xây dựng mô hình thí nghiệm hệ scada điều khiển và giám sát sản xuất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN- ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG XÂY DỰNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Thực hiện: Đoàn Diễm Vương THỰC HÀNH PLC VÀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT PHỤ LỤC Bảng 1.1 Cấu hình trạm S7-400 12 Hình 1.1 Cấu hình trạm S7-400 trong Simatic Manager 12 Bảng 1.2. Cấu hình trạm S7-300 01 13 Hình 1.2 Cấu hình trạm S7 300 01 trong Simatic Manager 13 Bảng 1.3 Cấu hình trạm S7 200 01 14 Bảng 1.4 Cấu hình trạm S7 200 02 14 Bảng 1.5 Cấu hình trạm S7 200 03 14 Bảng 1.6 Cấu hình trạm ET 200 01 15 Bảng 1.7 Cấu hình trạm ET 200 02 15 Hình 3.1 Cấu hình thêm trạm vào mạng PROFIBUS 24 Hình 3.2 Cấu hình thêm trạm EM277 vào mạng PROFIBUS 24 Hình 3.3 Thiết lập địa chỉ cho trạm EM277 25 Hình 3.4 Cấu hình số Bytes truyền nhận dữ liệu S7 200 và S7 300 25 Hình 3.5 Cấu hình lại địa chỉ IO cho S7 300 khi giao tiếp với S7 200 26 Hình 3.6 Cài đặt vùng nhớ đệm V trên S7 200 26 Hình 3.7 Tổ chức phân chia vùng nhớ để giao tiếp S7 300 và S7 200 qua PROFIBUS 27 Hình 3.8 Cấu hình thêm Module điều khiển từ xa ET 200M vào mạng PROFIBUS 28 Hình 3.9 Cấu hình trạm ET200M và định địa chỉ IP 29 Hình 3.10 Cấu hình chi tiết các IO gắn ở trạm ET200M 30 Hình 3.11 Cấu hình cho trạm ET200M – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 31 Hình 3.12 Cấu hình cho trạm S7200 – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 32 Hình 3.13 Cấu hình cho trạm S7200 – 02 trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 33 Hình 3.14 Cấu hình cho trạm chủ S7300 mạng PROFIBUS NETWORK 06 34 Hình 3.15 Cấu hình cho trạm chủ S7200-01 mạng PROFIBUS NETWORK 06 35 Hình 3.16 Cấu hình cho trạm chủ S7200-02 mạng PROFIBUS NETWORK 06 35 Hình 3.17 Cấu hình cho trạm chủ ET200-01 mạng PROFIBUS NETWORK 06 36 Hình 3.18 Cấu hình cho trạm chủ S7200-03 mạng PROFIBUS NETWORK 06 37 Hình 3.19 Cấu hình cho trạm chủ ET200-02 mạng PROFIBUS NETWORK 06 38 2 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013, BẢN A-2013 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Bảng 4.1 Mã chức năng trong giao thức Modbus 41 Hình 4.3 Giao tiếp truyền thông giữa các PLC S7200 thông qua Port 1 sử dụng cáp PROFIBUS 44 Hình 4.4 Thiết lập mạng Modbus giao tiếp cho Master và Slave 45 Bảng 4.3 Khối hàm MBUS_CTRL 46 Bảng 4.4 Khối hàm MBUS_MSG 47 Bảng 4.5 Khối hàm MBUS_INIT 47 Bảng 4.6 Khối hàm MBUS_SLAVE 47 Hình 4.5 Định địa chỉ vùng nhớ trong cấu hình Modbus 48 Hình 4.6 Thanh ghi giữ giá trị truyền trong cấu hình Modbus 49 Hình 5.2 Truyền thông PPI giao tiếp S7200 và S7200 51 Hình 5.3 Cài đặt IP cho S7200 các trạm tớ (Slave) 51 Hình 5.4 Cấu hình IP cho trạm tớ S7 200 53 Hình 5.5 Đổ cấu hình xuống PLC S7200 53 Hình 5.6 Viết chương trình PLC cho S7 200 Master 54 Hình 5.7 Chương trình ví dụ minh họa 56 Hình 5.8 Bước 1 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 57 Hình 5.9 Bước 2 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 58 Hình 5.10 Bước 3 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 59 Hình 5.11 Bước 4 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 59 Hình 5.12 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 01 60 Hình 5.13 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 02 61 Hình 5.14 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 03 62 Hình 5.13 Kết thúc cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 63 Hình 5.14 Gọi khối hàm cấu hình PPI vừa thiết lập 64 Hình 5.15 Đổ chương trình xuống các PLC và quan sát kết quả 65 Hình 6.1 Mạng MPI 67 Hình 7.3 Ethernet với cáp đồng trục và đôi dây xoắn 75 Hình 7.4 Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/Ethernet 76 3 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 7.5 Thêm các trạm S7400 và S7300 vào cấu hình trong Simatic Manager 77 Hình 7.6 Cấu hình trạm S7300 và Download xuống PLC 78 Hình 7.7 Cấu hình trạm S7400 và Download xuống PLC 79 Hình 7.8 Cấu hình Ethernet S7300 – S7400 79 Hình 8.6 Phân chia để cấu hình vùng nhớ 85 Bảng 8.1 Danh sách các biến sử dụng trong mô hình kèm địa chỉ cấu hình 86 Bảng 9.1: Tín hiệu đèn nhà máy bia tương ứng trên mô hình 93 Bảng 10.2 Cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy 114 Bảng 10.4 Cài đăt đầu vào tương tự ADC 117 Bảng 10.5 Cài đặt khắc phục sự cố nguồn điện ngắn hạn 117 Bảng 10.5 Cài đặt chức năng PI 118 Bảng 10.6 Tối ưu hóa đặc tính tăng giảm tốc 118 Bảng 10.7 Cài đặt cho phép khởi động lại 119 Bảng 10.8 Cài đặt chức năng khởi động bám 119 Bảng 10.9 Cài đặt bảo vệ biến tần và động cơ 119 Bảng 10.10 Cài thông số giao thức USS 120 Hình 10.7 Cấu trúc lệnh USS_WPM_x 125 Bảng 10.12 Thống kế các biến và định địa chỉ để lập trình điều khiển mô hình 127 Hình 10.9 Giao diện WinCC giám sát và điều khiển mô hình bồn nước 128 CHƯƠNG 12- KẾT QUẢ VÀ ĐÁNH GIÁ 132 12.1. Kết quả đạt được 132 Hình 12.1 Cấu hình hệ SCADA phòng D603 133 12.2. Nhận xét đánh giá: 133 CHƯƠNG 13- KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 134 13.1Kết luận: 134 13.2 Hướng phát triển: 134 TÀI LIỆU THAM KHẢO 135 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Cấu hình trạm S7-400 Error: Reference source not found 4 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 1.1 Cấu hình trạm S7-400 trong Simatic Manager Error: Reference source not found Bảng 1.2. Cấu hình trạm S7-300 01 Error: Reference source not found Hình 1.2 Cấu hình trạm S7 300 01 trong Simatic Manager Error: Reference source not found Bảng 1.3 Cấu hình trạm S7 200 01 Error: Reference source not found Bảng 1.4 Cấu hình trạm S7 200 02 Error: Reference source not found Bảng 1.5 Cấu hình trạm S7 200 03 Error: Reference source not found Bảng 1.6 Cấu hình trạm ET 200 01 Error: Reference source not found Bảng 1.7 Cấu hình trạm ET 200 02 Error: Reference source not found Bảng 3.1 Kiến trúc giao thức của PROFIBUS Error: Reference source not found Bảng 4.1 Mã chức năng trong giao thức Modbus Error: Reference source not found Bảng 4.2 Địa chỉ TMZ tuân theo các thông số kỹ thuật của MODBUS. Error: Reference source not found Bảng 4.3 Khối hàm MBUS_CTRL Error: Reference source not found Bảng 4.5 Khối hàm MBUS_INIT Error: Reference source not found Bảng 4.6 Khối hàm MBUS_SLAVE Error: Reference source not found Bảng 8.1 Danh sách các biến sử dụng trong mô hình kèm địa chỉ cấu hình Error: Reference source not found Bảng 9.1: Tín hiệu đèn nhà máy bia tương ứng trên mô hình. Error: Reference source not found Bảng 10.1 Phân nhóm một số chức năng biến tần M420 Error: Reference source not found Bảng 10.2 Cài đặt về trạng thái mặc định của nhà máy Error: Reference source not found Bảng 10.3 Cài đặt nhanh các thông số cơ bản Error: Reference source not found Bảng 10.4 Cài đăt đầu vào tương tự ADC Error: Reference source not found Bảng 10.5 Cài đặt khắc phục sự cố nguồn điện ngắn hạn Error: Reference source not found Bảng 10.5 Cài đặt chức năng PI Error: Reference source not found Bảng 10.6 Tối ưu hóa đặc tính tăng giảm tốc Error: Reference source not found Bảng 10.7 Cài đặt cho phép khởi động lại Error: Reference source not found Bảng 10.8 Cài đặt chức năng khởi động bám Error: Reference source not found Bảng 10.9 Cài đặt bảo vệ biến tần và động cơ Error: Reference source not found Bảng 10.10 Cài thông số giao thức USS Error: Reference source not found Bảng 10.11 Cài thông số kích bật chế độ PID bằng ngõ ra PLC Error: Reference source not found Bảng 10.12 Thống kế các biến và định địa chỉ để lập trình điều khiển mô hình . . Error: Reference source not found 5 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT DANH MỤC HÌNH Bảng 1.1 Cấu hình trạm S7-400 Error: Reference source not found Hình 1.1 Cấu hình trạm S7-400 trong Simatic Manager Error: Reference source not found Hình 1.2 Cấu hình trạm S7 300 01 trong Simatic Manager Error: Reference source not found Hình 2.1 Tổng quan mô hình thực hành mạng truyền thông công nghiệp . . Error: Reference source not found Hình 2.2 Cấu hình mạng PROFIBUS-DP mẫu 1 và 2 Error: Reference source not found Hình 2.3 Cấu hình mạng MPI mẫu 1 và PPI mẫu 2 Error: Reference source not found Hình 2.4 Cấu hình mẫu 5 mạng Ethernet và Profibus Error: Reference source not found Hình 2.5 Cấu hình mẫu 6 mạng Ethernet và Profibus Error: Reference source not found Hình 3.1 Cấu hình thêm trạm vào mạng PROFIBUS Error: Reference source not found Hình 3.2 Cấu hình thêm trạm EM277 vào mạng PROFIBUS Error: Reference source not found Hình 3.3 Thiết lập địa chỉ cho trạm EM277 Error: Reference source not found Hình 3.4 Cấu hình số Bytes truyền nhận dữ liệu S7 200 và S7 300 Error: Reference source not found Hình 3.5 Cấu hình lại địa chỉ IO cho S7 300 khi giao tiếp với S7 200 Error: Reference source not found Hình 3.6 Cài đặt vùng nhớ đệm V trên S7 200 Error: Reference source not found Hình 3.7 Tổ chức phân chia vùng nhớ để giao tiếp S7 300 và S7 200 qua PROFIBUS Error: Reference source not found Hình 3.8 Cấu hình thêm Module điều khiển từ xa ET 200M vào mạng PROFIBUS . Error: Reference source not found Hình 3.9 Cấu hình trạm ET200M và định địa chỉ IP Error: Reference source not found Hình 3.10 Cấu hình chi tiết các IO gắn ở trạm ET200M Error: Reference source not found Hình 3.11 Cấu hình cho trạm ET200M – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 . Error: Reference source not found Hình 3.12 Cấu hình cho trạm S7200 – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01Error: Reference source not found Hình 3.13 Cấu hình cho trạm S7200 – 02 trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 Error: Reference source not found Hình 3.14 Cấu hình cho trạm chủ S7300 mạng PROFIBUS NETWORK 06 Error: Reference source not found Hình 3.15 Cấu hình cho trạm chủ S7200-01 mạng PROFIBUS NETWORK 06 . Error: Reference source not found 6 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.16 Cấu hình cho trạm chủ S7200-02 mạng PROFIBUS NETWORK 06 . Error: Reference source not found Hình 3.17 Cấu hình cho trạm chủ ET200-01 mạng PROFIBUS NETWORK 06 Error: Reference source not found Hình 3.18 Cấu hình cho trạm chủ S7200-03 mạng PROFIBUS NETWORK 06 . Error: Reference source not found Hình 3.19 Cấu hình cho trạm chủ ET200-02 mạng PROFIBUS NETWORK 06 Error: Reference source not found Hình 4.1: Một mạng MODBUS RTU có một chủ, như PLC, PC, DCS và 247 thiết bị tớ được kết nối trong cấu hình multi-drop. Error: Reference source not found Hình 4.2 Kết nối dây “home run” so với MODBUS Error: Reference source not found Hình 4.3 Giao tiếp truyền thông giữa các PLC S7200 thông qua Port 1 sử dụng cáp PROFIBUS Error: Reference source not found Hình 4.4 Thiết lập mạng Modbus giao tiếp cho Master và Slave Error: Reference source not found Hình 4.5 Định địa chỉ vùng nhớ trong cấu hình Modbus Error: Reference source not found Hình 4.6 Thanh ghi giữ giá trị truyền trong cấu hình Modbus Error: Reference source not found Hình 5.2 Truyền thông PPI giao tiếp S7200 và S7200 Error: Reference source not found Hình 5.3 Cài đặt IP cho S7200 các trạm tớ (Slave) Error: Reference source not found Hình 5.4 Cấu hình IP cho trạm tớ S7 200 Error: Reference source not found Hình 5.5 Đổ cấu hình xuống PLC S7200 Error: Reference source not found Hình 5.6 Viết chương trình PLC cho S7 200 Master Error: Reference source not found Hình 5.7 Chương trình ví dụ minh họa Error: Reference source not found Hình 5.8 Bước 1 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 Error: Reference source not found Hình 5.9 Bước 2 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 Error: Reference source not found Hình 5.10 Bước 3 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 Error: Reference source not found Hình 5.11 Bước 4 cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 Error: Reference source not found Hình 5.12 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 01 Error: Reference source not found Hình 5.13 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 02 Error: Reference source not found Hình 5.14 Cấu hình vùng nhớ PPI cho Slave S7200 - 03 Error: Reference source not found Hình 5.13 Kết thúc cấu hình vùng nhớ PPI cho các Slave S7200 Error: Reference source not found Hình 5.14 Gọi khối hàm cấu hình PPI vừa thiết lập Error: Reference source not found Hình 5.15 Đổ chương trình xuống các PLC và quan sát kết quả Error: Reference source not found 7 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 6.1 Mạng MPI Error: Reference source not found Hình 6.2 Cấu hình 2 trạm S7 300 và S7 400 trong Simatic Manager Error: Reference source not found Hình 6.3 Cấu hình trạm S7 400 Error: Reference source not found Hình 6.4 Cấu hình địa chỉ IP trạm S7 400 Error: Reference source not found Hình 6.5 Cấu hình trạm S7 300 Error: Reference source not found Hình 6.6 Cấu hình địa chỉ IP trạm S7 300 Error: Reference source not found Hình 6.7 Cấu hình mạng MPI trong Simatic Manager – Bước 1 Error: Reference source not found Hình 6.8 Cấu hình mạng MPI trong Simatic Manager – Bước 2 Error: Reference source not found Hình 6.9 Cấu hình mạng MPI trong Simatic Manager – Bước 3 Error: Reference source not found Hình 6.10 Cấu hình mạng MPI trong Simatic Manager – Bước 4 Error: Reference source not found Hình 6.11 Cấu hình mạng MPI trong Simatic Manager – Bước 5 Error: Reference source not found Hình 7.1 Kiến trúc giao thức Ethernet Error: Reference source not found Hình 7.3 Ethernet với cáp đồng trục và đôi dây xoắn Error: Reference source not found Hình 7.4 Cấu trúc khung MAC theo IEEE 802.3/Ethernet. Error: Reference source not found Hình 7.5 Thêm các trạm S7400 và S7300 vào cấu hình trong Simatic Manager Error: Reference source not found Hình 7.6 Cấu hình trạm S7300 và Download xuống PLC Error: Reference source not found Hình 7.7 Cấu hình trạm S7400 và Download xuống PLC Error: Reference source not found Hình 7.8 Cấu hình Ethernet S7300 – S7400 Error: Reference source not found Hình 8.1 Sơ đồ khối mô hình đèn giao thông Error: Reference source not found Hình 8.2 Sơ đồ mô hình đèn giao thông ngã tư Error: Reference source not found Hình 8.3 Giãn đồ nguyên lý chế độ sang của các đèn mô hình đèn giao thông ngã tư Error: Reference source not found Hình 8.4 Lưu đồ giải thuật điều khiển mô hình đèn giao thông với chế độ Auto . Error: Reference source not found Hình 8.5 Lưu đồ giải thuật điều khiển mô hình đèn giao thông với chế độ Manual Error: Reference source not found Hình 8.6 Phân chia để cấu hình vùng nhớ Error: Reference source not found Hình 8.7 Giao diện tổng quan mô hình đèn giao thông trên WinCC Error: Reference source not found Hình 8.8 Giao diện giám sát mô hình đèn giao thông trên WinCC Error: Reference source not found Hình 8.9 Giao diện điều khiển mô hình đèn giao thông trên WinCC Error: Reference source not found Hình 8.10 Thiết lập tag kết nối S7300 và WinCC qua Ethernet Error: Reference source not found 8 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 8.11 Thiết lập tag kết nối S7300 và WinCC qua Ethernet – Bước 1 Error: Reference source not found Hình 8.12 Thiết lập tag kết nối S7300 và WinCC qua Ethernet – Bước 2 Error: Reference source not found Hình 8.13 Thiết lập tag kết nối S7300 và WinCC qua Ethernet – Bước 3 Error: Reference source not found Hình 9.1: Tổng quan mô hình nhà máy bia Error: Reference source not found Hình 9.2 Sơ đồ đấu nối mô hình với PLC Error: Reference source not found Hình 9.3 Lưu đồ giải thuật điều khiển mô hình nhà máy bia Error: Reference source not found Hình 9.4 Thiết lập giao diện điều khiển giám sát mô hình nhà máy bia – bước 1 Error: Reference source not found Hình 9.4 Thiết lập giao diện điều khiển giám sát mô hình nhà máy bia – bước 2 Error: Reference source not found Hình 10.1 Tổng quan mô hình bồn nước Error: Reference source not found Hình 10.2 Sơ đồ khối tổng quan biến tần M420 Error: Reference source not found Hình 10.3 Cài đặt tần số sử dụng bằng DIP Switch Error: Reference source not found Hình 10.4 Cài đặt tần số sử dụng bằng thông số P0100 Error: Reference source not found Hình 10.4: Cấu trúc lệnh USS_INIT Error: Reference source not found Hình 10.5 Cấu trúc lệnh USS_CTRL Error: Reference source not found Hình 10.6 Cấu trúc lệnh USS_RPM_x Error: Reference source not found Hình 10.7 Cấu trúc lệnh USS_WPM_x Error: Reference source not found Hình 10.8 Vùng nhớ giao tiếp PROFIBUS giữa S7400 và S7 200 – 03 Error: Reference source not found Hình 10.9 Giao diện WinCC giám sát và điều khiển mô hình bồn nước Error: Reference source not found Hình 10.10 Chức năng điều khiển cơ bản mô hình bồn nước Error: Reference source not found Hình 10.11 Lập các phương thức điều khiển trên giao diện WinCC Error: Reference source not found Hình 10.12 Giao diện nhập thông số PI Error: Reference source not found Hình 10.13 Bảng giám sát các thông số hoạt động mô hình Error: Reference source not found Hình 10.14 Thiết lập Tag liên kết WinCC và PLC S7400 qua Ethernet Error: Reference source not found Hình 10.15 Thiết lập kết nối Ethernet WinCC và PLC S7400 – Bước 1 Error: Reference source not found Hình 10.16 Thiết lập kết nối Ethernet WinCC và PLC S7400 – Bước 2 Error: Reference source not found Hình 10.17 Thiết lập kết nối Ethernet WinCC và PLC S7400 – Bước 3 Error: Reference source not found Hình 12.1 Cấu hình hệ SCADA phòng D603 Error: Reference source not found 9 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT CHƯƠNG 1 – GIỚI THIỆU 1.1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1.1 Giới thiệu đề tài: Trong những năm gần đây, thuật ngữ SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System) gần như trở nên quen thuộc đối với giới kỹ thuật trong ngành tự động hóa và những ngành khác có liên quan. Ứng dụng hệ SCADA trong dây chuyên công nghiệp là vấn đề luôn được đặt ra cho các nhà sản xuất nếu muốn phát triển quy mô và năng suất nhà máy của họ. Việt Nam đang phấn đấu để sớm trở thành là một nước công nghiệp, nên các hệ thống điều khiển cũ sẻ dần được thay thế và nâng cấp lên thanh các hệ thống SCADA hiện đại trong vài năm tới. Kỹ sư ngành tự động hóa ra trường thường sớm được tiếp xúc với các hệ thống SCADA trong các nhà máy, nhưng hiếm người có thể hiểu và nắm bắt được việc thiết lập một hệ thống như vậy. Lý do chính dẫn tới những thiếu hụt hay không đầy đủ kiến thức trong mảng này là do họ không được thực hành và đào tạo trên những mô hình SCADA sát thực tế. Việc xây dựng một mô hình SCADA để điều khiển và giám sát sản xuất, ứng dụng trong: chạy thử các dự án SCADA trước khi áp dụng thực tế, nghiên cứu khai thác, cải tiến các mô hình SCADA, đào tạo kỹ sư ngành tự động hóa để đưa họ sớm tiếp cận và nắm bắt những hệ thống SCADA hiện đại ngoài thị trường hiên nay, là rất sát thực tế và cấp bách, để thúc đẩy sự phát triển riêng của chất lượng đào tạo ngành tự động hóa và sự phát triển chung của đất nước thời kỳ công nghiệp hóa. 1.1.2 Tình hình nghiên cứu hiện nay của đề tài: Đề tài đã được nghiên cứu và thực hiện ở một số trường, tuy nhiên chưa thấy có ứng dụng thực tế vào công tác đào tạo, giảng dạy hay thí nghiệm. Hiên nay một số trường đã đầu tư rất nhiều để mua các mô hình và bộ KIT thực hành của các hãng lớn như FESTO để sử dụng trong công tác giảng dạy, đào tạo PLC, SCADA. Một số cơ sở không đủ vốn đầu tư nên sinh viên, kỹ sư trong trường thường phải ra ngoài tự tìm hiểu. Thực trạng đó vẫn đang diễn ra trong trường Đại học Giao Thông Vận Tải Hồ Chí Minh, nên việc thực hiện đề tài này là cần thiết để cơ bản hình thành các mô hình và bài thí nghiệm, thực hành, giúp học viên nắm bắt nhanh kiến thức với PLC và SCADA. 1.2 Nhiệm vụ của đề tài: Nghiên cứu, thiết kế phần cứng và phần mềm cho hệ thống SCADA để điều khiển và giám sát các mô hình. Xây dựng các bài thí nghiệm hệ SCADA điều khiển và giám sát sản xuất cho sinh viên ngành tự động hóa khoa Điện – ĐTVT. 1.3 Nội dung của đề tài: 10 [...]... 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 28 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.9 Cấu hình trạm ET200M và định địa chỉ IP TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 29 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.10 Cấu hình chi tiết các IO gắn ở trạm ET200M Sau khi cấu hình xong ta đổ chương trình xuống PLC S7300 và viết chương trình điều khiển qua trạm ET200M, địa... hình mạng MPI mẫu 1 và PPI mẫu 2 TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 17 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 2.4 Cấu hình mẫu 5 mạng Ethernet và Profibus Hình 2.5 Cấu hình mẫu 6 mạng Ethernet và Profibus 3.3 Cách sử dụng: TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 18 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT - - Thực hành với cấu hình mạng mẫu: chỉ... NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.11 Cấu hình cho trạm ET200M – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 - Trạm S7200-01: địa chỉ 6, truyền nhận 2 words (Hình 3.12) TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 31 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.12 Cấu hình cho trạm S7200 – 01trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 - Trạm S7200-02: địa chỉ 5, truyền nhận 2 words (Hình. .. phải vào đường chỉ thị PROFIBUS để thêm trạm tớ vào cấu hình mạng (Hình 3.14) TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 33 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.14 Cấu hình cho trạm chủ S7300 mạng PROFIBUS NETWORK 06 - Cấu hình trạm S7200 01: địa chỉ 4, cài đặt truyền nhận 8 bytes (Hình 3.15) TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 34 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN... mạng MPI giữa S7300 và S7 400 Chương 8- Thực hành cấu hình mạng Ethernet Chương 9- Thực hành thiết lập hệ SCADA điều khiển giám sát mô hình đèn giao thông Chương 10- Thực hành thiết lập hệ SCADA điều khiển giám sát mô hình nhà máy bia Chương 11- Thực hành thiết lập hệ SCADA điều khiển giám sát mô hình ổn định mực nước Chương 12- Kết quả thực hiện và đánh giá Chương 13- Kết luận và hướng phát triển... KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.15 Cấu hình cho trạm chủ S7200-01 mạng PROFIBUS NETWORK 06 - Cấu hình trạm S7200 02: địa chỉ 5, cài đặt truyền nhận 4 words (Hình 3.16) Hình 3.16 Cấu hình cho trạm chủ S7200-02 mạng PROFIBUS NETWORK 06 TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 35 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT - Cấu hình trạm ET200- 01: địa chỉ 32, cầu hình phần cứng như hình. .. nghiệp Các cấu hình mạng mẫu: Trên mô hình có thiết lập sẵn các kiểu cấu hình mạng mẫu sẵn có, nhằm giúp người học thao tác nhanh, chỉ cần nhấn nút lựa chọn cấu hình muốn sử dụng Sau đây là các cấu hình mẫu: hình 2.2, 2.3, 2.4, 2.5 TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 16 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 2.2 Cấu hình mạng PROFIBUS-DP mẫu 1 và 2 Hình 2.3 Cấu hình mạng... DIỄM VƯƠNG 24 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.3 Thiết lập địa chỉ cho trạm EM277 Nhấn chuột phải vào Slot 1 của cấu hình EM277 để cấu hình số bytes truyền nhận giữa 2 trạm khi giao tiếp với nhau, nên phân tích và hiểu rõ đối tượng trước khi cấu hình phần này (Hình 3.4) Hình 3.4 Cấu hình số Bytes truyền nhận dữ liệu S7 200 và S7 300 Cài đặt lại đia chỉ Input và Output... DIỄM VƯƠNG 32 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.13 Cấu hình cho trạm S7200 – 02 trên mạng PROFIBUS NETWORK 01 Lưu lại, compile và đổ cấu hình xuống PLC và quan sát trạng thái cấu hình 4.3.4 Thực hành cấu hình mạng PROFIBUS DP mẫu 6 Mở chương trình Simatic Manager lên, tạo mới Project với SIMATIC S7300 Station, trong phần cứng cấu hình trạm S7300-01 Nhấn chuột vào chức năng... IO từ xa: ET200M (Hình 3.8) TP HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG 27 MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình 3.8 Cấu hình thêm Module điều khiển từ xa ET 200M vào mạng PROFIBUS Dựa theo cấu hình phần cứng có sẵn ta cấu hình trạm ET200M này theo trạm ET200M-01 hiện hữu trong phòng D603, đồng thời định địa chỉ cho trạm này là 32 như cài đặt trên module (Hình 3.9) TP HỒ CHÍ . thiết kế phần cứng và phần mềm cho hệ thống SCADA để điều khiển và giám sát các mô hình. Xây dựng các bài thí nghiệm hệ SCADA điều khiển và giám sát sản xuất cho sinh viên ngành tự động hóa khoa. VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Đề tài gồm 13 chương: Chương 1- Giới thiệu Chương 2- Các trạm PLC hiện hữu đang có tại phòng thí nghiệm Chương 3- Xây dựng mô hình. Cấu hình mạng PROFIBUS-DP mẫu 1 và 2 Hình 2.3 Cấu hình mạng MPI mẫu 1 và PPI mẫu 2 17 TP. HỒ CHÍ MINH, 2/8/2013 – ĐOÀN DIỄM VƯƠNG MÔ HÌNH THÍ NGHIỆM HỆ SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT SẢN XUẤT Hình