MẠNG TRUYỀN THÔNG CCLINK

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN  ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1D NGÀNH : ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỀ TÀI : MẠNG TRUYỀN THƠNG CC-LINK  GVHD:  NHĨM SVTH: KIỀU ĐÌNH HOÀI CDDI12B 10289261 HOÀNG NGUYÊN HÙNG NGUYỄN DUY THỊNH CDDI12B 10286191 CDDI12B 10240751 VÕ THÀNH TRUNG CDDI12B Tp Hồ Chí Minh, Tháng Năm 2013 ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN 1D 10261411 Đồ Án 1D I Phần dành cho Giáo Viên Hướng Dẫn II Phần dành cho Giáo Viên Phản Biện Tp.HCM , Ngày … Tháng … Năm 2013 GVHD: Trang Đồ Án 1D MỤC LỤC Trang GVHD: Trang Đồ Án 1D A.MỞ ĐẦU Ngày nay, phổ biến giải pháp tự động hóa sử dụng h ệ th ống truyền thông kết tổng hợp ti ến công ngh ệ vi ện t ử, máy tính, thơng tin tự động hóa Các hệ thống truyền thơng cơng nghi ệp phổ biến cho phép liên kết mạng nhiều mức khác nhau, từ c ảm biến, cấu chấp hành máy tính ều ển, thi ết b ị quan sát, máy tính điều khiển giám sát máy tính điều hành xí nghiệp, quản lý cơng ty Sự khác phạm vi, mục đích sử dụng hệ th ống mạng truyền thông công nghiệp dẫn đến khác mặt kỹ thu ật nh kinh tế Gép nối thiết bị, trao đổi thông tin v ấn đ ề c b ản giải pháp tự động hóa Một điều ển cần ghép n ối v ới cảm biến cấu chấp hành.Các điều khiển hệ th ống ều ển phân tán cần trao đổi thông tin với đ ể phối hợp thực ều ển trình sản xuất Ở cấp cao h ơn, trung tâm ều ển đ ược ghép nối với điều khiển để theo dõi, giám sát tồn b ộ q trình s ản xu ất, toàn hệ thống Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp không th ể thi ếu đ ược việc tích hợp hệ thống tự động hóa đại Với hướng đồ án tìm hiểu phát tri ển ứng dụng mạng truy ền thơng, nhóm tìm hiểu xây dựng hệ thống ứng dụng để cung cấp hiệu lựa ch ọn gi ải pháp mạng thích hợp, hệ thống mạng cơng nghi ệp tiêu bi ểu có CCLink mạng có cơng nghệ sử dụng nhiều ứng dụng mơi trường tồn giới GVHD: Trang Đồ Án 1D B.NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT - TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CC-LINK I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Mạng truyền thông công nghiệp Mạng truyền thông công nghiệp khái niệm chung hệ thống mạng truyền thông số, truyền thông bit nối tiếp, sử dụng để ghép nối tiếp thiết bị công nghiệp Các hệ thống mạng truyền thông công nghiệp phổ biến cho phép liên kết mạng nhiều mức khác nhau, từ cảm biến, cấu chấp hành cấp trường máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính điều khiển giám sát máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lí cơng ty Chức ghép nối thiết bị, trao đổi thông tin chức giải pháp tự động hóa Một điều khiển cần ghép nối với cảm biến cấu chấp hành Giữa điều khiển hệ thống điều khiển phân tán cần trao đổi thông tin với để phối hợp thực điều khiển trình sản xuất Ở cấp cao hơn, trạm vận hành trung tâm điều khiển cần ghép nối giao tiếp với điều khiển để theo dõi, giám sát tồn q trình sản xuất hệ thống điều khiển Khi sử dụng mạng truyền thông công nghiệp mang lại nhiều lợi ích: • Đơn giản hóa cấu trúc liên kết thiết bị công nghiệp: số lượng lớn thiết bị thuộc chủng loại khác ghép nối với thông qua đường truyền • Tiết kiệm dây nối công thiết kế, lắp đặt hệ thống: nhờ cấu trúc đơn giản, việc thiết kế hệ thống trở nên dễ dàng nhiều Một số lượng lớn cáp truyền thay đường dây nhất, giảm chi phí đáng kể cho ngun vật liệu cơng lắp đặt GVHD: Trang Đồ Án 1D • Nâng cao độ tin cậy độ xác thơng tin: Nhờ kĩ thuật truyền thông số, thông tin truyền khó bị sai lệch hơn, mà thiết bị nối mạng cịn có thêm khả tự phát lỗi chuẩn đốn lỗi có • Nâng cao độ linh hoạt tính mở hệ thống: hệ thống mạng chuẩn hóa quốc tế tạo điều kiện cho việc sử dụng thiết bị nhiều hãng khác Việc thay thiết bị, nâng cấp mơ rộng phạm vi chức hệ thống dễ dàng nhiều Khả tương tác thành phần (phần cứng phần mềm) nâng cao nhờ giao diện chuẩn • Đơn giản hóa, tiện lợi hóa việc tham số hóa, chuẩn đoán, định vị lỗi, cố thiết bị: với đường truyền nhất, thiết bị trao đổi liệu q trình, mà cịn gửi cho liệu tham số, liệu trạng thái, liệu cảnh báo liệu chuẩn đốn Các thiết bị tích hợp khả tự chuẩn đoán, trạm mạng có khả cảnh giới lẫn Việc cấu hình hệ thống, lập trình, tham số hóa, chỉnh định thiết bị đưa vào vận hành thực từ xa qua trạm kĩ thuật trung tâm • Mở nhiều chức khả ứng dụng hệ thống: sử dụng mạng truyền thông công nghiệp cho phép áp dụng kiến trúc điều khiển điều khiển phân tán với thiết bị trường, điều khiển giám sát chuẩn đốn lỗi từ xa qua Internet Mạng truyền thơng cơng nghiệp làm thay đổi hẳn tư thiết kế tích hợp hệ thống Ưu giải pháp dùng mạng công nghiệp nằm phương diện kĩ thuật, mà cịn khía cạnh hiệu kinh tế Chính vậy, ứng dụng rộng rãi hầu hết lĩnh vực công nghiệp, điều khiển q trình, tự động hóa xí nghiệp, tự động hóa tịa nhà, điều khiển giao thơng Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp thiếu việc tích hợp hệ thống tự động hóa đại Phân loại hệ thống mạng truyền thông cơng nghiệp ta dựa vào mơ hình phân cấp hệ thống mạng GVHD: Trang Đồ Án 1D Hình 1.1: Mơ hình phân cấp hệ thống mạng truyền thơng cơng nghiệp Càng cấp chức mang tính chất đòi hỏi cao độ nhanh nhạy thời gian.Một chức cấp thực dựa chức cấp địi hỏi lượng thơng tin cần trao đổi xử lý lớn • Cấp trường: Đây cấp nằm sát với dây chuyền sản xuất Các thiết bị cấp sensor cấu chấp hành, chúng nối mạng trực tiếp thông qua đường Bus để nối với cấp (cấp điều khiển) Hệ thống Bus dùng để kết nối thiết bị cấp trường với điều khiển gọi Bus trường (fieldbus), thực tế hệ thống Bus địi hỏi cần có đáp ứng thời gian thực trao đổi thông tin, đặc trưng thay đổi thông tin cấp trường tin thường có chiều dài khơng lớn • GVHD: Cấp điều khiển: Trang Đồ Án 1D Cấp bao gồm trạm điều khiển trường (FCS), điều khiển lập trình (PLC), thiết bị quan sát…Chức thu thập tín hiệu từ trường, thực điều khiển sở, điều khiển logic, tổng hợp liệu… Các thiết bị cấp kết nối với kết nối với thiết bị cấp (cấp điều khiển giám sát) thông qua Bus hệ thống, thực tế tin trao đổi Bus hệ thống địi hỏi tính thời gian thực cao, mặt khác đặc thù tin chiều dài lớn nhiều so với tin trao đổi Bus trường • Cấp điều khiển giám sát: Các thiết bị cấp bao gồm trạm giao tiếp người máy HIS, trạm thiết kế kĩ thuật EWS, thiết bị phụ trợ khác Chức cấp thực điều khiển q trình (Process Control), thực thuật tốn điều khiển tối ưu…Việc kết nối thiết bị cấp với thiết bị cấp (cấp quản lí kĩ thuật) thực thơng qua mạng Ethernet, thực chất mạng cục LAN với tính trao đổi thông tin không thiết thời gian thực • Cấp quản lí kĩ thuật cấp quản lí kinh tế: Chức cấp quản lí tình trạng hoạt động thiết bị toàn hệ thống hoạch định chiến lược phát triển sản xuất dựa tình trạng thiết bị Cấu trúc vật lý kỹ thuật truyền thông Cấu trúc vật lý cấu trúc mạng, cách xếp, tổ chức mặt vật lý mạng Cấu trúc đơn giản có nút mạng hay cịn gọi liên kết điểm tới điểm (point-to-point).Ngồi gờm cấu trúc phổ biến :cấu trúc tuyến (bus), cấu trúc mạch vòng, cấu trúc hình sao, cấu trúc hình • Cấu trúc tuyến (bus) Trong cấu trúc trạm truyền thông nối với cùng dây dẫn GVHD: Trang Đồ Án 1D Hình1.2: Cấu trúc Tuyến (Bus) • Cấu trúc mạch vịng Hình 1.3 Cấu trúc mạch vịng • Cấu trúc hình Hình 1.4: Cấu trúc hình • Cấu trúc hình Hình1.5: Cấu trúc hình GVHD: Trang Đồ Án 1D Trong mạng truyền thơng có cấu trúc dạng trên, thời điểm có thơng điệp phép truyền đi, cịn số lượng thành viên phép nhận khơng hạn chế Vì vậy, người ta phải thiết lập nên phương pháp phân chia thời gian gửi thông tin đường dẫn mạng,hay cịn gọi kỹ thuật truyền thơng: • Kỹ thuật truy nhập chủ/tớ (Master/Slave) Là điển hình kỹ thuật truy cập tập trung: trạm chủ điều khiển tồn l̀ng thơng tin mạng Nó gửi thơng tin lệnh tới trạm tớ yêu cầu trạm gửi thông tin trở lại Việc liên lạc trực tiếp trạm tớ với nhìn chung khơng cho phép • Token Passing Là kỹ thuật tiền định phân tán Thông tin (token) chuy ển từ trạm tới trạm khác theo vòng tròn logic với luật lệ định Trong thời gian m ột trạm giữ token, có quyền truy nhập mạng gửi thông tin Đồng th ời có nhiệm vụ chuyển token cho trạm sau khoảng th ời gian quy định Nếu token sử dụng mạng có cấu trúc dạng tuyến (line) gọi token bus Nếu sử dụng mạng cấu trúc hình vịng (ring) gọi token ring • CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Collisison) Là kỹ thuật truy nhập ngẫu nhiên.Bất kỳ trạm phép truyền tin thời điểm khơng có trạm khác phát GVHD: Trang 10 Đồ Án 1D Sử dụng cáp CC-Link kết nối mô-đun CC-Link cho hệ thộng với sơ đờ: Hình 3.2: Kết nối Cáp mơ-đun CC-Link Hình 3.3 Cài đặt cho phần cứng ứng dụng Cấu hình phần mềm Sử dụng phần mềm GX Developer cấu hình cho trạm với thơng số sau: • Trạm chủ GX Developer → Parameter → PLC Parameter → I/O assignment GVHD: Trang 39 Đồ Án 1D Bảng 3.3: Thông số cho PLC parameter ( I/O assignment) MODULE POINT START X/Y QJ71LP21-25 32 0000 QJ61BT11N Q64AD 32 16 0020 0040 Q62DAN 16 0050 QX42 QY42P 64 64 0060 00A0 QD62 16 00E0 QJ71C24N 32 00F0 Parameter → Network parameter → CC-Link Bảng 3.4 Netword parameter cho trạm chủ Start I/O No No Of Board In Module Type Mode Remote Input (RX) Remote Output(RY) Remote Register(RWr) Remote Register(RWw) Special Ralay(SB) Special Register(SW) Retry Count Auto Reconnect Station Count Plc Dowm Select Scan Mode Setting Station Information • 0020 Master Station Remote Net (Ver1.Mode) X1000 Y1000 D0 D30 SB0 SW0 Stop Asychoronous Intelligent Device Station Trạm tớ GX Developer → Parameter → PLC Parameter → I/O assignment MODULE QJ71LP21-25 QJ61BT11N Q64AD Q62DAN GVHD: POINT 32 16 16 16 Trang 40 START X/Y 0000 0020 0030 0040 Đồ Án 1D QD62 QX42 QY42P 16 64 64 0050 0060 00A0 Bảng 3.5.Thông số cho PLC parameter ( I/O assignment)trạm tớ Parameter → Network parameter → CC-Link Bảng 3.6 Netword parameter cho trạm tớ Start I/O No 0020 No Of Board In Module Type Master Station Mode Remote Net (Ver1.Mode) Remote Input (RX) X1000 Remote Output(RY) Y1000 Remote Register(RWr) D0 Remote Register(RWw) D30 Special Ralay(SB) SB0 Special Register(SW) SW0 GVHD: Trang 41 Đồ Án 1D Các địa ngõ vào ,ngõ cho ứng dụng Bảng 3.7: Input Trạm chủ Địa X60 X61 X62 X63 X64 X65 X66 X67 X68 X69 M58 X1000 (truyền thông) X1001 (truyền thông) X1002 (truyền thông) GVHD: Trang 42 Đồ Án 1D Bảng 3.8: Input Trạm tớ GVHD: Địa Mô tả X60 Đầu băng chuyền X61 Cuối băng chuyền X1000 (truyền thông) Start X1001 (truyền thông) Stop X1002 (truyền thông) Kho hàng đầy Trang 43 Đồ Án 1D Bảng 3.9 Output Trạm chủ Địa Mô tả Y0A0 Robot cất hàng chuyển qua trái Y0A0+Y0A1 Robot cất hàng chuyển qua phải Y0A2 Robot cất hàng chuyển qua lên Y0A2+Y0A3 Robot cất hàng chuyển qua xuống Y0A4 Pit tông duỗi Y0A5 Đèn báo robot cấp hàng ON Y0A6 Đèn báo băng chuyền ON Y0A7 Đèn báo băng chuyền ON Y1000 (truyền thông) Start Y1001 (truyền thông) Stop Y1002 (truyền thông) Báo kho hàng đầy Bảng 3.10 Output Trạm tớ Địa GVHD: Mô tả Y0A1 Robot cấp hàng Y0A2 Băng chuyền chạy Y0A3 Băng chuyền chạy Y0A4 Pit tông duỗi Y1000 (truyền thông) Robot cấp hàng ON Y1001 (truyền thông) Băng chuyền ON Y1002 (truyền thông) Băng chuyền ON Trang 44 Đồ Án 1D Bảng 3.11 :Địa chỉ, thiết bị Trạm Chủ STATE DESCRIPTION S0 Robot cất hàng vị trí ban đầu S1 Delay S10 Chọn vị trí cất hàng S11 Lấy hàng S12 Di chuyển S13 Cất hàng vào kho Hình 3.4: Lưu đồ chương trình Trạm Chủ GVHD: Trang 45 Đồ Án 1D Bảng 3.11: Địa chỉ, Thiết bị Trạm Tớ STATE DESCRIPTION S20 Cấp hàng cho băng chuyền S21 Băng chuyền 1,2 chạy S22 Pittong đẩy hàng qua cho robot cất hàng Hình 3.4: Lưu đồ chương trình Trạm Tớ GVHD: Trang 46 Đồ Án 1D Chương trình điều khiển Trạm chủ GVHD: Trang 47 Đồ Án 1D GVHD: Trang 48 Đồ Án 1D GVHD: Trang 49 Đồ Án 1D GVHD: Trang 50 Đồ Án 1D Trạm tớ GVHD: Trang 51 Đồ Án 1D C.TỔNG KẾT ĐÁNH GIÁ  Mặt đạt Trải qua trình thực đề tài, mặc dù gặp khó khăn định nhóm chúng em cố gắng khắc phục hoàn thành thời hạn Nội dung đề tài đạt bao gờm: Hiểu mạng truyền thơng CC-Link Cấu hình chương trình truyền thơng CC-Link phần mềm lập trình GX Deverloper  Mặt chưa đạt Do thời gian thực hạn hẹp phải học tập trường nên thời gian đầu tư không nhiều, tài liệu tham khảo nhóm gặp nhiều khó khăn thực Đờ Án Tuy cố gắng nhiều số vấn đề nhóm chưa tìm hiểu kỹ thấu đáo KẾT LUẬN Qua q trình làm Đờ Án nhóm chúng em học hỏi nhiều thu nhiều kinh nghiệm mạng truyền thông CC-Link ứng dụng Việc tìm hiểu mạng truyền thơng CC-Link để hoàn thiện kiến thức học lớp Do định tìm hiểu mạng truyền thơng CCLink hồn tồn đắn Một lần nhóm chúng em xin cảm ơn thầy Huỳnh Trung Cang, Khoa điện trường ĐH Công Nghiệp Tp.HCM tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em thực đề án Do lượng thời gian có hạn nên sai sót kiến thức chắn khơng thể tránh khỏi sai sót nhỏ mong q thầy góp ý bổ sung thêm để Đờ Án hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! GVHD: Trang 52 Đồ Án 1D Tài liệu tham khảo  Giáo trình mạng truyền thơng cơng nghiệp ĐH Cơng Nghiệp TPHCM  Open Field Network CC-Link Compatible Product Catalog (Mitsubishi Electric)  Programmable Logic Controllers (QJ61BT11N CC-Link Master/Lokal Module)  Các tài liệu từ internet: • http://www.clpa-europe.com/en_EU/pages/61/An-introduction-to- the-original-CC-Link.html • http://www.mitsubishi-automation.com/ • http://www.cc-link.org/eng/cclink/cclink/index.html GVHD: Trang 53 ... THUYẾT - TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CC-LINK I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Mạng truyền thông công nghiệp Mạng truyền thông công nghiệp khái niệm chung hệ thống mạng truyền thông số, truyền thông bit nối tiếp,... giao thông Sử dụng mạng truyền thông công nghiệp khơng thể thiếu việc tích hợp hệ thống tự động hóa đại Phân loại hệ thống mạng truyền thông công nghiệp ta dựa vào mơ hình phân cấp hệ thống mạng. .. Thiết lập thông số mạng làm thông số tự động trạm tớ Thiết lập thông số mạng cách sử dụng danh sách kiểm tra thông số cài đặt thiết lập kèm theo danh sách kiểm tra trạm thông tin Bảng 2.8: Thông