Tìm hiểu về mạng truyền thông modbus rtu và profibus của hãng siemen ag

Thiết lập địa chỉ cho các thiết b Master Slave trong m ng Modbus.. Ví dụ, Modbus cho phép các thiết bị trên một hệ thống đo nhiệt độ và độ ẩm được kết nối trên cùng một mạng để truyền kế

Đề tài:

TÌM HI U V M NG TRUY N THÔNG Ể Ề Ạ Ề

MODBUS RTU VÀ PROFIBUS C A HÃNG SIEMEN AG Ủ

Giảng viên hướng d n: ẫ Thy Tạ Văn PhươngSinh viên th c hiự ện: Trn Minh Ki t - 16151039 ệ

TP.Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2019

2

MỤC L C Ụ

I M NG TRUY N THÔNG MODBUS Ạ Ề

1.1 T ng quan v mổ ề ạng truyền thông Modbus……… ……….……4

1.2 Đặc điểm của mạng truy n thề ông Modbus………5

1.3 K t n i các thi t bế ố ế ị trong m ng Modbus ạ ……….…… 12

1.4 Thiết lập địa chỉ cho các thiết b Master Slave trong m ng Modbus ị – ạ ……….…15

1.5 Các ki u ể trao đổ ữi d liệu gi a Master và Slave trong m ng Modbus ữ ạ ……….… …17

1.6 C u trúc khung dấ ữ liệu truyền đi trong mạng Modbus ……….…19 1.7 Các thi t bế ị làm Master và Slave trong mạng Modbus……… ……25

1.8 Ứng d ng mụ ạng Modbus trong điều khiển động cơ… ……….……31

II MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFIBUS 2.1 T ng quan v mổ ề ạng truy n thông Profibus ề ……… …39

2.2 Đặc điểm của mạng truy n thông ề Profibus ……… ……… …40

2.3 K t n i các thi t bế ố ế ị trong m ng Profibus ạ ……….… …47

2.4 Thiết lập địa chỉ cho các thiết b Master Slave trong m ng Profibus ị – ạ ……… 50

2.5 Các ki u ể trao đổ ữi d liệu gi a Master và Slave trong m ng Profibus ữ ạ ……… …54

2.6 C u trúc khung dấ ữ liệu truyền đi trong mạng Profibus.……… 60

2.7 Các thi t bế ị làm Master và Slave trong mạng Profibus……… …62

2.8 Các module tín hiệu đượ ử dụng trong mạng Profibusc s ……… …68

3

2.9 Ứng d ng c a Profibus trong vi c truy n dụ ủ ệ ề ữ liệu giữa Master và Slave……… …73

LỜI CẢM ƠN

Sinh viên th c hiự ện đề tài xin chân thành cảm ơn:

Ban giám hiệu, quý Thầy Cô trong trường và đặc biệt là quý Thầy Cô trong khoa Điện – Điện

Tử và khoa Đào tạo Chất lượng cao Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thu t ậ TP.HCM, đã tận tình chỉ d n, truyẫ ền đạt kiến thức cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho người th c hiự ện trong suốt quá trình h c t p v a qua ọ ậ ừ

Đặc bi t là ệ Thầy Ts Vũ Văn Phong theo sát chúng em ận tình hướ, t ng dẫn, giúp đỡ cũng như tạo những điều ki n thu n lệ ậ ợi để chúng em th c hiự ện hoàn thành đề tài

Các b n sinh viên c a t p thạ ủ ậ ể lớp đã có những giúp đỡ thiết th c, cung cự ấp tài liệu liên quan, cũng như động viên trong quá trình th c hiự ện đề tài

Và xin chân thành g i l i cử ờ ảm ơn sâu sắc đến gia đình và người thân đã hỗ trợ tất cả mọi điều kiện để đề tài hoàn thành tốt đẹp

TP H Chí Minh, n y 14 tháng 12 ồ gà năm 2019 Sinh viên th c hi n ự ệ

Trần Minh Kiệt

4

I MẠNG TRUYỀN THÔNG MODBUS

1.1 T ổng quan v m ng truy n thông Modbus: ề ạ ề

Modbus (Modicon Bus) là một chuẩn truyền thông công nghi p m ệ ở thuộc quy n sề ở h u b i ữ ởTập đoàn Modicon Sau 2004 được chuyển giao cho tập đoàn Schneider Electric SE Modbus cungcấp một ngôn ngữ và môi trường chung cho các thiết và thiết giao tiếp bị bị để với nhau

Ví dụ, Modbus cho phép các thiết bị trên một hệ thống đo nhiệt độ và độ ẩm được kết nối trên cùng một mạng để truyền kết quả đến máy tính giám sát hoặc PLC

Mạng Modbus tuân

thủ theo mô hình Slave –

Master (Ch - t ủ ớ ): bao gồm

1 Master và nhi u Slave, ề trao

đổi d liệu với nhau thông ữ

qua các chuẩn đường truy n ề

vật lý thông dụng hi n nay ệ

như: RS485 hoặc RS232

nhằm thay th cho các chuế ẩn

truyền thông cũ như Analog:

4-20mA , 0-10V , Digital

Hình 1: Tổng quan về Modbus

https://drive.google.com/open?id=1P0M3ojP4lYgleunzPWIpMrK9ZofPI0kF - trang 4, 5

https://en.wikipedia.org/wiki/Modbus - line 1 đến 9

Hình 2: Sơ đồ ứng dụng các chuẩn Modbus khác nhau.

Nhiều chuẩn Modbus mới được phát triển ngày nay dựa trên nền tảng Modbus đời đầu như

- Modbus ASCII (American Standard Code for Information Interchange): là phiên bản lâu đời của Modbus dùng cho các thiết bị truyền dữ liệu định dạng kiểu ASCII (hay hexadecimal) với nhau thông qua Modbus

- Modbus RTU : là phiên bản thông dụng nhất của Modbus.Thiết bị truyền tin, dữ liệu định dạng số nhị phân với nhau thông qua lớp vật lý RS232 hoặc RS485

- Modbus TCP/IP : là phiên bản Ethernet của Modbus, sử dụng đường truyền vật lý của

Ethernet

https://drive.google.com/open?id=1z6Tedx2aRu462j_q38SG36uQaLhHal-B trang 16

6

1.2.2 Đặc điểm ph n cầ ứng

Hình 3 Tổng quan c u trúc k t nấ ế ối phần cứng của m ng ạ Modbus.

Modbus có c ng giao tiổ ếp Gateway để ế ố k t n i hình th c m ng TCP và RTU cứ ạ ủa Modbus đểhình thành nên 1 h sinh thái Modbus hoàn chệ ỉnh

- Các thi t bế ị điều khi n ngang hàng - ể Master (PLC, HMI) có yêu c u k t n i t kho ng cách ầ ế ố ừ ả

+ RS 232 ch cho phép truyỉ ền theo phương thức điểm ( point ) – điểm ( point ) trong khi RS

485 truyền theo phương thức đa điểm Tức là có thể truy n nhiều tín hiệu khác nhau trong ềcùng m t mộ ạng ( max 32 thi t b ) ế ị

+ Tốc độ truyền của RS232 ( 20 Kbits/s ) nhanh nhưng khoảng cách truy n ng n ( max 15m ề ắ) Ngược lại, RS485 ( 10Mbit/s ) có thể truyền đi xa ( max 1200m ) nhưng vớ ốc đội t chậm hơn RS232

7

- Cài đặt và nh n di n thi t b ậ ệ ế ị Modbus Master cho ệ thống h Modbus ở địa chỉ đầu tiên

- Các thiết b sị ẽ trở thành đối tượng khách hàng ở địa ch 1 ỉ

và với tốc độ baud là 19200 baud Cách đơn giản để thay đổi

địa ch c a Slave là s d ng các công t c xoay trên thi t bỉ ủ ử ụ ắ ế ị Ngoài ra, có th s dể ử ụng chương trình FLOWFIX để thay đổi

địa ch Slave và tỉ ốc độ truyền qua k t n i RS232 (có th cế ố ể ần phải khởi động l i thi t bạ ế ị để áp dụng các thay đổi) Địa chỉ Slave và tốc độ truyền cũng có thể được thay đổi bằng cách

sử d ng nút nh n tùy vào có tích h p trên thi t b hay không ụ ấ ợ ế ị

- Kết n i v t lý các ố ậ thiết b vị ới mạng Modbus

- Kiểm tra đường truy n giao ti p giề ế ữa Master và các thiết

bị Slave tham gia

- Sẵn sàng Hình Các bước setup phần cứng và đặt địa chỉ cho thiết bị Master – Slave c a m ng Modbus ủ ạ

https://www.bronkhorst.co.uk/files/downloads/manuals_english/917035manual_modbus_slave_inte

rface.pdf - Trang 6/23 http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1a.pdf - Trang 3/51

8

a) Cấu trúc đường truy n v t lýề ậ RS 232

Hình Quy định trạng thái của tín hiệu truyền trong RS 232

Hình Cấu hình gép n i cáp v t lý ố ậ RS232 vớ i 2 ki u ể không ph n hả ồi và có ph n hả ồi tín hiệu

9 b) C ấu trúc đường truyền vật lý RS 485

Hình Quy định trạng thái của tín hiệu truyền trong RS 485

10

Hình C ấu hình gép n i cáp v t lý ố ậ RS 485 vớ i 2 ki ể k t n i 2 dây u ế ố và kết n i 4 dâyố

https://www.lammertbies.nl/comm/cable/rs-232 https://www.lammertbies.nl/comm/info/rs-232- -

null-modem#part https://support.industry.siemens.com/tf/ww/en/posts/rs485-pin-out-details-of-port-in-cpu-

226/160925/?page=0&pageSize=10 https://drive.google.com/open?id=11kL9HQjyQUR1kML99GX9DydsCfWTId5p trang 101 111 –

(trang c a file PDF nh p ủ ậ ở góc dưới cùng

11

1.2.3 Đặc điểm ph n m m: ầ ề

a) Đặc điể cơ bảm n của khung dữ liệu truyền đi trong Modbus:

Hình 4 Tổng quan c u trúc khung dấ ữ liệu thông báo được truy n trong Modbus.ề

Trong đó các thành phần bao gồm:

- Adress: Địa ch Slave ti p nhỉ ế ận ( 0…247 ) 0 là địa ch gỉ ửi đồng loạt

- Function Code: Mã hàm được quy định từ Master, xác định nội dung yêu c u Master mu n- ầ ốSlave ch p hànhấ Ví d ụ mã 01: đọc d ữ liệu lưu trữ dạng Bit, 03: đọc d ữ liệu t c th i d ng Byte, ứ ờ ạ05: ghi dữ liệu 1 bit vào Slave, 15: ghi dữ liệu nhi u bit vào Slave ề

- Data: Dữ liệu chính trao đổi gi a Master và Slave ữ

+ Đọc dữ liệu:

Master: 2 byte địa chỉ dữ liệu 2 byte độ dài dữ liệu -

+ Ghi dữ liệu:

- CRC: Thông tin kiểm tra lỗi của hàm truyền

https://drive.google.com/open?id=1z6Tedx2aRu462j_q38SG36uQaLhHal-B trang 5

12

1.3 K ết nối các thi t bế ị trong mạng Modbus:

a) RS-485 Wiring field trong giao ti p m ng Modbus: ế ạ

- RS485 k t n i các thi t bế ố ế ị thông qua đường dây đơn trực ti p n i dây vào chân giao ti p RS - ế ố ế

13

b) Kết n i point ố – to – point cơ bả giữn a Master và Slave :

Hình Kết n i kiố ểu đối đầu cơ bản gi ửa 2 thi t b ế ị là Master và Slave thông qua

RS485 Modbus RTU

c) Ví d cụ ụ thể ề môi trường kết nối các thiết bị trong mạng Modbus: v

Ứng dụng Modbus trong mô hình PLC Siemen

S7-1200 điều khi n thi t bể ế ị quạt:

Trong mô hình s d ng giao th c k t n i Modbus ử ụ ứ ế ố

RTU ( có liên k t v t lý chuế ậ ẩn RS 485 ) để giao

tiếp giữa

- Master: Simatic Siemen PLC S7 1214 +

Module CB 1241 RS485 và màn hình

Simatic HMI Basic Panel KTP900

- Slave: Ebm papst Drive + Ebm papst – –

fan

14

Các thi t bế ị Master điều khi n ểđược kết nối với nhau thông kiểu giao ti p m ng ế ạ Modbus TCP,

thuận l i cho giao ti p t xa, tín ợ ế ừhiệu phức t p ạ

Master k t n i v i Slave thông qua ế ố ớkiểu giao ti p tín hi u sế ệ ố Modbus RTU, tín hi u m nh m - tránh ệ ạ ẽnhiễu, đáp ứng nhanh chóng

Sau khi đã phân tích thành phần có trong một hệ thống giao tiếp thông qua Modbus Sơ đồ ố n i dây chi ti t cho thi t bế ế ị được hi n thể ị như sau:

1.4 Thiết lập địa ch ỉ cho các thi t bế ị Master – Slave trong m ng Modbus:ạ

Khi Master trong Modbus g i môt d i thông tin cho ở ả Slave ủa nó Thông tin đầu tiên t t nhiên c ấ

sẽ là địa chỉ của Slave mà nó mu n yêu cố ầu đáp ứng Địa chỉ này đứng đầu trong dải tin nhắn và chiếm dung lượng 1byte ( 8bit )

Theo tính ch t cấ ủa Modbus thì các địa ch h p l n m trong kho ng tỉ ợ ệ ằ ả ừ 0…247 Các giá tr ị

“1 247” được gán cho các thi t b Modbus slave c ế ị ụ thể và “0” được dùng như địa ch thông cáo toàn ỉ

bộ và gửi cho tấ ảt c Slave Khi Slave ử g i ph n h i cả ồ ủa nó, nó đặt địa chỉ của chính nó vào trường địa chỉ này của tin nh n ph n hắ ả ồi để cho Master biết biết Slave nào đang phản hồi

Hình Thông tin địa chỉ Slave trong gói dữ liệu truyền đi từ Master

Trong m t thi t b giao ti p Modbus, các thanh ghi giộ ế ị ế ữ, đầu vào và đầu ra đượ gán địc a chỉ như sau.Địa chỉ dữ liệu trong tin nhắn Modbus:

Tất cả các địa ch dỉ ữ liệu trong tin nhắn Modbus được tham chiếu đến 0.Ví d : ụ

- Cuộn dây được gọi là ‘cuộn 1, trong bộ điều khi n khể ả trình được g i là cu n 0000 trong ọ ộtrường địa chỉ dữ liệu của tin nhắn Modbus

- Cuộn 127 thập phân được đánh địa ch là cu n 007E hex (126 th p phân) ỉ ộ ậ

- Thanh ghi giữ 40001 được đánh địa chỉ là thanh ghi 0000 trong trường địa ch dỉ ữ liệu c a tin ủnhắn Trường mã chức năng đã chỉ định một hoạt động đăng ký giữ ’giữ Do đó, tham chiếu

‘4XXXX là ẩn Thanh ghi giữ 40108 được ghi địa ch là thanh ghi 006B hex (107 th p phân) ỉ ậ

+ 30001 39999 là các thanh ghi ngõ vào – :

+ 40001 - 49999: là các thanh ghi holding

- Địa ch trong thi t bỉ ế ị Modbus Slave:

+ 00001 00128: ngõ ra riêng bi– ệt tương ứng từ Q 0.0 - Q 15.7

+ 10001 10128: ngõ ra riêng bi– ệt tương ứng từ I 0.0 I 15.7 –

+ 30001 30032: – thanh ghi ngõ vào tương tự tương ứng từ AIW 0 - AIW 62

+ 40001 - 04XXXX: thanh ghi holding tương ứng vùng nh V ớ

https://www.lammertbies.nl/comm/info/modbus https://support.industry.siemens.com/tf//ww/en/postattachments/downloadfile/?attachmentId=293

trang 28/121 ( trang của định d ng pdf ) ạ

17

1.5 Các ki ểu trao đổ ữ liệu gi a Master và Slave trong m ng Modbus i d ữ ạ

có th k t n i thành c m ng ể ế ố ả ạ Point to Point Multidrop– – và Gởi đi bằng các tin nhắn

Đặc điểm truyền tin: Yêu c ầu – Đáp ứng ( Request – Response ) c a Master – Slave ủ

- Master s g i cho ẽ ở Slave yêu cầu đầu tiên ( Initiate request) là 1 tin nh n có c u trúc khung ắ ấ

dữ liệu đầy đủ vào bộ nh VB chớ ỉ định của Slave

- Slave sẽ đọ ệnh được l c Master chuy n vào vùng nh , phân tích và th c hi n yêu cể ớ ự ệ ầu đã đưa

ra, sau đó phản hồi trạng thái, thông tin hoạt động về trong vùng nh c a ớ ủ Master.

- Master nhận ph n h i và ti p tả ồ ế ục xử lý, g i yêu c u cho ở ầ Slave đáp ứng

18

Một m ng Modbus có duy nhạ ất một Master, cho phép k t n i và ra l nh ế ố ệ 247 thi t b (Slave)ế ịkhác nhau.Thông qua hình th c giao ti p ứ ế Request – Response, có 2 chế độ giao ti p ế Request –

Response giữa Master và Slave:

- Chế độ Unicast: Master s g i yêu cẽ ử ầu đến m t thi t bộ ế ị Slave cụ thể trong 247 thiết bị và đợi

thời gian xác định để nhận phản hồi.Hay còn gọi là giao tiếp 2 chiều

- Chế độ Broadcast: Master s gẽ ửi yêu cầu đến địa chỉ "0", có nghĩa là dữ liệu s là dẽ ữ liệu chung dành cho t t c các thi t b Slave trong mấ ả ế ị ạng.Vì đây là giao tiếp 1 chi u cho nên không ề

có ph n h i t các thi t b Slave ả ồ ừ ế ị

https://realpars.com/modbus/

19

https://drive.google.com/open?id=1z6Tedx2aRu462j_q38SG36uQaLhHal-B trang 3,4 http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1a.pdf - Trang 4/51

1.6 Cấu trúc khung dữ liệu truyền đi trong mạng Modbus

1.6.1 Format cơ bản khung dữ liệu truyền nh n gi a các thi t b trong mậ ữ ế ị ạng Modbus bao g ồm:

Khung dữ liệu được chia ra làm 2 l p dớ ữ liệu: L p ngoài ớ ADU ( Đơn vị ữ liệ d u c a lủ ớp ứng d ng ) ụ

và l p trongớ PDU ( Đơn vị ữ liệ d u c a l p giao th c ).M i thành ph n có các y u tủ ớ ứ ỗ ầ ế ố sau:

Hình C u trúc dấ ữ liệu CƠ BẢN của Modbus Frame và kích c các thành ph n c a chúng ỡ ầ ủ

Hình C u trúc dấ ữ liệu ĐẦY ĐỦ ủa Modbus Frame và kích c các thành ph n c a chúng c ỡ ầ ủ

http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1a.pdf trang 4/51 https://drive.google.com/open?id=1xN-LLHQ2wrvsCDwVHwU6EDOlXDgfx9wJ 9/80 https://camatsystem.com/wp-content/uploads/2015/12/Modbus-manual-TD80.pdf trang 5/34 https://drive.google.com/open?id=1MSXHnD3YYDtcYnJI3MwTY7ikUDoSYn4C

trang 18/121

20

- Slave Address ( Địa chỉ thiết b Slave ) ị phần 1.4

- Function Code ( Mã hàm chức năng )

Khi Master muốn s d ng mử ụ ột Function Code để điều khi n ể Slave.Nó s nh n di n mã hàm ẽ ậ ệ

và đọc hoặc ghi làm thay đổi giá trị hoặc phản hồi trạng thái các thành ph n (ngõ ra, ngõ vào, thanh ầghi) dưới đây về cho Master tùy theo hàm chức năng

Hình Ví d vụ ề tác động của Function Code đến Slave http://www.modbus.org/docs/Modbus_Application_Protocol_V1_1a.pdf trang 6, 7, 8/51

21

Hình M t s Function Code (Hàm chộ ố ức năng) thông dụng

Ví dụ: S d ng FC 01 ( Read ử ụ Output Digital Bit ) để đọc tr ng thái 8 bit ngõ ra c a thi t b Slave có ạ ủ ế ị

địa ch 02ỉ

Có th ể thấy trong c u trúc tin nh n yêu cấ ắ ầu được gởi đi: Starting Address 00 là địa chỉ bắt đầu

đọc giá tr và Number DOs 07 là số a ch đọc ( đọc 7 địa ch DO bị đị ỉ ỉ ắt đầu từ 00 ) trong 16 DO ( 0 –

- Hệ thống mã hóa: nh phân 8 bit, th p l c phân 0-9, A-F Hai th p l c phân các ký tị ậ ụ ậ ụ ự chứa trong mỗi trường 8 bit c a tin nh n ủ ắ

- Bit / Byte: 1 bit bắt đầu,

- 8 bit dữ liệu, bit quan tr ng nhọ ất được gửi trước

- 1 bit ch n l cho ch n l / ch n l ; không có bit ch n lẵ ẻ ẵ ẻ ẵ ẻ ẵ ẻ

- 1 bit stop n u s d ng ch n l ; 2 bit stop n u không có ch n l ế ử ụ ẵ ẻ ế ẵ ẻ

- Trường ki m tra l i: Ki m tra d phòng chu kể ỗ ể ự ỳ (CRC)Vai trò c a các thành ph n ủ ầ Data

https://drive.google.com/open?id=1P0M3ojP4lYgleunzPWIpMrK9ZofPI0kF

trang 9, 10 https://www.honeywellprocess.com/library/support/Public/Documents/51-52-25-66.pdf

trang 8, 19 / 76

23

1.6.2 Frame trong đặc điểm truy n tin Request Response: ề –

Yêu c ầu: Function code trong tin nh n yêu c u g i cho ắ ầ ở Slave được đánh địa chỉ nội dung

hành động để đáp ứng Các byte dữ liệu ch a thông tin b sung màứ ổ Slave ẽ ần để đáp ứng yêu c s c ầu

Ví d , mã chụ ức năng 03 sẽ truy vấn Slave để đọc các thanh ghi gi và ph n h i giá tr , tr ng ữ ả ồ ị ạ

thái hoạt động Data Frame ph i ch a thông tin cho ả ứ Slave nh n bi t thanh ghi nào là bậ ế ắt đầu và có bao nhiêu thanh ghi để đọc CRC cung cấp một phương thức cho Slave xác nh n tính toàn v n cậ ẹ ủa nội dung thư

Cấu trúc dữ liệu c a tin nhủ ắn Yêu C u ( Request )ầ từ Master:

- Slave Address: Giá tr ị8 bit đại di n cho nô l ệ ệ đang được x ử lý (1 đến 247), 0 được dành riêng cho địa chỉ quảng bá Các sản phẩm SPR và Integra không hỗ trợ địa ch qu ng bá ỉ ả

- Function code: Giá tr 8 bit cho nô l ị ệ được đánh địa chỉ hành động nào s ẽ được th c hi n (3, ự ệ

4, ho c 16 có hi u l c trong Integra) ặ ệ ự

- Start Address (Hi): Tám bit trên cùng (quan tr ng nh t) c a mọ ấ ủ ột số 16 bit ch ỉđịnh địa ch bỉ ắt

đầu của d liệu được yêu cầu ữ

- Start Address (Lo): Tám bit dưới cùng (không quan tr ng) c a mọ ủ ột số 16 bit ch ỉđịnh địa chỉ bắt đầu của dữ liệu được yêu c u Trang 8 c a 35 ầ ủ Hướng d n RS485 07/02 Rev 6 ẫ

- Number of Point (Hi): Tám bit trên cùng (quan tr ng nh t) c a m t s 16 bit chọ ấ ủ ộ ố ỉ định s ốlượng thanh ghi được yêu cầu

24

- Number of Point (Lo): Tám bit dưới cùng (không quan trọng) của một số 16 bit chỉ định số

lượng thanh ghi được yêu cầu

- Error Check (Lo): Tám bit dưới (không quan trọng) của một số 16 bit đại diện giá trị CRC

- Error Check (Hi): Tám bit trên (quan tr ng nh t) c a m t sọ ấ ủ ộ ố 16 bit đại di n cho CRC ệ

Phản hồi: Nếu Slave phản hồi thông thường, Function Code trong phản h là tín hiồi ệu dội của Function code trong tin nhắn Yêu Cầu Các byte dữ liệu ch a dứ ữ liệu được thu th p bậ ởi Slave,

chẳng hạn như giá trị thanh ghi hoặc trạng thái hoạt động I/O

Nếu x y ra l i, Fả ỗ unction Code được sửa đổi để chỉ ra r ng ph n h i là ph n hằ ả ồ ả ồi lỗi và các byte

dữ liệu ch a mã mô t lứ ả ỗi CRC cho phép Master xác nh n r ng nậ ằ ội dung thư là hợ ệp l

Cấu trúc dữ liệu c a tin nhủ ắn Phản h i ( Response )ồ từ Slave:

- Slave Address: Giá trị 8 bit đại diện cho địa ch c a nô l , v a tr l ỉ ủ ệ ừ ả ời

- Function Code: Giá tr 8 bit, khi m t b n sao c a mã chị ộ ả ủ ức năng trong truy vấn, chỉ ra rằng nô

lệ đã nhận ra truy vấn và đã trả lời (Xem thêm Phản hồi ngoại lệ)

- Byte Count: Giá tr 8 bit cho bi t s byte dị ế ố ữ liệu có trong ph n h i này ả ồ

- Data (Hi): Tám bit trên (quan tr ng nh t) c a sọ ấ ủ ố 16 bit đại diện cho (các) thanh ghi được yêu cầu trong tin nh n Yêu c u ắ ầ

- Data (Lo): Tám bit dưới (không quan tr ng) c a m t sọ ủ ộ ố 16 bit đại di n cho (các) thanh ghi ệđược yêu cầu trong tin nhắn Yêu cầu

- Error Check (Lo): Tám bit dưới (không quan trọng) c a m t sủ ộ ố 16 bit đại di n cho giá tr ệ ịCRC

- Error Check (Hi): Tám bit trên (quan tr ng nh t) c a m t sọ ấ ủ ộ ố 16 bit đại di n cho CRC ệ

http://www.cromptonusa.com/RS485_GUIDE.pdf 7, 8 /35 https://drive.google.com/open?id=1MSXHnD3YYDtcYnJI3MwTY7ikUDoSYn4C

trang 14/121 https://drive.google.com/open?id=11kL9HQjyQUR1kML99GX9DydsCfWTId5p trang 199/271

25

1.7 Các thi t bế ị làm Master và Slave trong Modbus:

1.7.1 Các thi t bế ị Master ( Có th làm Slave ) ể

-polling-based-on-ascii-driver-protocol?dti=0&lc=en-PK

28

4- Siemen S7 1500 + Module RS485 CM – PtP HF

Hình Siemen S7 – 1500 CPU 1515 2PN– và Module RS 485 CM PtP HF giao ti p truy n thông ế ề

Modbus

Hình Siemen S7 – 1500 CPU 1515 2PN– làm Master giao ti p vế ới Slave ET 200SP ằ b ng Module

CM PtP HF giao ti p truy n thông Modbus thông qua ế ề RS 485

https://drive.google.com/open?id=1o0FakvHd7-R4L2ID29Pz5rHY_YcXnhA8

trang 5/42 https://support.industry.siemens.com/cs/pd/578296?pdti=pi&dl=en&lc=en-PK

2- Module SIMOCODE PRO VM R

SIMOCODE PRO VM là module t m soát trầ ạng thái động cơ, cơ cấu chấp hành thông qua MODBUS và ph n h i tín hi u v cho Master ả ồ ệ ề

30

3- Siemen V20 INVERTER:

communication-with-a-simatic- -1200-1500-via-modbus-rtu?dti=0&lc=en-s7 PL https://support.industry.siemens.com/cs/pd/259215?pdti=pi&dl=en&lc=en-PK

31

1.8 Ứng dụng của Modbus trong việc điều khi ển Động cơ:

Các thi t b tham gia: ế ị

- PLC S7 1200 CPU 1214 DC/DC/DC + Module CB 1241

- Biến t n Siemen V20 ầ

- Động cơ 3 Pha

32

Sơ đồ kết nối dây 3 thiết bị:

33

Ứng dụng chương trình TIA PORTAL V15 chuyên dụng cho dòng PLC Siemen để viết chương trình có nội dung như sau:

- Khởi động/dừng ( Slave trong MODBUS có địa chỉ là 03 )

- Điều khi n tể ốc độ , đảo chi u ề động cơ Đọ ốc độ động cơ RPMc t

1- Khai báo ph n cầ ứng của Module RS485 để giao p Modbus tiế

Hình Khai báo module CM 1241 (RS485 Communication) cho CPU-1214

Hình Các thông s cố ần lưu ý hoặc điều ch nh v i thông sỉ ớ ố thật

34

Hình Các thông s Setup cho bi n t n khi giao ti p Modbus ố ế ầ ế

35

2- Chương trình điều khiển:

Khởi t o kh i chạ ố ức năng Data_Block_1 (DB1) Dùng để ạo và cài đặ t t ki u dể ữ liệu cho các biến được sử dụng để điều khiển thiết bị Slave

Hình Các bi n dế ữ liệu c n thi t trong ng dầ ế ứ ụng điều khi n bi n t n ể ế ầHai hàm chức năng chính để truyền thông Modbus cho Master PLC S7-1200:

a) Hàm MB_COMMLOAD_DB

Chức năng: Lệnh MB_COMM_LOAD định danh cấu hình cổng Point – to – Point cho truy n ềthông giao th c Modbus Có th cứ ể ài đặ ối đa ba Modulet t CM (RS485 ho c RS232), c ng thêm mặ ộ ột module CB (R4845)

Thực hiện: Nhập thông s cho hàm chố ức năng

- REQ : Chân (enable) cho phép hàm th c hi n chự ệ ức năng yêu cầu Master truy n d ề ữ

liệu.Dùng tiếp điểm thường đóng để ngay từ đầu khi chương trình khả dụng trên PLC Master s l p tẽ ậ ức trao đổ ữ liệi d u cho Slave và sau đó ngắ ếp điểm vì đặc điểt ti m của chân này ch c n kích 1 l n trong 1 chu k làm vi c ỉ ầ ầ ỳ ệ

- MB_DB : Gán địa chỉ của hàm chức năm MB_MASTER_DB ( đang được dùng để thực

hiện trao đổi dũ liệu ) Cụ thể ở đây là DB2

- Ý nghĩa là xác định hàm MB_COMMLOAD_DB (DB3) sẽ thực hiện chức năng yêu cầu truyền

37

- REQ : Chân cho phép th c hi n hàm vự ệ ới đặc điểm ch c n kích m t l n ỉ ầ ộ ầ

- MB_ADDR : giống với thông s cố ủa hàm kh i tạo Port.Slave đang giao tiếở p dữ liệu có địa

chỉ là 3

- MODE : là chân có chức năng phân biệt một chức năng khác của hàm MB_MASTER_DB là Ghi (Write) giá tr = 1 hay ị Đọc (Read) giá tr = 0 ị tùy theo đặc điểm của địa ch thanh ghi ỉModbus trên SLAVE cho phép nó thực hiện 1 hành động hay c 2ả

- DATA_ADDR : là chân nhập địa ch thanh ghi ho c chân I/O chỉ ặ ức năng của SLAVE.Đối với biến tần V20 thì địa chỉ thanh ghi Modbus 40006 là lo i dạ ữ liệu BOOL ( 0 1 ) có ch– ức năng khởi động biến tần như Hình a

38

MB_MASTER_DB th c hi n chự ệ ức năng xuất giá tr ra thanh ghi Modbus 40003 ị – đặt Setpoint cho t n sầ ố đầu vào c a bi n t n có giá tr 0 ủ ế ầ ị – 100% tương ứng 0 50 Hz (60Hz) –

MB_MASTER_DB th c hi n chự ệ ức năng xuất giá trị ra thanh ghi Modbus 40011 và 40012 –

đặt giá tr thời gian khởi động đến khi = setpoint và th i gian ngị ờ ừng cho đến khi ngừng hẳn có khoảng giá tr n m t 0 650 giây (s) ị ằ ừ –