Nghiên cứu hấp thụ ion pb (ii) bằng chitin biến tính với axit acrylic, axit citric

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP TRƯỜNG TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU GIỮA CÁC PLC QUA CHUẨN PROFINET S K C 0 9 MÃ SỐ: T2013 - 16 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU GIỮA CÁC PLC QUA CHUẨN PROFINET Mã số: T2013 - 16 Chủ nhiệm đề tài: GV ThS Tạ Văn Phƣơng TP HCM, Tháng 02 Năm 2014 TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI KH&CN CẤP TRƢỜNG TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU GIỮA CÁC PLC QUA CHUẨN PROFINET Mã số: T2013 - 16 Chủ nhiệm đề tài: GV ThS Tạ Văn Phƣơng TP HCM, Tháng 02 Năm 2014 DANH SÁCH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI VÀ CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH CÁC THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI: ThS Tạ Văn Phƣơng Ks Trần Vi Đơ CÁC ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Khoa Điện Điện Tử Mục lục Mục lục Danh mục hình ảnh bảng biểu Mở đầu .5 Tổng quan tình hình nghiên cứu: .5 Tính cấp thiết: Mục tiêu: Cách tiếp cận: .5 Phương pháp nghiên cứu: 6 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên cứu: Chương 1: Giới thiệu chuẩn truyền thông Profinet .7 1.1 Tổng quan truyền thông PLC Siemen: 1.2 Chuẩn truyền thông Profinet: 1.3 So sánh chuẩn Profinet Profibus: .13 1.4 Sự khác Profinet IO Profibus DP: 14 Chương 2: Giới thiệu PLC S7-300 16 2.1 Tổng quan PLC: .16 2.2 Cấu trúc hoạt động: 16 2.3 Cấu trúc PLC S7-300: 19 2.4 Cấu trúc nhớ PLC S7-300: 22 2.5 Lập trình PLC S7-300: 23 2.6 Sử dụng hàm thư viện 27 Chương 3: Phần mềm lập trình Step Manager 36 3.1 Giới thiệu phần mềm Simatic Manager: .36 3.2 Khai báo phần cứng S7-300 Simatic Manager: 36 Chương 4: Giao trạm PLC S7-300 qua Profinet IO 38 4.1 Cấu hình phần cứng hai trạm PLC S7-300 truyền thơng qua Profinet IO: 38 4.2 Hàm truyền nhận tiêu chuẩn dùng Profinet IO: .41 4.3 Chương trình: 43 Chương 5: Kết luận Kiến nghị 46 Tài liệu tham khảo 47 TRANG - Danh mục hình ảnh bảng biểu TRANG Danh mục hình ảnh: Hình 1.1: Các Supnet SemanticNet hãng Siemen Hình 1.2: Mối quan hệ Profinet, Ethernet cơng nghiệp Ethernet .9 Hình 1.3: Profinet – Sự kết hợp Profibus Ethernet công nghiệp Hình 1.4: Ưu chuẩn Profinet 10 Hình 1.5: So sánh tốc độ truyền chuẩn Profinet Profibus 13 Hình 2.1 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển lập trình .16 Hình 2.2: Sơ đồ khối tổng quát CPU 17 Hình 2.3: Mạch ngõ vào PLC 17 Hình 2.4: Mạch ngõ PLC 18 Hình 2.5: Một vịng qt PLC .18 Hình 2.6: Cấu trúc module PLC S7-300 19 Hình 2.7: Các rack PLC S7-300 20 Hình 2.8: Sơ đồ phần cứng PLC S7-300 .21 Hình 2.9: Chu kì hoạt động PLC S7-300 26 Hình 2.10: Thư viện chuẩn PLC S7-300 .27 Hình 3.1: Màn hình truy nhập Simatic Manager 36 Hình 3.2: Các khối dự án .37 Hình 3.3: Khai báo phần cứng cho trạm 37 Hình 4.1 Sơ đồ tổng qt mơ hình kết nối 38 Hình 4.2: Chèn mạng Profinet vào dự án 39 Hình 4.3: Khai báo mạng Profinet vào trạm 39 Hình 4.4: Khai báo phần cứng cho trạm thứ hai 40 Hình 4.5: Khai báo kết nối mạng NetPro .40 Danh mục bảng biểu: Bảng 1.1: So sánh cấu trúc liên kết chuẩn Profinet IO Profibus DP 14 Bảng 1.2: So sánh tên thiết bị chuẩn Profinet IO Profibus DP .15 Bảng 1.3: So sánh hàm chuẩn Profinet IO Profibus DP .15 Bảng 3.1: Các thơng số số PLC S7-300 23 Bảng 3.2: Các khối tổ chức PLC S7-300 25 Bảng 4.1 Thông số hàm truyền .42 Bảng 4.21 Thông số hàm nhận .43 TRANG - TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập - Tự - Hạnh phúc KHOA ĐIỆN ĐIỆN TỬ Tp HCM, ngày 18 tháng 02 năm 2014 THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thơng tin chung: - Tên đề tài: TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU GIỮA CÁC PLC QUA CHUẨN PROFINET - Mã số: T2013 – - Chủ nhiệm: GV ThS Tạ Văn Phương - Cơ quan chủ trì: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh Thời gian thực hiện: tháng 06 năm 2013 đến tháng 12 năm 2013 Mục tiêu: Cấu hình ập trình điều hiển việc tru ền th ng ữ iệu P C ua chuẩn Profinet Tính sáng tạo: - Chuẩn giao tiếp Profinet có nhiều ưu điểm so với chuẩn giao tiếp Profibus - Cấu hình phần cứng, thiết đặt frame truyền chuẩn Profinet Nghiên cứu truyền thông PLC qua chuẩn Profinet Kết nghiên cứu: - Cấu hình phần cứng để PLC S7-300 hoạt động mạng Profinet - Thiết đặt địa ngõ vào/ra số analog, frame truyền hàm truyền thông chuẩn Profinet - Thực mô truyền nhận liệu qua lại PLC Sản phẩm: - Tài liệu hướng dẫn cấu hình ập trình điều hiển việc tru ền th ng ữ iệu - P C ua chuẩn Pro in t Chương trình thử nghiệm truyền nhận liệu PLC Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết nghiên cứu, khả áp dụng - Đề tài nghiên cứu đạt hiệu tốt, kết áp dụng thực tế - Đáp ứng nhu cầu nhà máy tự động hoá việc tru ền ẫn ữ iệu điều hiển ch nh ác Trưởng Đơn vị (ký, họ tên, đóng dấu) Chủ nhiệm đề tài (ký, họ tên) TRANG - INFORMATION ON RESEARCH RESULTS General information: Project title: RESEARCH ON PLC COMMUNICATION VIA PROFINET PROTOCOL Code number: T2013 – Coordinator: Ta Van Phuong, Lecturer Implementing institution: University of Technology Education HCMC st Duration: from June 01 to December 30th, 2013 Objective(s): - Configuration two S7-300 station - Standard functions used in Profinet IO communication Creativeness and innovativeness: - Advantages of Profinet versus Profibus - Profinet IO communication between two PLC S7-300 station Research results: - Configuration two PLC station for Profinet IO communication - Standard fuctions in Profinet IO communication Products: - Guide documents for configurationing, conecting and programming PLCs via Profinet protocol - Programme PLC Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability: - Effect into practice and laboratory PLC models - Applying for PLC communication system TRANG - Mở đầu Tổng quan tình hình nghiên cứu: - Sử dụng P C điều khiển thiết bị phổ biến Việt Nam đặc biệt nhà máy sản xuất - Để thực điều khiển hệ thống, truyền thông PLC, có nhiều giao thức truyền nhận hác Eth rn t Pro in t Pro ibus Khoa Điện Điện Tử có nhiều đề tài nghiên cứu chuẩn truyền thông - PLC tu nhiên chưa có đề tài nghiên cứu truyền thơng qua chuẩn Profinet - Truyền thông liệu quan trọng khả bắt tay nhiều thiết bị hệ thống hoàn chỉnh Một số nhà máy sản xuất đại Việt Nam sử dụng truyền thông qua Eth rn t để tiết kiệm chi phí tính tiện dụng Tính cấp thiết: - Một số mơ hình truyền thơng phịng thí nghiệm có u cầu phức tạp Thiết bị sử dụng thực tế nhà máy chu ển dần sang dùng chuẩn giao - tiếp tiến Nhu cầu nghiên cứu, học tập sinh viên… Mục tiêu: Mục tiêu đề tài nghiên cứu giao tiếp PLC S7-300 thông qua chuẩn Profinet So sánh ưu điểm chuẩn Profinet so với chuẩn truyền thông Profibus Thử nghiệm kết truyền nhận liệu th ng ua chương trình thực tế PLC S7-300 - Cách tiếp cận: Khảo sát thiết bị Nghiên cứu sử dụng phần mềm Nghiên cứu lý thuyết truyền thơng qua Profinet Viết chương trình thử nghiệm TRANG - 5 Phương pháp nghiên cứu: Nhóm tác giả nghiên cứu th o phương pháp tìm hiểu lý thuyết, khảo sát thiết bị thực tế sau ập trình máy tính, mơ việc truyền nhận xử lý thông tin truyền nhận qua chuẩn Profinet Đối tượng phạm vi nghiên cứu: - PLC S7-300 chuẩn giao tiếp Profinet - Phần mềm Simatic Manager Tìm hiểu khai báo phần cứng S7-300 để giao tiếp qua Profinet Giao tiếp PLC S7-300 qua Profinet - Nội dung nghiên cứu: Tìm hiểu PLC S7-300 Tìm hiểu chuẩn truyền thơng Profinet So sánh chuẩn truyền thông Profinet với chuẩn Pro ibus biết Chương trình truyền thơng điều khiển PLC S7-300 qua Profinet TRANG - FC35 SB_DT_TM Trừ DT TIME FC40 TIM_S5TI Đổi TIME S5TIME Hàm FC3: Kết hợp ngày tháng năm (DATE) biến IN1 (I, Q, M, D, Hằng) với ngày (TIME OF DAY) biến IN2 (I, Q, M, D, L, Hằng) thành biến RET_VAL loại DT (biến ký hiệu) Biến IN1 khoảng DATE# 1990-01-01 DATE#2089-12-31 Hàm FC1 Cộng IN1 dạng DT (biến ký hiệu ) với khoảng thời gian IN2 dạng TIME, RET_VAL biến ký hiệu dạng DT Đổi số chuỗi ngược lại FC5 DI_STRNG Đổi DINT STRING FC16 I_STRNG Đổi INT STRING FC30 R_STRNG Đổi REAL STRING, FC37 STRNG_DI Đổi STRING DINT, chuỗi dài tối đa 11 số FC38 STRNG_I Đổi STRING INT, chuỗi dài tối đa số FC39 STRNG_R Đổi STRING REAL, chuỗi có dạng ±v.nnnnnnnE±xx So sánh Chuỗi FC10 EQ_STRNG FC13 GE_STRNG FC15 GT_STRNG FC19 LE_STRNG FC24 LT_STRNG FC29 NE_STRNG Lệnh xử lý chuỗi FC2 CONCAT Kết hợp hai chuỗi FC4 DELETE Bỏ chuỗi TRANG - 34 FC11 FIND Tìm chuỗi FC17 INSERT Xen chuỗi FC20 LEFT Tách chuỗi bên trái FC21 LEN Tính chiều dài biến STRING FC26 MID Tách đoạn FC31 REPLACE Thay chuỗi FC32 RIGHT Tách chuỗi bên phải Lệnh số thực FC22 LIMIT Tạo hàm giới hạn biến vào hai trị MN MX FC25 MAX Chọn giá trị lớn ba biến vào FC27 MIN Chọn giá trị nhỏ ba biến vào FC36 SEL Chọn hai ngõ vào tuỳ biến điều khiển TRANG - 35 Chương 3: Phần mềm lập trình Step Manager Chương nà trình bà cách sử dụng phần mềm Simatic Manager, tạo dự án, khai báo cấu hình phần cứng, cách viết chương trình P C S7-300 3.1 Giới thiệu phần mềm Simatic Manager: Step phần mềm lập trình đặt cấu hình cho PLC S7-300, S7-400 Siemens Nó bao gồm hệ thống ứng dụng, ứng dụng đảm nhiệm chức cụ thể phục vụ cho việc lập trình hệ thống như:  Đặt cấu hình ấn định tham số cho phần cứng  Soạn thảo kiểm tra lỗi phần mềm ứng dụng  Đặt cấu hình mạng kết nối 3.2 Khai báo phần cứng S7-300 Simatic Manager: Bắt đầu phần mềm Step cách kích hoạt biểu tượng (icon) SIMATIC Manager Desktop truy cập vào Start->Simatic->SIMATIC Manager Hình 3.1: Màn hình truy nhập Simatic Manager Tạo project SIMATIC Manger cách kích hoạt icon “N w” vào menu File->N w (cũng ùng ‘N w Proj ct’ Wizar … để tạo dự án) Nếu cần mở dự án có sẵn, kích hoạt icon “Op n” menu File->Open Sau thực theo hướng dẫn hộp thoại tương ứng (điền tên dự án…) TRANG - 36 Hình 3.2: Các khối dự án Khai báo trạm (S7) cách chọn dự án chứa trạm cần tạo (trong trường hợp có nhiều dự án đồng thời mở), chọn menu Insert->Station->(loại trạm) Hình 3.3: Khai báo phần cứng cho trạm TRANG - 37 Chương 4: Giao trạm PLC S7-300 qua Profinet IO Chương nà trình bà hai v ụ minh họa việc khai báo phần cứng để thiết lập cấu hình hai trạm PLC S7-300, khai báo mạng Profinet, hàm truyền thông mạng Profinet IO 4.1 IO: Cấu hình phần cứng hai trạm PLC S7-300 truyền thơng qua Profinet Yêu cầu phần cứng phần mềm: Máy tính Phần mềm Step V5.5 Trạm PLC SIMATIC S7-300 với CPU 3xx-2 PN/DP tối thiểu module ngõ vào module ngõ số Trạm PLC SIMATIC S7-300 với CPU 3xx-2 PN/DP tối thiểu module ngõ vào module ngõ số Kết nối Ethernet PC CPU 3xx-2 PN/DP Hai trạm PLC S7-300 truyền thông qua chuẩn Pro in t IO đề tài nà thể sơ đồ sau: Hình 4.1 Sơ đồ tổng qt mơ hình kết nối Tạo project có hai trạm S7-300, chèn kết nối ’Industrial Ethernet Subnet’ ( CPU315F_CPU315F  Insert  Subnet  Industrial Ethernet) TRANG - 38 Hình 4.2: Chèn mạng Profinet vào dự án Khai báo phần cứng trạm thứ nhất, chèn mạng Profinet IO: Hình 4.3: Khai báo mạng Profinet vào trạm Khai báo phần cứng trạm thứ hai: TRANG - 39 Hình 4.4: Khai báo phần cứng cho trạm thứ hai Sau khai báo xong hai trạm, ta vào công cụ “N tPro” để khai báo kết nối mạng Pro in t Địa IP trạm thứ 192.168.0.1 địa IP trạm thứ hai 192.168.0.2 giống hình sau Hình 4.5: Khai báo kết nối mạng NetPro TRANG - 40 Như vậ ta hai báo ong hai trạm PLC S7-300, có kết nối mạng Profinet với Chỉ cịn việc download cấu hình phần cứng xuống trạm, viết chương trình truyền nhận liệu cho trạm Để viết chương trình phần mềm có hỗ trợ hàm tiêu chuẩn dùng kết nối Profinet trình bà sau đâ 4.2 Hàm truyền nhận tiêu chuẩn dùng Profinet IO: Hàm truyền: SFB12 Thông số Dữ liệu Kiểu Vùng nhớ Mô tả REQ INPUT BOOL I, O, F, D, L Control parameter Request, activates the data exchange at rising edge R INPUT BOOL I, O, F, D, L, Control parameter Reset, activates the Const cancellation of a data exchange that is still running at rising edge ID INPUT WORD F, D, Const R_ID INPUT DWORD I, O, F, D, L, Addressing parameter R_ID Const DONE OUTPUT BOOL Addressing parameter ID I, O, F, D, L Status parameter DONE: 0:Request not yet started or is still being executed 1:Request executed without fault ERROR OUTPUT BOOL I, O, F, D, L Status parameter ERROR and STATUS STATUS OUTPUT WORD I, O, F, D, L Error indication: ERROR=0 and STATUS has the value: TRANG - 41 0000H: neither warning nor error 0000H: warning, STATUS provides detailed information ERROR=1 An error occurred STATUS provides detailed information about the type of error SD_1 IN_OUT ANY F, D Pointer to send area Only the following data types are permissible: BOOL (not permitted: bit field), BYTE, CHAR, WORD, INT, DWORD, DINT, REAL, DATE, TOD, TIME, S5TIME, DATE_AND_TIME, COUNTER, TIMER Note: If the ANY pointer accesses a DB, the DB aways has to be specified; (for example: P# DB10.DBX5.0 Byte 10) LEN IN_OUT WORD I, O, F, D, L Length of the data block to be sent in bytes Bảng 4.1 Thông số hàm truyền Hàm truyền: SFB13 Thông số Dữ liệu Kiểu Vùng nhớ Mô tả EN_R INPUT BOOL I, O, F, D, L, Control parameter Enabled to receive; Const signals readiness to receive if the input is set ID INPUT WORD F, D, Const R_ID INPUT DWORD I, O, F, D, L, Addressing parameter R_ID Addressing parameter ID TRANG - 42 Const NDR OUTPUT BOOL I, O, F, D, L Status parameter NDR: 0: Request not started or still running 1: Request was completed successfully ERROR OUTPUT BOOL I, O, F, D, L Status parameter ERROR and STATUS STATUS OUTPUT WORD I, O, F, D, L Error indication: ERROR=0 and STATUS has the value: 0000H: neither warning nor error 0000H: warning, STATUS provides detailed information ERROR=1 An error occurred STATUS provides detailed information about the type of error RD_1 IN_OUT ANY M, D Pointer to receive area The length indication specifies the maximum length of the block to be received Only the following data types are permissible: BOOL (not permitted: bit field), BYTE, CHAR, WORD, INT, DWORD, DINT, REAL, DATE, TOD, TIME, S5TIME, DATE_AND_TIME, COUNTER, TIMER Note: If the ANY pointer accesses a DB, the DB always has to be specified (for example: P# DB10.DBX5.0 Byte 10) LEN IN_OUT WORD I, O, F, D, L Length in bytes of the data received so far Bảng 4.21 Thông số hàm nhận 4.3 Chương trình: Trạm truyền: Chương trình gửi byte MB40 kiểm tra với b t ngõ vào IB0 sau: TRANG - 43 Trạm nhận: Nhận liệu truyền từ trạm ưu vào nhớ đệm địa MB50, sau uất ngõ để hiển thị TRANG - 44 TRANG - 45 Chương 5: Kết luận Kiến nghị - Dựa nghiên cứu sử dụng phần mềm Simatic Step Manager, nhóm tác giả cấu hình phần cứng cho hai trạm PLC S7-300 ùng để truyền thông qua chuẩn Profinet IO - Tài liệu hướng dẫn cấu hình phần cứng, truyền thơng qua chuẩn Pro in t IO trình bày chi tiết - Tuy nhiên điều kiện thiết bị thực tế có phịng thí nghiệm chưa có thiết bị hỗ trợ chuẩn kết nối Profinet, nên kết nghiên cứu mức độ mô hệ thống chưa chạ chương trình thực nghiệm - Tác giả kiến nghị cho phép tiếp tục nghiên cứu triển khai kết nối giao tiếp với module hệ thống thực tế, áp dụng kết cho mơ hình cịn sử dụng tủ điều khiển đơn giản Ngồi ra, số hệ thống sử dụng truyền thông qua chuẩn khác, thay chuyển sang truyền thông chuẩn Profinet nhằm giảm nâng cao tốc độ, vận hành linh hoạt TRANG - 46 Tài liệu tham khảo Nguyễn Dỗn Phước, Tự động hóa với Simatic S7-300 Nguyễn Tấn Đời, Tạ Văn Phương Giáo trình Điều khiển lập trình ĐH SPKT TPHCM, 2008 Tài liệu Internet TRANG - 47 S K L 0 ... hình nghiên cứu: .5 Tính cấp thiết: Mục tiêu: Cách tiếp cận: .5 Phương pháp nghiên cứu: 6 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Nội dung nghiên. .. Khảo sát thiết bị Nghiên cứu sử dụng phần mềm Nghiên cứu lý thuyết truyền thơng qua Profinet Viết chương trình thử nghiệm TRANG - 5 Phương pháp nghiên cứu: Nhóm tác giả nghiên cứu th o phương pháp... Implementing institution: University of Technology Education HCMC st Duration: from June 01 to December 30th, 2013 Objective(s): - Configuration two S7-300 station - Standard functions used in Profinet