ĐỀ tài THIẾT kế hệ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP điều KHIỂN GIÁM sát các cụm đèn GIAO THÔNG TRÊN TOÀN TUYẾN PHỐ TRẦN DUY HƯNG

Thông tin chung Tên đề tài: “Thiết kế hệ thống mạng công nghiệp điều khiển, giám sát các cụm đèngiao thông trên toàn tuyến phố Trần Duy Hưng”.. Kết quả nghiên cứu: Đã biết áp dụng các k

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: 7h30

ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG CÔNG NGHIỆP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC CỤM ĐÈN GIAO THÔNG TRÊN TOÀN TUYẾN PHỐ

Mục lục

4 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, kĩ thuật công nghệ và khả

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐÈN GIAOTHÔNG TRÊN TUYẾN PHỐ TRẦN DUY HƯNG VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP

1.1 Sơ lược về hệ thống tín hiệu đèn giao thông trên tuyến phố Trần Duy Hưng 7

1.1.2 Cơ chế hoạt động của các nút tín hiệu đèn trên tuyến phố 81.2 Đánh giá và lựa chọn giải pháp Mạng cho hệ thống 9

2.1.2 Module giám sát 21

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, CẤU HÌNH, LẬP TRÌNH TTCN CHO HỆ THỐNG ĐIỀU

3.1 Cấu trúc, sơ đồ khối các trạm trong hệ thống mạng 343.2 Lựa chọn các thành phần thiết bị, Module cho hệ thống mạng 34

THÔNG TIN KẾT QUẢ BÀI TẬP THIẾT KẾ MÔN HỌC

1 Thông tin chung

Tên đề tài: “Thiết kế hệ thống mạng công nghiệp điều khiển, giám sát các cụm đèngiao thông trên toàn tuyến phố Trần Duy Hưng”

Sinh viên thực hiện: Cao Thị Mỹ Linh

Lớp: Tự động hóa I – Khoa: Điện – Điện Tử

Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trịnh Lương Miên

3 Kết quả nghiên cứu:

Đã biết áp dụng các kiến thức đã học từ các môn học để xây dựng hệ thống giámsát, điều khiển đèn giao thông trên toàn tuyến phố Trần Duy Hưng

Đã biết tính toán, chọn lựa mạng truyền thông phù hợp, các Module điều khiển, các thiết bị đấu nối, truyền thông cho toàn hệ thống

Đã lập trình hệ thống mạng để điều khiển truyền thông và mô phỏng bằng HMI cho

hệ thống trên phần mền TIA PORTAL V16.1

4 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, kĩ thuật công nghệ và khả năng áp dụng của đề tài.

Thay thế các bảng mạch điện tử đang được sử dụng điều khiển các cụm đèn giaothông trên các tuyến phố

Có thể điều khiển, giám sát các cụm đèn trên cùng một tuyến phố qua một màn hình cảm ứng một cách hiệu quả

Luôn ổn định, hoạt động linh hoạt, dễ dàng sữa chữa, cài đặt và bảo trì bảo dưỡng

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH VỀ BÀI TẬP THIẾT KẾ MÔN HỌC.

Đối với các hệ thống điều khiển tự động hóa ngày nay, thì việc truyền thông giữacác thiết bị đang đóng một vai trò vô cùng quan trọng, giúp các công ty có thể giảiquyết được bài toán điều khiển, giám sát từ xa thay bằng các phương pháp thủ công,kém hiệu quả

Với đề tài “Thiết kế hệ thống mạng công nghiệp điều khiển, giám sát các cụmđèn giao thông trên toàn tuyến phố Trần Duy Hưng” sẽ giúp cho toàn bộ hệ thống đèntín hiệu trên tuyến phố hoạt động ổn định, chính xác hơn và có thể tự động sửa lỗi,chuyển sang phương án dự phòng khi gặp lỗi Việc thiết kế hệ thống mạng côngnghiệp điều khiển, giám sát các cụm đèn giao thông có thể giúp cho Ban quản lý hạtầng giao thông đường bộ kiểm soát các cụm đèn trên cùng tuyến phố qua một mànhình HMI và cài đặt thời gian tín hiệu đèn, điều khiển, bảo trì, bảo dưỡng dễ dàng, linhhoạt

LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và lượng dân cư đông đúc Nhu cầu đilại, vận chuyển cũng tăng lên nhanh chóng đi kèm theo nó là bài toán tắc nghẽn ùn tắcgiao thông Ùn tắc giao thông gây thiệt hại không nhỏ cho sự phát triển kinh tế quốcgia, giảm hiệu suất lao động và tăng các chi phí không cần thiết trong quá trình sảnxuất Trong bối cảnh kinh tế lạm phát và khó khăn như hiện nay, lãng phí trong giaothông lại đặt thêm một gánh nặng đối với đời sống kinh tế của người dân Nguyênnhân của vấn đề này một phần là do cơ sở hạ tầng chưa đáp ứng được nhu cầu lưuthông hiện nay, một phần là do việc phân chia, định thời gian của hệ thống đèn giaothông hiện tại ở các giao lộ chưa hợp lý khiến cho số lượng phương tiện giao thông bị

ùn tắc theo thời gian rồi dẫn đến tắc nghẽn giao thông Qua thực trạng đó, nhóm muốnxây dựng một hệ thống điều thiết giao thông tự động, phân luồng trực tiếp và hiệu quảhơn phần nào đó giảm bớt tình trạng ùn tắc giao thông Đồng thời tiêu tiếp cận, bổsung các kiến thức mới, cũng như củng cố lại những kỹ năng kiến thức trong suốt quátrình học tập tại trường Do đó, em thực hiện chọn đề tài “Thiết kế hệ thống mạngcông nghiệp điều khiển, giám sát các cụm đèn giao thông trên toàn tuyến phố TrầnDuy Hưng” để có thể giải quyết bài toán nan giải trong việc điều khiển, giám sát hệthống tín hiệu đèn và lưu lượng đi lại trong các giờ cao điểm

Cũng từ đề tài, có thể giúp chúng em đánh giá được khả năng tích lũy kiến thức

từ các môn học và áp dụng kiến thức vào thực tế, nắm vững được kiến thức chuyênngành, áp dụng linh hoạt vào công việc sau này

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Khảo sát tuyến phố và lưu lượng giao thông trên tuyến phố Trần Duy Hưng

Xây dựng giải pháp, phát thảo nội dung thiết kế cho toàn hệ thống

Tính toán và lựa chọn mạng truyền thông, thiết bị đấu nối, module điều khiển, giám sát cho toàn hệ thống

Thiết kế Topoloy mạng, cài đặt cấu hình mạng lập trình chương trình điều khiển, giám sát cho toàn hệ thống trên phần mềm TIA PORTAL V16.1

Kiểm tra, tinh chỉnh hoàn thiện và mô phỏng hệ thống

Thực hiện báo cáo

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Hệ thống đèn tín hiệu giao thông trên tuyến phố Trần Duy Hưng

Mạng truyền thông công nghiệp, Module điều khiển, thiết bị truyền dẫn

Hệ giám sát SCADA, mô phỏng trên HMI

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐÈN TÍN HIỆU ĐÈN GIAO THÔNG TRÊN TUYẾN PHỐ TRẦN DUY HƯNG VÀ LỰA CHỌN

GIẢI PHÁP THIẾT KẾ MẠNG

1.1 Sơ lược về hệ thống tín hiệu đèn giao thông trên tuyến phố Trần Duy Hưng.

1.1.1 Khảo sát tuyến phố Trần Duy Hưng.

− Trên bản đồ địa lý Thành phố Hà Nội, phố Trần Duy Hưng có chiều dài khoảng1,6km về phía Đông Nam thuộc phường Trung Hoà, quận Cầu Giấy ĐườngTrần Duy Hưng là một phần của nút giao bốn con đường lớn Phía Đông Bắcgiáp với phố Đường Láng và đường Nguyễn Chí Thanh Còn phía Tây Namgiao với hai tuyến phố Khuất Duy Tiến và phố Phạm Hùng

− Ngoài ra, phố Trần Duy Hưng còn cắt ngang các con phố khác trên bản đồ nhưphố Trung Kính, phố Hoàng Minh Giám Mặt khác, nó còn được biết đến như

là một cửa ngõ thênh thang, nối từ cửa ngõ phía Tây ra đại lộ Láng - Hòa Lạc

− Khu vực phố Trần Duy Hưng thuộc quận Cầu Giấy còn là nơi hội tụ của nhiềuđịa danh và công trình lớn của Thành phố Hà Nội Tiêu biểu là Trung tâm hộinghị quốc gia, Siêu thị Big C, Sân vận động Quốc gia Mỹ Đình và một số côngtrình khác

− Chính vì thế, tuyến phố Trần Duy Hưng có lưu lượng phương tiện di chuyểnđông đúc, tấp nập và thường có hiện tượng ùn tắc kéo dài vào thời gian caođiểm Để giải quyết bài toán ùn tắc và điều khiển lưu lượng xe cộ đi lại, Banquản lý hạ

tầng đường bộ Thành phố Hà Nội đã lắp đặt 4 nút đèn tín hiệu giao thông bao gồm

3 ngã tư và 1 ngã ba trên toàn tuyến phố:

● Nút 1: Nút giao thông Trần Duy Hưng - Đường Láng

● Nút 2: Nút giao thông Trần Duy Hưng - Hoàng Đạo Thúy

● Nút 3: Nút giao thông Trần Duy Hưng - Nguyễn Chánh & Hoàng Minh Giám

● Nút 4: Nút giao thông Trần Duy Hưng – Khuất Duy Tiến & Phạm Hùng

1.1.2 Cơ chế hoạt động của các nút tín hiệu đèn trên tuyến phố.

❖ Cấu tạo của hệ thống đèn giao thông:

Hệ thống đèn giao thông hay là đèn điều khiển giao thông gồm hai cột đèn chínhđược lắp đặt tại hai đầu của hai làn đường khác nhau ở ngã tư Mỗi một cột đèn gồm 6đèn đó là 3 đèn chính gồm: đèn xanh, đèn đỏ và đèn đỏ; 2 đèn phụ là 2 đèn dùng điềukhiển làn đường dành cho người đi bộ: đèn xanh người đi bộ và đèn đỏ người đi bộ.Ngoài ra, mỗi một hệ thống đèn có một tủ điều khiển từ đó sẽ phát ra tín hiệu điềukhiển đèn Hiện nay, người ta thường sử dụng các Board mạch Vi xử lý và Role đểđiều khiển tín hiệu đèn giao thông

❖ Cơ chế hoạt động của đèn giao thông:

Cơ chế hoạt động của đèn giao thông thật ra rất đơn giản: Khi đèn xanh của lànđường 1(đx1) được bật sáng thì cùng lúc đó đèn đỏ của làn đường 2 (đđ2), đèn đỏ chongười đi bộ ở làn đường 1(đđn1), đèn xanh người đi bộ làn đường 2 (đxn2) cũng đượcbật sáng Sau một khoảng thời gian nhất định, đèn xanh của làn đường 1(đx1) tắt, đènvàng 1(đv1) được bật lên Khi đèn vàng 1(đv1) tắt thì đèn đỏ của làn đường 2 (đđ2),đèn đỏ cho người đi bộ ở làn đường 1(đđn1), đèn xanh người đi bộ làn đường 2 (đxn2)mới tắt cùng lúc đó đèn xanh 2 (đx2), đèn đỏ 1(đđ1), đèn đỏ cho người đi bộ 2(đđn2),đèn xanh cho người đi bộ 1(đxn1) được bật sáng Sau đó chu kì được lặp lại

1.2 Đánh giá và lựa chọn giải pháp Mạng cho hệ thống.

1.2.1 Lựa chọn giải pháp mạng.

Như trong phần khảo sát tuyến đường Trần Duy Hưng, ta nhận thấy tuyến đường

có chiều dài khoảng 1,6km và bao gồm 4 nút tín hiệu đèn giao thông Để có thể đápứng hiệu quả trong quá trình điều khiển và giám sát hệ thống tín hiệu trên toàn tuyếnđường, chúng em xin lựa chọn sử dụng mạng truyền thông Frofinet bởi các lý do sau :

− Mạng Profinet là một trong bốn giao thức của mạng Industrial Ethernet màchúng em đã tìm hiểu và nghiên cứu trong quá trình học môn Mạng truyềnthông công nghiệp

− Do mạng Frofinet không quy định về giới hạn số lượng trạm tối đa Số trạm phụthuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền, và đặc tính điện học của bộ thuphát Chiều dài của mạng có thể mở rộng 150km đối với cáp quang và 5km đốivới cắp xoắn phù hợp với chiều dài của tuyến đường Trần Duy Hưng 1,6km với

 Khái niệm về mạng FROFINET

Profinet (thường được viết thành là PROFINET, như một từ viết tắt của ProcessField Net) là một tiêu chuẩn kỹ thuật công nghiệp để truyền dữ liệu qua Ethernet côngnghiệp, được thiết kế để thu thập dữ liệu từ và điều khiển thiết bị trong các hệ thốngcông nghiệp, với sức mạnh đặc biệt trong việc cung cấp dữ liệu theo hạn chế thời gianchặt chẽ (theo thứ tự 1ms trở xuống) Tiêu chuẩn này được PROFIBUS & PROFINETInternational (PI), một tổ chức có trụ sở tại Karlsruhe, Đức duy trì và hỗ trợ

Frofinet là một trong bốn giao thức của mạng truyền thông công nghiệpIndustrial Ethernet và được hoàn toàn sử dụng tất cả các khả năng ưu việt do Ethernet

và Frofibus công nghiệp

Theo như khảo sát của SIEMENS, năm 2010 có khoảng 2500 thiết bị kết nốiFROFINET Nhưng đến năm 2014, con số đã tăng lên 10000 thiết bị với 150 trạm điềukhiển và vẫn đang được tiếp tục phát triển

FROFINET và FROFIsafe được sử dụng trong hầu hết tất cả các hệ thống điềukhiển công nghiệp do đảm bảo chất lượng dữ liệu và tính thời gian thực (realtime) trêncùng một cáp kết nối

 Cáp và Jack kết nối

Khác với mạng FROFIBUS sử dụng chuẩn truyền RS485, thì FROFINET sửdụng chuẩn truyền theo tiêu chuẩn mạng Ethernet : 100 Base-TX, 100 Base-FX

Cáp kết nối có hai dạng : Cáp quang và cắp cặp xoắn (đồng) 4 dây

Jack kết nối bao gồm : 100 Base-FX, 1000 Base SX, 1000 Base LX và RJ45

Jack đầu nối 100 Base FX

Jack đầu nối 1000 Base SX and 1000 Base LX

Jack đầu nối RJ45

Kiểu truyền: truyền theo chế độ Full – duplex

 Tốc độ truyền và chiều dài mạng

Tốc độ truyền của PROFINET có thể khác nhau trong các hệ thống khác nhaunhưng trong một hệ thống cho trước thì tốc độ truyền đồng nhất và cố định lên đến

100Mbps – FULL DUPLEX Tốc độ truyền còn tùy thuộc vào chiều dài đường truyền, giới hạn về khoảng cách dây với 100m/cáp đồng.

Ta có bảng so sánh tốc độ truyền và chiều dài mạng trên các dây mạng:

30m/

segment(indoor)100m/segment(outdoorĐiểm giao Chế độ đơn 15km

Tối đa Kết nối 100m 50m POF 100m to AP

3000m Đa chế độChế độ đơn 15km

Lắp ráp tại chỗ Không có công

cụđặc biệt

Với công cụ đặc

biệt

Chuyên gia

 Cấu trúc mạng FROFINET.

Các kiểu cấu trúc mạng: Line, Star, Ring.

Kết nối không dây Wireless là ưu điểm lớn nhất của mạng Profinet.

 Số trạm trên đường truyền mạng.

Mạng Profinet không quy định về giới hạn số lượng trạm tối đa Số trạm phụ thuộc nhiều vào cấu trúc mạng, cáp truyền, và đặc tính điện học của bộ thu phát Thông thường hạn chế Có thể sử dụng bộ lặp (repeater) để mở rộng số trạm tuy nhiên sẽ làm giảm tốc độ dữ liệu.

 Mã hóa tín hiệu truyền

Trước khi được chuyển đổi thành tín hiệu trên đường truyền, Profinet sử dụngphương pháp :

− Nhồi bit (bit stuffing) : Sau năm bit liên tục giống nhau, bộ phát tự động bổsung một bit nghịch đảo vào cuối Bên nhận sẽ phát hiện ra bit được nhồi vàtái tạo thông tin ban đầu

− Mã hóa bit: NRZ-I- Non return to zero invert:

+ Bít 0 tương ứng với không chuyển mức ở đầu thời gian bít

+ Bít 1 tương ứng với chuyển mức ở đầu thời gian bít

+ Là một phương pháp điều chế vi sai :

● 0 và 1 tương ứng với chuyển mức, không phải với mức giá trị

● Tin cậy/đơn giản hơn ñiều chế theo mức

● Không phụ thuộc vào cực của tín hiệu

❖ Lớp dữ liệu

Mã hóa NRZ

− Phương pháp truy cập đường truyền

PROFINET sử dụng phương pháp truy cập Carrier Sense MultipleAccess/Collision Detection (CSMA/CA) Trước khi gửi thông điệp, nút PROFINET sẽkiểm tra xem bus có bận không Nó cũng sử dụng để phát hiện khả năng trùng lặp

− Nguyên tắc truyền của PROFINET :

Trước và sau khi gửi thông điệp, nút PROFINET sẽ kiểm tra xem bus có bận không

Thông điệp được gắn nhãn bởi một số nhận dạng (ID) là duy nhất trên toàn mạng Tất

cả các nút khác trên mạng đều nhận được thông điệp và mỗi nút thực hiện kiểm tra sựchấp nhận trên mã ID để xác định xem thông điệp có liên quan đến nút đó hay không.Nếu thông điệp có liên quan, nó sẽ được xử lý, nếu không thì nó bị bỏ qua

ID là duy nhất và cũng để xác định mức độ ưu tiên của thông điệp Giá trị số của

mã ID càng thấp thì mức độ ưu tiên càng cao Điều này cho phép phân xử nếu hai(hoặc nhiều) nút cạnh tranh để truy cập vào bus cùng một lúc

Thông điệp có mức độ ưu tiên cao hơn được đảm bảo có được quyền truy cập busnhư thể nó là thông điệp duy nhất được truyền đi Các thông điệp có mức ưu tiên thấphơn sẽ tự động được truyền lại trong chu kỳ bus tiếp theo

❖ Giao thức của PROFINET

+ Khung dữ liệu

+ Khung dữ liệu (MAC Frame)

Để đồng bộ hóa các xung đồng hồ của văn phòngPreamble:

Địa chỉ nguồn / đích Ethernet (MAC)

Length : Số byte trong trường dữ liệu

Type: Loại giao thức của lớp cấp cao hơn (ví dụ :IPv4 =

+ Cấu trúc của PROFINET TELEGRAM.

● Định dạng điện tín chuẩn hóa theo IEEE 802.3

● Loại Ether theo IEEE cho PROFINET điện báo thời gian thực

● 0x0800: IP telegram

● 0x8892: PROFINET real-time telegram

+ Truyền thông – TCP/IP và đóng gói.

● PROFINET sử dụng cấu trúc chuẩn của các gói tin Ethernet

● TCP/IP là một giao thức mạng

● TCP: Giao thức kiểm soát truyền tải, để vận chuyển dữ liệu an toàn

● IP: Giao thức Internet, để gửi dữ liệu qua các phân đoạn mạng.

● Khai báo quan trọng nhất là địa chỉ IP

+ Bảo toàn dữ liệu

● Các phương pháp kiểm tra:

- Theo dõi mức tín hiệu truyền đi và so sánh với tín hiệu nhận được trên bus

- Kiểm soát lỗi CRC: Bộ nhận tính toán lại chuỗi CRC rồi so sánh với chuỗi CRC của bộ truyền Nếu khác nhau là lỗi

- Thực hiện nhồi bit (Bit Stuffing): nhồi một bit nghịch đảo sau 5 bit giống nhau

- Kiểm soát khung thông báo

● Hiệu quả bảo toàn dữ liệu:

- Phát hiện tất cả các lỗi toàn cục

- Phát hiện các lỗi cục bộ tại trạm phát

- Phát hiện tới 5 bit phân bố ngẫu nhiên trong 1 bức điện

- Phát hiện các lỗi đột ngột có chiều dài nhở hơn 15 bit trong 1 thông báo

- Phát hiện các lỗi có số bit lỗi là chẵn

❖ Bảng so sánh giữa mạng PROFIBUS và PROFINET

CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU THIẾT BỊ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM

TRONG MẠNG CHO HỆ THỐNG.

2.1 Các thiết bị phần cứng.

2.1.1 Module điều khiển và truyền thông.

Để thuận tiện cho việc triển khai Mạng trên Phòng thí nghiệm, chúng em lựachọn và sử dụng Module PLC S7-1200 do SIMEMS sản xuất (do trên phòng thínghiệm có sẵn) để điều khiển và truyền thông cho mạng Profinet Mỗi trạm đèn, chúng

em thiết kế một PLC để điều khiển tín hiệu đèn

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200

So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soátnhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làmcho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn,các đầu vào/ra (DI/DO) Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cảCPU và chương trình điều khiển:

− Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC

− Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài

ra bạn có thể dùng các module truyền thong mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ bangôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIAPortal 11 của Siemens.

− Thông số kĩ thuật của Module:

+ CPU 1215C AC/DC/Rly

+ Bộ nhớ làm việc 125 KB

+ Nguồn điện 120 / 240VDC

+ DI14 x 24VDC SINK / SOURCE

+ DQ10 x relay và AI2, AQ2 trên bo mạch

+ 6 bộ đếm tốc độ cao và 4 đầu ra xung trên bo mạch

+ Bảng tín hiệu mở rộng I/O trên bo mạch

+ Tối đa 3 mô-đun giao tiếp cho giao tiếp nối tiếp, lên đến 8 mô-đun tín hiệu để

mở rộng I/O

+ Bộ điều khiển IO PROFINET, 2 cổng, thiết bị I, giao thức truyền tải TCP / IP,giao tiếp người dùng mở an toàn, giao tiếp S7, máy chủ web, OPC UA:Server DA

2.1.2 Module giám sát.

Giới thiệu tổng quan về HMI

− Màn hình (Screen)

+ Là thành phần của phần mềm ứng dụng HMI được xây dựng trên công cụphần mềm phát triển HMI và được nạp xuống thiết bị để chạy.

+ Là nơi chứa đựng các đối tượng (Object), các biến số (tags), các chương trìnhdạng ngữ cảnh (script)

− Thẻ liên kết: Biến số (Tags)

+ Gồm các biến số nội tại bên trong hệ điều hành thiết bị HMI, dùng để làm cácbiến số trung gian cho quá trình tính toán, các biến số quá trình trong các thiết

bị trên mạng điều khiển: trong PLC, trong thiết bị đo lường thông minh, trongcác thiết bị nhúng nà controller khác…

+ Thẻ Tags là đối tượng trung gian để liên kết HMI và PLC

− Kiểu biến: kiểu biến số (Tag type/Data type ):

Màn hình HMI 6AV2124-0JC01-0AX0 SIMATIC TP900 Comfort Panel 9-inch Color Touch

❖ Thông số kĩ thuật:

− Bảng điều khiển tiện nghi SIMATIC TP900 của Siemens 6AV2 124-0JC-0-0/ PPI), cổng giao diện Ethernet 2 x 10/100 Mbit/s (IE/EIP/PROFINET/

MODBUS), cổng 2 x USB 2.0, cổng 1 x USB Mini-B, 2 x khe cắm thẻ SD,dòng âm thanh cổng IN/OUT, LCD LCD 800×480 với 16777216 màu sắc Hệđiều hành Windows CE 6.0, có thể định cấu hình với WinCC Comfort v11 trởlên

S7 Communication là một phương thức truyền thông dành cho các PLC của

hãng Siemens Vì vậy chỉ những PLC thuộc hãng Siemens mới có thể giao tiếp đượcvới nhau thông qua chuẩn này S7 Communication gồm có các cặp lệnh truyền nhậnBSEND/BRCV, USEND/URCV và PUT/GET

Các lệnh truyền thông trong S7 Communication không phụ thuộc vào kiểu kếtnối vật lý Chúng ta có thể dùng cáp Profinet/IE, Profibus hoặc MPI đều có thể dùngđược và cấu hình giống như nhau.

Trong đó, PUT/GET là kiểu cấu hình đơn phương, chúng chỉ cần cấu hình trên 1thiết bị Còn BSEND/BRCV và USEND/URCV là cấu hình song phương Chúng taphải cấu hình trên cả 2 thiết bị mới có thể truyền nhận được

Trong đề tài, em lựa chọn cấu trúc mạng Line gồm 4 tram PLC ứng với trạm đèntín hiệu và 1 màn hình HMI để giám sát, theo dõi, điều khiển tín hiệu đèn Trong đótrạm tín hiệu đèn tại nút giao Hoàng Đạo Thúy có vai trò là Master có chức năng điềukhiển truyền dữ, giám sát các trạm còn lại qua màn HMI Chính vì thế, em lựa chọncặp lệnh truyền thông PUT/GET để truyền thông giữa các trạm PLC với nhau dotruyền lượng data giữa các trạm là rất nhỏ và cấu hình đơn phương truyền dữ liệu điềukhiển từ trạm Master xuống trạm Slave

❖ Các thông số trong cặp lệnh PUT/GET

− Về nguyên lý, lệnh PUT/GET sẽ được lập trình trên 1 PLC Vì vậy em sẽ xem xét PLC nào chủ động thì sẽ lập trình PUT/GET trên PLC đấy