HUTECH
Ủniversity ^%
TRẢN VĂN THUẬN
Trang 2Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS VÕ HOÀNG DUY (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)
Cu
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP HCM ngày 03 tháng 05 năm 2014
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)
TT Họ và tên Chức danh Hội đồng
1 TS Ngô Cao Cường Chủ tịch 2 TS Định Hoàng Bách Phản biện 1
3 _ | TS Nguyễn Hùng Phản biện 2
4 TS Huỳnh Quang Minh Uy viên
Trang 3Tp Hồ Chí Minh, ngày 19 tháng 05 năm 2014
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Ho va ten: TRAN VAN THUẬN Giới tính: Nam
Sinh ngày: 08/08/1980 Nơi sinh: Cửu long Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện MSHV: 1241830035
I TEN ĐẺ TÀI: Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển qua mạng Profinet
II NHIỆM VỤ VÀ NOI DUNG
- Nghiên cứu tông quan về mang Profinet
- Thiết kế hệ thống điều khiển qua mạng Profinet
II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 12/06/2013
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10/04/2014
V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS Võ Hoàng Duy
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ kỷ) (Ho tên và chit ky) Ce XS „
Trang 4Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc
Trang 5LỜI CẢM ƠN
Trong suốt khóa học (2012-2014) tại Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM, với sự giúp đỡ của qúi thầy cô và giảng viên hướng dẫn vẻ mọi mặt, từ nhiều phía và nhất là trong thời gian thực hiện luận văn nên luận văn đã được hoàn thành đúng thời gian qui
định Em xm chân thành cảm ơn đến :
Tat cA qui thay cô trong khoa Điện và quý Giảng viên đã truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong thời gian qua giảng dạy những kiến thức chuyên môn làm cơ sở
đẻ thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp và đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn tất khóa
học
Đặc biệt, T.5 Võ Hoàng Duy đã nhiệt tình giúp đỡ và cho em những lời chỉ day, hướng dẫn qúy báu, giúp em định hướng tốt trong khi thực hiện luận văn để em hoàn thành luận văn đúng thời gian qui định
Gia đình và tất cả bạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp
Do thời gian và kiến thức còn nhiều hạn chế nên luận văn còn nhiều thiếu sót, kính
mong quý thay cô đóng góp ý kiến để đề tài được đầy đủ và hoàn thiện hơn
Trang 6TOM TAT
Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khiển qua mạng Proñnet sử dụng bộ PLC 87-1200
và màn hình HMI của siemens liên hệ với nhau qua mạng truyền thông PROFTNET dé điều khiển 2 mô hình là: đây chuyền đóng nắp và dây chuyền phân loại sản phẩm
Trong nền sản xuất hiện đại với khả năng tự động hoá ngày càng cao và được quan tâm nhiều thì việc mong muốn có một tiêu chuẩn truyền thông trên một mạng cho các ngành công nghiệp có khả năng chuẩn đoán rộng và các chức năng dịch vụ rộng khắp mạng lưới đã dẫn tới sự gia tăng của việc sử dụng Ethernet céng nghiệp Tổ chức PROFIBUS/PROFINET quốc tế (PI) cung cấp một chuẩn truyền thơng tồn diện thông qua Ethernet công nghiệp để đáp ứng mọi yêu cầu, đó là Profinet PI đã phát triển 1 chuẩn
qua các kinh nghiệm thu được từ nhiều năm phát triển của Profibus để thích hợp với
Ethernet công nghiệp cho các yêu cầu chuyên biệt trong công nghiệp Kết quả chính là Profnet, một chuẩn công nghiệp toàn diện dựa trên chuẩn Ethernet công nghiệp cho truyền thông mở, độc lập với các nhà cung cấp PROFINET đáp ứng các yêu cầu sử dụng
Ethernet ở tất cả các cấp độ và trong mọi ứng dụng tự động hóa Điều này làm cho
PROFINET trở nên linh hoạt, đáng tin cậy và thiết thực trong môi trường công nghiệp Vì vậy việc nghiên cứu và ứng dụng mạng Profinet ở Việt nam vẫn đang là một đề
tài nóng hỗi va cap thiết để tiến hành nghiên cứu
Nội dung Luận văn thực hiện gồm 4 chương, được tóm tắt như sau:
Chương 1: Mở đầu nhằm giới thiệu tổng quan về các mạng truyền thông đã sử dụng và ưu điểm nổi bậc của mạng truyền thông mới Profinet
Chương 2 Giới thiệu tông quan vê mạng Profinet nhăm giới thiệu chung về các đất tính và giao thức của mang
Chương 3 - Tìm hiểu tổng quan về cấu hình thiết bị nhằm giới thiệu chung về các đặt tính cua thiét bi va img dung mang Profinet vao day chuyền sản xuất
Trang 7ABSTRACT
Research and design of control systems via Profinet network using the $7 -1200 PLC and HMI Siemens interconnected via communication networks for control PROFINET two model is : capping lines and distribution lines product types
In modern production with the ability to automate increasingly high and more attention the desire to have a standard for communication over a network of industry wide capable of diagnostics and service functions extensive networks has led to an increase in the use of industrial Ethernet Organization PROFIBUS / PROFINET International ( PI ) provides a standard comprehensive communications via Industrial Ethernet to meet all requirements , such as Profinet PI one standard developed through experience gained from many years of development to suit Profibus industrial Ethernet for the specific requirements of the industry Profinet result is a comprehensive industry standard based on industrial Ethernet communication open independent suppliers PROFINET fulfills all the requirements to use Ethernet at all levels and in all automation applications This makes PROFINET become very flexible, reliable and practical in the industrial environment
So the study and application Profinet network in Vietnam is still a hot topic and urgency to conduct research
The contents of the thesis consists of five chapters, are summarized as follows: Chapter 1: Introduction to introduce an overview of communication networks has been used and advantages north of the new Profinet communication networks
Chapter 2: Introduction overview of the Profinet network aimed at a general introduction to the features and install network protocol
Chapter 3: Understanding overview of device configuration in order to introduce the general features of the set of network devices and applications on production lines Profinet
Trang 890262975 ẼẼ sea ueeeeee een ee ean eeeeadeeeeeeanaaaeeesegees i
020 09 ăăằ.ằ ii
TOM TAT oo ` iii
MUC LUC cceceeccccccecceccccecceeeevecevesveceventneeseuunrssesuseeesseseeeccteeteessneeeaeeesss v DANH SÁCH KỶ HIỆU — VIẾT TẮT 2222222221111 2 1111k Hset vì DANH MUỤC CÁC BẢNG Q nc LH nn TT TH TH TT ng h H gvin viii DANH MỤC CÁC HÌNH cL Q0 cn TH H SH TT nn ng kh nh He ra ix CHUONG 1: MO DAU
1.1 Đặt vấn đề HH HH Tnhh TT TK kg hay 1 1.2 Tính cấp thiết của đề tài QQ.Q TQ Q TH ngu 2 1.3 Mục tiêu của đề tài HH TT HT HH HH TH TT key 6
I9 án 2á 0n ae < 7 1.5 Phương pháp nghiên cứu nh HH nh nh nh tờ, §
1.6 GiGi han cla G8 tai cece ee ccceeeecccccccccsseeceueuesessensueeessnraseeeeesseseessnesess 10 CHUONG 2: TIM HIEU TONG QUAN VE MANG PROFINET
2.1 Giới thiệu về chuẩn mạng .e 5c 11
bá 100, TNN .a ãặãặãặqá I -:aẫẳtai 16
2.3 Thiết bị trong môi trường PROFTNET 2 2 22 22121111511 21211 1xx l6
Trang 93.1 Giới thiệu PLC S7-1200 2c S220 31122 vn ng HH re 50 3.2 Màn hình HMI 3.3 Bộ chuyên mạch CSM 1277 - cà TS 2n Hà Ha tớ 3.4 Hệ thống truyền dẫn và kết nối 3.5 Những đặc tính của mạng pTOfÏnet -cs nền s 3n 54 3.6 Giới thiệu hệ thống điều khiển qua mạng profinet cà ereekee 72
CHUONG 4 KET LUAN VA HUONG PHAT TRIEN DE TAI
"ch = ă 71
Trang 10PI:(Profibus/proñnet International ) Tổ chức PROFIBUS/PROFINET quốc tế
OSI :( Open Systems Interconnection ) Mô hình tham chiếu kết nối các tầng dữ liệu FMS: ( Flexible Manufacturing System) Hé théng sản xuất linh hoạt
CAN: (control area network ) Giao thire mang nối tiếp
MRP :(Media redundancy for planned ) Giao thite truyén thông dự phòng
HMI : Giao tiếp người và máy 10: Thiết bị vào ra
MAC: Điều khiển truy xuất truyền thông
DHCP: (Dynamic Host Configuration Protocol): Giao thức cầu hình máy chủ GSD: Tập tin hướng dẫn sử dụng
FSUŒFast Start Úp): Khởi động nhanh
MRPD:(Media redundancy for planned duplication ) Giao thức truyền thông dự phòng có
trùng lặp
Trang 11Bang 3-1 Mô tả các đặt tính của PLC - ch ng se, 51 Bảng 3-2 Các bước kết nối truyền thong phan clmg 0 cece eceeseceeeeeeveveercntece 59 Bảng 3-3 Các bước kết nối PLC va HMI cssecsscsssssssssssessssssssssvessssnescssseessssvessssusvscensneveessee 60 Bảng 3-4 Các bước cần thiết trong việc cấu hình truyền thông giữa hai CPU 61
Bảng 3-5 Các bước cần thiết trong việc cầu hình truyền thông giữa hai CPU 63
Bảng 3-6 Mô tả giao thức truyền thông, s26 2S ST 12 1091110121111222e0.1Xee 66
Bảng 3-7 Các thông số khi tuyén thông 2 PLC theo ISO 2c c Son s nsczv2 67
Trang 12DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình I.1 Đặc tính của mạng Profinet HH nh nh nh rên 6
Hình 2-1 Đặt tính của mạng Profinet QC Q nàn cư 11
Hình 2-2 Kết nỗi mạng L1 1212111222111 1 1n E252 11 111112218 kg 12 Hình 2-3 Các ứng dụng và truyền thông trong Profinet co seớ 13 Hình 2-4 Cầu trúc tự động Profinet - c cnnnn HH nnH TH Kn ng ky gay 13
Hình 2-5 Cấu trúc chuyên đổi mạng Profiibus sang mạng Profinet - 14 Hình 2-6 Ưu điểm của mạng Profinet ác LH KH ke, 14 Hình 2-7 Sự gia tăng số lượng nút kết nỗi trong mạng Profinet c co 15 Hình 2-8 Sơ đồ so sánh các mạng truyền thông trong công nghiệp 2s 16 Hình 2.9 Các thiết bị trong môi trường Profin€t nen ky 16
Hình 2-10 Sơ đồ tích hợp các hệ thống bằng IE/PB link của mạng profinet 7 Hình 2.11 Cầu trúc hình SaO Lọ tt nHn TT TH Tnhh TH TH He 20 Hình 2.12 Cấu trúc dạng cây - LH SH TS KT ke 20 Hinh 2.13 cầu trúc dang thẳng QL HT TT HS TH TH ngay 20 Hình 2.14 Câu trúc dạng Vòng, TnQ TH HT HH Hy Hư 21 Hình 2-15 Câu trúc kết nối mạng - + nt n1 nH TT HT HH ng 22
Hình 2.16 Các đầu nối đây cáp nối mạng Lo n1 ngờ 24 Hình 2.17 Sơ đồ hệ thống Profinet ÏO cL SnS TS ST TT nga gà 25 Hình 2-18 Sơ đồ hệ thống Profinet CBA TQ HH HT HT ng ng ngang sea 26
Hình 2-19 Sơ đồ tích hợp của profinet IO va Profinet CBA trong mang Profinet 27 Hình 2-20 Sơ đồ phân lớp mạng - G0 111931191112 TT rey 29 Hình 2.21 Các thiết bị trong profimet ÏO .c ST ST ns ngưng 30
Hình 2-22 Cầu trúc của thiết bị ÏO tt n 9S 1S 110111211 18.1 Hye 31
Hình 2-23 Sơ đồ các ký hiệu của địa chỉ trong Profinet IÕ - Hình 2-24 Sơ đồ quan hệ truyền thông trong Profinet
Trang 13
Hình 2-27 Sơ đề chu kỳ truyền thông trong mạng Profinet son non sec, 42
Hình 2-28 Sơ đồ truy cập đữ liệu của 2 bộ điều khiển trong mạng Profinet 43
Hình 2-29 Sơ đỗ chia sẻ truy cập dữ liệu của 2 bộ điều khiển trong mang Profinet 44 Hinh 2-30 So dé truyén thông dự phòng trong mang Profinet 0.00 ccccccececceseeee 45 Hình 3-1 Hinh đáng ngoai ctia Pe 87-1200 cccccccsscssescesseeseseccceeveveceeceeece 50 Hình 3-2 Màn hình HMI 5 122 1 SE HE e 52 Hình 3-4 Hình ảnh phần cứng và Jack ghim Hình 3-5 Truyền thông giữa PLC và PC 2 2 Tnhh, Hình 3-6 Cấu hình PLc vào dự án
Hình 3-10 Truyền thông giữa PLe và HMI 23 22122 s 58 Hình 3-11 Kết nối truyền thông của 2 PLC s00 5S 61 Hình 3-12 Lênh truyền thông và khối chức năng khi truyền thông 2 PLC 62 Hình 3-13 Lệnh truyền thông 2 1t SE HH Hee 63 Hình 3-14 Truyền thông 2 PLC 52 St TH E8 no 63 Hình 3-15 Truyền thông giữa 2 PLC 52 0 n5 E125 12c 65
Hình 3.16 Mặt trước của mô hình phân loại sản phẩm chui, 72 Hình 3.17 Mặt sau của mô hình phân loại sản 8 72
Hình 3.18 Màn hình điều khiển mô hình phân loại sản phẩm 2S 74
Trang 141.1 Dat van dé
Trong nền sản xuất hiện đại với khả năng tự động hoá ngày càng cao và được quan tâm nhiều thì việc mong muốn có một tiêu chuẩn truyền thông trên một mạng cho các ngành công nghiệp có khả năng chuẩn đoán rộng và các chức năng dịch vụ
rộng khắp mạng lưới đã dẫn tới sự gia tăng của vige sir dung Ethernet cng nghiệp
Tổ chức PROFIBUS/PROFINET quốc tế (PJ cung cấp một chuẩn truyền thơng tồn diện thông qua Ethernet công nghiệp để đáp ứng mọi yêu cầu, đó là Profinet
PI đã phát triển 1 chuẩn qua các kinh nghiệm thu được từ nhiều năm phát triển của
Profibus để thích hợp với Ethernet công nghiệp cho các yêu cầu chuyên biệt trong công nghiệp Kết quả chính là Profinet, một chuẩn cơng nghiệp tồn diện dựa trên chuẩn Ethernet công nghiệp cho truyền thông mở, độc lập với các nhà cung cấp
PROFINET đáp ứng tất cả các yêu cầu sử dụng Ethernet ở tất cả các cấp độ và
trong mọi ứng dụng tự động hóa Điều này làm cho PROFINET trở nên rất linh
hoạt, đáng tin cậy và thiết thực trong môi trường công nghiệp
Hàng loạt các thiết bị trường từ nhiều nhà cung cấp khác nhau cũng như các
thiết bị điều khiển, thiết bị mạng ví dụ như thiết bị chuyển mach — Switch déu có
các chức năng PROFINET Giao điện này cung cấp trên hầu hết các thiết bị chuyển
mạch với 2 cổng tích hợp để xây dựng câu trúc mạng bus hay mạch vòng Sự tích hợp của hệ thống mạng trường hiện tại và sự bảo toàn vén đầu tư là một phần cốt
yếu của Profinet Mô hình thiết bị chuẩn Profinet đựa trên mô hình Profibus, nghĩa
là các mô đun LO của các thiết bị ngoại vi chủ yếu vẫn có thê sử dụng được
Các bộ điều khiển khác nhau có sẵn như Simatic S7 CPU của Siemens có cả
Trang 15PROFINET đang sử dụng những tiện ích của công nghệ Ethernet vì vậy nó có thể dược sử dụng cho cấu trúc mạch sao và mạch vòng với môi trường mạng
điện hoặc quang cũng như cho kết nối không dây
PRORFINET dễ dàng, hiệu quả, mạnh mẽ và linh hoạt Nó đã được thiết lập trong
nhiều ứng đụng và số lượng thiết bị không ngừng phát triển
PROFINET cũng cung cấp một giải pháp cho các tác vụ điều khiển truyền thông
nhanh và xác định
PROFINET cung cấp nhiều dải tốc độ xử lý khác nhau từ rất nhanh, tốc độ cao cho đến các tốc độ cho các ứng dụng IT thông thường, tất cá đều trên cùng một hệ thống mạng
1.2 Tính cấp thiết của đề tài
- Hiện nay xu thế công nghiệp hóa, hiện đại hóa đang là mũi nhọn và được
đặt wu tiên hàng đầu
- Trong xu thế công nghiệp hóa hiện đại hóa ấy, vấn đề đặt ra trước tiên khi xây dựng một giải pháp tự động hóa không còn là nên hay không nên, ma la sy
lựa chọn hệ thống mạng truyền thông nảo cho phù hợp với yêu cầu và nhiệm vụ của
ứng dụng thực tế
- Nước ta đang bước vào hội nhập quốc tế về mọi mặt Trong đó, công nghiệp
hóa là vấn đề được ưu tiên số một
- Nền công nghiệp trong nước, mà đặc biệt là vấn dé truyền thông trong công
nghiệp chưa đồng bộ
- Chưa có nhiều tài liệu chuẩn về vẫn dé này
Trang 16thông công nghiệp, đặc biệt là bus trường để thay cách nối điểm - điểm cô điển giữa
các thiết bị công nghiệp mang lại hàng loạt các lợi ích sau:
+ Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị công nghiệp
+ Giảm đáng kể giá thành dây dẫn và công lắp đặt hệ thống
+ Nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của thông tin + Nâng cao độ linh hoạt, tính năng mở của hệ thống
+ Đơn gián hóa/tiện lợi hóa việc chuẩn đoán định vị lỗi của các thiết bị
+ Nâng cao khả năng tương tác giữa các thành phan
+ Mở ra nhiều khả năng va khả năng ứng dụng mới của hệ thống
- Mạng công nghiệp tuy có những đặc điểm khác biệt so với các hệ thống mạng thông thường nhưng giao thức mà chúng sử dụng trong truyền thông cũng có
cơ sở của mô hình kiến trúc OSI và TCP/IP Điểm khác biệt trong giao thức truyền thông công nghiệp đó là trong một hệ thống chỉ sử dụng một số tầng nào đó trong
mô hình kiến trúc OSI tùy theo mục đích và yêu cầu kĩ thuật của hệ thống đó
- Hiện nay có rất nhiều hệ thông mạng công nghiệp đang được sử dụng Mặc
dù đều được đưa ra nhằm tăng hiệu quả trong truyền thông công nghiệp nhưng do
yêu cầu, mục đích khác nhau nên giữa các hệ thống cũng có những điểm riêng
nhằm phù hợp với điều kiện thực tế Một số hệ thống tiêu biểu trong truyền thông công nghiệp có thể nói tới đó là:
+ Profibus : Bao gdm ba loai tương thích với nhau là Profibus-EMS, Profibus-
DP và Profibus-PA Do những yêu cầu đặc trưng ở cấp trường mà Profibus-FMS
chỉ thực hiện ở các lớp 1, lớp 2 và lớp 7, trong khi điều khiển DP và PA chỉ chuẩn
Trang 17hệ thống tiêu biểu dựa trén CAN co thé dua ra 1a CANopen, DeviceNet, SDS
+ DeviceNet : Phát triển dựa trên cơ sở của CAN dùng nối mạng cho các thiết
bị đơn giản ở cấp chấp hành Tuy nhiên DeviceNet cdn bé xung một số chỉ tiết thực
hiện lớp vật lí và đưa ra một số phương thức giao tiếp kiêu tay đôi (peer to peer)
hay chủ/tớ (masfer/slave)
+ Modbus : Cơ chế giao tiếp ở modbus phụ thuộc vào hệ thống truyền thông
cấp thấp Modbus là giao thức cho lớp ứng dụng các thiết bị có thể giao tiếp theo cơ chê riêng của mạng đó
+ Interbus-S : Tập giao thức Interbus-S được cấu trúc thành 3 lớp tương ứng
với mô hình OSI : lớp vật lí, lớp liên kết dữ liệu và lớp ứng dụng Ưu thế đặc biệt của Interbus-S là khả năngkết mạng nhiều chúng loại thiết bị khác nhau và giá thành
vừa phải
+ A§-i : Mục đích sử dụng duy nhất của AS-i là kết nối các thiết bị cảm biến
và chấp hành số với cấp điều khiển Để nâng cao hiệu suất và và đơn giản hóa việc
thực hiện các vi mạch, toàn bộ việc xử lí các giao thức được gới gọn chỉ trong lớp 1
(lớp vật lí)
- Căn cứ vào điều kiện thực tế về khí hậu, địa hình và điều kiện kinh tế ở
nước ta, tôi nhận thấy rằng nếu phải có một chuẩn thông nhất dùng trong các mạng
truyền thông công nghiệp ở Việt Nam thì đó có thể là Profinet với các lí do sau:
+ Profinet xuất hiện như là sự tiến hóa công nghệ và công việc phát triển của
Trang 18chọn chân đoán, và tăng hiệu suất
+ Công nghệ Profinet cho phép các khái niệm truyền thông mới, sáng tạo và
linh hoạt trong giao tiếp công nghiệp Ví dụ liên kết thừa có sẵn mà không có các
thiết bị chuyển mạch bổ sung bằng cách sử dụng Media Redundancy Protocol
(MRP) hoặc truyền thông không dây (cũng không an toàn bằng cách sử dụng tính
năng PROFIsafe) giữa các đơn vị nhà máy và/hoặc các thiết bị HMI Các chức năng
thiết bị chung cho phép một thiết bị được kết nối đến một vài điều khiển mà dễ
dàng cho mở rộng về sau và mang lại hiệu quả về chí phí Chức năng I-Device kết
hợp một bộ điều khiển có khả năng Profinet vào bộ điều khiển và thiết bị thông mình, nó có thể giao tiếp giống như một bộ điều khiển với các thiết bị cấp thấp hơn
và ở mặt khác là với bộ điều khiển cao cấp hơn Profinet có ưu điểm về mặt kinh tế,
tiết kiệm năng lượng bởi vì thiết bị này có thể được tự động tắt trong thời gian nghỉ
không hoạt động hiệu quả và vận hành trở lại trong thời gian sử dụng chức năng
Profienergy
+ Số lượng các thiết bị có khả năng Profinet ngày càng tăng nhanh và từ lâu đã được hỗ trợ một loạt các cấu trúc tự động hóa trong một loạt các ngành công
nghiệp
+ Các danh mục đầu tư Profinet cung cấp tất cả mọi thứ cho các giải pháp tích
hợp Nó bao gồm giữa các PLC và các hệ thống điều khiển chuyển động với nhiều
đặc trưng khác nhau như thiết bị IO, bộ điều khiển, khởi động động cơ, hệ thống đo lường, thiết bị HMI, hệ thống nhận đạng và hệ thống đọc, khớp nối các mô-đun và
công nghệ an ninh mạng
+§o sánh lợi ích từ việc dùng mạng Profinet so với các mạng khác là rất
lớn.Có thể được chia thành ba loại: tính linh hoạt, hiệu quả, và hiệu suất
Ví dụ: Một điều quyết định trong lợi thế của Profinet là hiệu quả của nó rõ
Trang 19nhanh hơn nhiều so Profibus ở tốc độ tối đa 12 Mbits Hai Profinet hé trợ thời gian
thực truyền với chế độ RT (thời gian thực) và IRT (đẳng thời gian thực) với chế độ
đẳng thời và chu kỳ thời gian xác định cho phép sử đụng trong các ứng dụng rất năng động bao gầm các ứng dụng điều khiển đẳng thời chuyển động như liên kết bộ
điều khiển phân phối với thời gian chu kỳ rất ngắn Điều này chỉ có thê khi sử dụng
Profinet và nó dễ dàng đáp ứng các yêu cầu của mọi ứng dụng thiết thực trong sử
dụng ngày nay Và với thời gian chu kỳ xuống 31.25 ms, tiêu chuẩn Profinet cung cấp hiệu suất dự trữ đáng kể cho các yêu cầu cao hơn Kết quả của việc tăng độ chính xác điều khiển là chất lượng sản phẩm nhất quán hơn và/hoặc nâng cao sản
lượng Mở rộng khả năng chân đoán mà có thể được sử dụng tại cục bộ thông qua
Internet và mạng nội bộ, ví dụ như thông qua máy chủ web trên bộ điều khiển, đơn
giản hóa vận hành và đóng góp đáng kế để giữ sự sẵn sàng vận hành của máy móc,
hệ thống, và các nhà máy ở mức tối đa Điều đó có nghĩa là năng suất tăng đáng kê
PROFINET
Trang 20
tới
Với luận văn về ''Nghiên cứu và thiết kế hệ thống điều khién qua mang Profinet.”
sử dung b6 PLC S7-1200 và màn hình HMI của siemens liên hệ với nhau qua mạng truyền thông PROFINET để điều khiển 2 mô hình là :đây chuyển đóng nắp và dây chuyên phân loại sản phẩm Tôi hy vọng sẽ đóng góp một phần nhỏ bé vào quá trình tìm hiểu công nghệ sản xuất và truyền thông mới này
1.3 Mục tiêu của đề tài
Việc tìm hiểu, nghiên cứu về mạng Profñnet nhắm áp dụng vào điều khiển và giám sát dây chuyền đóng nắp và phân loại sản phẩm Chuân truyền thông này đảm bảo sự tương tác cần thiết trong các đây chuyển trong nhà máy Điều mới thực sự của luận văn nay là chuẩn truyền thông mới profinet Profinet đã được phát triển
qua các kinh nghiệm thu được từ nhiều năm phát triển của Profibus để thích hợp với Ethernet công nghiệp cho các yêu cầu chuyên biệt trong công nghiệp Một chuẩn cơng nghiệp tồn diện dựa trên chuẩn Ethernet công nghiệp cho truyền thông mở,
độc lập với các nhả cung cấp PROFINET đáp ứng tất cả các yêu cầu sử dụng
Ethernet ở tất cả các cắp độ và trong mọi ứng dụng tự động hóa Điều này làm cho
PROFINET trở nên rất linh hoạt, đáng tin cậy và thiết thực trong môi trường công
nghiệp
1.4 Nội dung nghiên cứu
1.4.1 Tìm hiểu tổng quan về chuẩn mạng Profinet
Trang 21những ưu điểm gì hơn so với các chuẩn cũ Khả năng đáp ứng được các yêu cầu hiện nay của chuẩn
- Những lợi ích của tiêu chuẩn: Nêu lên những lợi ích nỗi bậc của chuẩn mạng
Profinet so với các chuẩn mạng khác và giao thức kết nối trước đây
1.4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển hệ thống qua mạng Profinet
- Trình bày cách nhận biết các dạng khí cụ, các ký hiệu viết tắt được sử dụng trong
mạng
- Trình bày các chức năng, nhiệm vụ các thiết bị cần thiết có trong mạng
- Giới thiệu các dạng sơ đồ điều khiển trong mạng
1.4.3 Mô tả cấu trúc phần cứng dây chuyền sản xuất theo chuẩn mạng Profinet
- Giới thiệu chung về kỹ thuật truyền thông điều khiển
- Giới thiệu về dây chuyển sản xuất ứng dụng trong dé tài
- Trình bày các cấu trúc sử dụng trong dây chuyển sản xuất sử dụng mạng Profinet
+ Giới thiệu tổng quan về mạng
+ Giới thiệu về cấu trúc phần cứng của dây chuyền sản xuất
+ Các thiết bị chính dùng kết néi mang Profinet: PLC $7-1200, man hinh
HMIcổng truyền thông các thiết bị liên mạng
+ Giới thiệu phần mềm ứng dụng cần thiết cho công việc kết nối
1.4.4 Thực hiện thiết kế hệ thống kết nối giữa các dây chuyển sản xuất theo
chuẩn Profinet
Trang 221.5.1 Phương pháp luận
- Thu thập, tổng hợp các tài liệu báo cáo khoa học, các sách báo tạp chí chuyên
ngành, các luận án luận văn và các tài liệu hướng dẫn sử dụng (manual handbook)
trong và ngoài nước có liên quan đến mạng Profinet về việc điều khiển, giám sát
cho các dây chuyển sản xuất
- Phân tích, đánh giá, tông hợp và xử lý số liệu từ các tài liệu khoa học đã thu thập
được
1.5.2 Phương pháp nghiên cứu
- Tham khảo các bản vẽ thực tế về hệ thống tích hợp điều khiển và giám sát cho đây
chuyền sân xuất
~ Tiến hành chế tạo mô hình và thực hiện kết nối cụ thể trên thiết bị thật
1.5.3 Téng quan về lĩnh vực nghiên cứu
Công nghệ Profinet cho phép các khái niệm truyền thông mới, sáng tạo và linh
hoạt trong giao tiếp công nghiệp Profinet xuất hiện như là sự tiền hóa công nghệ và công việc phát triển của PI Đây là tiêu chuẩn mới, kết hợp những ưu điểm của cả
hai lĩnh vực
15.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới
- Các nhà lãnh đạo về công nghệ của các ngành công nghiệp dựa nhiều vào Profinet cho máy móc của họ và cũng có thể trong phạm vi dự án quy mô lớn Ví dụ, các thành phần tự động hóa khác nhau, bao gồm robot, giao tiếp thông qua Profinet
trong hai nhà máy lớn nhất thế giới và hiện đại nhất để sản xuất các mô-đun năng
lượng mặt trời Trường hợp này, yếu tố quyết định không phải là kích thước của
Trang 23tăng của tự động hóa sản xuất, số lượng của các thành phần tự động hóa với chức
năng Profinet không ngừng phát triển PI và các bộ điều khiển công nghệ từ ngành
công nghiệp tự động hóa thúc đây sự phát triển của các thiết bị mới Profinet, ví dụ
như với bộ dụng cụ phát triển và hỗ trợ Số lượng các thiết bị có khả năng Profinet ngày càng tăng nhanh và từ lâu đã được hỗ trợ một loạt các cấu trúc tự động hóa trong một loạt các ngành công nghiệp Từ ngành công nghiệp thực phẩm và nước
giải khát đến sản xuất thép, từ năng lượng điện đến nước và từ in ấn cho đến hậu cần
- Các danh mục đầu tư Profinet cung cấp tất cả mọi thứ cho các giải pháp tích hợp
Nó bao gồm giữa các PLC và các hệ thống điều khiển chuyển động với nhiều đặc
trưng khác nhau, thiết bị IO, bộ điều khiển, khởi động động cơ, hệ thống đo lường, thiết bị HMI, hệ thống nhận dạng và hệ thống đọc, khớp nối các mô-đun và công
nghệ an ninh mạng
- Thể giới Profinet có thể đáp ứng bất kỳ yêu cầu kỹ thuật nào và mở ra một loạt các tùy chọn để tôi ưu hóa chỉ phí trong việc xem xét tổng thé Vi du, các hệ thống hiện
có dựa trên Profibus DP có thể đễ dàng được đưa đến các tiêu chuẩn mới, có thể
phát triển từng bước hợp lý, các bộ phận có ý nghĩa hay như một tổng thé Ưu điểm chính của Profinet, tiêu chuẩn công nghiệp mở Ethernet, xử lý đữ liệu, an toàn dữ
liệu, dữ liệu chính xác, đữ liệu chân đoán, và dữ liệu như TCP/IP bình thường được
truyền qua một cáp giống nhau, đã đơn gián hóa cài đặt và quản lý Kỹ sư thực hiện bằng cách sử dụng các công cụ tương tự như đối với Profibus và nó không yêu cầu
thêm bất kỳ chuyên môn nào
-Để kết nối các hệ thống fieldbus khác (ví đụ như CAN bus, Interbus, .) có một
số proxy, ban dé fieldbus trén Profinet Chúng được xác định chính xác các thông số kỹ thuật Profinet và cũng tiêu chuẩn hóa, tức là không có giải pháp đặc biệt cụ
thể Nói một cách chính xác, có thể sử dụng các thành phần Profibus trên các máy
sử dụng Profinet, trong trường hợp cá biệt là Profibus DP chưa có sẵn trong phiên
Trang 24này trên thị trường, chẳng hạn như công đặc biệt cho các thiết bị truyền động và
cảm biến Điều quan trọng cần biết là ngay cả khi Profibus đã đạt đến giới hạn của
nó theo quan điểm công nghệ và dự kiến sẽ không có phát triển hơn nữa thì hệ
thống fieldbus và các thành phần của nó sẽ tiếp tục phát triển trong tương lai
Đương nhiên, sự phát triển và các sáng tạo mới chủ yếu nhằm vào công nghệ
Profinet Profinet có giao diện tiêu chuẩn cho các thành phần mới, nhưng Profibus
ít nhất sẽ là một lựa chọn có thể, ví dụ như thông qua các mô-đun giao tiếp đặc biệt hoặc các biến thể thiết bi
1.3.1.2 Tình hình nghiên cứu trong nước
- Nước ta đang bước vào hội nhập quốc tế về mọi mặt Trong đó công nghiệp hóa
là vấn đề được ưu tiên số một Nền công nghiệp trong nước, mà đặc biệt là vấn dé
truyền thông trong công nghiệp chưa đồng bộ - Chưa có nhiêu tài liệu chuẩn về vấn đề này
- Trước tình hình trong nước và thế giới như vậy đòi hỏi phải có sự quan tâm nghiên
cứu vấn đề Mạng truyền thông công nghiệp một cách cụ thể Đặt biệt là mạng
Profinet và các thiết bị hỗ trợ cho mạng profinet
1.6 Giới hạn của đề tài
- Tìm hiểu tổng quan về chuẩn mạng Profinet và các nội dung của tiêu chuẩn có liên quan trực tiếp đến để tài, không tìm hiểu đến nhiều loại dây chuyển sản xuất khác
- Đề tài có sự kết hợp giữa lý thuyết và thiết kế thực tế nhưng do giới hạn về thiết bị
và thời gian nên đề tài chỉ dừng lại ở việc thiết kết điều khiển cho mô hình dây
chuyển đóng nắp và phân loại sản phẩm tiêu biểu Chỉ điều khiển ở mạng có dây,
Trang 25CHUONG 2 TIM HIEU TONG QUAN VE MANG PROFINET 2.1 Giới thiệu về chuẩn mạng
Proiinet, một chuẩn cơng nghiệp tồn diện dựa trên chuẩn Ethernet công nghiệp cho truyền thông mỡ, độc lập với các nhà cung cấp PROFTNET đáp ứng tất cả các yêu cầu sử dụng Etheraet ở tất cả các cấp độ và trong mọi ứng dụng tự động hóa PROFINET sử dụng các tiêu chuẩn như TCP/IP và Ethernet Cau trac mé dun
PROFINET cho phép người dùng lựa chọn chỉ các chức năng cần thiết cho các yêu
Điều này làm cho PROFINET trở nên rất linh hoạt, đáng tin cậy và thiết thực
trong môi trường công nghiệp
Network standard Ethernet rhgn tran se tater Wreess F die topic ae Fietdbus standard PROFIBUS > High-speed 10 communication bsg eed
Hình 2-1 Đặt tính của mang Profinet
* Profinet thì uyễn chuyển và lĩnh hoạt hơn các mạng khác như: - Có thé kết nỗi không đây trong mạng công nghiệp
- An toàn
- Giao thức linh hoạt
- Tiêu chuẩn mở
Trang 26- Khả năng mở rộng cao
- Có thể kết nối mạng theo mạch vòng, mạch sao, hình thang
* Profinet thi hiệu quả hơn
~ Có khả năng chuẩn doán lỗi qua mạng và thiết bị - Dây cáp kết nối đễ dàng và nhiều mục đích
- Thiết bị thay thế nhanh chóng, chắc chắn và hiệu quả về năng lượng cao - aa a 275v Ta g2822a (q1 R0 try a2 ED - E wi ele 2 fiver = Tle = lee x AITESS le re Sar ttle ~ ễ-€ Hình 2-2 Kết nối mạng * Profinet thì đảm báo về chất lượng hơn - Tốc độ cao 100Mbit - Độ chính xác cao - Câu trúc số lượng lớn
- Mức truyền đữ liệu cao
- Quá trình khởi động nhanh
- Có phương tiện truyền thông dự phòng
Trang 28tr ate ' ; Ị i i RPROFIBUS DPPA ' † T i
Hinh 2-5 C4u tnic chuyén déi mang Profibus sang mang Profinet
- PROFINET truyền thông dự phòng mà không có thiết bị chuyển mạch có thể được
thực hiện thông qua một cầu trúc liên kết vòng
* Ưu điểm của Profinet so với Profibus
-Hiệu suất cao
-Thiết bị với nhiều dự liệu IO
-Xác định thông số và chuẩn đoán nhanh -Hạn chế giao điện và các thành phản -Thiết bị chất lượng cao và không hạn chế số lượng thiết bị trên mạng Ko bat dal tác se 2/81 res Sera 5 Beewcoe x 288 HE ar lis cd Ban Ty Ean Byte ` PROF &_§ PCT B_S PRET NET Tp "gree
Hinh 2-6 Uu diém cia mang Profinet
- Profinet là mạng trường lớn nhất thế giới, đang phát triển về số nút kết nối, số
lượng và người dùng Nhiều quốc gia, hãng sản xuất thiết bị sử dung Profinet so véi
Trang 29Hình 2-7 Sự gia tăng số lượng nút kết nối trong mang Profinet 20% 20% O Modbus TCPAP HEhemetP @ PROFINET 8 Ethernet-Powerknk BEtherCat 22% = BCC-LIKIE Others 28%
ftzr 8 We Sacre TSS ME STE one OF
my wee or esr ocr z= #4, ES ST Roa “<< Ree HOS ETS
2 EE Dever i yg seme Porenc zE
Mae ne: Š wpe ect att BED aps oct — — — ara Pat ees ệ Pưnnne i Re = se ~ ĐA PC: — chua Rea ROS Pe e mm ent ony ——#-ecc » ° BPA PCC PY, trau * « « ‘gt on AB, poe oe BPA DSS = tae moseton im °—- =p
SE usa Alves „6tree (MM Soue-tse-teo
SS Hs OCS pete BEST, een ert ZEEE new Resiand BL RCD ETT #22 PCC
Trang 302.2 Tiêu chuẩn PROFINET được quy định trong IEC 61158 va IEC 61784
Khái niệm PROFINET được quy định chặt chế với người dùng cuối dựa trên tiêu chuẩn Ethernet theo chuẩn IEEE 802 Bổ sung vào tiêu chuẩn Ethernet đã được quy định trong trường hợp các yêu cầu không thể được đáp ứng thỏa đáng với tiêu chuẩn Ethernet
2.3 Thiết bị trong môi trường PROFINET
- Trong môi trường PROFINET, "thiết bị” là một thuật ngữ chung cho hệ thống tự động hóa : Hình 2.9 Các thiết bị trong môi trường Profinet +ví dụ PLC, PC, +Các hệ thống I / O phân phối
+Thiết bị trường (ví dụ, PLC, máy tính, các thiết bị thủy lực, thiết bị khí nén) +Thanh phan hoat déng mang (vi du nhu switch, router)
Trang 31+Các tính năng chính của thiết bị này là nó được tích hợp vào các truyền thông
PROFINET dựa trén Ethernet công nghiệp hoặc PROFIBUS - Thiét bi PROFINET :
Một thiết bị PROFINET luôn luôn có ít nhất một kết nối PROFINET
Một thiết bị PROFINET cũng có thể có một két ndi PROFIBUS va cé thể hoạt động
như một tổng thể với chức năng proxy
Mỗi thiết bị PROFINET trên mạng được xác định duy nhất thông qua giao tiếp PROFINET của nó Mỗi giao tiếp PROFINET có:
+Dia chi MAC (mac dinh) +Địa chỉ IP
+Một tên thiết bị (NameOfStation)
- Tích hợp fieldbus: PROFINET cho phép bạn sử dụng một bộ chuyển đỗi (proxy) để tích hợp các hệ thống bus trường hiện tại (ví dụ: PROFIBUS, ASI, vv) vào
PROFINET Bằng cách này, bạn có thể thiết lập hệ thống ghép gồm fieldbus và hệ thống phụ dựa trên Ethernet Điều này cho phép công nghệ liên tục chuyển đổi sang PROFINET eT 2208 eo mơ 37-307 _ PSO8 NET | Tate Ee oF ace aug =-2:0s er2is e238
Hình 2-10 Sơ đồ tích hợp các hệ thống bằng IE/PB link của mạng profinet
Trang 32Điều này có nghĩa rằng bất kỳ sự kết hợp cia fieldbus va hé théng con PROFINET
có thể được cấu hình Vì vậy, một quá trình chuyển đổi công nghệ trơn tru có thể từ
các hệ thống bus trường dựa trên PROFINET Các yêu cầu sau đây đều được xem
xét khi tích hợp hệ thống:
+ Chú sở hữu nhà máy muốn khả nang tich hop dé dang va cai dat hé thống
hiện có vào hé thong PROFINET
+ Trong các nhà máy và máy sản xuất có khả năng là họ thích sử dụng và quen thuộc các thiết bị mà không cần bất kỳ sửa đổi cho dự án tự động hóa PROFINET
+ Nhà sản xuất thiết bị muốn khả năng tích hợp các thiết bị hiện có của họ vào lĩnh vực hệ thống PROFINET mà không cần sửa đổi tốn kém
+ Các giải phap fieldbus c6 thé dé dang và liên tục hợp nhất vào một hệ
thống PROFINET sử dụng các proxy và các cổng chuyển tiếp Proxy hoạt động như đại điện của các thiết bị fieldbus trên Ethernet Nó tích hợp các nút kết nối với một
hệ thống fieldbus cấp đưới vào hệ thống PROFINET cấp cao hơn
Kết quả là, những lợi thế của fieldbus, chẳng hạn như phản ứng cao, năng động, chân đoán và cấu hình hệ thống tự động, linh hoat mà không cần cài đặt trên các
thiết bị, có thể được sử dụng trong PROFINET Những lợi thế này đơn giản hóa
thông qua có kế hoạch sử dụng theo các trình tự Tương tự như vậy, vận hành và
hoạt động được thực hiện dễ đàng hơn thông qua các chân đốn tồn điện các thuộc
tính quen thuộc của các hệ thống bus trường, thiết bị và công cụ phần mềm cũng được hỗ trợ quen thuộc và tích hợp vào việc xử lý hệ thống PROFINET
2.4 PROFINET cho quá trình tự động hóa: So với tự động hóa sản xuất, tự động
hóa quá trình có một vài điểm đặc biệt góp phần vào việc sử dụng tự động hóa đến
một mức độ lớn Nhà máy có thể có tuổi thọ nhiều thập kỹ Điều này đưa đến một yêu cầu môt phần là vận hành nhà máy cũ và có công nghệ mới hơn để cùng tồn tại
và có chức năng tương thích Ngoài ra yêu cầu cho độ tin cậy của các nhà máy đó là
Trang 33động hóa sản xuất Để PROFTNET sử dụng tối ưu trong tất cả các lĩnh vực của quá
trình tự động hóa, PI đã tạo ra một danh mục các yêu cầu để phối hợp với người sử dụng Trong cách này là đảm bảo rằng các chủ sở hữu nhà máy có thể trên một hệ
thống tương lai bằng cách trên hệ thống PROFIBUS ngày hôm nay và có thé thay
đôi đến PROFINET Các yêu cầu chủ yếu bao gồm các chức năng cho trao đổi đữ liệu mạch vòng và mạch hở, tích hop fieldbuses (PROFIBUS PA, HART, và FF), tích hợp và phân cấp thông số của các thiết bị bao gồm cá cấu hình trong Run, chan
đoán và bảo trì, dự phòng
2.5 Cài đặt mạng
- PROFINET đạt tốc độ cơ bản 100 Mbps, mang Ethernet full-duplex Truyền thông nhanh hơn cũng có thể trên tất cả các thành phần (ví dụ như giữa
thiết bị chuyên mạch, hệ thống máy tính hoặc các hệ thống máy ảnh)
- PROFINET không chỉ có chức năng điều khiển mà cũng có các thành phần cơ bản như cáp,bộ phân kênh nối,chuyển mạch, kết nối trên cáp đồng hoặc cáp quang Trong sự phù hợp lớp A (CC-A) truyền thông cũng được cho phép truyền dẫn trên hệ thống không dây (Bluetooth, WLAN) Hướng dẫn xác định cáp cho phủ hợp các lớp theo tiêu chuẩn IEC 61.784-53 Việc sử dụng các loại cáp 4 cặp cũng được cho phép hệ thống truyền tải tới Gigabit Cho một mạng lớp A, các thành phần kết nối mạng hoàn chỉnh với thành phần hoạt động và thụ động được cho phép theo
1SO/IEC-24702
2.5.1 Câu hình mạng: Kết nỗi các thiết bị lĩnh vực PROFINET IO được thực hiện
với thiết bị chuyến mạch và các thành phần mạng Chuyển mạch thường được tích hợp trong thiết bị sử đụng cho lĩnh vực này (với 2 cổng giao tiếp) phù hợp với quá
trình gửi và nhận Kết quả truyền thông có thể được thiết lập tự động với dây cáp
truyền thống như 1:1 PROFINET hỗ trợ các cấu trúc liên kết sau đây để giao tiếp
Ethernet
Tổng quan vẻ các lựa chọn khác nhau để thiết lập một mạng PROFINET được đưa
Trang 34-Cấu trúc hình sao
Star
Hình 2.11 Cấu trúc hình sao
Nếu bạn kết nói các nút truyền thông đến một bộ chuyển đổi với hơn hai giao diện
PROFINET, bạn sẽ tự động tao ra một cấu trúc liên kết mạng sao
Nếu một thiết bị PROFINET riêng lẽ, điều này không tự động dẫn đến lỗi của toàn bộ mạng, trái ngược với các câu trúc khác Đó là chỉ khí một chuyển đi bị lỗi là
một phần của mạng thì truyền thông cũng sẽ thất bại
-Câu trúc hình cây: Nếu bạn kết nỗi một số cầu trúc sao, bạn có được một
Trang 35Tất cả các nút giao tiếp được kết nối trong một cầu trúc liên kết bus thẳng
Nếu một yếu tổ liên kết chuyên đôi không thành công, truyền thông liên lạc trên các
yếu tố liên kết sẽ thất bại và không còn thực hiện Mạng được chia thành 2 phân
đoạn phụ
Trong PROFINET, các cấu trúc liên kết mạch thẳng được thực hiện với thiết bị chuyển mạch đã được tích hợp vào các thiết bị PROFINET Do đó, cầu trúc liên kết
mạch thắng PROFINET chỉ là một hình thức đặc biệt của mạng hình cây / mạng
hình sao Cầu trúc mang thắng đòi hỏi các hệ thông dây điện ít nhất
-Câu trúc mạch vòng
Hình 2.14 Cấu trúc dạng vòng
Nếu bạn muốn tăng tính sẵn sàng, bạn nên sử dụng một cầu trúc vòng Bạn đạt được điều này bằng cách kết nối bai đầu mở của một mạng duy nhất mà bạn để chuyển
đổi mạng đó hoạt động như quản lý dự phòng Nếu có một sự có trong mạng, quản
lý dự phòng dam bảo rằng các đữ liệu được truyền qua một kết nối mạng còn nguyên vẹn Cụ thể sản phẩm chuyển mạch họ X Scalance được thiết kế theo mặc
định như các nhà quản lý dự phòng,
TẤt cả các thiết bị kết nối với nhau bằng thiết bị chuyển mạch được đặt tại một nơi
và cùng một mạng Tắt cả các các thiết bị trong một mạng có thể giao tiếp trực tiếp
FẽnnTre
| HUTECH LIBRARY |
Trang 36-22-
với nhau „ tất cả các thiết bị trong cùng một mạng có cùng subnet mask Một mạng
bị hạn chế bởi một bộ định tuyến
Hình 2-95 Cầu trúc kết nối mạng
2.5.2 Cáp PROFINET: Đoạn chiều đài tối đa cho truyền dữ liệu điện với các loại
cáp đồng giữa hai hoặc các nút (thiết bị trường hoặc chuyển mạch) là 100 m các
cáp đồng được thiết kế thống nhất trong AWG 22
Hướng dẫn cách xác định các loại cáp khác nhau vì có nhiều loại cáp đã được điều
chỉnh tối ưu đáp ứng yêu cầu chung của ngành công nghiệp đễ dự trữ hệ thống cho
phép cài đặt trong ngành công nghiệp không có giới hạn về khoáng cách truyền dẫn
Cáp PROFINET phù hợp với các loại cáp được sir dung trong ngành công nghiệp -Loại PROFTNET A: Cáp tiêu chuẩn định tuyến có định, không có di chuyển sau khi cài đặt
- Loại PROFINET B: Cáp chuẩn linh hoạt, thường xuyên di chuyến hoặc
rung động
-Loại PROFINET C: các ứng đụng đặc biệt như thường xuyên đi chuyển -Do cách điện của nó, việc sử dụng cáp quang để truyền đữ liệu đặc biệt nếu
Trang 37với truyền cáp quang việc sử đụng sợi quang 1 mm (POF) được hỗ trợ và xử lý phù
t ^ À ^ A
hợp với yêu câu công nghiệp
2.5.3 Cắm kết nỗi: PROFINET đã chia các điều kiện môi trường là hai lớp Điều
này loai bỏ sư phức tạp không cân thiết và cho phép các yêu cầu cụ thể về tự động
hóa Các lớp trong môi trường PROFINET cho các ứng dụng tự động hóa là chia
thành một lớp bên trong môi trường được bảo vê, chẳng hạn như trong một tủ điều
khiển và một lớp bên ngoài của tủ điều khiễn cho các ứng dụng nằm trực tiếp trong
lĩnh vực này Việc lựa chọn các phím cắm kết nối PROFINET là phù hợp với các ứng dụng Nếu trọng tâm là môi trường văn phòng thị truyền đữ liệu qua RJ 45 Đối
với kết nổi với mơi trường bên ngồi thì một cắm kết nỗi Push-pull đã được phát
triển cũng được trang bị các kết nối RJ 45 để truyền dữ liệu điên Các kết nối M12 cũng được quy định cho PROFINET Đề truyền dữ liệu quang học với soi polymer quang cắm kết nối SCRJ là dựa trên các kết nối cắm SC, các cắm SCRJ được sử
đụng cả trong môi trường "bên trong” cũng như trong kết nối với các cắm push-pull trong mơi trường "bên ngồi" Một cắm kết nối quang có sẵn cho các loai M12 và
có thể được sử dụng cho PROFINET và sợi polymer quang 1 mm Đông thời các cảm kết nỗi cũng có quy định vẻ việc cung cap điện, tùy thuộc vào cầu trúc lên kết
Trang 38_
$
CE `
¬ st aw can a a #
Hình 2.16 Các đầu nối đây cáp nối mang 2.6 Khái niệm PROFINET CBA va PROFINET IO
2.6.L PROFINET IO :
PROFINET IO _
Hình 2.17 Sơ đồ hệ thing Profinet 10
-PROFINET 1O là một phần của PROFINET, truyền thông PROFINET IO là một
khái niệm được sử dụng đề thực hiện các mô-đun, ứng dụng phân phối
-PROFINET IO cho phép bạn tạo ra các giải pháp tự động hóa của các loại mà bạn đã quen thuộc tir PROFIBUS
-PROFINET IO mô tả một cái nhìn đữ liệu l / O đến các LƠ phân phối Nó bao pồm truyền thông thời gian thực (RT) truyền thông đẳng thời thời gian thực (IRT)
Trang 39-PROFINET ïO được thực hiện bằng cách sử dụng tiêu chuẩn PROFINET cho bộ
điều khiển lập trình
-PROFINET IO 1a tich hop hoàn toàn tự động hóa (TIA)
-PROFINET IO là sự phát triển của PROFIBUS DP, hệ thống bus trường và truyền
thông công nghiệp
-PROFINET IO dựa trên 15 năm kinh nghiệm thành công với PROFIBUS DP và
kết hợp các hoạt động sử dụng bình thường với việc sử dụng đồng thời các khái niệm sáng tạo của công nghệ Ethernet Điều này đảm bảo việc chuyên đối thuận lợi và nhanh chóng của PROFIBUS DP vào thể giới Profinet
-PROFINET IO như là tiêu chuẩn tự động hóa dựa trên Ethernet của PROFIBUS quốc tế được định nghĩa như là một giao tiếp giữa các nhà tự động hóa
-Với PROFINET IO là một công nghệ chuyển đổi được thực hiện cho phép tất cả
các trạm truy cập mạng bất cứ lúc nào Bằng cách này, mạng có thể được sử dụng
hiệu quả hơn nhiều thông qua truyền dữ liệu đồng thời với một số nút Gửi và nhận
dữ liệu thông qua các hoạt động chuyển mạch Ethernet
-PROFINET IO dựa trên hoạt động chuyên mạch Ethernet full-duplex với một băng thông 100 Mbit / s Trong sự phát triển của PROFINET IO là đặc biệt được chú
trọng vào việc bảo vệ đầu tư cho người dùng và các nhà sản xuất thiết bị
Mô hình ứng dụng được giữ lại khi cho các chuyên đổi sang PROFINET IO So với
PROFIBUS DP, quá trình xử lý đữ liệu vẫn không thay đổi cho:
+[ /O dữ liệu (truy cập vào các dữ liệu I / O thông qua địa chỉ hợp lý)
+Lưu trữ dữ liệu (lưu trữ các thông số và dữ liệu)
+Kết nối chân đoán một hệ thống (báo cáo của các sự kiện chan đoán)
Được sử dụng tương tự như các công cụ trong Profibus và chương trình hướng sử
Trang 402.6.2 PROFINET CBA : Là một phần của PROFINET, PROFINET CBA (phần cơ
bản của tự động hóa) là một khái niệm về tự động hóa, tập trung vào những điềm sau đây Hình 2-18 Sơ đồ hệ thống Proũnet CBA -Thực hiện các ứng dụng mô-đun -Truyền thông máy - máy
PROFINET CBA cho phép bạn tạo ra các giải pháp tự động hóa phân phối dựa trên
các thành phần offthe-shelf và giải pháp từng phần Khái niệm này đáp ứng nhù cầu với mức độ cao hơn của các mô đưn trong lĩnh vực cơ khí và hệ thống phân phối rộng rãi bởi các quá trình thông minh
Với các phần cơ bản tự động hóa bạn có thé thực hiện các mơ-đun cơng nghệ hồn chỉnh như các thành phần tiêu chuẩn có thể được sử dụng trong các hệ thống lớn Chúng ta tạo ra các mô-đun, các thành phần thông mính của PROFINET CBA trong một công cụ kỹ thuật, có thể thay đối tùy theo nhà sản xuất thiết bị Thành phần các thiết bị được tạo ra với SIMATIC STEP 7 và được nỗi liền với nhau bằng cách sử
dung céng cu IMAP SIMATIC
Méi trong tic gitta PROFINET IO va PROFINET CBA