TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CỦA HÃNG ALLEN-BRADLEY VÀ ỨNG DỤNG Bao cao đồ án tốt nghiệp chuyên ngành tự động hóa BKHN (7) Vol 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hà Nội, 06-2018 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CỦA HÃNG ALLEN-BRADLEY VÀ ỨNG DỤNG Trưởng môn: PGS.TS Trần Trọng Minh Giáo viên hướng dẫn: TS Đỗ Trọng Hiếu Sinh viên thực hiện: Trần Hải Long Lớp: CN – ĐK & TĐH K59 Mã số sinh viên: 20146455 Giáo viên duyệt: Hà Nội, 06-2018 Lời cam đoan LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đồ án tốt nghiệp có đề tài: “Tìm hiểu mạng truyền thông hãng Allen-Bradley ứng dụng” em tự thực hướng dẫn thầy giáo TS Đỗ Trọng Hiếu Các mơ hình kết hoàn toàn trung thực Để hoàn thành đồ án em sử dụng tài liệu ghi danh mục tài liệu tham khảo không chép hay sử dụng tài liệu khác Nếu phát có chép em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Hà Nội,ngày 12 tháng 06 năm 2018 Sinh viên thực Trần Hải Long Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ i DANH MỤC BẢNG BIỂU iv DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v LỜI NÓI ĐẦU Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP VÀ MẠNG CỦA HÃNG ALLEN-BRADLEY 1.1 Tổng quan mạng truyền thông Công nghiệp 1.1.1 Mạng truyền thơng Cơng nghiệp gì? 1.1.2 Vai trò mạng truyền thông Công nghiệp 1.1.3 Phân loại hệ thống mạng Công nghiệp 1.2 Hệ thống mạng hãng Allen-Bradley 1.2.1 DeviceNet 1.2.2 ControlNet 10 1.2.3 Ethernet/IP 15 1.2.4 DH+ (Data Highway Plus) 18 1.3 Kết thu sau tìm hiểu mạng truyền thơng 19 Chương TÌM HIỂU VÀ THIẾT KẾ BẢNG THÍ NGHIỆM MẠNG TRUYỀN THƠNG 20 2.1 Các thiết bị mơ hình mạng 20 2.1.1 Controllogix 1756-L61 1756-L71 20 2.1.2 CompactLogix 1769-L32E 22 2.1.3 Màn hình PanelView 600 23 Mục lục 2.1.4 Module truyền thông IO mở rộng 24 2.1.5 Các I/O mở rộng FLEX I/O IB32 OB16 25 2.1.6 Biến tần PowerFlex 700S HP 27 2.2 Mơ hình mạng truyền thơng hãng Allen-Bradley 32 2.2.1 Mạng DeviceNet mơ hình 32 2.2.2 Mạng ControlNet mơ hình 35 2.2.3 Mạng Ethernet/IP mơ hình 37 2.2.4 Mơ hình tổng quát mạng truyền thông 39 2.3 Thiết kế bảng thí nghiệm mạng cho Lab Rockwell Automation 41 2.4 Kết thu qua mơ hình thực tế 45 Chương ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MẠNG TRUYỀN THÔNG 46 3.1 Ứng dụng điều khiển biến tần PowerFlex 700s 46 3.1.1 Các thành phần phương pháp điều khiển biến tần 46 3.1.2 Điều khiển đầu vào số biến tần với cấp tốc độ 48 3.1.3 Điều khiển biến tần tín hiệu analog 51 3.1.4 Điều khiển biến tần thông qua mạng DeviceNet 53 3.2 Ứng dụng điều khiển mơ hình cắt phơi tự động 58 3.2.1 Yêu cầu công nghệ 58 3.2.2 Xây dựng giản đồ Grafcet hàm logic 59 3.2.3 Thiết kế chương trình điều khiển 65 3.2.4 Thiết kế mạch lực, mạch điều khiển mơ hình thực tế 67 3.3 Kết thu qua thực ứng dụng điều khiển 70 KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Mục lục PHỤ LỤC 73 Phần 1: Các phần tử mạch lực, mạch điều khiển mơ hình khí nén 73 Phần 2: Cách cấu hình mạng DeviceNet cho I/O mở rộng 75 Phần 3: Cách cấu hình mạng DeviceNet cho biến tần PF700S 80 Phần 4: Cách cấu hình mạng ControlNet 83 Phần 5: Chương trình Ladder điều khiển đầu vào số biến tần PF700S 85 Phần 6: Chương trình Ladder điều khiển analog, DeviceNet biến tần 86 Phần 7: Chương trình Ladder điều khiển mơ hình cắt phơi tự động 88 Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Nối dây truyền thơng nối mạng cơng nghiệp Hình 1.2 Mơ hình phân cấp chức cơng ty sản xuất cơng nghiệp Hình 1.3 Kết nối thiết bị mạng DeviceNet cấu trúc trunkline/dropline Hình 1.4 Cấu trúc mạng DeviceNet Hình 1.5 Hệ thống mạng ControlNet tiêu biểu 11 Hình 1.6 Mơ hình truyền thơng nhà sản xuất/ người tiêu dùng 12 Hình 1.7 Cấu trúc Trunkline/Dropline với ControlNet 13 Hình 1.8 Cấu trúc hình với ControlNet 13 Hình 1.9 Cấu trúc mạch vịng với ControlNet 14 Hình 1.10 Đồ thị mối quan hệ chiều dài segment số lượng nút 15 Hình 1.11 Cấu trúc hình tích cực 17 Hình 1.12 Cấu trúc mạch vòng mạng Ethernet/IP 18 Hình 2.1 Controllogix 1756-L61 20 Hình 2.2 Chasis, slot, module 21 Hình 2.3 CompactLogix 1769-L32E 22 Hình 2.4 Các thành phần CompactLogix 23 Hình 2.5 PanelView 600 24 Hình 2.6 Module truyền thơng IO DeviceNet ControlNet 24 Hình 2.7 Flex I/O 1794-IB32 1794-OB16 25 Hình 2.8 Sơ đồ chân Flex I/O 1794-IB32 26 Hình 2.9 Kiểu nối sink input Flex 26 Hình 2.10 Sơ đồ chân 1794-OB16 Source output 27 i Danh mục hình vẽ Hình 2.11 Kiểu nối Source output Flex 27 Hình 2.12 Biến tần PowerFlex 700s 1HP 28 Hình 2.13 Sơ đồ mặt trước biến tần 29 Hình 2.14 Sơ đồ nối dây mạch lực 29 Hình 2.15 Các chân nối mạch điều khiển khối TB1 30 Hình 2.16 Các chân nối mạch điều khiển khối TB2 31 Hình 2.17 Mạng DeviceNet mơ hình 32 Hình 2.18 Cáp thin trục có gắn đầu nối cáp trục nhánh 34 Hình 2.19 Mạng ControlNet mơ hình 35 Hình 2.20 Cáp mạng đồng trục RG-6 nối 36 Hình 2.21 Mạng Ethernet/IP mơ hình 37 Hình 2.22 Cáp mạng CAT5e 38 Hình 2.23 Mơ hình mạng truyền thơng Allen-Bradley 39 Hình 2.24 Mơ hình thực tế mạng truyền thơng 40 Hình 2.25 Sơ đồ vị trí đắt thiết bị bảng thí nghiệm 41 Hình 2.26 Sơ đồ nối dây bảng thí nghiệm 43 Hình 2.27 Sơ đồ mạng truyền thơng bảng thí nghiệm 44 Hình 2.28 Bảng thí nghiệm thực tế 45 Hình 3.1 Sơ đồ tổng quát biến tần 46 Hình 3.2 Sơ đồ nối dây điều khiển đầu vào số biến tần 49 Hình 3.3 Giao diện HMI điều khiển biến tần cấp 50 Hình 3.4 Giao diện điều khiển giám sát máy tính 50 Hình 3.5 Sơ đồ nối dây điều khiển biến tần analog 51 Hình 3.6 Giao diện điều khiển biến tần qua analog HMI 52 Hình 3.7 Giao diện điều khiển giám sát PC 53 ii Danh mục hình vẽ Hình 3.8 Các tag biến tần từ mạng DeviceNet 54 Hình 3.9 Điều khiển biến tần vơ cấp qua DeviceNet HMI 57 Hình 3.10 Giám sát điều khiển PC biến tần mạng DeivceNet 57 Hình 3.11 Mô tả yêu cầu công nghệ 58 Hình 3.12 Giản đồ Grafcet 61 Hình 3.13 Giao diện điều khiển HMI chế độ Auto 66 Hình 3.14 Giao diện điều khiển HMI chế độ Manual 66 Hình 3.15 Giao diện điều khiển giám sát máy tính hệ thống cắt phơi 67 Hình 3.16 Sơ đồ thiết kế mạch lực khí nén 67 Hình 3.17 Sơ đồ thiết kế mạch lực điện 68 Hình 3.18 Sơ đồ thiết kế mạch điều khiển 69 Hình 3.19 Mơ hình thực hệ thống cắt phôi sản phẩm 69 iii Danh mục bảng biểu DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khoảng cách tối đa lớn nút mạng với Data rate Bảng 1.2 Tổng chiều dài tối đa mạch nhánh ứng với data rate 10 Bảng 3.1 Cách tổ hợp trạng thái logix để có cấp tốc độ 49 Bảng 3.2 Chức ghi biến tần 54 Bảng 3.3 Bảng chức ghi chức Logic Command Word 56 Bảng 3.4 Các ký hiệu giản đồ Grafcet 59 Bảng 3.5 Liệt kê tín hiệu vào 63 Bảng 3.6 Phân cổng vào 65 iv Phụ lục Phần 3: Cách cấu hình mạng DeviceNet cho biến tần PF700S Ở sử dụng CPU Compactlogix 1769-L32E để điều khiển biến tần PF700s qua mạng DeviceNet Đầu tiên bật phần mềm RSNetWork for DeviceNet online chương trình lên sau: Sau kích vào module qt mạng Compactlogix “1769-SDN” để cấu hình Cũng giống cấu hình với I/O mở rộng tiếp tục kích vào thẻ “module” nhấn “upload” Sau nhấn tiếp thẻ Scanlist để tìm thiết bị mạng: 80 Phụ lục Cũng tự fix I/O ta chọn biến tần PF700S nút số 07 nên để sang phải Cũng tiếp tục nhấn “Edit I/O Parameter” để chọn chế giao tiếp tính nhớ sử dụng: Biến tần chế giao tiếp tương tự I/O mở rộng Ta fix I/O mở rộng khác nhớ sử dụng khác Input biến tần byte Output byte Tiếp 81 Phụ lục tục Chọn thẻ “input” “output” để xem chúng lưu ghi chưa Sau cấu hình xong nhấn “OK” Tiếp tụ đến biến tần ta kích chọn PF700S để cấu hình Sau nhấn “upload” Tiếp tục chọn thẻ I/O parameter: Trong thẻ có ghi nhớ cần dùng cho biến tần ta đưa vào module quét Sau nhấn “OK”, lưu chương trình tắt chương trình Sau mở DeviceNet Tag Generator làm theo hướng dẫn để tag biến tần vào chương trình Sau tag nhấn “Controller tag” tag biến tần sau: 82 Phụ lục Chức tag nói mục điều khiển biến tần qua mạng DeviceNet chương Phần 4: Cách cấu hình mạng ControlNet Ở sử dụng CPU Controllogic 1756-L71 để điều khiển I/O mở rộng mạng ControlNet Đầu tiên ta bật RSNetWork for ControlNet online chương trình: Tiếp tục tích chọn “Edit Enable” để cấu hình mạng Sau chọn thẻ “Network” chọn mục “Properties” Mục “Network Update Time” tức thời gian truyền liệu theo chu kỳ, tối thiểu 2ms Thời gian nhỏ, tốc độ quét mạng nhanh Hai mục bên địa 83 Phụ lục tối đa đặt địa tối đa đặt Nếu chọn địa tối đa quét nhỏ thời gian quét mạng nhanh Sau đặt xong nhấn “OK” lưu chương trình lại Trong mục lưu phải chọn tích dịng đầu hình: Sau bật RSLogic 5000 thêm module có mạng Lưu ý cần phải Rivison thiết bị Các Rivision xem RSLinx RSNetWork for ControlNet Các module thêm hình: Như hồn thành xong cấu hình mạng ControlNet 84 Phụ lục Phần 5: Chương trình Ladder điều khiển đầu vào số biến tần PF700S 85 Phụ lục Phần 6: Chương trình Ladder điều khiển analog, DeviceNet biến tần 86 Phụ lục 87 Phụ lục Phần 7: Chương trình Ladder điều khiển mơ hình cắt phơi tự động 88 Phụ lục 89 Phụ lục 90 Phụ lục 91 Phụ lục 92 Phụ lục 93 Phụ lục 94 ... hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.Mặc dù cố gắng nỗ lực thực đồ án khơng thể tránh khỏi sai sót Vì em mong nhận dạy ý kiến đóng góp thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội,ngày 12 tháng 06 năm... tiếp thực q trình cơng nghệ hệ thống điều khiển tự động Các cấp thực chức quản lý hệ thống tự động hóa áp dụng cho hai cấp gọi hệ thống tự động hóa điều hành quản lý sản xuất Càng cấp mang tính...TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP ====o0o==== ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU VỀ MẠNG TRUYỀN THƠNG CỦA HÃNG ALLEN-BRADLEY VÀ ỨNG