BTL_HTT

Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện MỤC LỤC Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện CHƯƠNG I Tìm hiểu S7-200 Giới thiệu chung PLC S7-300 1.1 PLC (Progranable Logic Control): Thiết bị điều khiển Logic khả trình PLC Là loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể thuật tốn mạch số Như với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình lưu nhớ.dưới dạng khối chương trình (OB,FC,FB ) thực với chu kì quét Hình ảnh module CPU 312C Để thực chương trình điều khiển.Tất nhiên PLC phải có tính máy tính Nghĩa phải có vi xử lí trung tâm (CPU), hệ điều hành, nhớ chương trình để lưu chương trình liệu tất nhiên phải có cổng vào để giao tiếp với thiết bị bên ngồi Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC phải có khối hàm chức Timer, Counter, hàm chức đặc biệt khác Trang Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện 1.2 Các Tín hiệu kết nối với PLC: a Tín hiệu số: Là tín hiệu thuộc dạng hàm Boolean, dạng tín hiệu có trị Đối với PLC Siemens: Mức 0: Tương ứng với 0V hở mạch Mức 1: Tương ứng với 24V Vd: Các tín hiệu từ nút nhấn, từ cơng tắc hành trình… tín hiệu số b Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu liên tục, từ 0-10V hay từ 4-20mA… Vd: Tín hiệu đọc từ Loadcell,từ cảm biến lưu lượng… c Tín hiệu khác: Bao gồm tín hiệu giao tiếp với máy tính, với thiết bị ngoại vi khác giao thức khác giao thức RS232,RS485,Modbus… 1.3 Các Modul PLC S7_300: Thông thường để tăng tính mềm dẻo ứng dụng thực te mà phần lớn đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào đầu chủng loại tín hiệu vào khác mà điều khiển PLC thiết kế không bị cứng hố cấu hình Chúng chia nhỏ thành Modul.số Modul sử dụng nhiều hay tuỳ theo toán, song tối thiểu có Modul Modul CPU Các Modul cịn lại Modul nhận truyền tín hiệu với đối tượng điều khiển, Modul chức chuyên dụng PID,điều khiển động cơ… Chúng gọi chung Modul mở rộng.Tất Modul gắn ray (Rack) Trang Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện a Modul CPU: Modul CPU loại Modul chứa vi xử lí,hệ điều hành, nhớ, thời gian, đếm,cổng truyền thơng (RS485)… Và cịn có vài cổng vào số.Các cổng vào số CPU gọi cổng vào Onboard Trong họ PLC S7_300 có nhiều loại CPU khác nhau: CPU 312,CPU 314, CPU 315… Những Modul sử dụng loại vi xử lí, khác cổng vào onboard khối hàm đặc biệt tích hợp sẵn thư viện hệ điều hành phục vụ việc sử dụng cổng vào onboard phân biệt với tong tên gọi tên cụm chữ IFM (viết tắt Intergrated Function Module) Ví dụ Module CPU 312IFM,Modul314 IFM… Ngồi cịn có loại module hai cổng truyền thơng, cổng truyền thơng thứ có chức phục vụ việc nối mạng phân tán Các loại module CPU phân biệt với loại CPU khác thêm cụm từ DP (Distrubited port)trong tên gọi Ví dụ module CPU 315-DP b/Các Modul mở rộng: Các Modul mở rộng chia thành loại chính: i/ PS(Power Supply): Modul nguồn ni ii/ SM (Signal Module): Modul tín hiệu vào bao gồm: Đầu vào Đầu DI (Digital Input) AI ( Analog Input) DO (Digital Output) AO (Analog Output) DI/DO (Digital In/Output) AI/AO (Analog In/Output) iii / IM (Interface Module): Modul ghép nối Đây loại Modul chuyên dụng có nhiệm vụ nối nhóm Modul mở rộng lại với thành khối quản lí chung module CPU Thơng thường Modul mở rộng gá liền với đỡ gọi Rack Trên Rack gá nhiều module mơ rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi) Một module CPU làm việc trực tiếp với nhiều Rack,và Rack phải nối với Module IM IM360: truyền IM361: nhận FM (Function Module): Các Modul điều khiển riêng,như điều khiển Servo,điều khiển PID…… CP (Communication Module):Module truyền thơng a Tín Hiệu: Thơng thường có tín hiệu - Tín hiệu số: Tín hiệu mức mức (true False), Vd: I0.0,Q0.0… - Tín hiệu tương tự: Là tín hiệu analog đọc từ Modul analog Vd: PIW256… Trang Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện b Kiểu liệu phân chia nhớ: - Kiểu Bool: True False (0 1) VD: - Kiểu Byte: gồm Bit - Kiểu Word - Kiểu Int - Kiểu Dint - Kiểu Real - Kiểu S5T - Kiểu Char - Kiểu Date - Kiểu Tod M0.0 1.4 Bộ nhớ PLC: gồm vùng a Vùng chứa chương trình ứng dụng: Vùng chứa chương trình chia thành miền i/ OB (Organisation block): miền chứa chương trình tổ chức ii/ FC (Function): Miền chứa chương trình con, tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi liệu iii/ FB (Function block): Miền chứa chương trình con, tổ chức thành hàmvà có khả trao đổi liệu với khối chương trình khác Các liệu phải xây dựng thành khối liệu riêng (Data Block khối DB) a Vùng chứa tham số hệ điều hành: Chia thành miền khác I (Process image input) : Miền liệu cổng vào số,trước bắt đầu thực chương trình, PLC đọc giá trị logic tất cổng đầu vào cất giữ chúng vùng nhớ I.Thơng thường chương trình ứng dụng khơng đọc trực tiếp trạng thái logic cổng vào số mà lấy liệu cổng vào từ đệm I Q (Process Image Output): Miền đệm liệu cổng số Kết thúc giai đoạn thực chương trình,PLC chuyển giá trị logic đệm Q tới cac cổng số.Thơng thường chương trình khơng trực tiếp gán giá trị tới tận cổng mà chuyển chúng tới đệm Q M (Miền biến cờ): CHương trình ứng dụng sử dụng biến để lưu giữ tham số cần thiết truy nhập theo Bit (M), byte (MB),từ (MW) hay từ kép (MD) T (Timer): Miền nhớ phục vụ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu trữ giá trị thời gian đặt trước (PV-Preset Value) ,giá trị đếm thời gian tức thời (CV –Current Value) giá trị Logic đầu thời gian C (Counter): Miền nhớ phục vụ đếm bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước (PV- Preset Value),giá trị đếm tức thời (CV _ Current Value)và giá trị logic đầu đệm PI: Miền địa cổng vào Modul tương tự (I/O External input) Các giá trị tương tự cổng vào modul tương tự module đọc chuyển tự Trang Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện động theo địa chỉ.Chương trình ứng dụng truy cập miền nhớ PI theo Byte (PIB),từng từ PIW từ kép PID PQ: Miền địa cổng cho module tương tự (I/O External Output).Các giá trị theo địa module tương tự chuyển tới cổng tượng tự Chương trình ứng dụng truy nhập miền nhớ PQ theo Byte (PQB),từng từ (PQW) theo từ kép (PQD) b Vùng chứa khối liệu: chia làm loại: DB(Data Block):Miền chứa liệu tổ chức thành khối Kích thước số lượng khối người sử dụng quy định, phù hợp với toán điều khiển.Chương trình truy nhập miền theo bit (DBX),byte (DBB),từ (DBW) từ kép (DBD) L (Local data block): Miền liệu địa phương, khối chương trình OB, FC, FB tổ chức sử dụng cho biến nháp tức thời trao đổi liệu biến hình thức với khối chương trình gọi Nội dung khối liệu miền nhớ bị xố kết thúc chương trình tương ứng OB, FC,FB.Miền truy nhập từ chương trình theo bit (L), byte (LB) từ (LW) từ kép (LD) 1.5 Vịng qt chương trình: PLC thực chương trình theo chu kì lặp Mỗi vòng lặp gọi vòng quét (Scan) Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn chuyển liệu từ cổng vào số tới vùng đệm ảo I,tiếp theo giai đoạn thực chương trình Trong vịng qt chương trình thực từ lệnh đến lệnh kết thúc khối OB (Block End).Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo Qtới cổng số Vòng quét kết thúc giai đoạn truyen thông nội bộvà kiểm tra lỗi Chú ý đệm I Q không liên quan tới cổng vào tương tự nên lệng truy nhập cổng tương tự thực trực tiếp với cổng vật lí khơng thơng qua đệm Thời gian cần thiết để PLC thực vòng quét gọi thời gian vòng quét (Scan Time).Thời gian vòng quét khơng cố định, tức khơng phải vịng qt thực khoảng thời gian Có vịng qt đươc thực lâu, có vịng quét thực nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh chương trình thực khối liệu truyền thơng vịng qt Như việc đọc liệu từ đối tượng để xử lí, tính tốn việc gởi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có khoảng thời gian trễ thời gian vịng qt Nói cách khác, thời gian vịng qt định tính thời gian thực chương trình điều khiển PLC Thời gian vong quét ngắn, tính thời gian thực chương trình cao Nếu sử dụng khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ,ví dụ khối OB40,OB80…, chương trình khối thực vịng qt xuất tín hiệu báo ngắt chủng loại.Các khối chương trình thực điểm vịng qt khơng bị gị ép phải giai đoạn thực chương trình.Chẳng hạn tín hiệu báo ngat xuất PLC giai đoạn truyền thông kiểm tra nội bộ,PLC ngừng công việc truyền thông, kiểm tra để thực khối chương trình tương ứng với tín hiệu báo ngắt Với hình thức Trang Mơn học: HTTDL&DK Khoa: Điện xử lí tín hiệu ngắt vậy,thời gian vịng qt lớn có nhiều tín hiệu ngắt xuất vịng qt Do để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển, tuyệt đối khơng nên viết chương trình xử lí ngắt dài qua lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt chương trình điều khiển Tại thời điểm thực lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số.Việc truyền thông đệm ảo với ngoại vi giai đoạn hệ điều hành CPU quản lí Ở số modul CPU, gặp lệnh vào lập tức,hệ thống cho dừng công việc khác, chương trình xư lí ngắt,để thực lệnh trực tiếp với cổng vào 1.6 Cấu trúc chương trình: Chương trình S7_300 lưu nhớ PLC vùng giành riêng cho chương trình lập với dạng cấu trúc khác Lập trình tuyến tính: tồn chương trình nằm khối nhớ Loại hình cấu trúc tuyến tính phù hợp với tốn tự động nhỏ,khơng phức tạp Khối chọn phải khối OB1, khối mà PLC quét thực lệnh thường xuyên,từ lệnh đến lệnh cuối cung quay lại lệnh Lập trình có cấu trúc: Chương trình chia thành phần nhỏ phần thực thi nhiệm vụ chuyên biệt riêng no,từng phần nằm khối chương trình khác Loại hình cấu trúc phù hợp với toán điều khiển nhiều nhiệm vụ phức tạp PLC S7_300 có loại khối sau: Loại khối OB (Organization Block): Khối tổ chức quản lí chương trình điều khiển Có nhiều loai khối OB với chức khác nhau, chúng phân biệt với số ngun sau nhóm kí tự OB Ví dụ: OB1, OB35, OB40, OB80,… Loại khối FC (Program block): Khối chương trình với chức riêng giống chương trình hàm (chương trình có biến hình thức) Một chương trình ứng dụng có nhiều khối FC khối FC phân biệt với số ngun sau nhóm kí tự FC Ví dụ: FC1, FC2… Loại khối FB (Function Block): Là loại khối FC đặc biệt có khả trao đổi lượng liệu lớn với khối chương trình khác Các liệu phải tổ chức thành khối liệu riêng có tên gọi Data block.Một chương trình ứng dụng có nhiều khối FB khối Fb phân biệt với số ngun sau nhóm kí tự FB Chẳng hạn FB1,FB2… Loại khối DB (Data Block): Khối chứa liệu cần thiết để thực chương trình Các tham số khối người dùng tự đặt Một chương trình ứng dụng có nhiều khối DB khối DB phân biệt với số ngun sau nhóm kí tự DB Ví dụ: DB1,DB2… Trang Mơn học: HTTDL&DK Khoa: Điện Chương trình khối liên kết với lệng gọi khối, chuyển khối.Xem phần chương trình khối chương trình S7_300 cho phép gọi chương trình lồng nhau, tức chương trình gọi chương trình khác từ chương trình gọi lại gọi tới chương trình thứ 3… Số lệnh gọi lồng phụ thuộc vào chủng loại module CPU mà ta sử dụng Ví dụ module CPU 314 số lệnh gọi lồng nhiều cho phép Nếu số lần gọi khối lồng mà vượt số giới hạn cho phép, PLC tự chuyển qua chế độ Stop đặt cờ báo lỗi 1.7 Các khối OB đặc biệt: Trong khối OB thực đặn vòng quét giai đoạn thực chương trình khối OB khác thực xuất tín hiệu báo ngắt tương ứng, nói cách khác chương trình viết cho khối OB chương trình xử lí tín hiệu ngắt (event).Chúng bao gồm: OB10 (Time of Day Interrupt):Chương trình khối thực giá trị đồng hồ thời gian thực nằm khoảng thời gian quy định.OB10 gọi lần, nhiều lần cách phút, giơ,từng ngày ….Việc quy định khoảng thời gian hay số lần gọi OB10 thực nhờ chương trình hệ thống SFC28 bảng tham số module CPU nhờ phần mềm Step OB20 (Time Day Interrupt): Chương trình khối thực sau khoảng thời gian trễ đặt trước kể từ gọi chương trình hệ thống SFC32 để đặt thời gian trễ OB35 (Cyclic Interrupt): Chương trình OB35 thực cách khoảng thời gian cố định Mặc định khoảng thời gian 100ms,xong ta thay đổi bảng tham số module CPU, nhờ phần mềm Step7 OB40 (Hardware Interrupt): Chương trình OB thực xuất tín hiệu báo ngắt từ ngoại vi đưa vào module CPU thông qua cổng vào số onboard đặc biệt,hoặc thông qua module SM,CP,FM OB80 (Cycle Time Fault): Chương trình khối OB80 thực thời gian vòng quét(Scan time) vượt khoảng thời gian cực đại quy định có tín hiệu ngắt gọi khối OB mà khối OB chưa kết thúc lần gọi trước.Mặc định thời gian Scan time cực đại 150ms, thay đổi thơng qua bảng tham số module CPU nhờ phần mềm Step OB81 (Power Supply fault): CPU gọi chương trình khối OB81 phát thấy có lỗi nguồn ni OB82 (Diagnostic Interrupt): Chương trình OB82 goi CPU phát cố từ Modul vào OB85 (Not Load fault):Chương trình OB82 gọi CPU phát thấy chương trình ứng dụng có sử dụng chế độ ngắt chương trình sử lí tín hiệu ngắt lại khơng có khối OB tương ứng Trang Mơn học: HTTDL&DK Khoa: Điện OB87 (Communication fault):Khối OB87 gọi CPU phát thấy lỗi truyền thơng ví dụ khơng có tín hiệu trả lời từ đối tác OB100 (Start Up Information): Khối OB100 thực lần CPU chuyển trạng thái Stop sang Run OB121 (Synchronous error): Khối OB121 gọi CPU phát thấy lỗi logic chương trình đổi sai kiểu liệu lỗi truy nhập khối DB, FC,FB khơng có nhớ CPU OB122 (Synchronous error): Khối OB122 gọi CPU phát thấy lỗi truy cập module chương trình,ví dụ chương trình có lệnh truy nhập module vào mở rộng lại khơng tìm thấy module 1.8 Các Loại CPU: CPU 312: Bộ nhớ làm việc 16KB, chu kì lệnh 0.1us CPU 312C: Bộ nhớ làm việc 16KB,chu kì lệnh 0.1us,tích hợp sẵn 10DI/6DO,2 Xung tốc độ cao 2.5KHz,2 kênh đọc xung tốc độ cao 10Khz CPU 312IFM: Bộ nhớ làm việc 6KB,chu kì lệnh 0.6us,tích hợp sẵn 10DI/6DO CPU 313: Bộ nhớ làm việc 12KB,chu kì lệnh 0,6us CPU 313C: Bộ nhớ làm việc 32KB,chu kì lệnh 0,1us, tích hợp sẵn 24DI, 16DO, 5AI, 2AO, Kênh xuất xung tốc độ cao (2.5Khz), kênh đọc xung tốc độ cao (30Khz) CPU 313C-2DP: Bộ nhớ làm việc 32KB,chu kì lệnh 0.1us, tích hợp sẵn 24DI,16DO,5AI, 2AO, Kênh xuất xung tốc độ cao (2.5Khz), kênh đọc xung tốc độ cao (30Khz),có cổng giao tiếp CPU 313C-2PtP: Bộ nhớ làm việc 32KB,chu kì lệnh 0.1us, tích hợp sẵn 24DI, 16DO, 5AI, 2AO, Kênh xuất xung tốc độ cao (2.5Khz), kênh đọc xung tốc độ cao (30Khz), có cổng giao tiếp: MPI+ PtP connector (RS-422/485 (ASCII, .) CPU 314: Bộ nhớ làm việc 24KB, chu kì lệnh 0.3us CPU 314IFM: Bộ nhớ làm việc 24KB,chu kì lệnh 0.3us, tích hợp sẵn 20DI/16DO, 4AI / 1AO CPU 314C-2DP:Bộ nhớ làm việc 48KB,chu kì lệnh 0.1us,tích hợp sẵn 24DI / 16DO, 5AI / 2AO, kênh xuất xung tốc độ cao,4 kênh đọc xung tốc độ cao.2 cổng giao tiếp CPU 314C-2PtP:Bộ nhớ làm việc 48KB,chu kì lệnh 0.1us,tích hợp sẵn 24DI / 16DO, 5AI / 2AO, kênh xuất xung tốc độ cao,4 kênh đọc xung tốc độ cao.2 cổng giao tiếp CPU 315: Bộ nhớ làm việc 48KB, chu kì lệnh 0.3us CPU 315-2DP: Bộ nhớ làm việc 48KB, chu kì lệnh 0.3us, MPI + DP CPU 315F-2DP: Bộ nhớ làm việc 128KB,chu kì lệnh 0.3us, cổng giao tiếp CPU 316: Bộ nhớ làm việc 128KB, chu kì lệnh 0.3us CPU 316-2DP: Bộ nhớ làm việc 128KB,chu kì lệnh 0.3us, cổng MPI + DP Trang Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện CPU 317-2: Bộ nhớ làm việc 512KB, chu kì lệnh 0.3us,2 cổng giao tiếp MPI + DP CPU 317F-2: Bộ nhớ làm việc 512KB,chu kì lệnh 0.3us, cổng giao tiếp MPI + DP (DP master Slave) CPU 318-2: Bộ nhớ làm việc 256KB, chu kì lệnh 0.3us, cổng giao tiếp MPI + DP (DP Master Slave) CPU 614: Bộ nhớ làm việc 192KB,chu kì lệnh 0.3us, tích hợp sẵn 512DI/DO CPU M7: RS232,MPI 64KB SRAM 10/ Các loại Function Module: FM300: Controller Module: FM 355C PID Module: Module điều khiển PID, kênh điều khiển PID, 4AI + 8DI + 4AO FM 355S PID Module: Module điều khiển PID, kênh điều khiển PID, 4AI + 8DI + 8DO FM 355 Temperature Controller: Module điều khiển nhiệt độ kênh 4AI + 8DI + 4AO FM 355 Temperature Controller: Module điều khiển nhiệt độ kênh 4AI + 8DI + 8DO Các tập lệnh S7_300: Kí hiệu: KQ kết thu sau phép tính KT kết trước phép tính Thanh Ghi Trạng Thái: Khi thực lệnh, CPU ghi nhận lại trạng thái phép tính trung gian kết vào ghi đặc biệt 16 Bits,được gọi ghi trạng thái (Status Word) >Mặc dù ghi trạng thái có độ dài 16 Bits sử dụng Bits với cấu trúc sau: BR CC1 CC0 OV OS OR STA RLO FC - FC (First check): Khi phải thực dãy lệnh logic liên tiếp gồm phép tính giao, hợp nghịch đảo,bit FC có giá trị 1,hay nói cách khác, FC=0 dãy lệnh Logic tiếp điểm vừa kết thúc - RLO (Result of logic operation): Kết tức thời phép tính logicvừa thực - STA (Status bit): Bit trạng thái ln có giá trị logic tiếp điểm định lệnh - OR: Ghi lại giá trị phép tính logic giao cuối thực để phụ giúp cho việc thực phép toán hợp sau đó.Điều cần thiết biểu thức hàm trị, phép tính giao phải thực trước phép tính hợp - OS (Stored overflow bit): Ghi lại giá trị Bit bị tràn ngồi mảng nhớ - OV(Overflow Bit): Bit báo cáo kết phép tính bị tràn ngồi mảng ô nhớ Trang 10 Môn học: HTTDL&DK - Dự trữ dầu, lượng tiêu thụ dầu ngày - Sản lượng, chất lượng khí, than tiêu thụ Khoa: Điện Câu 8: Trình bày thiết bị hệ thống SCADA khả tích hợp vào hệ thống trung tâm điều độ nào? Thiết bị hệ thống SCADA: 1/ Phần cứng - Nhà máy cần phần cứng sau: - Máy tính cơng nghiệp - Bộ tích hợp thiết bị - Thiết bị mạng 2/ Phần mềm - Phần mềm cho giám sát, điều khiển - Phần mềm giám sát, quản lý - Các phần mềm phụ trợ 3/ Mạng kết nối Các hình thức sử dụng: - Đường truyền lease-line: kênh thuê bao rieng bưu điện cho phép truyền liệu - Đường truyền cáp quang: dùng cáp quang đẻ truyền liệu từ nhà máy trung tâm - Đường truyền ADSL: đường truyền internet băng thông rộng, cho phép truyền liệu với tốc độ cao, dễ kết nối Khả tích hợp vào hệ thống trung tâm: - Tại trung tâm nhà quản ly không thu nhận giám sát thông tin liên quan đến nhà máy điện từ xa qua mạng mà giám sát quản lý nhiều hệ thống khác - Hệ thống SCD xây dựng hoàn tồn tích hợp để giám sát từ xa máy tính trung tâm, luồng liệu thu thập nhà máy lưu giữ sở liệu nên hồn tồn dùng để báo cáo hoạt động có liên quan - Tuy nhiên hệ thống SCD hoạt động đôc lập mà không bị phụ thuộc hay cản trở từ hệ thống nào, kể kả hệ thống gặp cố hệ thống SCD hoạt động bình thường Câu 9: Các cấp độ hệ SCADA Một hệ SCADA phức tạp phân thành cấp độ: - Các thiết bị trường thiết bị điều khiển - Các thiết bị đầu cuối RTU (PLC) - Hệ thống truyền thông mạng - Các trạm chủ - Việc chuyển liệu q trình hệ thống máy tính, hệ thống mạng Trang 20 Môn học: HTTDL&DK Câu 10: Khoa: Điện So sánh thuật ngữ SCADA, DCS  DCS (Distributed Control System - Hệ thống điều khiển phân tán) - Hệ thống điều khiển phân tán dựa phần cứng phần mềm điều khiển thu thập liệu sở đường truyền thông tin tốc độ cao, module phân tán tổ chức theo cấu trúc định với chức nhiệm vụ riêng Các thiết bị giao tiếp đường truyền tốc độ cao cho phép ghép nối dễ dàng với PLC, Controller , máy tính điều khiển giám sát khác - Các chức điều khiển phân bố khắp hệ thống thay xử lý tập trung máy tính đơn lẻ Một hệ thống DCS tiêu biểu có trạm điều khiển hoạt động độc lập điều khiển phận chuyên dụng nhà máy - Khả xử lý tín hiệu tương tự chạy trình tự phức tạp mạnh hệ thống DCS  SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu): - Có thể hiểu SCADA hệ thống dùng ứng dụng điều khiển q trình,cơng nghiệp hóa chất, truyền tải điện dựa máy tính xử lý trung tâm (máy chủ), liệu thu thập từ cảm biến đặt phân xưởng, tòa nhà, hay trạm từ xa gửi máy tính trung tâm để quản lý điều khiển (với số lượng hạn chế lệnh điều khiển định nghĩa trước, gửi tới cấu chấp hành) Câu 11: Thế hệ thống điều khiển phân tán (DCS)? Ứng dụng DCS công nghiệp?  Khái niệm - DCS viết tắt Distributed Control System- Hệ thống điều khiển phân tán – Đây hệ thống mà quyền điều khiển không tập trung nơi, mà phân tán, chia quyền điều khiển đến trường, nhánh hệ thống - So với hệ thống điều khiển PLC, hệ thống DCS giải pháp toàn vẹn Chúng bao gồm phần cứng, phần mềm truyền thông cho tồn hệ thống  Ứng dụng DCS cơng nghiệp: Ưu điểm hệ thống DCS có khả xử lý tín hiệu analog thực chuỗi xử lý tính tốn phức tạp Khơng thế, chúng cịn dễ dàng tích hợp hay mở rộng Ngày nay, hệ thống sản xuất dù lớn hay bé có xuất thiết bị điều khiển, mạng truyền thông phần mềm điều hành hệ thống hỗ trợ tích hợp khả điều khiển phân tán Các hệ thống quản lý từ vài trăm đến vài nghìn điểm in/out Một hệ thống DCS thực đồng thời nhiều vòng điều chỉnh, điều khiển nhiều tầng, chạy thuật toán điều khiển đại như: điều khiển theo mơ hình dự báo (MPC), Fuzzy, Neural, điều khiển chất lượng (QCS)… Nhờ có cấu trúc đồng phần cứng phần mềm Trang 21 Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện Cùng với phát triển hệ thống DCS, hệ thống điều khiển hỗ trợ nhiều phương thức truyền thông (Profibus, Ethernet, Foundation FieldBus) từ cục cấp quản lý Luôn đề cao nghiên cứu, cải tiến Các hệ thống DCS có độ tin cậy cao có khả dự phòng kép tất nhánh hệ (controller, modul I/O, bus truyền thông), khả thay đổi chương trình, thay đổi cấu trúc hệ, thêm bớt thành phần mà không làm gián đoạn, không cần khởi động lại trình (thay đổi online) Tất đặc điểm cho thấy hệ thống DCS hoàn toàn đáp ứng yêu cầu giải pháp tự động hóa tích hợp tổng thể Câu 12: HMI gì? Ứng dụng HMI cơng nghiệp?  Khái niệm HMI từ viết tắt Human-Machine-Interface, nghĩa thiết bị giao tiếp người điều hành máy móc thiết bị Nói cách xác, cách mà người “giao tiếp” với máy móc qua hình giao diện HMI  Ứng dụng Trong cách mạng công nghiệp lần thứ 4.0 diễn mạnh mẽ tất lĩnh vực tất khu vực giới Vì HMI thiết bị khơng thể thiếu để góp phần tự động hóa cơng đoạn quy trình sản xuất phức tạp khó địi hỏi độ xác cao Như HMI ứng dụng hầu hết công đoạn sản xuất lĩnh vực như: Dầu khí, Điện tử, Sản xuất thép, Dệt may, Nghành điện, Nghành nước, Ơ tơ, xe máy…… Câu 13: Ưu điểm hình HMI  Ưu điểm: - Tính đầy đủ kịp thời xác thơng tin - Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thơng tin cần thiết - Tính đơn giản hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành sửa chữa - Tính “Mở”: có khả kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị nhiều loại giao thức - Khả lưu trữ cao Câu 14: So sánh RS485 RS232? Chống nhiễu: Các giao diện RS485 kết hợp cân điều khiển thu vi sai, can thiệp chống ồn tốt Giao diện RS232 sử dụng tín hiệu lõi tín hiệu trở lại cốt lõi để tạo thành hình thức truyền thông thường Truyền tải phổ biến dễ bị phổ biến chế độ can thiệp Truyền tải khoảng cách: khoảng cách truyền tải tối đa giao diện RS485 1200 m (9600 bps), thực lên đến 3000 m Khoảng cách truyền dẫn RS232 giới hạn, khoảng cách truyền tải tối đa 50 mét Trong thực tế, sử dụng khoảng 15 mét Trang 22 Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện Khả giao tiếp: The RS-485 giao diện cho phép lên đến 128 thu phải kết nối xe buýt Người dùng dễ dàng thiết lập mạng lưới thiết bị cách sử dụng giao diện RS-485 RS-232 cho phép trong-một liên lạc Truyền tải tốc độ: tốc độ truyền dẫn The RS-232 thấp Khi truyền không đồng bộ, tốc độ 20Kbps Tốc độ truyền liệu tối đa RS-485 10Mbps Tín hiệu Core: Half-duplex mạng bao gồm giao diện RS485, thường có đường tín hiệu cần thiết RS-232 port thường sử dụng có ba dòng RXD, TXD GND Điện cấp value: logic "1" RS-485 đại diện khác biệt điện áp hai dòng + V (2-6); logic "0" khác biệt điện áp hai dòng - V (2-6) có nghĩa Điện áp dịng tín hiệu RS-232-C mối quan hệ tiêu cực logic Cụ thể là: logic "1", -5 15V; logic "0" + 5- + 15V Câu 15: Hãy nêu khái niệm giao tiếp truyền thông? Giao tiếp truyền thơng q trình trao đổi thông tin hai chủ thể với nhau, gọi đối tác giao tiếp, theo phương pháp quy định trước Đối tác điều khiển đối tác khác, quan sát trạng thái đối rác Các đối tác giao tiếp người hệ thống kỹ thuật – tức phần thiết bị phần cứng đối tác phần mềm Trong trường hợp sau, khái niệm truyền thông thường sử dụng thay cho khái niệm giao tiếp Tuy nhiên khái niệm giao tiêp có ý nghĩa bao trùm hơn, phạm vi tài liệu đề cập đến hệ thống truyền thông công nghiệp, nên đối tác thúy thiết bị, hệ thống kỹ thuật, nên hai thuật ngữ giao tiếp truyền thông sử dụng với nghĩa tương đương Chính liệu dạng biểu diễn thông tin sử dụng dạng mã nhị phân, truyền tải thông tin sử dụng tín hiệu số gọi truyền số liệu Câu 16: Phân biệt truyền bit đồng không đồng Sự phân biệt đồng không đồng liên quan tới phương thức truyền bit nối tiếp Vấn đề việc đồng hóa bên gửi bên nhận liệu - Chế độ truyền đồng bộ: Các đối tác truyền thông làm việc xung nhịp, tức tần số có độ lệch pha cố định - Chế độ truyền không đồng bộ: Bên gửi bên nhận không làm việc theo xung nhịp Dữ liệu trao đổi thường bên chia thành nhóm đên bit, gọi ký tự Câu 17: Để thực q trình thu thập thơng tin hệ thu thập liệu điều khiển cần phải thực nhiệm vụ ? - Đo lường; - Thu thập thông tin; - Biến đổi thông tin truyền thơng tin; - Lưu giữ, tìm kiếm thể thông tin; - Đưa thông tin điều khiển đối tượng Câu 18: Phân biệt truyền bit đồng không đồng Trang 23 Môn học: HTTDL&DK Khoa: Điện Sự phân biệt đồng không đồng liên quan tới phương thức truyền bit nối tiếp Vấn đề việc đồng hóa bên gửi bên nhận liệu - Chế độ truyền đồng bộ: Các đối tác truyền thông làm việc xung nhịp, tức tần số có độ lệch pha cố định - Chế độ truyền không đồng bộ: Bên gửi bên nhận không làm việc theo xung nhịp Dữ liệu trao đổi thường bên chia thành nhóm đên bit, gọi ký tự Câu 19: Phân biệt truyền chiều chuyền hai chiều - Chế độ truyền chiều: Thông tin truyền theo chiều , chế độ khơng dùng rộng rãi khơng thể gửi lại lỗi tín hiệu điều khiển - Chế độ truyền hai chiều: Cho phép trạm tham gia gửi nhận thông tin không lúc Câu 20: Trình bày đặc điểm phương pháp truy cập bus Chủ/ Tớ Đặc điểm phương pháp chủ tớ trạm chủ quyền phân chia thời gian truy cập đường truyền cho trạm tớ Trạm chủ gửi yêu cầu đến trạm tớ định trạm tớ theo mục đích truy nhập Trang 24 Mơn học: HTTDL&DK Khoa: Điện CHƯƠNG III Bài tập Bài tập a Bảng địa vào INPUT OUTPUT I0.0: On Q0.0: DongCo I0.1: Off Q0.1: Đèn cảnh báo dòng MW12: Thanh ghi giá trị mơ MD26: Giá trị I tìm Sơ đồ đấu dây: Đường dây Nguồn 24VDC Cảm biến dòng BCD PLC b Nguyên lý: Dòng điện cần đo đưa vào cảm biến dòng, cảm biến dòng chuyển đổi từ dải đo [0-7] A thành dòng nhỏ [0-20]mA, giúp cho module mở rộng PLC nhận Giả sử, giá trị cảnh báo dòng điện mức cao lớn 5A Sau đó, ta viết chương trình cho S7-300 theo cơng thức: Với: Nx giá trị mà chuyển đổi nhận [0-20]mA tương ứng với [027648] giá trị 20 giá trị tối đa cảm biến đưa 27648 giá trị tối đa tín hiệu analog đưa vào module Bộ chuyển đổi PLC giá trị chuẩn hóa cảm biến 7A tương ứng với 20mA đo Trang 25