Chương I : Tìm hiểu cácthiết bị cơ bản Chương II : Các phương thức truyền thông Chương III: Ghép nối PLC, - Ứng dụng: + Điều khiển phức tạp, tíchhợp hệ thống như DCS, Batch+ Yêu cầu Red
Trang 1Chương I : Tìm hiểu các
thiết bị cơ bản
Chương II : Các phương thức truyền thông
Chương III: Ghép nối PLC,
- Ứng dụng:
+ Điều khiển phức tạp, tíchhợp hệ thống như DCS, Batch+ Yêu cầu Redundant (cấuhình dự phòng sự cố)
+ Số lượng IO lớn, phântán (tối đa 128.000 I/O)+ Sử dụng nhiều loạitruyền thông công nghiệp
1
Trang 21.4.1.Module nguồn 1756- PA75B
• Điện áp đầu vào : 85- 265V AC
• Điện áp vào chuẩn : 120V/ 220 VAC
• Dải tần số đầu vào : 47- 63 Hz
• Dòng vào tối đa : 20 A
• Công suất vào cực đại: 100 VA/100W
• Công suất ra cực đại: 75 W
• Công suất tiêu thụ: 25 W khi nhiệt độ từ 0- 60℃
1.4.2 CPU 1756- L71
- Bộ nhớ trong 2MB
- Khả năng giao tiếp: 128000 IO Digital, 4000 IO
Analog
- Cơ chế giao tiếp: hỏi đáp tuần tự
- Các lựa chọn truyền thông: Ethernet/IP, ControlNet,
DeviceNet, Data Highways Plus, Remote I/O, SynchLink
- Phần mềm lập trình: RSXLogix 5000
- Các ngôn ngữ lập trình: Ladder, Structured Text,
Function Block, SFC
3
Trang 31.4.3 Module Ethernet 1756- EN2T/D
+ Tốc độ truyền thông EtherNet / IP: 10/100 Mbps
+ Kết nối truyền thông logix: 256
+ Kết nối giao tiếp TCP / IP: 128
+ Cổng Ethernet: 1 Ethernet RJ45 Loại 5
+ Công suất tiêu thụ: 3.65 W
+ Cổng USB: USB 1.1, tốc độ tối đa (12 Mb / giây)
+ Giao tiếp nối tiếp USB, cho phép máy tính truy cập
và lập trình bộ điều khiển Logix5000
1.4.4 Module DeviceNet 1756- DNB/C
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 60 ° C (32 140 ° F)+ Tốc độ truyền thông: 125 Kbps với khoảng cáchtối đa 500m, 250 Kbps với khoảng cách tối đa250m, 500 Kbps với khoảng cách tối đa 100 m+ Số node kết nối tối đa: 64
+ Giao diện: Đầu nối 5 chân Phoenix
5
Trang 41.4.5 Module ControlNet 1756-CNBR/E
+ Hiển thị: Kỹ thuật số
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 60 ° C (32 140 ° F)
+ Truyền thông: ControlNet
+ Giao diện: 2 BNC của ControlNet
+ Cổng lập trình cục bộ: 1 RJ45
+ Công suất tiêu thụ: 6.6 W
1.4.6 Module 1756- IB16D/ A
7
Trang 5+ Số đầu vào: 16
+ Công suất tiêu thụ tối đa: 5.8 W
+ Dải điện áp trạng thái ON: 10- 30 V
+ Điện áp vào chuẩn: 24 VDC
+ Dòng trạng thái ON: 10 mA đối với 10
Trang 6Thông số kỹ thuật:
+ Số đầu ra: 16
+ Công suất tiêu thụ tối đa : 3.3 kW
+ Dải điện áp ra: 19.2- 30 VDC
+ Sụt áp lớn nhất trạng thái ON: 1.2 VDC đối
với dòng 2 A
+ Dòng rò lớn nhất trạng thái OFF: 1 mA/ điểm
1.4.8 Module 1756- IA16/ A
11
Trang 7+ Số đầu vào: 16
+ Công suất tiêu thụ cực đại : 5.8 W
+ Dải điện áp trọng thái ON: 74- 132 VAC, tần số 47- 63 Hz
+ Điện áp vào chuẩn: 120 VAC
+ Dòng trạng thái ON: 5 mA đối với 74 VAC, 13 mA đối với
Trang 8+ Số đầu ra: 16
+ Công suất tiêu thụ cực đại: 6.5 W ở 60℃
+ Dải điện áp ra: 74- 265 VAC, tần số 47- 63 Hz
+ Dòng tải tối thiểu: 10 mA/điểm
+ Sụt áp lớn nhất trạng thái ON: 1.5 V đối với
dòng tải 0.5 A; 5.7 V đối với dòng tải < 50 mA
+ Dòng rò lớn nhất trạng thái OFF: 3 mA/ điểm
1.4.10 Module nguồn cấp 1794- PS13
1 Module nguồn cấp PS13
2 Chỉ tiêu
3 Đầu nối đất 120/230 VAC
4 Đầu nối chung L2/N nguồn 120/230 VAC
5 Đầu nối L1 nguồn 120/230 VAC
6 Kết nối nguồn +24 VDC
7 Kết nối nguồn – 24VDC
8 Kết nối Flexbus
15
Trang 91.4.10 Module nguồn cấp 1794- PS13
• Thông số đầu vào:
+ Điện áp nguồn lớn nhất: 120 VAC, 47-63 Hz, 0.6 A
230 VAC, 47- 63 Hz, 0.42A+ Dải điện áp: 85- 265 VAC
• Thông số đầu ra:
+ Điện áp ra: 24 VDC+ Dải điện áp: 20.4- 27.6 VDC+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 1.3 A
1.4.11 Module 1794- IB32
+ Số đầu vào: 32 points
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2VDC
Trang 101.4.12 Module 1794- OB16
+ Nguồn cấp : 24 VDC
+ Số đầu ra : 16
+ Dải dòng điện đầu ra: 20- 65 mA
+ Dải điện áp đầu ra: 10 – 31.2 VDC
+ Công suất tiêu thụ: 5.3 W ở 31.2V
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 – 55 C°
1.4.13 Module ControlNet 1794- IB16D
+ Số đầu vào : 16
+ Nguồn cấp :24VDC
+ Dải điện áp đầu vào : 10- 31.2 VDC
+ Dải dòng điện đầu vào: 56- 78 mA
+ Công suất tiêu thụ : 8.5 W ở 31.2 VDC
19
Trang 111.4.14 Module ControlNet 1794- ACN15
1 Module bộ điều khiển ControlNet
2 Chỉ tiêu
3 Đầu nối BNC cáp mạng ControlNet
4 ControlNet Node lựa chọn công tắc ngón cái
1.4.14 Module Ethernet1794- ACN15
+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 5 Mbps
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131 )℉
21
Trang 121.4.15 Module Ethernet 1794- AENT
+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 10/100 Mbps
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131 ) ℉
+ Đầu nối Ethernet: RJ-45 Cat.5
1.4.16 Module DeviceNet 1794- ADN
+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 125 KB, 250 KB, 500 KB
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131 )℉
+ Cáp DeviceNet: Belden YR 29832
23
Trang 131.2 Biến tần PowerFlex 525
1.2.1 Giới thiệu về biến tần
• Biến tần Powerflex 525 là một seriesnằm trong dòng biến tần 520 củaRockwell, đây là dòng biến tầncomponent thế hệ mới của Allen-Bradley dòng biến tần Powerflex 520
ra đời nhằm đáp ứng nền tảng Logixcủa Rockwell trong những ứng dụngphổ thông đòi hỏi dùng biến tần
1.2.2 Thông số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• Dải công suất :
- PowerFlex 525 AC drives: 0.2 22 kW/0.25 30 Hp in global voltages from
100-600V
- PowerFlex 525 AC drives: 0.4 22 kW/0.5 30 Hp in global voltages from
100-600V
• Đặc điểm nổi bật là chức năng powerfree, có nghĩa là mình có thể upload,
download, flash firmware cho biến tần qua cổng USB, Ethernet
25
Trang 141.2.2 Thông số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• + Tích hợp sẵn Truyền thông RS485, cổng RJ45
• + Tích hợp sẵn Truyền thông Ethernet IP, cổng RJ45
• + PTC input : 1 cổng
• + Digital Input: 7 cổng
• +Tích hợp sẵn Safe Torque-Off, SIL2, PLd, Cat 3
• + Ứng dụng cho tải nặng chịu quá tải 150% trong 60s và 180% trong 3s
• + Tích hợp sẵn cổng RS485 (Modbus RTU)
1.2.2 Thông số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• + Các option hỗ trợ: Dual-port EtherNet/IP, DeviceNet, PROFIBUS- DP
• + Phần mềm lập trình, online: Rslogix 5000, Studio 5000, Connected Component
• Marine (Lloyds), ACS156, REACH, RoHS, KCC
• + Chế đọ điều khiển động cơ: Volts per Hertz • Sensorless Vector Control • Closed
Loop
• Velocity Vector Control • Permanent Magnet Motor Control
27
Trang 151.2.3 Sơ đồ đấu dây của biến tần .
• Ở đây ta để ý luôn có sẵn sợi dây cầu
từ chân số 1 qua 11, nếu tháo sợi dây này ra sẽ khởi động không được, lý do chân 1 cầu qua 11 dùng khi cần dừng khẩn cấp,nối với nút dừng khẩn giữa 2 chân này
1.2.4 Các thao tác cơ bản với biến tần
29
Trang 161.2.5 Cấu hình các thông số cơ bản cho biến tần
1.3 Màn hình HMI Panelview Plus 7 Standard
1.3.1 Giới thiệu về HMI
- HMI là từ viết tắt của
Trang 17* Các ưu điểm của HMI :
• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của
thông tin
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung
thông tin cần thiết
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở
Trang 181.3.3 Các thông số kỹ thuật cơ bản
ổ đĩa flash loại bỏ để lưu trữ Một cổng thiết bị 1.0 tốc độ cao (loại B) hỗ trợ kết nối với máy tính chủ
Cổng Ethernet Một cổng Ethernet 10 / 100Base-T, MDI / MDI-X tự
động có hỗ trợ IEEE1588
85…265V AC, 47…63 Hz Phần mềm hỗ trợ FactoryTalk View Studio for Machine Edition, version
8.0 or later,FactoryTalk ViewPoint, version 2.6 or later
II Các phương thức truyền thông
2.1 Mạng truyền thông trong công nghiệp
INDUSTRIAL COMUNICATION NETWORK
Các hệ thống mạngtruyền thông số
Truyền bit nối tiếp
Để ghép nối các thiết bị
công nghiệp
35
Trang 19* Ưu điểm :
+ Chi phí lắp đặt thấp
+ Ít nhạy với hiện tượng tương tác điện từ
+ Khả năng linh hoạt cao
+ Dễ dàng chuẩn đoán lỗi
+ Dễ dàng thay thế các thiết bị hỏng
* Các mạng công nghiệp thường được sử dụng
+ Truyền thông nối tiếp: RS232, RS422,
Trang 20* So sánh mạng công nghiệp với các hệ thống mạng khác
2.2 Mạng Ethernet
2.2.1 Khái niệm cơ bản
Là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sửdụng rộng rãi nhất hiện nay Thực chất chỉ làmạng cấp dưới Vì vậy có thể sử dụng các giaothức khác nhau ở phía trên ,trong đó TCP/IP làtập giao thức được sử dụng phổ biến nhấtEthernet có xuất xứ là tên gọi một sản phẩm củacông ty Xerox được sử dụng đầu tiền vào năm
1975 để kết nối 100 mạng máy tính với cáp đồngtrục dài 1km tốc độ truyền 2.94 Mbit/s và ápdụng phương pháp truy nhập bus CSMA/CD
39
Trang 21* Đặc tính kỹ thuật:
* Thông số kỹ thuật
41
Trang 222.2.3 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
- Về mặt logic Ethernet có cấu trúc bus
- Về mặt vật lý có thể là đường thẳng hoặc hình sao tùy vào phương tiện truyền dẫn
- 4 loại cap thông thông dụng
43
Trang 232.2.4 Cơ chế giao tiếp
- Trong mạng Ethernet có tính năng mở không kể bộ chia hoặc bộ chuyển mạch thì
tất cả các trạm đều bình đẳng như nhau và có một địa chỉ Ethernet riêng biệt,
thống nhất toàn cầu
- Việc giao tiếp giữa các trạm thông qua các giao thức NetBUI, IPX/SPX, TCP/IP
- Bên cạnh cơ chế giao tiếp tay đôi, Ethernet còn hỗ trợ phương pháp gửi thông báo
đồng loạt( multicast và broadcast)
- Một thông báo multicast gửi tới 1 nhóm các trạm trong khi đó 1 thông báo
broadcast gửi tới tất cả các trạm
- Các loại thông báo này được phân biệt bởi kiểu địa chỉ
2.2.5 Mạng Ethernet/IP
- Ethernet/IP thực chất là gồm 2 phần - EtherNet và IP - ghép lại Phần “EtherNet”
đề cập đến Ethernet thương mại phổ dụng trên thị trường, còn “IP” là viết tắt của
cụm từ ‘Industrial Protocol’ (giao thức công nghiệp)
- Ethernet/IP sử dụng giao thức mở sẵn có, đã được chấp nhận rộng rãi như CIP ->
Có thể gọi Ethernet/IP là hiện thân của CIP trong mạng Ethernet TCP/IP Giao
thức điều khiển truyền dẫn dữ liệu.( Transmission Control Protocol) IP là giao
thức Internet ( Internet Protocol)
- Kiến trúc giao thức của Ethernet/IP dựa trên Ethernet (lớp vật lý-physical, lớp liên
kết dữ liệu-Data Link, lớp vận chuyển-Transport và lớp mạng-Network), phần trên
45
Trang 242.2.5 Mạng EtherNet/IP
Mỗi lớp có mỗi chức năng
riêng và sau khi nó thực hiện
Trang 252.3 Mạng DeviceNet
2.3.1 Giới thiệu chuẩn truyền thông DeviceNet.
DeviceNet là một giao thức truyền thôngcấp ứng dụng thường được sử dụngtrong lĩnh vực tự động hóa được hãngAlLen-Bradley phát triển dựa trên cơ sởcủa CAN(Controller Area NetWorkđược phát triển bởi Intel và Bosch đượcđịnh nghĩa là lớp liên kết dữ liệu gồmhai lớp MAC và LLC)
49
Trang 262.3.1 Giới thiệu chuẩn truyền thông DeviceNet.
• Cấu trúc mạng là đường trục/ nhánh, trong đó chiều dài đường nhánh hạnchế dưới 6m
• Cấu trúc mạng là đường trục/đườngnhánh Ba tốc độ truyền quy định là
125 Kbit/s, 250Kbit/s và 500Kbit/s tương ứng với chiều dài tối đa củađường trục là 500m,250m,100m
2.3.1 Giới thiệu chuẩn truyền thông DeviceNet.
• Mỗi mạng DeviceNet cho phép tối đa
64 trạm Mỗi thành viên trong mộtmạng DeviceNet được đặt một địa chỉtrong khoảng từ 0-63, được gọi làMAC-ID Việc bổ sung hay bỏ đi mộttrạm có thể thực hiện ngay khi mạngcòn nguồn
• Gói dữ liệu: Tối đa 8 byte
• Kỹ thuật bus: Truyền thẳng hoặc rẽnhánh, nguồn và tín hiệu trên cùngmột cáp mạng
• Địa chỉ bus: peer to peer, MultiMasterhoặc Master/Slave
51
Trang 272.3.2 Đặc điểm của mạng DeviceNet
2.3.2.1 Lớp kiến trúc Vật Lý
Lớp vật lý được cách ly về mặt quang học với thiết bị, công suất truyền thông và
năng lượng thiết bị có thể chia sẻ cùng một bus (làm giảm thêm độ phức tạp của
mạng và các thành phần bên trong)
+ DeviceNet hỗ trợ tốc độ dữ liệu 125 kbit / s, 250 kbit / s và 500 kbit / s Tùy
thuộc vào loại cáp được chọn, DeviceNet có thể hỗ trợ liên lạc lên đến 500 mét
(sử dụng cáp tròn, đường kính lớn) Cáp tròn thông thường hỗ trợ lên đến 100
mét, trong khi cáp kiểu phẳng hỗ trợ lên đến 380 mét ở tốc độ 125 kbit / s và 75
mét ở tốc độ 500 kbit / s
2.3.2.1 Lớp kiến trúc vật lý
53
Trang 282.3.2.2 Lớp mạng (Network)
• Truyền thông qua Devicenet dựa vào sự thay đổi tin nhắn (EDS: electronic date sheets)
Một tin nhắn mang dữ liệu có chiều dài trong khoảng từ 0 đến 8 byte Hai loại tin nhắn
được sử dụng để truyền thông qua Devicenet là Explicit Message và I/O message
• Explicit Message (thông báo rõ ràng);là kiểu dữ liệu truyền thông không liên tục theo
thời gian
• Cấu trúc câu lệnh của Explicit Message
• - Destination node Address: Địa chỉ của thiết bị thực hiện lệnh Explicit Message Địa
• chỉ được xác định trong tầm 1 byte hexadecimal
• - Service code, Class ID, Instance ID, Attribute ID: Được sử dụng để xác định câu
• lệnh, đối tượng xử lý và nội dung xử lý
• - Data: Dữ liệu được ghi đến thiết bị
Destination
node
address
Service code
Class ID Instance
ID
Attribute ID
Data
2.3.3.2 Lớp mạng (Network)
• I/O message (thông báo vào ra)
• Là loại dữ liệu I/O xác định
theo thời gian(Time critical),
được chia làm các loại: Polled
I/O Message, Strobe Message,
Cyclicye Message và Chage
Of State Message.
• Trong cơ chế giao tiếp kiểu
chủ/tớ của DeviceNet, khái
niệm “Predefined
Master/Slave Connection Set”
được dùng để chỉ một tập hợp
các mối quan hệ chủ/tớ được
định nghĩa trước với các dịch
vụ tương ứng.
55
Trang 29Ưu-Nhược điểm
2.4 Mạng ControlNet
2.4.1 Giới thiệu về mạng ControlNet
+ Khi một hệ thống điều khiển cao cấp là
phức tạp và cần trao đổi dữ liệu với dung
lượng lớn bao gồm việc upload và download
thiết đặt dữ liệu và truyền tin nhắn
điểm-điểm, tất cả trên một đường dây cáp truyền
thông người ta dung mạng ControlNet
+ Mạng Controlnet cho phép trao đổi dữ liệu
cao hơn những mạng trước
57
Trang 302.4 Mạng ControlNet
Là một mạng truyền thông mở được phát triển
bởi DeviceNet trước đó hay ODVA
ControlNet sử dụng giao thức công nghiệp
chung Đã được thiết kế lại với nhu cầu của
mạng
Sử dụng loại cáp đồng trục RG-6 , sử dụng
được trong các môi trường khắc nhiệt với đầu
nối BNC Khoảng cách tối đa là 1000m
+ Là mạng mặc định cho nền tảng ControlLogix+ Là xương sống cho nhiều DeviceNet phân tán mạng+ Là mạng liên kết ngang hàng
Có thể kết nối nhiều thiết bị khác nhau đến mạng Controlnet bao gồm các thiết bị giao tiếp
điều khiển như HMI, module I/O, tải…
59
Trang 312.4.2 Các đặc tính cơ bản
61
Trang 32Có 2 loại module ControlNet: 1756- CNB và 1756- CNBR.
III Ghép nối PLC, biến tần và HMI sử
dụng EtherNet/ IP
3.1 Giới thiệu các phần mềm sử dụng
3.1.1 Phần mềm RSLinx Class Lite
- RSLinx Classic Lite cung cấp những chức năng tối thiểu cho RSLogix và RSNetwork
- RSLinx Classic Lite không hỗ trợ OPC, DDE hoặc RSLinx Classic C Application Programming Interface ( API )
- RSLinx Classic Lite thường được sử dụng trong những ứng dụng sau đây:
+ Lập trình Lader trong RSLogix + Cấu hình mạng và thiết bị trong RSNetwork+ Cấu hình các modules 1756 – ENET, 1756 – DHRIO, 1757 – SRM + Nâng cấp firmware sử dụng ControlFlash
+ Tìm mạng và chỉnh sửa thông tin thiết bị theo phiên bản firmware
63
Trang 33• Online, truy cập thông tin thời gian thực các thiết bị trên
• Hỗ trợ cấu hình các thiết bị khác như biến tần PowerFlex…
• Một số thông tin khác
• Phiên bản hiện tại (10/2012) của phần mềm Rslogix 5000 là Version 20 Phiên bản
nào thì dùng cho phần cứng có Firmware đấy
65
Trang 353.2 Ghép nối PLC với biến tần
- Cấu hình Drive Ethernet
+ Khởi động phần mềm RSLinx Class Lite -> Ấn chọn Configure Drive
+ Trong phần Available Drive Type chọn Ethernet/ IP Drive
69
Trang 36+ Chọn Add New -> Ok
+ Chọn Card mạng đang kết nối đến Controller
+ Chọn Apply-> Ok và thấy status là Running như hình sau:
71
