Chuyên đề modbus tcpip with siemens 2 s7 1200 uss v20 communication with siemens s7 1200

Modbus là một giao thức truyền thông được sử dụng để truyền tải thông tin giữacác thiết bị điện tử trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và tự động hóa.. Nó được sử dụng rộng rãi tro

TRƯỜNG CAO ĐẲNG FPT POLYTECHNIC CHUYÊN NGÀNH: CNĐK&TỰ ĐỘNG HÓA

- -ASSIGNMENT MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

MÃ MÔN HỌC: AUT209 BÁO CÁO DỰ ÁN MÔN HỌC CHUYÊN ĐỀ: Modbus TCP/IP with siemens 2 s7-1200.

Uss v20 communication with siemens s7-1200.

Giảng viên hướng dẫn : Phan Việt Hùng

Đà Nẵng, 02 tháng 03 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình học tập bộ môn và nghiên cứu dự án nhóm chúng

em luôn được sự quan tâm, hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của giảng viênhướng dẫn cùng với sự động viên giúp đỡ của bạn bè

Lời đầu tiên em xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Phan ViệtHùng đã trực tiếp nhiệt tình giúp đỡ, hướng dẫn nhóm em hoàn thành bài dự ánnghiên cứu này.

Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn và sự yêu thương đến các thành viên nhóm

4 đã cùng nhau thực sự nỗ lực, nghiêm túc thực hiện dự án nghiên cứu lần nàyvới nhiều khó khăn, thách thức

Tuy nhiên, trong dự án này của nhóm sẽ không tránh khỏi còn nhiều thiếuxót và khuyết điểm, chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp củacác thầy cô giáo bộ môn để dự án nghiên cứu của nhóm được hoàn thiện hơn

Em xin trân trọng cảm ơn!

Đà Nẵng, ngày 02 tháng 03 năm 2022

Nhóm sinh viên thực hiện

Nhóm trưởng Đặng Ngọc Khanh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các sốliệu, kết quả nêu trong báo cáo là hoàn toàn trung thực và chưa từng được aicông bố trong bất kỳ công trình nào khác

Đà Nẵng, ngày 02 tháng 03 năm 2022

Nhóm cam đoan

(Ký và ghi rõ họ tên)

Đặng Ngọc Khanh

MỤC LỤC

Trang

L I C M N ỜI CẢM ƠN ẢM ƠN ƠN 2

L I CAM ỜI CẢM ƠN ĐOAN 3

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC 4

CH ƯƠN NG I: TRUY N THÔNG S7-1200 THEO GIAO TH C MODBUS TCP/IP ỀN THÔNG S7-1200 THEO GIAO THỨC MODBUS TCP/IP ỨC MODBUS TCP/IP 5

I Tổng quan về Modbus 5

1.1 Tìm hiểu về truyền thông MODBUS TCP/IP 6

1.2 Tìm hiểu về truyền thông USS 8

CH ƯƠN NG II: MÔ PH NG HOÀN THÀNH MÔ HÌNH TRUY N THÔNG ỎNG HOÀN THÀNH MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG ỀN THÔNG S7-1200 THEO GIAO THỨC MODBUS TCP/IP .10

II Truyền thông 2 PLC qua giao thức MODBUS TCP/IP 10

S7_1200 và biến tần truyền thông theo giao thức USS 10

2.1 Chương trình truyền thông 2 PLC qua giao thức MODBUS TCP/IP 10

2.2 S7_1200 và biến tần truyền thông theo giao thức USS 17

III Kết luận 20

CHƯƠNG I: TRUYỀN THÔNG S7-1200 THEO GIAO THỨC

MODBUS TCP/IP.

I Tổng quan về Modbus.

Modbus là một giao thức truyền thông được sử dụng để truyền tải thông tin giữacác thiết bị điện tử trong các hệ thống điều khiển công nghiệp và tự động hóa Giaothức này ban đầu được phát triển bởi Modicon (hiện là một phần của SchneiderElectric) vào những năm 1970 và sau đó đã trở thành một chuẩn công nghiệp

Modbus hoạt động dựa trên kiến trúc master/slave (hoặc client/server), trong đómột thiết bị được định dạng là "master" (hoặc "client") có thể gửi các yêu cầu đến cácthiết bị khác được định dạng là "slave" (hoặc "server") để lấy thông tin hoặc thựchiện các hành động cụ thể

Modbus hỗ trợ nhiều giao thức truyền tải, bao gồm RS-232, RS-485 và Ethernet

Nó được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, như hệ thống giám sát vàđiều khiển quy trình sản xuất, hệ thống điều khiển năng lượng và hệ thống điều khiểntòa nhà thông minh

 Các loại truyền thông MODBUS hiện nay:

Hiện nay, MODBUS được biết đến và sử dụng phổ biến trong công nghiệp gồm

3 loại chuẩn: MODBUS RTU, MODBUS TCP và MODBUS ASCII

MODBUS RTU

MODBUS TCP

MODBUS ASCII

Hình 1.1 Giao thức Modbus.

1.1 Tìm hiểu về truyền thông MODBUS TCP/IP.

MODBUS TCP/IP là một phiên bản của giao thức MODBUS được sử dụng trênmạng TCP/IP MODBUS TCP/IP cho phép truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị điềukhiển và máy tính thông qua mạng Ethernet hoặc mạng Internet Điều này cho phépcác thiết bị điều khiển được kết nối với các hệ thống SCADA (Supervisory Controland Data Acquisition) và các ứng dụng điều khiển khác trên mạng

Giao thức MODBUS TCP/IP sử dụng giao thức truyền tải định dạng khung(frame format) để truyền tải các lệnh điều khiển và dữ liệu giữa các thiết bị Cáckhung truyền tải này chứa các trường thông tin để xác định địa chỉ của thiết bị điềukhiển, loại dữ liệu được truyền tải, lệnh điều khiển và các thông tin liên quan

MODBUS TCP/IP cung cấp một tốc độ truyền tải nhanh hơn so với các phiên bảnkhác của MODBUS như MODBUS RTU và MODBUS ASCII, vì nó được sử dụngtrên mạng Ethernet hoặc mạng Internet Nó cũng cung cấp tính năng bảo mật vàchống truy cập trái phép bằng cách sử dụng các công nghệ bảo mật như SSL/TLS và

mã hóa dữ liệu

MODBUS TCP/IP có thể được sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau trongcông nghiệp, chẳng hạn như điều khiển thiết bị, giám sát và phân tích dữ liệu từ cácthiết bị, quản lý thiết bị và bảo trì hệ thống Nó cũng có thể được sử dụng trong cácứng dụng IoT (Internet of Things) để kết nối các thiết bị thông minh và thu thập dữliệu từ chúng

Hình 1.1.1 Khung truyền gói tin TCP/IP.

 Giao thức kết nối.

Mô hình kết nối giữa PLC và thiết bị đầu cuối bằng chuẩn Modbus TCP/IP vàgiao tiếp với nhau bằng mô hình Server và Client

Hình 1.1.2 Mô hình kết nối TCP/IP.

 Cấu hình truyền thông MODBUS TCP/IP với S7-1200.

1.2 Tìm hiểu về truyền thông USS.

Truyền thông USS (Universal Serial Interface) là một chuẩn giao tiếp truyềnthông dành cho các thiết bị điện tử trong ngành công nghiệp Nó được phát triển bởiSiemens AG để sử dụng trên các động cơ và các thiết bị khác trong các hệ thống tựđộng hóa

USS sử dụng một đường truyền đơn giản, được cài đặt thông qua một cặp dâydẫn đơn hoặc một cặp đồng trục Nó cho phép truyền tải các tín hiệu giữa các thiết bịbao gồm tín hiệu điều khiển, tín hiệu đo lường và tín hiệu trạng thái

Các ứng dụng của truyền thông USS bao gồm việc điều khiển các động cơ điện

và các thiết bị khác trong các hệ thống tự động hóa, giám sát các thông số điện củacác thiết bị và truyền tải dữ liệu về các trạng thái và lỗi của thiết bị USS cũng được

sử dụng trong các ứng dụng IoT để kết nối các thiết bị thông minh và thu thập dữ liệu

từ chúng

Hình 1.2 Truyền thông S7_1200 qua giao thức USS điều khiển V20.

Chương trình STEP7 sẽ hỗ trợ khởi tạo Data Block tự động khi khối lệnh

“USS_PORT” được thêm vào project

Hình 1.2.1 Khối lệnh USS_PORT instruction.

CHƯƠNG II: MÔ PHỎNG HOÀN THÀNH MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG.

II Truyền thông 2 PLC qua giao thức MODBUS TCP/IP.

S7_1200 và biến tần truyền thông theo giao thức USS.

2.1 Chương trình truyền thông 2 PLC qua giao thức MODBUS TCP/IP.

Bước 1: Tạo 2 project có tên CLIENT/SERVER, và add 2 PLC S7_1200 có địa chỉ

IP khác nhau

PLC CLIENT

 PLC SERVER.

Bước 2: Ở PLC SERVER thêm module truyền thông CM1241.

Bước 3: Tích bật xung clock ở 2 PLC.

 PLC CLIENT.

PLC SERVER.

Bước 4: Thiết lập kết nối ở 2 PLC.

Bước 5: Dùng hàm MB_CLIENT và MB_SERVER để thiết lập cấu hình kết nối và

các ngõ ra

 PLC CLIENT.

 Ở PLC CLIENT tạo khối block_connect_Client

Cài đặt các thông số ở khối block_connect_Client

 Tạo thêm khối data_Client để truyền dữ liệu.

 Viết chương trình điều khiển data truyền thông vs PLC SERVER

 Gán các khối block vào MB_CLIENT và hoàn thiện câu lệnh.

PLC SERVER.

 Tương tự ở PLC_CLIENT ta tạo khối block_Connect_Server Cài đặt các thông số ở khối block_connect_ Server.

Tạo thêm khối data_ Server để nhận dữ liệu

Gán các khối block vào MB_SERVER và hoàn thiện câu lệnh.

2.2 S7_1200 và biến tần truyền thông theo giao thức USS.

Bước 1: Tạo khối Function để chứa câu lệnh USS_DRV và cấu hình kết nối

Dùng hàm NORM_X & SCLAE_X để chuyển đổi tần số dạng % sangANALOGHz.

Tạo chương trình truyền thông từ PLC_CLIENT sang PLC_SERVER để điềukhiển biến tần

Bước 2: Tạo thêm một hàm Organization block/ Cyclic interupt.

Tại hàm Cyclic interupt ta lấy câu lệnh USS_PORT

Bước 3: Thiết lập giao diện qua HMI.

 Thiết lập kết nối PLC_SERVER kết nối vs HMI

 Giao diện trên HMI

III Kết luận.

Đã đạt được.

Đã truyền thông thành công 2 S7_1200 qua giao tiếp TCP/IP

Đã cấu hình được trên biến tần

Chưa đạt được

Chưa truyền thông được S7_1200 điều khiển biến tần qua giao thức USS