Mạng truyền thông ROCK WELL

1 Tài li ệu hướng dẫn thí nghiệm: MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Mục đích Giúp sinh viên làm quen với hệ thống truyền thông công nghiệp, có khả năng phân tích và tích hợp truyền thông cho một hệ thống tự động hóa công nghiệp hiện đại. Một số kiến thức và kỹ năng chính cần đạt được:  Khả năng phân tích cấu trúc, chức năng và nguyên lý hoạt động của hệ thống truyền thông công nghiệp  Phương pháp cấu hình và tích hợp truyền thông cho các thiết bị tryền thông công nghiệp  Thiết kế giao diện người máy và vận hành hệ thống qua hệ thống truyền thông 1.2 Yêu cầu thực hành  Sinh viên trước khi đến thực hành phải đọc và chuẩn bị trước theo tài liệu hướng dẫn thực hành để trình bày cho cán bộ hướng dẫn thực hành. Nếu không đạt sẽ không được vào thực hành.  Khi vào thực hành tuyệt đối tuân thủ theo nội qui của phòng và sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn. Sinh viên phải hoàn toàn chịu trách nhiệm nếu gây ra sai hỏng, sự cố do không tuân thủ nội qui hướng dẫn thực hành.  Sinh viên phải nộp báo cáo thực hành cho cán bộ hướng dẫn chậm nhất là một tuần kể từ khi kết thúc tất cả các bài thực hành.  Báo cáo có thể viết bằng tay hoặc in máy, trình bày rõ ràng sạch sẽ, thể hiện được nội dung chính như theo tài liệu hướng dẫn yêu cầu. Bản photo sẽ không được chấp nhận. 1.3 Mô tả bài thực hành Bài tập thực hành sẽ giúp minh họa và trang bị cho sinh viên kiến thức cơ bản, thực tế một cách trực quan về hệ thống truyền thông công nghiệp hiện đại được xây dựng với thiết bị do tập đoàn Rockwell Automation tài trợ. Với những kiến thức lý thuyết về nguyên lý logic hoạt động một cách hệ thống được trang bị trên lớp, sinh viên có thể tiếp cận và bước đầu làm quen thực hành với những nhiệm vụ thực tế cơ bản thường gặp trên hệ thống thực. Bài thực hành sẽ được chia làm 2 phần chính: • Phần 1: Tìm hiểu và làm quen với hệ thống tự động hóa Rockwell Automation bao gồm các khái niệm cơ bản, công cụ phát triển và minh họa với các ví dụ đơn giản và các chuẩn truyền thông như DeviceNet, ControlNet • Phần 2: Trên cơ sở những kiến thức đã được học và làm quen, sinh viên sẽ thực hành những kỹ năng cơ bản như, cấu hình mạng, cấu hình dữ liệu và xây dựng tích h ợp ứng dụng truyền thông công nghiệp với các chuẩn hỗ trợ. Nội dung thực hành sẽ được chia thành 2 buổi và sẽ được thực hiện trong 90 phút. Trường ĐHBK Hà Nội Khoa Điện Bộ môn Điều khiển Tự động 2 2. NỘI DUNG BÀI THỰC HÀNH 2.1 BÀI 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CÔNG NGHIỆP 2.1.1 Mục đích thực hành Bài thực hành giúp học viên làm quen với mô hình mạng công nghiệp nói chung và hệ thống mạng truyền thông công nghiệp của hãng Allen – Bradley nói riêng. Bài thí nghiệm, giúp học viên biết cách cấu hình và cách sử dụng các dịch vụ của một vài mạng truyền thông tiêu biểu đang được sử dụng trong thực tiễn. Từ đó học viên có cơ hội tiếp cận trực quan về mô hình hệ thống điều khiển công nghiệp. 2.1.2 Mô tả hệ thống Hình 1 dưới đây minh họa một hệ thống điều khiển và giám sát tiêu biểu gồm 3 cấp: • Cấp trường: Các thiết bị chấp hành, các thiết bị được nối mạng với nhau thông qua mạng DeviceNet. • Cấp điều khiển: Gồm các PLC được kết nối với nhau thông qua mạng ControlNet. • Cấp điều khiển và giám sát: Gồm các PC, PanelView; các thiết bị này được kết nối với nhau và kết nối mạng với cấp điều khiển thông qua mạng EtherNet. 2.1.3 Nhiệm vụ thí nghiệm A. Nhiệm vụ chuẩn bị ở nhà • Tìm hiểu cấu hình mạng và nguyên tắc hoạt động của các hệ thống mạng: DeviceNet/ ControlNet/ EtherNet d ựa trên tài liệu tham khảo. • Nêu các đặc điểm kỹ thuật cơ bản của hệ thống mạng EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet? So sánh các đặc điểm này giữa các hệ thống mạng? Hình 1: Hệ thống điều khiển công nghiệp 3 • Th ế nào là đặt cấu hình mạng? Tại sao phải đặt cấu hình mạng? Nêu phương pháp đặt cấu hình cho một hệ thống mạng nói chung và lấy ví dụ mạng EtherNet hoặc DeviceNet/ ControlNet với các thiết bị tại PTN Rockwell Automation . • Trình bày cơ chế trao đổi dữ liệu trong mạng EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet. • Nhận xét về tính năng và phạm vi ứng dụng của EtherNet/ ControlNet/ DeviceNet. B. Nhiệm vụ tại phòng thực hành Tìm hiểu và trả lời các câu hỏi sau đây: • Dựa vào mô hình hệ thống điều khiển công nghiệp trên bạn hãy xác định từng thiết bị cụ thể tại mỗi cấp: Model, các module truyền thông, module I/O, các chuẩn giao tiếp, cable kết nối giữa các thiết bị …? • Tìm hiểu kết nối giữa các PC và PCL; giữa PLC và các thiết bị trong từng cấp, và giữa các cấp với nhau? Tìm hiểu cách đấu dây nối mạng giữa các thiết bị trong mạng và giữa các mạng với nhau. • Tìm hiểu các phần mềm phục vụ cho việc kết nối, lập trình điều khiển, điều khiển và giám sát trên PC: Mục đích sử dụng, chức năng, nhiệm vụ, trong hệ thống điều khiển công nghiệp. Phần mềm RSLinx, RSView32, RSLogix5000, RSLogix Emulate5000, RSNetWorx, Panel Builder32. Phần 1: Sử dụng phần mềm RSLinx để đặt cấu hình mạng EtherNet: Giao diện chính khi khởi động phần mềm RSLinx như hình dưới đây: Thiết lập giao tiếp truyền thông EtherNet/IP với bộ điều khiển (PLC) Phần mềm RSLinx là phần mềm kết nối giữa bộ điều khiển RSLogix và phần mềm RSLogix 5000. Để truyền thông với bộ điều khiển, ta phải cấu hình phần mềm RSLinx phù hợp với loại cổng truyền thông hiện có: 4 Địa chỉ EtherNet (MAC): địa chỉ được gán cho một mô đun trong hệ thống: + Mô đun này luôn lưu giữ địa chỉ EtherNet của nó. + Xác định địa chỉ EtherNet của thiết bị trên nhãn. + Dạng của địa chỉ EtherNet: xx:xx:xx:xx:xx:xx Địa chỉ IP: Địa chỉ ấn định cho một mô đun truyền thông trên mạng Ethernet cụ thể. BOOTP: Cấu hình một thiết bị để yêu cầu một địa chỉ IP trên một mạng EtherNet từ máy chủ BOOTP. BOOTP Server: chương trình phần mềm nhận các yêu cầu BOOTP từ thiết bị EtherNet và ấn định địa chỉ IP. Kết nối thiết bị EtherNet/IP với máy tính qua cáp Ethernet Gán địa chỉ IP cho bộ điều khiển hay mô đun truyền thông Nếu không có kết nối nối tiếp với bộ điều khiển 1. Khởi động phần mềm Server BOOTP Start →program→Rockwell software→BOOTP-DHCP Server→BOOTP-DHCP Server Hay 5 Start →Program→Rockwell software→RSLinx tools→BOOTP-DHCP server Khi bạn đóng phần mềm BOOTP server, bạn sẽ được nhắc save lại những thay đổi. + Nếu bạn muốn ghi lại địa chỉ IP mà bạn ấn định cho thiết bị, hãy save sự thay đổi lại. + Thiết bị sẽ lưu giữ địa chỉ IP cho dù bạn có lưu lại những thay đổi ấy hay không. Nếu bạn có kết nối nối tiếp với bộ điều khiển Phần 2: Sử dụng phần mềm RSLogix 5000 để cấu hình địa chỉ IP cho bộ điều khiển Các bước thực hiện: Cài đặt bộ điều khiển có sử dụng địa chỉ IP. - Kết nối bộ điều khiển với máy tính thông qua cáp RS-232. - Khởi động phần mềm RSLogix 5000. - Trong m ục Controller Organizer, chọn properties ở phần EtherNet port. 6 - Chọn tab Port Configuration - Nhập địa chỉ IP - Ấn Apply - Ấn OK Phần 3: Sử dụng phần mềm RSNetWorx cấu hình mạng DeviceNet khi offline: - Bước 1: Chuẩn bị trước khi thực hiện - Bước 2: Tạo một file cho mạng - Bước 3: Ngắt mạng - Bước 4: Cấu hình từng thiết bị Thực hiện cụ thể các bước: Bước 1: chuẩn bị trước khi thực hiện Giả thiết danh sách các thiết bị đặt vào mạng và địa chỉ như bảng dưới đây: - B ước 5: Cấu hình máy Scanner - Bước 6: Lưu - Bước 7: Báo cáo RSNetWorx - Bước 8: Download cấu hình từ mạng 7 B ước 2: Tạo ra một file cho mạng: Phần mềm RSNetWors sẽ lưu trữ thông tin về cấu hình của mỗi thiết bị trên 1 file ở máy tính: - Tạo một file cấu hình DeviceNet - Đặt tên File lưu trữ cấu hình mạng: Bước 3: Ngắt kết nối mạng Để cài đặt cấu hình, sử dụng phần mềm RSNetworx để xây dựng những hình vẽ đồ họa về mạng. Để thực hiện điều này, chúng ta hoàn thành các bước sau cho mỗi thiết bị: Bước 4: Cấu hình cho từng thiết bị: 8 Thông th ường, mỗi thiết bị sẽ có những thông số để thể hiện đặc tính cho thiết bị đó. Để cấu hình offline cho thiết bị, ta thực hiện 2 bước: • Định rõ địa chỉ của từng thiết bị • Cấu hình thông số cho thiết bị 9 Bước 5: Cấu hình máy Scanner Mục đích để truyền thông các thiết bị trong mạng. chúng ta cài đặt danh sách quét các thiết bị trong máy Scanner. Sau đó ta định nghĩa vùng nhớ cho dữ liệu của từng thiết bị. Thực hiện - Upload cấu hình hiện tại của máy Scanner - Xác định đặc tính của máy Scanner 10 - Thiết lập Alignment Option [Alignment Option mà ta lựa chọn áp dụng cho cả đầu vào và đầu ra] - Gắn cho mỗi thiết bị [thực hiện bằng tay] một vùng nhớ [...]... thi t k giao di n đi u khi n và giám sát trên PC cho m t h th ng đi u khi n đơn gi n, thông qua vi c s d ng ph n m m RSLogix 5000 và 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 và PLC t i phòng thí nghi m thông qua c ng Ethernet I/P, s d ng RSLinx đ c u hình k t n i (Cách k t n i như đã trình... hay k ti p nhau,… Khai báo xong các thông s ta n “OK”, như v y ta đã t o ra m t chương trình My_Project_1 có đuôi “.ADC” trong thư m c C:\RSLogix 5000\Project C u hình b đi u khi n: vào “Edit” -> “Controller properties” s hi n ra c a s dư i đây, lúc d u là các thông tin m c đ nh c a b đi u khi n ta có th thay đ i các thông tin theo mong mu n General: ch a đ ng các thông tin ban đ u c a b đi u khi n... Chính vì v y, ta s l y giá tr k tb và Ttb đ thi t k b đi u khi n 3 Tài li u tham kh o [1] Lưu H ng Vi t: Bài gi ng M ng truy n thông công nghi p [2] Hoàng Minh Sơn: "M ng truy n thông công 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 ... Serial Port: C u hình thông s các c ng n i ti p c a b đi u khi n System Protocol: C u hình các th c giao ti p gi a các c ng n i ti p d ng DF1 point to point, DF1 Master hay DF1 Slave File: xem l i các thông tin c a chương trình T o và c u hình module vào ra I/O: Kick chu t ph i vào “I/O Configuration” -> “New Module” : ta tìm và add các module vào ra c a PLC b t đ u là các module truy n thông , các module... thông , các module “Digital I/O”, “Analog I/O”, các module khác và các 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 là 2, Slot 1( v trí c a module trong khung , hay v trí c a module trên PLC) Ch n xong n “OK” Ti p t c n “OK” Ti... n và n p chương trình vào PLC • T o “trend” đ v đ th theo các bư c sau: Kick vào “trend” ch n “New Trend” Đ t tên d án và 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 và click vào “Stop” n u mu n ng ng v • M van V1, V3 và V4 • Đi u ch nh R1 và R2 đ cho áp su t 25 psi trên G1 và 10 psi trên . nghiệm: MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1.1 Mục đích Giúp sinh viên làm quen với hệ thống truyền thông công nghiệp, có khả năng phân tích và tích hợp truyền thông cho. truyền thông công nghiệp  Phương pháp cấu hình và tích hợp truyền thông cho các thiết bị tryền thông công nghiệp  Thiết kế giao diện người máy và vận hành hệ thống qua hệ thống truyền thông. Các thiết bị chấp hành, các thiết bị được nối mạng với nhau thông qua mạng DeviceNet. • Cấp điều khiển: Gồm các PLC được kết nối với nhau thông qua mạng ControlNet. • Cấp điều khiển và giám sát: