- PROFIBUSDP PROFIBUSPA
4.3.4 Kết nối bus trường (Field Bus) trong hệ thống PCS 7:
Nhu cầu về sự trao đổi dữ liệu giữa cõc thiết bị điều khiển logic khả trỡnh với cõc thiết bị văo/ra phđn tõn cũng như cõc thiết bị trường thụng minh lă rất lớn, hệ thống cõc bus trường đờ lăm giảm thời gian vă độ phức tạp cho cõc kỹ sư hệ thống trong qũ trỡnh lắp đặt, bảo dưỡng vă khắc phục sự cố. Nú rất thuận lợi trong truyền thụng số cũng như mang đến cõc giải phõp cao cho việc đo lường cõc giõ trị, năng lực chuẩn đõn hệ thống, ấn định cõc giõ trị từ xa. Cú cõc bus trường sau:
- Profibus-DP - Profibus-PA - AS-Interface
Hỡnh 4.16 Kết nối hệ thống cõc bus trường trong PCS 7
Nguyễn Kim Ánh & Nguyễn Mạnh Hà - Tự động húa - BKĐN 62 Chương 4. Giới thiệu hệ thống SIMATIC PCS 7
Bạn cú thể lựa chọn bus trường một cõch mềm dẻo tựy theo yớu cầu ứng dụng của bạn. Với Profibus-PA được tạo ra để phục vụ cho những nơi cú mụi trường nguy hiểm (nhiệt độ vă õp suất cao).
Profibus-DP:
Trong hệ thống PCS 7, Profibus-DP được tiớu chuẩn húa để sử dụng cho kết nối tới cõc mụ đun phđn tõn, đú lă mụ đun ET 200M cũng như cõc thiết bị trường. Profibus-DP cho phĩp bạn kết nối tới 32 trạm trớn một đường DP (DP- line), với tốc độ tuyền lớn đến 12 Mbps.
Trong một số PLC S7 300, S7 400 đờ được tớch hợp giao diện Profibus- DP, cõc PLC cũn lại muốn kết nối tới Profibus-DP phải thụng qua cõc mụ đun giao diện CP (vớ dụ như: CP 343-5, CP443-5).
PCS 7 hỗ trợ tối đa tới 9 DP-line trớn bộ điều khiển trung tđm (S7 400). Mụi trường truyền cú thể lă đụi dđy vặn xoắn hoặc lă cõp quang.
Bạn cú thể cấu hỡnh hệ thống redundant cho Profibus-DP thụng qua PLC S7-417H.
Hỡnh 4.17 Kết nối redundant trong Profibus-DP Mụ đun phđn tõn ET 200M:
Núi về hệ thống cõc bus trường khụng thể khụng núi tới vai trũ rất quan trọng trong vấn đề điều khiển thệ thống cõc thiết bị trường thụng qua mụ đun phđn tõn ET 200M.
Trong suốt qũ trỡnh vận hănh, cõc thiết bị ở cấp trường hoặc cõc mụ đun phđn tõn được cung cấp dữ liệu. Chớnh những thiết bị năy đờ lăm giảm đõng kể cõc khối dữ liệu truyền thụng giữa thiết bị trường, mụ đun phđn tõn với cõc bộ điều khiển PLC.
Trong qũ trỡnh cấu hỡnh thiết bị trường, cõc khối được thay thế dễ dăng nhờ văo cõc khối chức năng dănh riớng CFC /FSC chart. Những khối năy được cung cấp bởi thư viện cõc khối thiết bị trường (Field Device Blocks) của PCS 7. Cõc thiết bị trường năy được quản lý bởi phần mềm quản lý thiết bị trường (Process Device Manager software) được tớch hợp cho ES.
Kết nối redundant đối với ET 200M:
Nguyễn Kim Ánh & Nguyễn Mạnh Hà - Tự động húa - BKĐN 63 Chương 4. Giới thiệu hệ thống SIMATIC PCS 7
Trong nhă mõy yớu cầu cấu trỳc dự phũng (redundant) thỡ hệ thống cõc
mụ đun văo/ra phđn tõn ET 200M được sử dụng cho mục đớch năy thụng qua bus
Profibus-DP. Bạn sử dụng mụ đun giao diện IM 153 với năng lực dự phũng ghĩp
nối với ET 200M để thực hiện kết nối tới PLC S7 417H thụng qua 2 đường bus Profibus-DP. Nếu một đường bị lỗi thỡ hệ thống sẽ tự động chuyển mạch sang đường cũn lại (nếu đường năy vẫn cũn nguyớn vẹn) để thay thế.
Profibus-PA:
Profibus-PA lă chuẩn giao thức IEC 1158-2 truyền thụng mở rộng tương thớch với Profibus-DP. Bằng cụng nghệ truyền dẫn đặc biệt nú cú thể lăm việc trong những vựng cú mụi trường nguy hiểm (Siemens quy ước vựng năy lă vựng 1). Với Profibus-PA, bộ phõt vă cơ cấu chấp hănh trong vựng nguy hiểm cú thể truyền thụng với cõc thiết bị điều khiển như PLC ở khoảng cõch xa. Thụng tin vă nguồn cung cấp được truyền đi bằng 2 dđy cõp, thụng thường lă cõp ITP.
Bạn cú thể kết nối tới 30 thiết bị trường đối với vựng khụng nguy hiểm vă 10 thiết bị trường đối với nguồn nguy hiểm trớn một đoạn (segment) bus Profibus-PA.. Tốc độ truyền dữ liệu 31.25 kbps.
Cú hai cõch kết nối Profibus-PA với Profibus-DP:
- DP/PA coupler - DP/PA link
Phương phõp cấu hỡnh với DP/PA Coupler:
DP/PA Coupler khụng cú địa chỉ (cú nghĩa lă bạn khụng cần phải thiết lập địa chỉ cho nú khi cấu hỡnh hệ thống). Mỗi trạm PA được xem lă một DP slave vă do đú nú nhận một địa chỉ trong cấu hỡnh của bus DP. Tốc độ truyền của Profibus-DP phải tương thớch với Profibus-PA.
Phương phõp cấu hỡnh với DP/PA link:
DP/PA link bao gồm mụ đun đầu cuối IM 157 vă một hay nhiều DP/PA coupler. DP/PA link lă một DP slave vă do đú phải cú địa chỉ bus cho nú. Bạn cú thể kết nối tới 5 DP/PA coupler tới một DP/PA link. Do DP/PA link được bổ sung cụng nghệ truyền dẫn decoupling giữa DP vă PA do đú no nđng tốc độ truyền dẫn lớn tới 12 Mbps trớn Profibus-DP.
Kết nối redundant với Profibus-PA:
Hỡnh 4.18 Kết nối giữa DP vă PA thụng qua DP/PA link vă DP/PA Coupler
Nguyễn Kim Ánh & Nguyễn Mạnh Hà - Tự động húa - BKĐN 64 Chương 4. Giới thiệu hệ thống SIMATIC PCS 7
Profibus-PA., trong đú DP/PA link cú năng lực redundant lă được kết nối tới hệ thống Profibus-DP master.
AS-Interface (Actuator/Sensor):
AS-i lă một mạng cho cảm biến vă cơ cấu chấp hănh trong giới hạn cấp trường thấp nhất. Ứng dụng chớnh của bus AS-i lă truyền một lượng nhỏ thụng tin như lă một bộ chuyển mạch. Mỗi AS-i slave cú thể truyền thụng một lượng 4 bit.
Kết nối AS-i với hệ thống PCS 7 theo nguyớn tắc master-slave, cảm biến vă cơ cấu chấp hănh đúng vai trũ như lă cõc slave được điều khiển bởi master. Đối với PCS 7, cõc thănh phần sau đđy được sử dụng để kết nối AS-i:
- AS-Interface CP 342 master cho ET 200M
- DP/AS interface link cho kết nối giữa AS-i với Profibus-DP. Mụ đun xử lý truyền thụng CP 342-2 lă mụ đun master của AS-i.
Hỡnh 4.19 Mụ hỡnh kết nối AS-i master với cảm biến vă cơ cấu ChẤP hănh
Mụ đun CP 342-2 đúng vai trũ lă master của AS-i:
Được sử dụng để kết nối AS-i với mụ đun ET 200M. Truyền thụng năy khụng cần phải cấu hỡnh trong phần mềm cấu hỡnh hệ thống vă dđy nối khụng đũi hỏi phải cố định. Những đặc tớnh năy lăm cho chỳng ta dễ dăng khi thay đổi mụ đun.
Mụ đun CP 342-2 chiếm một slot trớn rack lắp đặt cho mụ đun phđn tõn ET 200M. Chỳng ta cú thể đưa văo tối đa lă 4 mụ đun CP 342-2 văo trong mỗi mụ đun ET 200M.
DP/AS-i Link:
Được sử dụng để kết nối trực tiếp AS-i với Profibus-DP. Trong trường hợp năy bạ cú thể xem AS-i như lă nột subnet của Profibus-DP. Bạn cú thể kết nối tối đa 31 AS-i slave văo bộ DP/AS-Interface link. Chớnh vỡ đặc điểm năy Profibus-DP master cú tới 31 mụ đun slave.
Nguyễn Kim Ánh & Nguyễn Mạnh Hà - Tự động húa - BKĐN 65 Chương 4. Giới thiệu hệ thống SIMATIC PCS 7