THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC TRẠM BƠM CẤP NƯỚC NHÀ A1,A2,A6 VÀ A9 UTC

NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO Nội dung chính của bài báo cáo là xây dựng được quy trình thiết kế, lập trình, điều khiển và giám sát với mô hình thực hành dùng mạng truyền thông Profinet Mô hìn

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

THIẾT KẾ MÔN HỌC HỌC PHẦN: Mạng truyền thông công nghiệp-1-1-22(N01)

Lớp học phần: TKMH Mạng truyền thông công nghiệp-1-1-22(N01)

Ngày thi: 29/11/2022 Ca thi: 1

Trang 2

MỤC LỤC

1 NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO 2

2 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ, MODULE CHO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ 2

2.1 PLC S7-1200 2

2.2 HMI 3

2.3 Phần mềm lập trình TIA Portal 3

2.4 Bộ chuyển mạch Switch 3

2.5 Máy bơm 4

3 CẤU HÌNH HỆ THỐNG MẠNG 4

4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 7

4.1 PLC Master 8

4.1.1 Khai báo biến 8

4.1.2 Truyền thông Profinet giữa PLC Master với PLC Slave 1 8

4.2 PLC Slave 15

4.2.1 PLC Slave 1 15

4.3 Giao diện HMI 17

Trang 3

ĐỀ TÀI : THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC TRẠM BƠM CẤP NƯỚC NHÀ A1,A2,A6 VÀ A9 UTC

1 NỘI DUNG BÀI BÁO CÁO

Nội dung chính của bài báo cáo là xây dựng được quy trình thiết kế, lập trình,

điều khiển và giám sát với mô hình thực hành dùng mạng truyền thông Profinet

Mô hình thực hành này là mô tả một minh họa về việc tạo ra mạng truyền công nghiệp, bao gồm 5 PLC trong đó gồm 1 PLC Master và 4 PLC Slave,1 HMI ,4 máy bơm (Động cơ không đồng bộ)

2 TÍNH CHỌN CÁC THIẾT BỊ, MODULE CHO ĐỀ TÀI THIẾT KẾ Các thiết bị và phần mềm được sử dụng để tạo ra mạng công nghiệp được trình

bày là từ hãng SIEMENS Các thiết bị được sử dụng cụ thể là 5 PLC S7-1200, 1 HMI, 4 động cơ không đồng bộ 3 pha công suất 0,75kW, 1 Switch chuyển mạch

và phần mềm TIA Portal

Vị trí PLC Simatic

S7-1200

Máy bơm Cảm biến

2.1 PLC S7-1200

Ta sử dụng 5 PLC SIEMENS Simatic S7-1200 với CPU 1211C AC/DC/RLY ONBOARD I/O: 6 DI 24V DC; 4 DO RELAY 2A; 2 AI 0 – 10V DC, POWER SUPPLY: AC 85 – 264 (VAC); AT: 47 – 63 HZ, PROGRAM/DATA

MEMORY: 50 KB (6ES7211-1BE40-0XB0) PLC này có một card mạng với đầu nối RJ-45 cho PROFINET giao tiếp PLC thông qua cổng này

Trang 4

2.2 HMI

Trong trường hợp này, ta sử dụng bảng điều khiển HMI SIEMENS KTP400 Bassic.Với nhiều tính năng nổi bật như: tích hợp trong TIA Portal, truyền thông với nhiều loại PLC khác nhau, có tám phím chức năng,….Đầy đủ những chức năng cơ bản để thực hiện dự án này Ngoài ra bảng điều khiển bao gồm cổng USB và RJ-45

2.3 Phần mềm lập trình TIA Portal

TIA Portal V16 là phần mềm được sử dụng cho cấu hình mạng Nó là một phần mềm kỹ thuật nhỏ gọn giúp giảm thiểu thời gian của cấu hình Phần mềm TIA Portal được tích hợp đầu tiên vào lập trình PLC S7-1200 với điều khiển giám sát qua HMI Phần mềm TIA Portal còn được tích hợp điều khiển giám sát qua WinCC để lập trình các bảng HMI lập trình PLC S7 hỗ trợ lập trình IEC các ngôn ngữ như LAD, FBD và SCL

2.4 Bộ chuyển mạch Switch

- Ta sử dụng Switch 8-port với các đặc tính :

+ High Performance Network Switching Technology

+ Tuân thủ các tiêu chuẩn IEEE

+ Cung cấp nhiều cổng TX với rắc cắm chuẩn RJ-45

+ Cung cấp nhiều khe cắm Gigabit SFP hoặc rắc cắm 100FX SC/ST

+ Hỗ trợ cấp nguồn đầu vào từ 12 đến 48VDC

+ Bảo vệ phân cực ngược và bảo vệ quá tải

Trang 5

2.5 Máy bơm

Trong mô hình thực hành dùng động cơ không đồng bộ 3 pha công suất

0,75kW, dòng điện 2,2A, tốc độ 1380rpm, điện áp 380V, tần số 50Hz

3 CẤU HÌNH HỆ THỐNG MẠNG

Phần mềm TIA Portal đã được sử dụng cho PROFINET cấu hình mạng Sau

khi kết nối PC vào mạng PROFINET và khởi động phần mềm, Profinet tự động tìm các thiết bị có sẵn trong mạng lưới Các thiết bị này, chúng tôi có thể chỉ định yêu cầu địa chỉ IP và mặt nạ mạng con, cụ thể:

● PLC MASTER S7–1200 ( CPU 1211 AC/DC/RLY)

- IP: 192.168.0.1

Trang 6

● PLC SLAVE 1 S7–1200 ( CPU1211 AC/DC/RLY)

- IP: 192.168.0.2

- IP: 192.168.0.3

- IP: 192.168.0.4

Trang 7

- IP: 192.168.0.5

● HMI KTP400 Bassic

- IP: 192.168.0.6

+ Khai báo kết nối thiết bị trên phần mềm Tia Portal, được biểu diễn trên hình

dưới đây :

Trang 8

4 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

* Sơ đồ thuật toán

Bắt đầu

L =1

PLC Slave truyền qua GET

START

PLC Master gửi yêu cầu PLC Slave

qua PUT

Đ

S

Truyền thành công

S

Bơm chạy, đèn sáng

Đ

H = 1

Bơm dừng, đèn tắt

Đ

Kết thúc

S

* Nguyên lí hoạt động

Trang 9

dữ liệu yêu cầu cho các PLC Slave Hoàn thành quá trình nhận dữ liệu từ PLC Master, các PLC Slave thực hiện lệnh truyền thông điều khiển động cơ làm việc, các đèn báo sáng Khi cảm biến mức H ở các bình chứa lên mức 1 thì dừng bơm Trước khi truyền thông, PLC Master, các PLC Slave sẽ kiểm tra các kết quả về trạng thái đường truyền Nếu đường truyền trống, lệnh truyền thông thỏa mãn thì PLC Master sẽ truyền dữ liệu đến đối tượng tương ứng Tại mỗi thời điểm PLC thực hiện vai trò truyền/ nhận tín hiệu nên ta cần sử dụng các khoảng thời gian khác nhau để thực hiện các lệnh truyền thông khác nhau

4.1 PLC Master

4.1.1 Khai báo biến

4.1.2 Truyền thông Profinet giữa PLC Master với PLC Slave 1

- Khai báo kết nối truyền nhận dữ liệu giữa PLC Master với PLC Slave 1:

Trang 11

- Khai báo lệnh truyền/nhận dữ liệu cho PLC SLAVE 2:

Trang 12

Trang 13

- Khai báo lệnh truyền/nhận dữ liệu cho PLC SLAVE 3:

Trang 14

Trang 16

4.2 PLC Slave

4.2.1 PLC Slave 1

- Khai báo lệnh truyền/nhận dữ liệu cho PLC Master :

4.2.2 PLC Slave 2

Trang 17

4.2.3 PLC Slave 3

Trang 18

4.3 Giao diện HMI

- Thiết lập nút bấm START/STOP từ màn hình HMI

- Thiết lập các đèn báo sáng hiển thị trạng thái đang hoạt động của động cơ

Trang 19

* Hình ảnh thực tế khi truyền thông Profinet kết nối giữa 2 PLC với nhau

Tiêu đề	Thiết kế hệ thống mạng công nghiệp điều khiển giám sát các trạm bơm cấp nước nhà A1,A2,A6 và A9 UTC
Người hướng dẫn	PGS.TS. Trịnh Lương Miên
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải
Chuyên ngành	Khoa Điện - Điện Tử
Thể loại	Đề tài
Năm xuất bản	2022
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	19
Dung lượng	1,26 MB