: Lo i khung c a PLC Slot: V trí c a b u n khung Create In: Thư m c ch a chương trình !!!Lưu ý đ t tên: Trong m t chương trình Logix 5000, có th đ nh nghĩa tên cho ph n t c a chương trình b u n, đ a ch d li u (tags), th t c, mô đun vào I/O,…Tên ch đư c phép ch a ch cái, ch s g ch dư i, ph i m đ u b ng ch hay g ch dư i, t i đa 40 ký t khơng có g ch dư i liên t c hay k ti p nhau,… Khai báo xong thông s ta n “OK”, v y ta t o m t chương trình My_Project_1 có “.ADC” thư m c C:\RSLogix 5000\Project C u hình b u n: vào “Edit” -> “Controller properties” s hi n c a s dư i đây, lúc d u thông tin m c đ nh c a b u n ta có th thay đ i thơng tin theo mong mu n General: ch a đ ng thông tin ban đ u c a b u n Date/Time: c u hình múi gi tr ng thái th i gian c a b u n Serial Port: C u hình thơng s c ng n i ti p c a b u n System Protocol: C u hình th c giao ti p gi a c ng n i ti p d ng DF1 point to point, DF1 Master hay DF1 Slave File: xem l i thơng tin c a chương trình T o c u hình module vào I/O: Kick chu t ph i vào “I/O Configuration” -> “New Module” : ta tìm add module vào c a PLC b t đ u module truy n thông , module “Digital I/O”, “Analog I/O”, module khác module đ c bi t 14 Ví d : V i PLC CompactLogix 1769-L32E ta add module truy n thông 1769-SDN/B: Click vào “communication” -> ch n “1769-SDN/B” n “OK” Ta đ t tên cho module ví d : Truy n_thông, phiên b n (Revision) ta ch n 2, Slot 1( v trí c a module khung , hay v trí c a module PLC) Ch n xong n “OK” Ti p t c n “OK” Ti p theo ta add module “Digital DC Input 1769-IQ32”, “Digital Output 1769-OB32”, “Analog Input 1769IF4” “Analog Output 1769-OF2” L p trình b ng gi n đ thang (Ladder) Ta vào “Tasks”-> “Main Task”-> “MainPrograme”-> “MainRoutine” xu t hi n c a s sau: 15 2.2.3 Chu n b th c hành a/ Ki m tra ho t đ ng c a b chuy n đ i I/P: K t n i thi t b mơ hình theo sơ đ sau: Hình 2.1 Sơ đ ki m tra ho t đ ng c a b chuy n đ i I/P • Đi u ch nh R1 đ cho áp su t đ t 25 psi G1 16 • Đ tín hi u t b ngu n 38-200 m c nh nh t (4mA) áp su t G2 psi ng v i van khí nén m hồn tồn • Đi u ch nh tín hi u t 38-200 lên m c cao nh t (20mA) áp su t G2 15 psi tương ng v i van khí nén đóng hồn tồn b/ Ki m tra ho t đ ng c a c m bi n áp su t • K t n i thi t b theo sơ đ sau: Hình 2.2 Sơ đ ki m tra ho t đ ng c a c m bi n áp su t • M van V2 V4 • Khóa R2 chưa c p khí vào mơ hình Ta u ch nh đ có đư c mA đ ng h đo tương ng psi G5 • Sau ta m u ch nh R2 đ n đư c áp su t 10 psi G5, ta u ch nh đ có đư c 20 mA đ ng h đo 17 • Sau ta u ch nh xong lúc tín hi u ph n h i t c m bi n 4÷20 mA s tương ng v i d i áp su t 0÷10 psi 2.2.4 Thu th p s li u trình u n áp su t s RS Logix 5000 d ng ph n m m a/ Chương trình (vi t dư i d ng gi n đ thang) Hình 2.3 Chương trình nh n d ng b/ Ti n hành thu th p s li u • K t n i thi t b theo sơ đ sau: 18 Hình 2.4 Sơ đ thí nghi m • Kh i đ ng RSlinx k t n i PC v i PLC dùng đ nh n d ng • Kh i đ ng RS logix 5000 t o chương trình u n n p chương trình vào PLC • T o “trend” đ v đ th theo bư c sau: Kick vào “trend” ch n “New Trend” Đ t tên d án ch n chu kỳ trích m u Ch n bi n c n v đ th Ch n màu hi n th bi n c n v Ch nh thông s tr c t a đ 19 Click vào “Apply” -> “OK” Kick vào “Run” n u mu n v đ th click vào “Stop” n u mu n ng ng v • M van V1, V3 V4 • Đi u ch nh R1 R2 đ cho áp su t 25 psi G1 10 psi G2 • Đ van khí nén • Sau ta tăng d n đ m van khí nén c 10% m t l n, ng v i m i l n thí nghi m ta thu l y đ th T m i đ th thu đư c ta tính tốn tham s ghi vào b ng sau: ch đ khóa hồn tồn Đ m van(%) k T(s) 10 20 … 100 Trung bình Trình bày k t qu thí nghi m thu đư c: 20 Đ th nh n d ng v i đ m van: a) 30% b) 50% c) 70% Lưu ý: Vì van khí nén van tác đ ng ngư c nên q trình thí nghi m ta có s quy đ i sau: Đ m van = 100% - Đ m van th c Vì van khí nén phi n nên ta thí nghi m giá tr đ m van khác s cho ta giá tr k T khác Chính v y, ta s l y giá tr k tb Ttb đ thi t k b u n Tài li u tham kh o [1] Lưu H ng Vi t: Bài gi ng M ng truy n thông công nghi p [2] Hồng Minh Sơn: "M ng truy n thơng cơng nghi p" NXB Khoa h c k thu t 2005 [3] Các tài li u tham kh o t trang web: http://www.rockwellautomation.com/ 21 ... thi t k b u n Tài li u tham kh o [1] Lưu H ng Vi t: Bài gi ng M ng truy n thông công nghi p [2] Hồng Minh Sơn: "M ng truy n thơng công nghi p" NXB Khoa h c k thu t 2005 [3] Các tài li u tham... chung h th ng m ng truy n thông công nghi p c a hãng Allen – Bradley nói riêng Bài thí nghi m, giúp h c viên bi t cách c u hình cách s d ng d ch v c a m t vài m ng truy n thông tiêu bi u đư c s... EtherNet Hình 1: H th ng u n công nghi p 2.1.3 Nhi m v thí nghi m A Nhi m v chu n b nhà • Tìm hi u c u hình m ng nguyên t c ho t đ ng c a h DeviceNet/ ControlNet/ EtherNet d a tài li u tham kh o • Nêu