Đối với các dòng PLC của hãng Rockwell Automation khi CPU xảy ra lỗi, ta có thể giám sát và truy xuất trạng thái lỗi của CPU (Hình 2.28) Mỗi loại lỗi xảy ra tương ứng với một mã lỗi cụ thể (Hình 2.29) và có mức ảnh hưởng khác nhau đối với hoạt động của hệ thống. Có nhiều phương pháp để giám sát trạng thái của hệ thống và các lỗi xảy ra khi hoạt động để có các biện pháp khoanh vùng và sửa chữa nhanh chóng và hiệu quả nhất – [10].
Lỗi nghiêm trọng (major fault)
Nếu một lỗi xảy ra mà ngăn cản một hay nhiều câu lệnh chạy trong chương trình, câu lệnh đó bị bỏ qua và không được thực hiện thì một lỗi major fault được báo và bộ điều khiển chuyển sang chế độ fault mode (đèn led trên CPU nhấp nháy đỏ).
Dựa trên hệ thống nếu không muốn một lỗi major fault làm ảnh hưởng đến quá trình hoạt động bình thường của hệ thống ta có thể tạo một chương trình xóa lỗi để loại bỏ lỗi này và hệ thống hoạt động bình thường.
Trang 35
Hình 2. 28 Đèn giám sát trạng thái CPU
Trang 36
Lỗi không nghiêm trọng (minor fault)
Minor fault là tên gọi chung cho các lỗi xảy ra lỗi CPU báo lỗi nhưng vẫn hoạt động bình thường và các lỗi này thường liên quan tới nhiệm vụ sự kiện trùng lặp, lỗi bộ nhớ CPU, lỗi với serial port, lỗi pin, lỗi trong chương trình được lập trình cho CPU. Ta cũng có thể xóa bỏ minor fault bằng cách thực hiện một chương trình xóa lỗi.
Lỗi I/O (I/O fault)
I/O fault là những lỗi liên quan đến phần cứng của hệ thống. Khi xảy ra lỗi ngay lập tức làm CPU ngừng hoạt động và thường chỉ khắc phục lỗi này dựa vào người vận hành hệ thống mà không thực hiện xóa bỏ dựa trên chương trình.
2.8.2 Truy xuất và thiết lập dữ liệu hệ thống
CPU Logix5571TM quản lý dữ liệu hệ thống toàn bộ các thông tin về hoạt động của hệ thống như bộ nhớ, trạng thái hoạt động của CPU và các module chức năng – [8]. Để truy xuất và thiết lập dữ liệu hệ thống với các dòng CPU Logix5571TM ta sử dụng lệnh GSV/SSV (Hình 2.30-2.31). GSV lấy thông tin được chỉ định và đặt nó vào đích đến. SSV đặt thuộc tính được chỉ định với dữ liệu nguồn từ người dùng.
Khi nhập vào một chỉ dẫn GSV / SSV, phần mềm lập trình sẽ hiển thị các lớp đối tượng hợp lệ, tên đối tượng và tên thuộc tính cho mỗi lệnh. Với lệnh GSV, có thể nhận được giá trị cho tất cả các thuộc tính. Đối với lệnh SSV, Phần mềm chỉ hiển thị những thuộc tính mà người lập trình có thể thiết lập.
Hình 2. 30Lệnh GSV trong ngôn ngữ ladder
Trang 37
Các bước thực hiện truy xuất và thiết lập dữ liệu hệ thống
Bước 1: Mở phần mềm RSlogix 5000, khai báo các thông tin chương trình cần thiết.
Bước 2: Chọn lệnh GSV/SSV.
Bước 3: Tạo biến để chứa các thông tin truy vấn hay thiết lập.
Bước 4: Tùy vào đối tượng muốn truy vấn hay thiết lập mà ta có những tùy chọn phù hợp.
Để thực hiện truy xuất và thiết lập dữ liệu hệ thống với từng đối tượng mong muốn ta dựa vào bảng 2.1
Bảng 2. 1 Lựa chọn cấu hình lệnh dựa vào đối tượng muốn truy xuất
Đối tượng truy xuất hay thiết lập Chọn
Trục của module servo AXIS
Tổng thời gian thực hiện của hệ thống CONTROLLER
Thông tin phần cứng của CPU CONTROLLERDEVICE
Thời gian phối hợp hệ thống trên 1 chassis CST
Lịch sử lỗi cho 1 CPU FAULTLOG
Thuộc tính của lệnh message MESSAGE
Trạng thái, lỗi, truyền thông, và mode của một
module MODULE
Nhóm các trục MOTIONGROUP
Lỗi hoặc thời gian quét của một chương trình PROGRAM
Cấu hìn của serial port SERIALPORT
Đặt tính hoặc thời gian của một nhiệm vụ TASK
Thời gian của CPU WALLCLOCKTIME
Thời gian đồng bộ hóa trạng thái của bộ điều
Trang 38
CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG
3.1 Thiết kế hệ thống Yêu cầu thiết kế
Thiết kế mô hình thực nghiệm mô phỏng nguyên lý hoạt động của hệ thống mạng dự phòng và chuẩn đoán lỗi được xây dựng dựa trên nguyên lý nền tảng của lớp mạng controlNet với các thiết bị tự động hóa Rockwell. Đồng thời thực hiện việc điều khiển ổn định áp suất thông qua hệ thống ổn định áp suất được xây dựng ở trạm remote I/O. Khi hệ thống xảy ra lỗi phải lập tức thực hiện dự phòng để đảm bảo áp suất được điều chỉnh đến mức mong muốn nhanh chóng nhất đồng thời cảnh báo các hiện tượng lỗi đang xảy ra với các thiết bị (Hình 3.1)
Trang 39 P owe rF le x 700 s Motor PSA-01 IN1 (-) IN1 (+) L1 L2 L3 R S T U V W Motor Brown Blue Black 24V
Trang 40
3.2 Mô hình ổn định áp suất
Biến tần bơm để cấp nước vào trong bể áp suất, áp suất nước trong bể được đọc bằng cảm biến áp suất (PSA – 01) có tầm đo từ 0 đến 100kpa, tín hiệu ra 1-5 Volt DC của cảm biến được hồi tiếp về module analog input được tích hợp trong biến tần để đưa tín hiệu áp suất về CPU. Tín hiệu này được sử dụng là đầu vào của bộ điều khiển để tính toán ra giá trị điều khiển đưa xuống biến tần để ổn định áp suất trong bể.
Trang 41
3.3 Lựa chọn thiết bị 3.3.1 CPU 1756-L71
Là một bộ điều khiển lập trình tiêu chuẩn thuộc lớp controllogix của hãng Rockwell automation.
Hình 3. 4 Controller 1756-L71 Bảng 3. 1 Thông số cơ bản 1756-l71 [9]
Controller tasks Continuous, Periodic, Event 32 tasks
100 chương trình / tasks.
Bộ nhớ 2MB
Trang 42 Kết nối truyền thông có thể EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet, Data Highway
PlusTM, Remote I/O, SynchLinkTM, Third-party process and device networks
Ngôn ngữ chương trình Relay ladder, Structured tex, Function block, SFC Dự phòng CPU Hỗ trợ tất cả các công nghệ dự phòng
3.3.2 Module Controlnet 1756-CNBR
Hình 3. 5 Module1756-CNBR
1756-CNBR là module controlnet có 2 kênh cho phép kết nối mạng controlnet, nhờ vậy module này có chức năng dự phòng đường truyền.
Bảng 3. 2 Thông số cơ bản 1756-CNBR [4]
Tốc độ truyền 5Mbps
Số node tối đa trong một mạng 99 node
Vị trí Bất kỳ slot nào trên 1756 chassis
Trang 43
3.3.3 Module DeviceNet 1756-DNB
Mạng DeviceNet là một mạng lưới cấp thấp, cung cấp kết nối giữa các thiết bị công nghiệp đơn giản (như cảm biến và thiết bị truyền động) và các thiết bị cấp cao hơn (như bộ điều khiển và máy tính).
Hình 3. 6 Module 1756-DNB Bảng 3. 3 Thông số cơ bản 1756-DNB [4]
Thuộc tính 1756 DNB
Tốc độ giao tiếp Devicenet 125 Kps (500m Max) 250 Kps (250m Max) 500 Kps (100m Max)
Số nút mạng 64
Vị trí Bất kỳ slot nào trên 1756 chassis
Cáp kết nối Phải được kết thúc với trở đầu cuối là 120 Ohm, 0.25W
Trang 44