Thiết kế hệ thống SCADA giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu mạng biến tần UNIDRIVE V3 bằng phần mềm lập trình Visual Basic

Phương thức truyền dẫn tín hiệu

Một mạng công nghiệp luôn được đặc trưng bởi cấu trúc ghép nối vật lý và phương thức thực hiện truyền thông giữa các phần tử trong mạng. Card mạng đảm nhận nhiệm vụ truyền dữ liệu từ một nút mạng này đến một nút mạng khác và theo chiều ngược lại nó nhận dữ liệu từ một trạm khác gửi đến.  Nhận dữ liệu song song từ thiết bị chủ biến đổi thành gói thông tin nối tiếp đồng thời nhận dữ liệu dạng nối tiếp từ các trạm khác biến đổi thành dạng thông tin hữu dụng phù hợp với hệ điều hành của thiết bị chủ.

Một trong những ưu điểm của phương pháp truyền dẫn không đối xứng là chỉ cần một đường dây đất chung cho nhiều kênh tín hiệu trong trường hợp cần thiết.

Chuẩn truyền dẫn TIA /EIA

Cả hai trường hợp sử dụng với cấu hình 2 dây hay 4 dây đều phải sử dụng thêm một dây đất để giữ mức điện áp chung (Vcm) cho các trạm tham gia ở một giới hạn quy định. Khác với RS-232, RS-485 sử dụng điện áp chênh lệch đối xứng giữa hai dây dẫn, nhờ vậy giảm được nhiễu và cho phép tăng chiều dài dây dẫn một cách đáng kể. Để đạt được điều này, trong một thời điểm chỉ có một trạm được phép kiểm soát đường dẫn và phát tín hiệu, vì thế mỗi bộ kích thích đều phải đưa về chế độ trở kháng cao mỗi khi rỗi, tạo điều kiện cho các bộ kích thích ở các trạm khác tham gia.

Do tốc độ truyền thông và chiều dài dây dẫn có thể khác nhau rất nhiều trong các ứng dụng, hầu như tất cả các bus RS-485 đều yêu cầu sử dụng trở đầu cuối tại hai đầu dây.

Mạng PROFIBUS PROFIBUS có các đặc điểm sau

 PROFIBUS-PA (Process Automation): Chuẩn này được thiết kế đảm bảo việc ghép nối các hệ thống tự động hoá các quá trình có môi trường dễ cháy nổ, đặc biệt trong công nghiệp chế biến, ghép nối các hệ thống tự động hoá và điều khiển quá trình với các thiết bị trường và đang dùng để thay thế kỹ thuật dòng truyền 4-20mA. Profibus sử dụng 3 công nghệ truyền dẫn là: RS-485 (sử dụng cặp đôi dây dẫn) hoặc cáp quang cho Profibus FMS/DP hoặc cấu trúc phức hợp cả hai công nghệ này tuỳ theo yêu cầu thực tế của bài toán Profibus PA sử dụng công nghệ truyền IEC 1158-2. PROFIBUS được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về tính năng thời gian trong trao đổi dữ liệu dưới cấp trường, ví dụ giữa thiết bị điều khiển khả trình PLC hoặc máy tính cá nhân công nghiệp với thiết bị trường phân tán như I/O, các thiết bị đo, truyền động và van.

SIMATIC PCS 7 kết hợp các lợi thế của các giải pháp tự động hoá dựa trên PLC cho các quá trình sản xuất trong công nghiệp, ví dụ như chi phí thấp và tính linh hoạt cao với những ưu thế như là điều khiển các quá trình an toàn, việc vận hành đơn giản, trực quan cũng như công cụ kỹ thuật mạnh.

Đặc trưng cơ bản của WinCC

 Sử dụng các ứng dụng Windows đã quen thuộc (như Access, Excel..) thông qua các chuẩn của Windows (như DDE, OLE, ODBC và ActiveX) cùng kết hợp làm việc với WinCC.  Server Option: Mở rộng phần cấp phát cho các các hệ thống chỉ có một trạm làm việc (Single User System) chạy trên hệ điều hành WinNT thành hệ thống có nhiều trạm điều khiển hoạt động (Multi User System). Khi máy tính gặp sự cố được phục hồi và hoạt động trở lại thì hệ thống sẽ tự động sao chép tất cả các giá trị số liệu, các thông số cũng như các tham số sang và hệ thống trở về trạng thái ban đầu.

 Open development kit: Cho phép người sử dụng có khả năng truy cập vào các hàm giao diện chương trình ứng dụng API (Application Program Interface) của hệ điều hành.

Giao diện Người-Máy HMI (Human Machine Interface)

 Graphic System: Thực hiện dễ dàng các chức năng mô phỏng và hoạt động qua các đối tượng đồ hoạ của WinCC, Windows, OLE, ActiveX.  Message System (Alarm Logging): Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáo trong khi hệ thống vận hành.  User Achives: Truy cập vào dữ liệu chương trình như các công cụ quản lý số liệu hay các tham số công thức.

 Processing Function: Hỗ trợ các phương thức xử lý dữ liệu, tổ chức số liệu một cách linh hoạt thông qua kiểu lập trình bằng ngôn ngữ C.

Giao diện truyền thông

 Report System: Tạo lập các thông báo, các báo cáo và được lưu dưới dạng các trang nhật ký sự kiện.  Phương pháp truyền thông nối tiếp: Nối tiếp sử dụng giao thức AS 511 và nối tiếp sử dụng giao thức RK 512.  TCP/IP: Truyền thông được thực hiện thông qua Ethernet công nghiệp bằng cách sử dụng giao thức truyền TCP/IP.

Cả hai trạm WinCC có thể được kết nối với nhau bằng bất kỳ phương pháp kết nối nào.Ví dụ như kết nối Ethernet thông qua TCP/IP.

V.Khả năng ứng dụng và hướng phát triển của đề tài Để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm thì việc phối hợp hoạt động và xử

Điều đó giải thích tại sao ngày càng có nhiều nhà máy ứng dụng hệ SCADA để điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu toàn bộ quy trình sản xuất như nhà máy bia Larger, nhà máy gạch men Cosevco, nhà máy đường Quảng Ngãi.  Unidrive V3 được thiết kế thông minh cho phép lập trình bằng các ngôn ngữ bậc cao như Delphi, Visual Basic, C++ .., được điều khiển dễ dàng thông qua các macro định thông số, lập trình vào/ra và điều khiển trực tiếp trên bàn phím (keypad) của biến tần làm tăng khả năng thực thi và đơn giản hoá quá trình vận hành cũng như nâng cao hiệu suất động cơ. Các mô đun ứng dụng có thể thêm vào tuỳ theo yêu cầu cụ thể và mở rộng thêm I/O vào ra, hỗ trợ nhiều chuẩn truyền thông và tăng khả năng điều khiển bằng các mô đun application.

Unidrive V3 với tính năng cấu hình lại ứng dụng qua thông số biết đến như là các Macro thiết lập sẵn, nghĩa là Unidrive V3 đã tiết kiệm thời gian và tiền bạc cho người sử dụng.

I.1 Dễ dàng sử dụng

Hàm chuẩn

Tuỳ chọn

∗ 6 modul truyền thông công nghiệp cho phép điều khiển thiết bị trực tiếp kết nối với PLC hay hệ SCADA với tốc độ truyền thông cao trong mạng.

KÍCH THƯỚC

Thông số

Tính mềm dẻo

Công nghệ chế tạo

Trong công nghiệp hầu hết các ngành sản xuất quan trọng, đặc trưng đều sử dụng công nghệ tiên tiến của Unidrive. Thiết bị này dựa trên kỹ thuật Vi xử lý tiên tiến mà nó có thể điều khiển tất cả chức năng kể cả đầu vào inverter ASIC (Application Specific integrated Circuit) được kết hợp hiệu chỉnh đầu ra tần số mang PWM (Pulse Width Modulation). Biến tần có thể cấp nguồn cho số lượng các motơ nối song song (mỗi motơ phải được bảo vệ chống quá tải).

∗ Vận hành chế độ vector vòng hở duy trì hầu như từ thông không đổi bằng cách hiệu chỉnh động điện áp motơ nhờ vào tải trên motơ.

Vectơ vòng kín

Tiết kiệm năng lượng

Cấu hình mặc định

Giới thiệu các Macro ứng dụng

Easy Mode

Motorised potentiometer

PRESET SPEEDS

Torque control

PID control

Axis Limit control

• III.7 Encoder Feeedback or Frequency/Direction Input/Output
• Electronic Holding Brake (Phanh điện tử)

Khả năng này cung ứng cách sử dụng thuận lợi nhất và tính mềm dẻo tối đa trong việc đặt vào/ ra cho Unidrive và được áp dụng cho vào/ra analog cũng như vào/ ra số. Trong chế độ vòng kín, có 3 kiểu điều khiển mo men có thể được : điều khiển mo men chuẩn, điều khiển mo men với tốc độ override, và điều khiển mo men trục cuốn (bảo vệ tránh bể bánh răng (truyền động). Bằng lộ trình phản hồi động trực tiếp đến đầu vào qui chiếu cứng, tất cả drive ramps được lờ đi và giá trị được cộng thêm vào the normal post ramp speed reference.

Điều này có thể sử dụng để giữ cho hai trục đồng bộ cơ khí trong tình trạng chốt, bằng cách cung ứng tần số và đầu vào trực tiếp từ biến tần chủ đến thiết bị encoder của biến tần tớ.