THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIAO DIỆN VẬN HÀNH DÙNG PLC
3.2.4. Mạng truyền thông
a, Control Network
Control Network là một mạng IP cục bộ cho cả dữ liệu thời gian thực lẫn truyền thông hệ thông hệ thống chung giữa các máy tính công nghiệp. Nó có thể thay đổi được, từ một mạng rất nhỏ với một vài nút đến một mạng lớn bao gồm một số lượng các vùng mạng (Network Area) với hàng trăm nút. . Thời gian của các phản hồi có thể biết trước. Thiết bị của mạng điều khiển và Server được kết nối qua mạng Control Network. Các thiết bị như: các Controller, robots, variable, speed drives… Mạng có thể sử dụng các mối liên kết hỗn hợp và khác nhau như Fast Ethernet và PPP. Nó cung cấp cho sự dự phòng đầy đủ để mạng đạt được tính sẵn sàng cao. Bộ điều kiển AC 800M phải luôn luôn được kết nối đến Control Network qua một cáp STP (Shielded Twisted Pair-cáp xoắn kép). Sự kết nối AC 800M / Control Network cần được chuyển đổi trên một cáp Fiber Optic (FO – cáp quang). Điều này đạt được nhờ thiết đặt một Switch / Hub có cả hai cổng quang và điện như hình vẽ bên.
Chương 3: Thiết kế và xây dựng chương trình điều khiển, giao diện vận hành dùng PLC
b, Các hệ thống vào/ra và Mạng cấp trường (I/O Remote and Fieldbus)
Các tủ phân tán RPC (Remote Periphery Center) chứa các module phân tán S800- I/O, tủ điều khiển động cơ trung tâm MCC (Motor Control Center) chứa các bộ biến tần, các tủ máy cắt… được lắp đặt tại các phòng điện của khu vực sản xuất. Số I/O phù hợp từng cụm thiết bị, ngoài ra còn có 20% dự phòng. Tất cả đều đưa về các CPU AC800M thông qua tuyến cáp quang theo chuẩn Profibus DP.
Ở đây có nhiều phương pháp kết nối hệ thống I/O đến bộ điều khiển AC 800M:
S100 I/O qua CI856.
Các đơn vị S800 I/O qua ModuleBus.
Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A và CI840, PROFIBUS DP-V0 và DP- V1. Sự hỗ trợ cho cấu trúc dự phòng trên tất cả các mức.
Các đơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A và CI830, chỉ PROFIBUS DP-V0.
S800 I/O qua CI851 và CI830, chỉ PROFIBUS DP-V0.
Các đơn vị S900 I/O có thể được kết nối tới PROFIBUS DP-V1.
Các ABB Drive có thể được kết nối tới ModuleBus qua CI851 và CI830, hoặc qua CI851 và CI830. Một vài thiết bị Drive có thể được kết nối trực tiếp tới
PROFIBUS. • ModuleBus :
Hình 3.9: Sự kết nối Optical ModuleBus trong cấu trúc CPU dự phòng ModuleBus trong AC 800M gồm một đơn vị điện và một quang:
Chương 3: Thiết kế và xây dựng chương trình điều khiển, giao diện vận hành dùng PLC
Electrial ModuleBus (hình vẽ dưới) bao gồm một bó (cluster) cùng một lượng cực đại của 12 đơn vị S800 I/O được kết nối.
Optcial ModuleBus gồm 7 bó (cluster) cùng một lượng cực đại 7 x 12 = 84 đơn vị S800 I/O được kết nối.
Chú ý Electrical ModuleBus có thể chỉ được sử dụng cho sự kết nối S800 I/O khi AC 800M đang chạy trong cấu hình CPU đơn.
• ProfiBus
Hình 3.10: Kết nối bộ điều khiển AC 800M với S800 I/O qua Profibus
Một đoạn PROFIBUS DP có khả năng cung cấp lên tới 32 nút, có thể kết nối trực tiếp tới một đơn vị giao tiếp PROFIBUS DP-V0 kiểu CI851 / TP851 hoặc một đơn vị PROFIBUS DP-V1 kiểu CI854/CI854A/CI854. PROFIBUS PA có thể được kết nối tới PRFFIBUS DP/DP-V1 qua thiết bị liên kết LD 800P. Nó có thể kết nối các hệ thống sau tới PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1:
S800 I/O và / hoặc S800L I/O qua FCI.
S900 I/O qua FCI CI920.
S200 I/O and / hoặc S200L I/O qua FieldBus Adapter 200-APB12. Giới hạn đặt cho PRFFIBUS DP –V1.
Các hệ thống I/O khác có thể cũng được kết nối tới PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1.
Chương 3: Thiết kế và xây dựng chương trình điều khiển, giao diện vận hành dùng PLC
PROFIBUS PA, có tốc độ truyền 31.25 kbit/s. Dùng trong các ứng dụng đòi hỏi độ an toàn
Fieldbus Barrier FB 900-Series bảo vệ fieldbus khỏi lỗi các thiết bị trường
PROFIBUS PA liên kết với mạng PROFIBUS DP qua PROFIBUS Power Hub có thể cung cấp các thông tin chẩn đoán và trạng thái của mạng cũng như các thiết bị trong mạng PA
• FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE)
FOUNDATION Fieldbus là một nghi thức giao tiếp bus trường (fieldbus protocol) dựa trên nền tảng tiêu chuẩn quốc tế và được thiết kế cho các ứng dụng trong công nghiệp sản xuất, sự tự động hóa quá trình (process automation) và sự tự động hóa các tòa nhà. Những nguyên tắc chỉ đạo cho tiêu chuẩn Fieldbus là dựa trên Fieldbus Foundation. FF định nghĩa hai mặt truyền thông, H1 và HSE. H1 cho phép một tốc độ truyền tin 31.25 Kbit/s. Nó thì tốt nhất để sử dụng cho truyền thông trực tiếp giữa các thiết bị trường trong một mối liên kết (mối liên kết H1). Trước hết HSE như một xương sống cho mối liên kết giữa các đoạn H1. Tiêu biểu cho tốc độ truyền 10 Mbit/s hoặc 100 Mbit/s. FOUNDATION Fieledbus được liên kết tới AC 800M qua bus HSE hiệu suất cao sử dụng FF liên kết các thiết bị. Các đoạn H1 thì được tái tạo trên đoạn HSE bởi việc sử dụng tái tạo HSE có thể định hình truyền thông tuần hoàn giữa các thiết bị trường trên các đoạn H1 khác nhau và các thiết bị trên đoạn HSE. FOUNDATION Fieldbus HSE, mạng H1 và những thiết bị được định hình cùng Fieldbus Builder,
FOUNDATION Fieldbus. Hệ thống con FF giao tiếp trên bộ điều khiển IEC 61131 (AC 800M) sử dụng một FF HSE unit CI860 trên AC 800M