Skkn ứng dụng tia portal kết nối hệ thống mạng profibus

GIẢI PHÁP ỨNG DỤNG TIẾN BỘ KỸ THUẬT PHẦN THỨ NHẤT : BÁO CÁO TÓM TẮT NỘI DUNG SÁNG KIẾN Tên giải pháp: Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus Thực trạng tình hình Profibus tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 EN 50254 Trong sản xuất, ứng dụng tự động hóa trình cơng nghiệp tự động hóa tịa nhà, mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) hoạt động hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin hệ thống tự động hóa thiết bị trường phân tán Chuẩn cho phép thiết bị nhiều nhà cung cấp khác giao tiếp với mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt Profibus mạng Fieldbus thiết kế để giao tiếp máy tính PLC Dựa nguyên tắc token bus không đồng chế độ thời gian thực, Profibus xác định mối quan hệ truyền thông nhiều master masterslave, với khả truy cập theo chu kì khơng theo chu kì Khoảng cách bus tối đa không dùng lặp (repeater) 200m dùng lặp khoảng cách tối đa đạt 800m Số điểm (node) tối đa khơng có lặp 32 127 có lặp Trong mơn học Điều khiển lập trình dành cho hệ cao đẳng mà nhà trường đào tạo, mơn học có nhiều tập Trang Hiện nay, trường Đại học nói chung trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang nói riêng trang bị thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học môn học Tuy nhiên, kết nối hệ thống điều khiển Profibus khơng có tài liệu nói rõ trình bày cụ thể cách thức liên kết hệ thống Profibus, nêu lý thuyết cho việc điều khiển Từ đó, người học cảm thấy khó hiểu khơng thể ứng dụng Profibus hệ thống điều khiển tự động Từ lý trên, với lòng yêu nghề thân, qua kinh nghiệm thời gian giảng dạy nghiên cứu, định chọn đề tài: Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus mơn học Điều khiển lập trình, nhằm tạo cho người học có tâm thoải mái, hứng thú với việc học mình, tiếp thu học nhanh tốt Hiện nay, nhà trường chưa tài liệu hoàn chỉnh đáp ứng giảng dạy cho học sinh – sinh viên, chương trình mơn học Điều khiển lập trình chưa đưa vào Do đó, giải pháp hoàn toàn mới, áp dụng lần trường Kết thực phạm vi áp dụng nhân rộng - Hiệu công tác giảng dạy: Kể từ đề tài triển khai, áp dụng cho sinh viên khoa Điện – Điện tử, kết thu cho thấy, chất lượng giảng tăng lên nhiều so với trước Người học cảm thấy hứng thú hơn, tiếp thu học tốt hơn, tập mà giáo viên giao cho người học nhà chuẩn bị trước đáp ứng yêu cầu, thời gian chỉnh sửa tập giảm đáng kể Công việc giảng dạy giáo viên đơn giản nhiều, hiệu tăng cao - Sáng kiến, kinh nghiệm áp dụng Khoa Điện – Điện tử trường CĐ KT – KT Kiên Giang sở giáo dục dạy nghề có đào tạo ngành Điện cơng nghiệp, ngồi ứng dụng hệ thống dây chuyền sản suất nhà máy Trang PHẦN THỨ HAI : NỘI DUNG Trong giải pháp ứng dụng tiến kỹ thuật gồm có phần sau : I DẪN NHẬP II NHỮNG KHÓ KHĂN III NHỮNG GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC KHÓ KHĂN IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐẠT ĐƯỢC V KẾT LUẬN Trang I DẪN NHẬP Để đảm bảo chất lượng trình đào tạo người dạy phải tiến hành hoạt động làm cho em ham học, có động học tập đắn học tốt Người học phải dành nhiều thời gian cho việc tự nghiên cứu học Vậy, làm để giảng sinh động, hút ý tham gia người học, thúc đẩy động học tập đắn học sinh - sinh viên, giúp cho người học hoạt động học tập tốt, nâng cao chất lượng sinh viên trường Nhằm tạo môi trường học tập sinh động, thúc đẩy tính độc lập, chủ động, sáng tạo thu hút quan tâm học sinh - sinh viên mối quan tâm giáo viên nhà trường Giáo viên ln tích cực cải tiến phương pháp dạy học cho phù hợp với người học Tạo cho người học có tâm thoải mái, hứng thú với việc học Một biện pháp đáp ứng yêu cầu trên, người giáo viên cần phải có biện pháp hướng dẫn phù hợp, tích cực Đồng thời, giảng đó, mơn học có tập minh họa sinh động, thí nghiệm gắn liền với thực tiễn Từ trăn trở trên, với lòng yêu nghề thân, qua kinh nghiệm thời gian giảng dạy, người viết định chọn đề tài: Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus Trang II NHỮNG KHĨ KHĂN Profibus phục vụ cho việc trao đổi thơng tin nhỏ đòi hỏi tốc độ truyền nhanh Profibus xây dựng tối ưu cho việc kết nối thiết bị trường với máy tính điều khiển Profibus phát triển nhằm đáp ứng yêu cầu cao tính thời gian trao đổi liệu cấp điều khiển PLC máy tính công nghiệp với ngoại vi phân tán cấp trường như: thiết bị đo, truyền động van Việc trao đổi chủ yếu thực tuần hoàn theo chế Master/Slave Trong mơn học Điều khiển lập trình nâng cao, trường Đại học nói chung trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Kiên Giang nói riêng trang bị mơ hình thí nghiệm phục vụ cho việc dạy học môn học Tuy nhiên, thiết bị đòi hỏi người sử dụng có thời gian nghiên cứu, thí nghiệm trực tiếp kinh nghiệm người lập trình Tài liệu hướng dẫn hạn chế giới thiệu nguyên lý Vì thế, việc tiếp cận hệ thống điều khiển Profibus nhiều thời gian, dễ gây nhầm lẫn cho người học Từ đó, người học cảm thấy chán, không hứng thú với môn học III NHỮNG GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC KHÓ KHĂN Đứng trước khó khăn thách thức đặt làm giúp cho người dạy người học giải khó khăn Giúp cho người học thuận tiện liên kết mạng điều khiển Profibus Qua trình nghiên cứu ứng dụng TIA Portal đáp ứng yêu cầu việc kết nối hệ thống mạng Profibus Giới thiệu sơ lược TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus: Mỗi hệ thống Profibus-DP bao gồm nhiều loại thiết bị cài đặt tùy theo tính hoạt động Cơ có loại sau phân theo công việc: Trạm chủ DP cấp 1(DP Master Class 1): Trang o Các thiết bị trao đổi liệu với trạm tớ theo chu trình định trước o Trạm chủ DP cấp thường điều khiển trung tâm: o PLC, PC, module điều khiển trung tâm Trạm chủ DP cấp 2(DP Master Class 2): o Là máy lập trình, cơng cụ đặt cấu hình vận hành, chẩn đốn hệ thống bus o Các thiết bị dùng khởi động hệ thống để đăt cấu hình cho hệ thống DP o Ngoài dịch vụ cấp 1, thiết bị cung cấp hàm đặc biệt phục vụ đặc cấu hình hệ thống, chẩn đốn trạng thái, truyền nạp chương trình,… Trạm tớ(DP Slave): o Khơng có vai trị kiểm sốt truy cập bus o Là thiết bị vào/ra o Các thiết bị trường(bộ truyền động, hình HMI, van, cảm biến) Trang Thêm module IE/PB Link PN IO vào Network: Double click “Devices & networks” Chọn “Network components” Chọn “Gateways” Chọn “IE/PB Link PN IO” Chọn model “6GK1 411-5AB00” Click vào kéo thả vào vị trí hình Ta module IE/PB hình Cấu hình module IE/PB Link PN IO: Chọn thiết bị điều khiển cho module IE/PB (PROFINET IO Controller) Trang Click vào “Not assigned” Chọn module Master CPU 412-2 PN ta hình sau Trang Cấu hình cho module IE/PB Link PN IO Trong phần “Device view” chọn “Gateway_1” double click vào “IE/PB Link PN IO” hình (trong phần “Network view”) Trang Trong phần “General”, ta thay đổi tên module IE/PB muốn mục “Name” Trong phần “Network gateway” chọn “Network gateway as PROFINET IO proxy” Trong phần “PROFINET interface [X1]” => “Ethernet addresses”, ta thay đổi IP address module IE/PB Trang 10 Trong phần “DP/MPI interface [X2]” => chọn “PROFIBUS address”, click chọn “Add new subnet” để tạo mạng Profibus => ta hình sau Muốn thay đổi thơng số mạng Profibus, ta làm sau Right click vào đường mạng Profibus Chọn “Properties” => Bảng Trang 11 Trong phần “Network settings”, ta thay đổi tốc độ truyền mạng Profibus (ở ta chọn 500kbps) Các thông số khác để mặc định: Liên kết Slave với Master thông qua module IE/PB: Chọn “Not assigned” Chọn “Gateway_1…” Làm tương tự cho Slave cịn lại, ta sau: Trang 12 Cấu hình cho Module: Cấu hình cho CPU S7-1200 AC/DC/Rly: Chọn “Slave 1…” Chọn module Profibus CP1242-5 Trang 13 Trong phần “DP interface” => “Operating mode” => chọn “I-slave communication” Trong phần này, ta quy định vùng địa truyền nhận Slave Master Ví dụ: hình, ta muốn ngõ vào I0.0 (Master) điều khiển ngõ Q0.0 (Slave1) ta phải làm theo bước sau - Trong chương trình Master: Xuất I0.0 (Master) => Q50.0 (DP Slave1) - Trong chương trình Slave1: Đọc I60.0 (DP Slave1) => Q0.0 (Slave1) - Trong module profibus Slave1: Q50.0 => I60.0 (q trình hồn tồn tự động bên module profibus) Cấu hình cho CPU S7-1200 DC/DC/DC: Tương tự cho Slave Trang 14 Cấu hình cho CPU S7-300: Tương tự cho Slave Trang 15 Chương trình để truyền liêu với CPU S7-300 Master giống CPU S7-1200 Tuy nhiên, không giống module Profibus S7-1200, module Profibus S7-300 CP342-5 truyền nhận liệu với Master thông qua hàm DP_RECV DP_SEND Chức năng: Gửi liệu từ Slave sang Master CPLADDR: địa bắt đầu I/O address, xác định cách Trang 16 SEND: liệu gửi (Lưu ý: Nếu phần cấu hình DP Slave3, ta chọn vùng liệu byte lệnh DP_SEND ta phải gửi byte, byte ta phải gửi byte, không Profibus báo lỗi) Cũng tương tự lệnh DP_SEND, lệnh nhận liệu từ Master gửi IV KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐẠT ĐƯỢC : Sau ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus giảng dạy cho nhóm Cơng nghệ kỹ thuật Điện – điện tử Cao đẳng Khóa mơn học phần thay tốt nghiệp, kết thu cho thấy: - Chất lượng giảng tăng lên nhiều, sinh viên cảm thấy hứng thú hơn, tiếp thu học tốt hơn, tập mà giáo viên giao cho người học nhà chuẩn bị trước đáp ứng yêu cầu, thời gian chỉnh sửa tập giảm đáng kể - Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus tạo sở quan trọng cho giáo viên tìm hiểu, nghiên cứu từ tiếp tục nghiên cứu sâu chức liên kết thiết bị điều khiển để ứng dụng rộng điều khiển, giám sát - Phát huy triển khai hết tính thiết bị nhà trường, phục vụ tốt công tác đào tạo, tham gia tư vấn tự động điều khiển cho xí nghiệp nhà máy sản suất Trang 17 Kết khảo sát tiếp thu học người học đạt sau: Nhóm có 08 sinh viên Cơng nghệ kỹ thuật Điện – điện tử Cao đẳng Khóa môn học phần thay tốt nghiệp, kết thu cho thấy 100% hiểu thực tốt việc ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus V KẾT LUẬN Trên kinh nghiệm nhỏ mà người viết áp dụng vào công tác giảng dạy mơn học Điều khiển lập trình bước đầu đạt kết cao Người viết không dám rằng, ứng dụng giải tình trạng học tốt sinh viên Bởi vì, phần hỗ trợ việc giải vấn đề khó hệ thống điều khiển Profibus Tuy nhiên, với tâm huyết nghề nghiệp, xem chất lượng giáo dục mối quan tâm hàng đầu, nghĩ với ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus phần giúp cho người dạy người học cảm thấy dễ dàng việc tiếp thu môn học, hiểu sâu hơn, chất lượng học từ tăng lên đáng kể Rạch Giá, ngày 16 tháng 05 năm 2016 DUYỆT Người viết Trang 18 ... điều khiển Profibus Qua trình nghiên cứu ứng dụng TIA Portal đáp ứng yêu cầu việc kết nối hệ thống mạng Profibus Giới thiệu sơ lược TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus: Mỗi hệ thống Profibus- DP... Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus Trang II NHỮNG KHÓ KHĂN Profibus phục vụ cho việc trao đổi thông tin nhỏ đòi hỏi tốc độ truyền nhanh Profibus xây dựng tối ưu cho việc kết nối. .. ứng dụng Profibus hệ thống điều khiển tự động Từ lý trên, với lòng yêu nghề thân, qua kinh nghiệm thời gian giảng dạy nghiên cứu, định chọn đề tài: Ứng dụng TIA Portal kết nối hệ thống mạng Profibus