(Tiếng việt)comunication profibus DP

Communication Profibus DP CHƯƠNG 1: MẠNG TRUYỀN THÔNG TRONG CÔNG NGHIỆP Tổng quan mạng truyền thông công nghiệp: SIMATIC NET mạng truyền thông cho phép kết nối với điều khiển SIEMENS, máy tính chủ, trạm làm việc SIMATIC NET bao gồm mạng truyền thông, thiết bị truyền liệu, phương pháp truyền thông liệu, giao thức dịch vụ truyền liệu thiết bị, module cho phép kết nối mạng LAN (CP – Communication Processor IM – Interface Module) Với hệ thống SIMATIC NET, SIEMENS cung cấp hệ thống truyền thông mở cho nhiều cấp khác trình tự động hoá môi trường công nghiệp Hệ truyền thông SIMATIC NET dựa nhiều tiêu chuẩn quốc tế ISO/OSI (International Standardization Organisation / Open System Interconnection) Cơ sở hệ thống truyền thông mạng cục (LANs), thực theo nhiều cách khác nhau: điện học, quang học, không dây kết hợp ba cách Theo yêu cầu chức lớp tổ chức điều hành, quản lý sản xuất mạng công nghiệp chia thành nhiều cấp bao gồm: cấp điều hành quản lý, cấp phân xưởng, cấp trường cấp cấu chấp hành – cảm biến - đối tượng Theo phương pháp tổ chức hệ thống SIMATIC cung cấp loại sub-net như: - Mạng PPI - Mạng MPI - Mạng AS-i - Mạng PROFIBUS - Mạng ETHERNET công nghiệp  Mạng PPI PPI (Point to Point Interface) thực truyền thông nối tiếp điểm tới điểm Ghép nối điểm tới điểm ghép nối hai thiết bị tự động hoá với nhau, hay ghép nối thiết bị với máy tính với thiết bị truyền thông khác LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP PPI có tính chất đặc trưng sau đây: - Ghép nối hai thiết bị truyền thông cách trực tiếp hay thông qua driver đặc biệt - Có thể sử dụng thủ tục riêng định nghĩa truyền kiểu ASCII Thông số kỹ thuật PPI Số lượng trạm Cổng vật lý RS 232C (V24)20mA (TTY)RS 422/485 Tốc độ truyền 300 bit/s ¸ 76,8 Kbit/s cho cổng RS 232C ;300 bit/s ¸ 19,2 Kbit/s cho cổng RS 422/485 Khoảng cách truyền 10 m cho cổng RS 232 ; 1000 m cho cổng RS422/485 Dịch vụ truyền thông ASCII-Driver3964 (R), RK 512, Printdriver loại Driver đặc biệt khác  Mạng MPI MPI (Multi Point Interface) subnet SIMATIC Mạng MPI sử dụng cho cấp trường hay cấp phân xưởng với yêu cầu khoảng cách trạm không lớn Mạng cho phép liên kết với số thiết bị SIMATIC S7/M7 C7 Thiết lập mạng MPI phục vụ cho mục đích ghép nối số lượng hạn chế trạm (không 32 trạm) dung lượng truyền thông nhỏ với tốc độ truyền tối đa 187,5 Kbps Phương pháp thâm nhập đường dẫn chọn cho mạng MPI Token Passing Mạng MPI có đặc điểm sau: - Các thiết bị mạng thuộc SIMATIC S7/M7 C7 cho phép thiết lập mạng đơn giản - Mạng thiết lập với số lượng hạn chế thành viên có khả trao đổi dung lượng thông tin nhỏ LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP - Truyền thông thông qua bảng liệu toàn cục gọi tắt GD (Global Data) Bằng phương pháp cho phép thiết lập bảng truyền thông trạm mạng trước thực truyền thông - Có khả liên kết nhiều CPU PG/OP với Các thông số kỹ thuật mạng MPI: Chuẩn SIEMENS Số trạm cho phép Max 32 Phương pháp thâm nhập đường dẫn Token Passing Tốc độ truyền thông Max 187,5 Kbit/s Môi trường truyền dẫn Đôi dây kép có bọc kim chống nhiễu, cáp quang (thuỷ tinh chất dẻo) Chiều dài lớn mạng 50 m, với Repeater 1100 m,với cáp quang qua OLM>100 km Cấu trúc mạng (Topology) Đường thẳng, cây, hình vòng tròn Dịch vụ truyền thông Các hàm chức S7Bảng liệu truyền thông toàn cục (GD)  Mạng AS-i AS-i (Actuator Sensor Interface) giao diện cảm biến cấu chấp hành, mạng có chủ Phương pháp thâm nhập đường dẫn phương pháp Master – Slave, phương pháp hoàn toàn tối ưu cho mạng có thiết bị chủ AS-i có cấu trúc thật đơn giản cấu chấp hành cảm biến thiết bị kiểu số (Digital Input/Digital Output – DI/DO), thiết bị kiểu analog phải sử dụng chuyển đổi tín hiệu chuẩn SIEMENS Trong mạng có trạm chủ có quyền điều khiển trình trao đổi thông tin Trạm chủ (Master) gọi trạm tớ (Slave) tới đòi hỏi trạm gửi liệu lên trạm chủ nhận liệu từ trạm chủ LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP Những tính chất đặc trưng AS-i: - AS-i mạng tối ưu cho thiết bị chấp hành cảm biến số Quá trình trao đổi liệu thực thông qua đường dẫn từ cấu chấp hành/cảm biến với trạm chủ, đường dẫn đồng thời đường cung cấp nguồn cho cảm biến - AS-i ghép nối với cấu chấp hành có kích thước bit đến bit theo tiêu chuẩn IP 65 liên kết trực tiếp với trình - Hoạt động AS-i không cần thiết lập cấu hình trước Các thông số kỹ thuật AS-i: Chuẩn : AS-i theo chuẩn IEC TG 178 Số lượng trạm cho phép: Master max 31 Slave Phương pháp thâm nhập đường dẫn : Master – Slave Tốc độ truyền: 167 Kbit/s Môi trường truyền thông: Dây dẫn thẳng không bọc Khoảng cách thiết bị mạng : 300 m với Repeater Kiểu nối : Đường thẳng, cây, Dịch vụ truyền thông : AS-i Function  Mạng PROFIBUS PROFIBUS - Process Field Bus Đây chuẩn truyền thông SIEMENS phát triển từ năm 1987 DIN 19245 PROFIBUS thiết lập theo phương pháp hệ truyền thông mở, không phụ thuộc vào nhà chế tạo (Open Communication Network) phục vụ cho cấp phân xưởng cấp trường Mạng PROFIBUS tuân theo chuẩn EN 50170 cho phép kết nối điều khiển PLC, thiết bị vào/ra phân tán, lập trình PC/PG, cấu chấp hành, thiết bị hãng khác LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP Mạng PROFIBUS cung cấp theo ba chủng loại tương thích nhau: PROFIBUS – DP (Distributed Peripheral) phục vụ cho việc trao đổi thông tin nhỏ đòi hỏi tốc độ truyền nhanh PROFIBUS – DP xây dựng tối ưu cho việc kết nối thiết bị trường với máy tính điều khiển PROFIBUS – DP 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 thiết bị đo, truyền động van Việc trao đổi chủ yếu thực tuần hoàn theo chế Master/Slave Với số trạm tối đa mạng 126, PROFIBUS – DP cho phép sử dụng cấu hình trạm chủ (Mono Master) nhiều trạm chủ (Multi Master) Một đặc trưng PROFIBUS – DP tốc độ truyền cao, lên tới 12 Mbit/s PROFIBUS – FMS (Fieldbus Message Specification) trao đổi lượng thông tin trung bình thành viên bình đẳng với mạng PROFIBUS – FMS dùng chủ yếu cho việc nối mạng máy tính điều khiển giám sát Mạng thực lớp 1, 2, theo mô hình quy chiếu OSI Do đặc điểm ứng dụng cấp điều khiển điều khiển giám sát, liệu chủ yếu trao đổi với tính chất không định kỳ PROFIBUS – PA (Process Automation) thiết kế riêng cho khu vực nguy hiểm PROFIBUS – PA mở rộng PROFIBUS – DP phương pháp truyền dẫn an toàn môi trường dễ cháy nổ theo chuẩn IEC 61158-2 PROFIBUS – PA loại bus trường thích hợp cho hệ thống điều khiển phân tán ngành công nghiệp hoá chất hoá dầu Thiết bị chuyển đổi (DP/PA-Link) sử dụng để tích hợp đường mạng PA với mạng PROFIBUS DP Điều đảm bảo cho toàn thông tin truyền liên tục hệ thống mạng PROFIBUS bao gồm DP PA  Mạng Ethernet công nghiệp LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP IE (Industrial Ethernet) mạng Ethernet công nghiệp mạng phục vụ cho cấp quản lý cấp phân xưởng để thực truyền thông máy tính hệ thống tự động hoá Nó phục vụ cho việc trao đổi lượng thông tin lớn, truyền thông phạm vi rộng Các xử lý truyền thông dùng mạng kiểm tra xem đường dẫn có bị chiếm dụng không Nếu không trạm mạng gửi điện tín đi, xảy xung đột mạng có hai trạm gửi ngừng lại trình gửi điện tín thực lại sau thời gian định, thời gian xác định theo luật toán học ngẫu nhiên Mạng Ethernet công nghiệp có tính chất đặc trưng sau: - Mạng Ethernet công nghiệp sử dụng thủ tục truyền thông ISO TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) - Theo phương pháp thâm nhập đường dẫn chọn (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access with Collision Detecion) thành viên mạng Ethernet công nghiệp bình đẳng với - Theo tiêu chuẩn truyền thông ISO ISO on TCP trạm SIEMENS có khả tích hợp vào mạng, nói cách khác Ethernet công nghiệp mạng truyền thông mở Các thông số mạng Ethernet công nghiệp: Chuẩn truyền thông : IEEE 802.3 Số lượng trạm : Max 1024 trạm Phương pháp thâm nhập đường dẫn : CSMA /CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) Môi trường truyền thông : - Dây dẫn : + Cáp đồng + Cáp đôi dây xoắn - Cáp quang : Cáp thuỷ tinh chất dẻo Kiểu nối : Đường thẳng, cây, hình vòng tròn Dịch vụ truyền thông : S7-FunctionISO-TransportISO-on-TCP  Sau bước trình bày cách cấu hình viết chương trình truyền nhận liệu thông qua Profibus DP - Kết nối profibus dp S7 300 S7 200 thông qua module EM 277 - Kết nối profibus dp S7 400 ET 200M module mở rộng port - Kết nối profibus dp Master S7 400 Slave S7 300 LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP I COMMUNICATION BETWEEN S7 300 AND EM 277 Configuration Simatic Manager a To open Simatic Manager, select File > “New” project, Insert Name is following box Then click OK LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP b Right Click on “S7 300 Connect Em277” at the above left corner of Simatic Manager Please insert the following picture : LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP c Click Hardware to open “HW Config” :  At the right side of “HW config” click SIMATIC 300 > RACK-300 to insert Rail : LAB PLC SCADA D603 Trang Communication Profibus DP  Please insert PS 307 10A (Power Supply) At CPU 314C – 2DP and choosing serial of CPU 314C – 2DP exactly Seeing the following picture :  The box “ Properties – PROFIBUS interface DP (R0/S2.1) ” show to choose profibus networked Please click “ New ” :  At Tab “ Network Setting ” to select the paramater as the above pictrure Then click “OK” LAB PLC SCADA D603 Trang 10 Communication Profibus DP  Please insert DO module of ET 200M, at slot to insert DO serial hardware exactly  At I Address and Q Address you can modify your hardware address properly LAB PLC SCADA D603 Trang 23 Communication Profibus DP  To finish click button “ Save and complile ” Then download Hardware to PLC Writing program PLC PLC S7 400:  Send signal from S7 400 to ET 200M to expand port control LAB PLC SCADA D603 Trang 24 Communication Profibus DP III COMMUNICATION BETWEEN S7 400 MASTER AND S7 300 SLAVE Configuration Simatic Manager a To open Simatic Manager, select File > “New” project, Insert Name is following box Then click OK LAB PLC SCADA D603 Trang 25 Communication Profibus DP b Right Click on “S7400 Master S7300 Slave” at the above left corner of Simatic Manager Please insert the following picture : LAB PLC SCADA D603 Trang 26 Communication Profibus DP c Click Hardware to open “HW Config” :  At the right side of “HW config” click SIMATIC 400 > RACK-400 to insert UR1 : LAB PLC SCADA D603 Trang 27 Communication Profibus DP  Please insert PS 307 10A (Power Supply) At CPU 414C – 2DP and select serial version of CPU 414C – 2DP exactly Seeing the following picture :  The box “ Properties – PROFIBUS interface DP (R0/S2.1) ” show to choose profibus networked Please click “ New ”:  At Tab “ Network Setting ” to select the paramater as the above pictrure Then click “OK” LAB PLC SCADA D603 Trang 28 Communication Profibus DP  To connect S7 300 Slave, Click line “PROFIBUS (1) DP master system (1)” then select CPU 31x at The tree folder PROFIBUS DP LAB PLC SCADA D603 Trang 29 Communication Profibus DP  Open Simatic Manager to add the station 300 of S7 300 Slave to connect PLC S7 400 Master LAB PLC SCADA D603 Trang 30 Communication Profibus DP  Please config hardware to S7 300 the following picture:  To config S7 300 is slave, you click into DP of Rail S7 300 On tab Operation Mode to select DP slave Click Ok to save LAB PLC SCADA D603 Trang 31 Communication Profibus DP  Open HW config of S7 400 Master to connect Slave S7 300 You must enter into S7 300 Slave On tab Connection of DP slave Properties you select CPU 314C – 2DP station already configured then click “connect” LAB PLC SCADA D603 Trang 32 Communication Profibus DP  To transfer data between Master and Slave, you must add new connection inside tab Configuration of DP slave properties  Insert all connections between Master and Slave as the following picture: Notice: please Save and Complile HW Config Simatic 400 Master and HW Config Simatic 300 Slave Then download HW Config Simatic 400 to PLC S7 400, HW Config Simatic 300 to PLC S7 300 LAB PLC SCADA D603 Trang 33 Communication Profibus DP Writing program PLC a Transfer byte from Master to Slave  Send 1byte signal from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 400 in OB1  Receive 1byte is transferd from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 300 in OB1 LAB PLC SCADA D603 Trang 34 Communication Profibus DP b Transfer byte from Master to Slave  Send 2byte signal from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 400 in OB1  Receive 2byte are transferd from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 300 in OB1 c Transfer byte from Master to Slave  Send byte signal from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 400 in OB1  Receive 5byte are transferd from S7 400 Master to S7 300 Slave Program S7 300 in OB1 LAB PLC SCADA D603 Trang 35 Communication Profibus DP d Transfer byte from Slave to Master  Send 1byte signal from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 300 in OB1  Receive 1byte are transferd from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 400 in OB1 e Transfer byte from Slave to Master  Send byte signal from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 300 in OB1  Receive 2byte are transferd from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 400 in OB1 LAB PLC SCADA D603 Trang 36 Communication Profibus DP f Transfer byte from Slave to Master  Send byte signal from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 300 in OB1  Receive byte are transferd from S7 300 Slave to S7 400 Master Program S7 400 in OB1 LAB PLC SCADA D603 Trang 37 ... Communication Profibus DP  To connect S7 200 through EM 277 Module profibus DP, Click line PROFIBUS (1) DP master system (1)” then select EM 277 PROFIBUS – DP at The tree folder PROFIBUS DP Notice:... Communication Profibus DP  To connect ET 200M Module profibus DP, Click line PROFIBUS (1) DP master system (1)” then select ET 200M PROFIBUS – DP at The tree folder PROFIBUS DP LAB PLC SCADA... truyền nhận liệu thông qua Profibus DP - Kết nối profibus dp S7 300 S7 200 thông qua module EM 277 - Kết nối profibus dp S7 400 ET 200M module mở rộng port - Kết nối profibus dp Master S7 400 Slave