TRUYỀN THÔNG PROFIBUS PLC S7 300 VỚI MM440

Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nổi tiếp serial fieldbus có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ

- -BÁO CÁO THỰC HÀNH

HỆ THÔNG ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP

TRUYỀN THÔNG PROFIBUS PLC S7 300 VỚI MM440

MỤC LỤC

Phần A: Giới thiệu chung 3

I Giới thiệu chung về PLC S7 300 3

II Giới thiệu chung về mạng Profibus 4

Phần B: Mạng Profibus DP 6

I Giới thiệu chung 6

II Đặc điểm, kiểu thiết bị và cấu hình hệ thống 6

III Hoạt động của hệ thống 8

IV Truyền thông trong mạng 9

IV Đúc kết 13

Phần C: Ứng dụng của biến tần MM440 vào đề tài 14

Phần D: Truyền thông Profibus PLC S7 300 với biến tần MM440 16

PHẦN A: GIỚI THIỆU CHUNG

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7 300

1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1.Tổng quan về PLC S7-300

1.1.1 Tổng quát về PLC S7-300

PLC (viết tắt của Programmable Logic Controller) là thiết bị cho phép lập

trình thực hiện các thuật toán điều khiển logic Bộ lập trình PLC nhận tác động các

sự kiện bên ngoài thông qua ngõ vào (input) và thực hiện hoạt động thông qua ngõ

ra (output) PLC hoạt động theo phương thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầuvào Khi có sự thay đổi bất kỳ từ ngõ vào, dựa theo logic chương trình ngõ ratương ứng sẽ thay đổi

PLC Siemens S7-300 là thiết bị điều khiển logic khả trình cỡ trung bình,

thường được dùng trong các ứng dụng vừa và lớn Nó được thiết kế dựa trên tính chất của PLC S7-200 và bổ sung các tính năng mới. PLC Siemens S7

300 được xây dựng theo cấu trúc module sắp xếp trên các thanh crack

Trong thực tế PLC S7-300 được ứng dụng rất đa dạng như: Điều khiển robot công nghiệp, dây truyền xử lý nước sạch, điều khiển các hệ động cơ servo hay máy chế tạo công cụ v v

1.1.2 Tính năng và ưu điểm nổi bật của PLC S7-300

+ Tính linh hoạt:

- PLC S7-300 cho phép linh hoạt lựa chọn các module I/O, giúp tùy chỉnh hệthống điều khiển theo yêu cầu cụ thể của từng ứng dụng công nghiệp

- Khả năng mở rộng của PLC S7-300 cho phép tích hợp thêm các module

mở rộng để nâng cao khả năng điều khiển và mở rộng quy mô hệ thống theo sựphát triển của doanh nghiệp

+ Độ tin cậy cao:

- PLC S7-300 được thiết kế để hoạt động ổn định và đáng tin cậy trong môitrường công nghiệp khắc nghiệt.

- Với khả năng chịu được các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm, vànhiễu điện, PLC S7-300 đảm bảo hoạt động liên tục và bền bỉ, giúp ngăn ngừa sựgián đoạn và giảm thiểu thời gian chết trong quy trình sản xuất

+ Khả năng mở rộng:

PLC S7-300 có khả năng mở rộng linh hoạt, cho phép tích hợp thêm cácmodule mở rộng như module đầu vào/đầu ra, module giao tiếp, module chức năng,

và nhiều hơn nữa Điều này giúp tăng cường khả năng điều khiển và mở rộng quy

mô hệ thống theo nhu cầu của doanh nghiệp, mà không cần thay thế toàn bộ PLC.+ Đa dạng chức năng:

PLC S7-300 hỗ trợ nhiều chức năng đáp ứng các yêu cầu đa dạng của ngànhcông nghiệp Nó có thể thực hiện các chức năng điều khiển đơn giản như lập trìnhlogic, điều khiển tốc độ, xử lý tín hiệu, giao tiếp mạnh mẽ và nhiều chức năngkhác, giúp tối ưu hóa hiệu suất và đáp ứng yêu cầu của từng ứng dụng

II Giới Thiệu Chung Về Mạng Profibus:

1 Giới Thiệu:

Giao thức Profibus được một nhóm nhà máy

thành lập năm 1989 tại Đức Ban đầu, giao thức này

được phát triển cho sản xuất phân tán, sau đó nó dần mở rộng sang tự động hóa quá trình và các ứng dụng trên toàn doanh nghiệp

Profibus là một tiêu chuẩn mạng trưởng mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 và EN 50254 Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nổi tiếp

(serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị hiện trường phân tán Chuẩn này

cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau

mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt PROFIBUS sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển quá trình Profibus cũng có thể sử dụng Ethernet/TCP-IP PROFIBUS là một mạng Fieldbus được thiết kế để giao tiếp giữa máy tính và PLC Dựa trên nguyên tắc token bus không đồng bộ ở chế độ thời gian thực, Profibus xác định mối quan hệ truyền thông giữa nhiều master vàgiữa master- slave, với khả năng truy cập theo chu ki và không theo chu ki, tốc

độ truyền tối đa lên tới 500 kbit/s (trong một số ứng dụng có thể lên tới 1,5Mbp hay 12Mbp) Khoảng cách bus tối đa không dùng bộ lặp (repeater) là 200m và nếu dùng bộ lập khoảng cách tối đa có thể đạt được là 800m Số điểm (node) tối

đa nếu không có bộ lập là 32 và là 127 nếu có bộ lặp

2 Phân loại:

Họ Profibus bao gồm 3 kiểu giao thức, mỗi kiểu được sử dụng cho những tác vụ khác nhau, 3 kiểu giao thức đó là PROFIBUS FMS, DP, PA, trong đó haikiểu giao thức DP và PA đóng vai trò quan trọng đối với tự động hóa quá trình Profibus cũng bao gồm chuẩn giao thức bus công nghiệp (Industrial Bus

Protocol) PROFInet

Hình 2: Phân loại mạng Profibus

PHẦN B: MẠNG PROFIBUS-DP

I MẠNG PROFIBUS-DP PROFIBUS DP

Mạng Profibus-DP Profibus DP phục vụ cho việc trao đổi thông tin nhỏ nhưng đòi hỏi tốc độ truyền nhanh Profibus-DP được xây dựng tối ưu cho việc kết nối các thiết bị trường với máy tính điều khiển Profibus-DP phát triển nhằm đáp ứng yêu cầu cao về tính năng thời gian trong trao đổi dữ liệu giữa cấp điều khiển cũng như các bộ PLC hoặc các máy tính công nghiệp với các ngoại vi phân tán ở cấp trường như: thiết bị đo, truyền động và van Việc trao đổi chủ yếu được thực hiện tuần hoàn theo cơ chế Master/Slave Với số trạm tối đa là

126, Profibus-DP cho phép sử dụng cấu hình một trạm chủ (Mono Master) hoặc nhiều trạm chủ (Multi Master)

Hình 3: Cấu trúc mạng Profibus-DP

II ĐẶC ĐIỂM, KIỂU THIẾT BỊ VÀ CẤU HÌNH HỆ THỐNG

1 Đặc điểm mạng Profibus DP

- Truyền các lượng dữ liệu nhỏ và nhanh, do:

+ Truyền thông DP là liên tục và tuần hoàn

+ Hoạt động một master

+ Dữ liệu truyền được xác định trong cấu hình(tối ưu hóa trao đổi dữ liệu)

- Trao đổi dữ liệu theo 2 khung:

+ Master gửi dữ liệu đến các slave

+ Các slave thông báo và gửi dữ liệu về master.

- Duy nhất một Master có thể xuất ngõ ra (an toàn)

- Hệ thống fieldbus nhanh (có thể lên đến 12Mb)

- Dữ liệu lên đến 244 byte vào/ 244 byte ra mỗi trạm

- Thời gian đáp ứng nhanh đo được với 10 trạm ET200 và mỗi trạm này có 32 1/0 là 0.35 ms

III HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG:

1 Mạng Profibus-DP Nhiều Máy Chủ:

+ Là kiểu truyền thông mà có nhiều master(Class 1 hoặc Class 2) trên bus như: có thêm thiết bị đặt cấu hình,

+ Các master này có thể truy cập vào một DP slave nhưng chỉ một master mới

có quyền viết (ghi) dữ liệu xuống slave

+ Các master có thể trao đổi dữ liệu với nhau

+ Dạng này có từ 1 tới 124(max) slave

+ Số lượng thiết bị lớn nhất có thể kết nối vào mạng là 126

Hình 4: Truyền thông mạng Profibus nhiều máy chủ(Multi Master)

2 Mạng Profibus DP Một Máy Chú (Mono Master)

+ Là dạng truyền thông mà trong mạng chỉ có một master(Central Controller)

có nhiệm vụ là trao đổi dữ liệu với các thiết bị ngoại vị phân tán

+ Trong mạng có thể sử dụng một công cụ kỹ thuật để cài đặt cấu hình cho cácslave

Hình 5: Truyền thông trong mạng Profibus một máy chủ (Mono Master)

IV TRUYỀN THÔNG TRONG MẠNG:

1 Nguyên tắc chung:

Profibus DP sử dụng chuẩn RS-485 và cáp quang cho phần truyền dẫn tín hiệu Trong đó chuẩn RS-485 thông dụng hơn vì nó có giá thành thấp, dễ đầu nổi, tốc độ truyền cao RS-485 có cấu trúc dạng Bus, sử dụng cáp đôi xoắn có vỏ bọc chống nhiễu làm môi trường truyền dẫn Thông thường người

ta hay sử dụng cáp kiểu A với các thông số sau:

 Trở kháng 135W đến 165W

 Dung kháng <30 pF/m

 Thiết diện dây > 0,34 mm2

Tốc độ truyền có thể chọn từ 9,6 kbps đến 12Mbps Khoảng cách truyềnlớn nhất 1200 m Tốc độ truyền và khoảng cách truyền có liên hệ với nhau theo bảng sau (với cáp kiểu A):

Baudrate

(kbit/s)

9.6 19.2 93.75 187.5 500 1500 12000Phạm vi 1200m 1200m 1200m 1000m 400m 200m 100m

RS-485 không định nghĩa kiểu jack đấu do đó khi đấu nối ta phải chú ý xem hướng dẫn của nhà sản xuất để đấu nối cho đúng Các thiết bị của

SIEMENS hay dùng jack D-sub 9 chân cho kết nối với chân 3 là chân Tx/Rx+

và chân 8 là Tx/Rx-, chân 1 được nối với vỏ chống nhiễu Mỗi một đoạn mạng

có tối đa 32 nút mạng mà không cần repeater Nếu có repeater ta có thể mở rộng số nút trên mạng lớn 126 nút Ở hai đầu nút của đường truyền yêu cầu nối một điện trở kết thúc để giảm sóng phản xạ gây nhiễu tín hiệu Điện trở kết thúc trên Profibus củ dạng fail-safe biasing như sau:

Hình 6: Điện trở kết thúc dạng fail-safe bias

Hình 7: Truy cập theo cấu hình Multi Master trong Profibus.

Lớp DataLink của Profibus cung cấp bốn dịch vụ trao đổi số liệu SDN (Send Data with No Acknowledge) được dùng cho việc gửi đồng loạt tới tất cả các thiết bị trong mạng (broadcast) hay gửi tới một nhóm thiết bị (Multicast) SDA (Send Data with Acknowledge) và SRD (Send and Request Data with Reply) là các dịch vụ trao đổi dữ liệu có xác nhận, trong đó SRD bên nhận phải gửi dữ liệu trả lời CSRD ( Cyclic Send and Request Data with Reply) là dịch vụ trao đổi dữ liệu tuần hoàn Profibus cung cấp 4 kiểu bản tin khác nhau cho truyền dữ liệu và gửi thẻ bài

Trạng thái làm việc của Profibus DP được xác định thông qua trang thải của trạm chủ Có 3 trạng thái hoạt động là: Operate truyền theo chu kỳ dữ liệu đầu vào/ra; Clear đọc đầu vào và giữ đầu ra ở trạng thái an toàn; Stop không truyền dữ liệu của ứng dụng, chỉ cho phép tham số hóa và chuẩn đoán

Profibus DP có các lệnh cho phép đồng bộ các đầu vào và ra Chế độ Sync để đồng bộ hóa dữ liệu đầu ra và chế độ Freeze dùng để đồng bộ hóa dữ liệu đầu vào

Trao đổi dữ liệu giữa Master và các Slave gán cho nó thực hiện tuần hoàn theo trình tự định sẵn Trong mỗi một chu kỳ Bus, Master sẽ lần lượt đọc các thông tin đầu vào của các trạm Slave lên bộ nhớ của Master và đưa các thông tinđầu ra từ bộ nhớ Master tới trạm Slave Mỗi trạm Slave cho phép tối đa 246 byte

dữ liệu đầu vào và 246 byte dữ liệu đầu ra

Hình 8: Truyền dữ liệu theo chu kỳ trong DP.

Profibus DP còn có các dịch vụ trao đổi dữ liệu không theo chu kỳ cho phép số hóa và chuẩn đoán các vấn đề xảy ra với Slave từ Master

Các thiết bị PROFIBUS có những đặc điểm cấu trúc khác nhau Sự khác

nhau về cấu trúc giữa chúng tùy thuộc vào chức năng của từng thiết bị và phụ thuộc vào các tham số đường truyền như tốc độ truyền dữ liệu, các giá trị thời gian giám sát Những tham số này thay đổi tùy theo từng loại thiết bị và hệ thống điều khiển Để mạng truyền thông với giao thức Profibus có cấu trúc đơngiản, các thiết bị thường sử dụng GSD files, file GSD là file datasheet của thiết

bị Tất cả các nhà sản xuất đều phải cung cấp file GSD trong các thiết bị

Profibus của mình GSD files được ứng dụng rộng rãi, từ hệ thống truyền tin mởđến các hệ thống điều khiển vận hành GSD files được dùng trên mọi cấu hình

từ loại đơn giản nhất đến loại phức tạp nhất Điều này có nghĩa là tích hợp giữacác thiết bị thuộc những nhà sản xuất khác nhau trong mạng Profibus còn không

là vấn đề khó khăn GSD files chứa những đặc điểm đặc trưng cơ bản giống nhau giữa các thiết bị Profibus, đó chính là lý do vì sao GSD files tương thích được với nhiều loại thiết bị Thông qua những file này, kỹ sư dự án không phải nắm bắt các thông số kỹ thuật theo cách đo đạc bằng tay thông thường như trướcnữa Thời gian được tiết kiệm đáng kể và trong suốt quá trình, hệ thống điều khiển sẽ tự động kiểm tra (check) các sai số đầu vào, sai số truyền dữ liệu và nhiều loại sai số khác

mà chỉ cần mạch giao diện truyền tin, tinh thể thạch anh và các thiết bị điện tử công suất đóng vai trò như các thiết bị ngoại vi Thí dụ: bộ Slave điển hình bao gồm SPM2 ASICS của Siemens, chip IXI của M2C và CHIP vpcls-ASIC của profichip

Cũng giống như bộ slave thông minh, ở bộ master phức hợp, bộ phận xử

lý giao thức của nó cũng làm việc trên chịp giao thức, còn những phần còn lại làm việc như phần mềm trong bộ vi điều khiển Các chip ASICS ASPC2

(Siemens), IXI (M2C) hay VAF PBM (IAM) đều đã được chế sẵn để hỗ trợ các thiết bị master phức hợp hoạt động Chúng cũng được kết hợp và cùng vận hành với các bộ vi xử lý Do có nhiều ưu điểm nên hiện nay Profibus DP được sử

dụng rất nhiều trong hệ thống điều khiển tự động của các nhà máy công nghiệp như Xi-măng, điện, hóa chất, chế biến v v tại Việt Nam cũng như trên thế giới.Bạn đã gửi

Xét ví dụ: Truyền 1 bịt điều khiển từ master xuống slave 1 chẳng hạn :

- Xuất ra vùng nhớ trên master må slave 1 đã được qui định, cụ thể là:

QB10/QB12, ví dụ ta chọn bịt Q10.0 chẳng hạn Khi đó ở slave 1 chỉ cần đọc nộidung của V10.0 đó cũng chính là nội dung của Q10.0

- Nguyên tắc truyền được thể hiện ở hình vẽ bên dưới:

V ĐÚC KẾT

So sánh giữa hệ thống I/O thông thường và mạng Profibus DP:

Đánh giá Truyền thông I/O thông thường Truyền thông bằng mạng

Profibus-DP

Ưu điểm - Công nghệ quen thuộc

- Chi phí thiết bị thấp hơn

- Hệ thống dây từ các thiết bị tới

hệ thống điều khiển không phụ thuộc vào nhau, do đó khi một

- Được sử dụng rộng rãi

- Hỗ trợ mạng tại các cấp độ thiết bị, điều khiển quá trình

và Ethernet

- Sẵn có giao diện cho các

thiết bị có vấn đề về hệ thống dây cũng không ảnh hưởng đến các thiết bị hiện trường khác.

ứng dụng varialb speed drive

và trung tâm điều khiển động

- Giao diện chủ (host) sẵn có cho hầu hết PLC, DCS và các

hệ thống máy tính

- Thiết bị gateway hỗ trợ trực tiếp các mạng bus sensor chi phí thấp hơn, đặc biệt là AS- Interface

Nhược điểm - Chi phí lắp đặt cao hơn

- Hệ thống đi dây theo kiểu điểm-tới-điểm (point-to-point) khá đắt đỏ

- Nhiều kết nối khi đi dây:

+ Cần nhiều nhân công để lắp đặt

+ Tạo ra nhiều điểm bị lỗi+ Tăng độ phức tạp khi có sự cố + Đòi hỏi khối lượng không giancabinet và rack lớn để lắp đặt cáckhối thiết bị đầu cuối (terminal block)

- Mạng Profibus-DP không hỗtrợ ứng dụng Intrinsically Safe

- Những yêu cầu về hệ thống dây, điện, tiếp đất, bọc và đầu cuối phải được tính đến trong quá trình thiết kế và lắp đặt

PHẦN C: ỨNG DỤNG CỦA MM440 VÀO ĐỀ TÀI

Vai trò của biến tần trong đề tài

        Trong đề tài biến tần đóng vai trò hết sức quan trọng, ngoài nhiệm vụ giao tiếp nối tiếp với PLC S7-300.Nó còn có chức năng tạo ra mạch phản hồi kín từ cảm biến áp suất biến tần nhận tín hiệu phản hồi trở về của cảm biến áp suất thông qua bộ PID để thay đổi tốc độ động cơ sao cho duy trì được áp suất cũng như là mực nước mong muốn Như vậy biến tần phải được đặt đầy đủ các tham số để thỏa mãn được nhu cầu trên

1 Các tham số cài đặt trong biến tần ứng dụng vào đề tài

1.1 Cài đặt lại mặc định cho biến tần

P0010 = 30 : Cài đặt thông số ở chế độ cài đặt khi xuất xưởng (mặc định)

P0970 = 1 :   Cài đặt lại thông số ở chế độ mặc định

1.2 Cho phép đọc/ghi truy cập tất cả các tham số

P0003 = 3:  Mức truy nhập của người sử dụng

P0004 = 0 : Lọc tất cả các tham số

1.3 Thiết lập các tham số cho động cơ:

P0010 = 1 : Cài đặt thông số nhanh cho động cơ

P0100 = 0 : Công suất tính theo KW, tần số 50 HZ

P0300 = 1 : Động cơ sử dụng là động cơ không đồng bộ

P0304 = 220 :  Điện áp định mức của động cơ là 220V

P0305 = 0.8 : Dòng điện định mức của động cơ là 0.8A

P0307 = 320 : Công suất định mức của động cơ là 320W

P0308 = 0 : Giá trị hệ số công suất định mức của động cơ sẽ được tự động tínhtoán

P0309 = 0 : Giá trị hiệu suất định mức của động cơ sẽ được tự động tính toán.P0310 = 50Hz : Tần số định mức của động cơ là 50 hz

P0311 = 1400 : Tốc độ định mức của động cơ là 1400 vòng / phút

P0320 = 0 : Giá trị dòng từ hóa của động cơ sẽ được tự động tính toán

P0335 = 0 : Chế độ làm mát của động cơ là chế độ làm mát tự nhiện

P0640 = 110 % : Hệ số quá tải của động cơ bằng 110% giá trị định mức của động cơ ở thông số P0305

P1080 =0 : Giá trị tần số nhỏ nhất của động cơ là 0 Hz

P1082 = 50 : Giá trị tần số lớn nhất của động cơ là 50 Hz

P1120 = 2 : Thời gian tăng tốc là 2s

P1121 = 2 : Thời gian giảm tốc là 2s

1.4 Các tham số về giao tiếp nối tiếp USS:

P2009 = 0 : Thiết lập thông thường USS

P2010 = 7: Đặt tốc độ baud cho truyền thông USS là 19200 baud

P2011 = 1 : Đặt địa chỉ cho biến tần MM440 là 1

P2012 = 2 : Đặt chiều dài PZD trong một lần truyền dữ liệu theo kiểu USS là 2 từ

P2013 = 27 : Đặt chiều dài của PKW trong một lần truyền dữ liệu theo kiểu USS

là có thể thay đổi được

1.5 Các tham số về điều khiển vòng kín PID:

P2200 = 1 : Kích hoạt bộ điều khiển PID

P2253 = 755.0 : Chọn điểm đặt cho đầu vào bộ PID thông qua đầu vào tương tự

số 1

P2254 = 0.0 : Nguồn PID bù trừ Tín hiệu này được nhân với hệ số bù trừ và cộng vào với giá trị điểm đặt PID

P2257 = 1 : Đặt thời gian tăng tốc cho bộ PID là 1s

P2258 = 1 : Đặt thời gian giảm tốc cho bộ PID là 1s

P2267 = 100: Đặt giá trị tín hiệu phản hồi PID lớn nhất là 100%

P2268 = 0 :  Đặt giá trị tín hiệu phản hồi PID nhỏ nhất là 0%

P2280 = 0.5: Đặt hệ số tỷ lệ cho bộ PID là 0.5

P2285 = 0.003 : Đặt hằng số thời gian tích phân cho bộ PID là 0.003 ( hệ số này thay đổi tùy thuộc vào hệ thống)

P2291 = 100 : Đặt giới hạn trên cho đầu ra bộ điều khiển PID là 100%

P2292 = 0 : Đặt giới hạn dưới cho đầu ra bộ PID là 0%

1.6 Các tham số về đầu vào ADC :

P700 = 5 : Chọn nguồn lệnh từ USS trên đường truyền COM

P1000 = 2 :Lựa chọn điểm đặt tần số là đầu vào tương tự 1( ADC1)

P756.0 = 3 : Chọn tín hiệu cho đầu vào tương tự số 1 là đầu vào dòng điện.P756.1 = 3 : Chọn tín hiệu cho đầu vào tương tự số 2 là đầu vào dòng điện.P757.0 = 0 : Đặt giá trị x1 của thang ADC1 = 0mA

P757.1 = 20 : Đặt giá trị x2 của thang ADC2 = 20mA

P759.0 = 0 : Đặt giá trị x1 của thang ADC1 = 0mA

P759.1 = 20 : Đặt giá trị x2 của thang ADC2 = 20mA

P761.0 =0 : Chiều rộng của dãy tín hiệu chết ADC1 = 0 mA

P761.1 =0 : Chiều rộng của dãy tín hiệu chết ADC2 = 0 mA

PHẦN D: TRUYỀN THÔNG PROFIBUS PLC S7 300

VỚI BIẾN TẦN MM440

Cách thiết lập truyền thông giữa PLC S7-300 và biến tần MM440 qua giao thứcProfibus:

- Thiết lập Profibus trên PLC S7-300:

- Sử dụng phần mềm lập trình PLC (ví dụ: STEP 7) để thiết lập môi trườngtruyền thông Profibus

- Xác định địa chỉ của PLC trên mạng Profibus

Thiết lập Profibus trên biến tần MM440:

- Sử dụng phần mềm cấu hình biến tần để thiết lập truyền thông Profibus

- Xác định địa chỉ của biến tần trên mạng Profibus

- Kết nối vật lý:

+ Kết nối cáp Profibus giữa cổng Profibus trên PLC và cổng Profibus trênbiến tần

- Cấu hình giao thức truyền thông:

- Xác định thông số truyền thông chung như tốc độ truyền thông, địa chỉ,v.v

- Lập trình truyền thông trong chương trình PLC:

- Sử dụng hàm và instruction hỗ trợ truyền thông Profibus trong chươngtrình PLC để gửi và nhận dữ liệu giữa PLC và biến tần

Kiểm tra và Debug:

- Kiểm tra kết nối vật lý để đảm bảo không có vấn đề về cáp hoặc cấu hình

- Sử dụng công cụ lập trình và monitoring để kiểm tra việc truyền thônggiữa PLC và biến tần

Truyền thông Profibus PLC S7 300 với MM440

- Module Profibus:

Địa chỉ Profibus được thiết lập từ 1 đến 125, được biểu diễn ở bàng dưới dây vớiDIP switches từ 1 đến 7

Một vài địa chỉ có ý nghĩa đặc biệt:

0 Địa chỉ PROFIBUS được xác định bởi P0918

1 125 Địa chỉ PROFIBUS hợp lệ

126, 127 Địa chỉ PROFIBUS không hợp lê

1.2 Thông số bảng truyền thông

Các thông số sau đây phải được thiết lập để khởi động bo mạch tùy chọnPROFIBUS

(BICO)

Thông số "P0918" (địa chỉ PROFIBUS)

- Nếu địa chỉ 0 được đặt trên các công tắc DIP của bảng giao tiếp (cài đặt ở trạngthái phân phối), thì địa chỉ PROFIBUS có thể được thay đổi trong tham số

“P0918” Cài đặt hợp lệ là từ 1 đến 125 (mặc định = 3)

- Khi địa chỉ PROFIBUS hợp lệ đã được đặt trên các công tắc, tham số P0918 không thể thay đổi được nữa Trong trường hợp này, tham số hiển thị địa chỉ PROFIBUS được đặt trên các thiết bị chuyển mạch

- Chức năng "Đặt lại các tham số biến tần về cài đặt gốc" cũng đặt lại địa chỉ PROFIBUS thành 3 nếu ban đầu nó được đặt thông qua "P0918" Tham số

"P0700" và "P1000" (lựa chọn nhanh/điều khiển tổng thể dữ liệu xử lý)

Có thể chọn nhanh chóng từ điều khiển và nguồn điểm thiết lập trong tham số P0700 (chọn nguồn lệnh) và P1000 (chọn điểm đặt tần số) tương ứng

Nguồn lệnh từ PROFIBUS: P0700-6

Giá trị mục tiêu tần số từ PROFIBUS: P1000 = 6

Lưu ý: P0719 phải bằng 0.

Khởi động phiên bản PROFIBUS Board 02/ 02

Hướng dẫn vận hành bảng mạch tùy chọn PROFIBUS

48 6SE6400-5AK00-0BPO

Thông số "r2050" và "P2051" (BICO)

- Tính linh hoạt cao hơn nhiều được tạo ra nhờ việc kết nối dữ liệu quá trình bằng cách sử dụng bộ chia tín hiệu/bộ kết nối, xem mô tả "Sử dụng bộ chia tín hiệu và bộ kết nối" trong tài liệu tham khảo

- Kết nối chi tiết của điểm đặt và giá trị thực đến và từ bảng tùy chọn

PROFIBUS được tham số hóa trong "r2050" và "P2051"

Bảng sau đây hiển thị các tham số cụ thể cho bảng tùy chọn PROFIBUS liên quan đến kết nối dữ liệu quy trình:

Bảng 5-1 Các thông số để kết nối linh hoạt dữ liệu quy trình

Các giá trị liên kết cho điểm cài đặt chính → biến tần

Liên kết các tham số cho giá trị thực của biến tần → master

Thông số "P2041" (chức năng bảng giao tiếp)

Một số cài đặt thuộc tính nâng cao cho bảng tùy chọn PROFIBUS có thể được thực hiện trong tham số được lập chỉ mục "P2041"

Tuy nhiên, đối với hầu hết các ứng dụng, giá trị mặc định là đủ (giá trị = 0) Bảng sau đây hiển thị các tùy chọn cài đặt thuộc tính.

Bảng 5.2 Chức năng giao tiếp

định bởi Slave

- Một số PROFIBUS master yêu cầu

- Cấu hình được định dạng bởi Slave

- Tùy chọn này có thể được lập trình trong tham

số này

0: PPO11: PPO13: PPO3

dễ thay đổi trong RAM

0: Vĩnh viễn (EEPROM)1: Thay đổi (RAM)

P2041.02 - Lỗi giao tiếp internode:

Phản ứng của ban truyền thông (với tư cách là thuêbao) sau thất bại của nhà phát hành

0: tạo cảnh báo A704 và hủy bỏ điểm đặt truyền tới biến tần (có thể kích hoạt lỗi 70)

1: Chỉ tạo cảnh báo A704

được hiển thị

0: Phân tích tiêu chuẩn

> 0: Tiêu chuẩn đặc biệt (chỉ sử dụng cho

SIEMENS)

Phiên bản 02/02 Khởi động bo mạch PROFIBUS

Hướng dẫn vận hành bảng mạch tùy chọn PROFIBUS

Phần cứng PLC: Siemens 6SE6400-5AK00-0BP0 49

Giám sát dữ liệu quy trình

Hai tham số xác định cách giám sát dữ liệu quy trình:

! Giám sát ngưỡng trên bảng tùy chọn PROFIBUS (chức năng slave tiêu chuẩn theo PROFIBUS)

! Giám sát thời gian lỗi điện tín trong biến tần với thông số "P2040" Chức năng giám sát ngưỡng trên bảng tùy chọn PROFIBUS thường được kích hoạt Nó có thể bị vô hiệu hóa bằng công cụ cấu hình chính PROFIBUS

GHI CHÚ

Không nên tắt chức năng giám sát ngưỡng!

Thông số "P2040", thời gian lỗi phản hồi

Thông số "P2040" được thiết lập để xác định xem việc truyền điểm cài đặt qua PROFIBUS có nên được giám sát bởi biến tần hay không

! "P2040" = 0 có nghĩa là: Không có giám sát !

"P2040" > 0 có nghĩa là: Giá trị của "P2040" là thời gian điện tín bị lỗi tính bằngmili giây (Cài đặt mặc định của tham số là giá trị >0!)

Lỗi 70 được kích hoạt nếu bảng tùy chọn PROFIBUS không nhận được điểm đặt mới trong khoảng thời gian điện tín bị lỗi

GHI CHÚ

Dữ liệu xử lý có từ điều khiển hoàn chỉnh (PZD1) được đặt thành 0 sẽ không được truyền từ bảng tùy chọn PROFIBUS sang biến tần

Kết quả: Cảnh báo A703 và có thể là lỗi 70

Hoạt động của biến tần ở "P2040=0"

Nếu việc giám sát bị tắt và hệ thống PROFIBUS Master chuyển sang trạng thái Dừng (ví dụ: CPU S7), biến tần vẫn hoạt động với các thông số kỹ thuật mục tiêu nhận được cuối cùng (từ điều khiển, giá trị mục tiêu tần số)!

Khởi động phiên bản PROFIBUS Board 02/02

PROFIBUS Hướng dẫn vận hành bo mạch tùy chọn 50 6SE6400-5AK00-0BPO

Tham số "P0927", nguồn sửa đổi cho tham số

Tham số này có thể được thiết lập để xác định nguồn sửa đổi tham số

(thiết bị đầu cuối 14/15

và USS)

0: No1: Yes

Thiết lập mặc định cho tất cả các bit 1, tham số được thay đổi từ tất cả các nguồn

Module Profibus - DP cung cấp sự kết nối cơ bàn giữa Micromaster 4 với các hệ thống tự động thông minh Là bộ phận trung gian để trao đổi dữ liệu với các hệ thống chủ

Module được cung cấp nguồn riêng 24V được lấy từ đầu tương tự của biến tần Khi đó nó có thể làm việc được trong trường hợp biến tần đã bị ngắt

mở rộng được cung cấp cho các Micromaster 4:

PKW: Giá trị tham số danh định

STW: Word điều khiển 1

Đỏ, nháy nhanh Sai địa chi Profibus trong công tắc DIP hoặc là lỗi phần

cứng hoặc phần mềm

Đỏ Được bật và không có truyền thông với biển tần hoặc là

không có cầu hình truyền thông mới sau khi đã hiệu chỉnh tham số của bảng Nếu trạng thái này được giữ thì biến tần hoặc modul truyền thông có lỗi sai

Nháy cam Sự liên kết truyền thông tới biển tần đã được thiết lập

Không có kết nối Profibus, ví dụ như thiết bị kết nối Profibus không được chèn vào hay là thiết bị chủ không được kết nối

Cam Có liên kết truyền thông tới biến tần và kết nối Profibus

đã được thiết lập nhưng không có quá trình trao đổi dữ liệu xảy ra

Nháy xanh Quá trình trao đổi dữ liệu đang hoạt động, nhưng không

có điểm thiết lập (word điều khiển = 0), chẳng hạn như S7 đang trong trạng thái Stop

Xanh Quá trình trao đổi dữ liệu đang diễn ra và tất cả mọi thứ

đều bình thường

Cách thức truyền nhận dữ liệu giữa PLC S7-300 và biến tần MM440.

PLC và biến tần được liên kết với nhau thông qua mạng truyền thông

Profibus-DP Trong đó PLC đóng vai trò là Master còn biến tần đóng vai trò là Slave.

Trong module CPU của PLC được tích hợp cổng truyền thông DP, còn biến tần cũng sẽ có thể tích hợp module truyền thông hoặc là module Profibus dời PLC sẽ giao tiếp với biến tần thông qua module truyền thông Profibus của biến tần PLC sẽ gửi dữ liệu truyền xuống biến tần thông qua module Profibus, biến tần nhận dữ liệu truyền và sẽ gửi trả về PLC trạng thái hoạt động thông quamodule này

Việc truyền và nhận dữ liệu được thực hiện thông qua các kiểu PPO (Parameter Process data Object) Tùy thuộc vào lượng dữ liệu cần truyền là nhiều hay ít mà tương ứng sẽ chọn kiểu PPO phù hợp

PPO được cấu tạo bởi 2 vùng dữ liệu là PKW (Parameter area) và PZD (Process data area)

* PKW là vùng giá trị tham số danh định được sử dụng để theo dõi hay là thay đổi các thông số trên biển tần

Vùng PKW bao gồm ít nhất là 4 words Cấu trúc của vùng tham số PKW được chỉ ra trong hình dưới:

Cấu trúc vùng tham số PKW

AK: Những yêu cầu và đáp ứng danh định

PNU: số tham số

Word thứ nhất : Vùng tham số danh định (PKE)

Vùng tham số danh định luôn là giá trị 16 bit trong đó:

Từ bit 0 tới 10 dùng để lưu số của các tham số liên quan.

Bit 11 là bit đảo ngược

Từ bit 12 tới 15 chứa những yêu cầu và đáp ứng danh định

- Word thứ hai: Vùng tham số chỉ số (IND)

Vùng tham số bao gồm 2 byte và được phân ra thành byte cao và byte thấp

- Word thứ 3 và 4 là vùng giá trị tham số

Giá trị tham số luôn được truyền dưới dạng DW (32 bit) Trong một thời điểm thì chỉ có một giá trị tham số được truyển

Giá trị tham số 32 bit nó bao gồm word cao (word 3) và word thấp (word 4)

Nếu trong trường hợp giá trị của tham số chỉ là 16 bit thì sẽ được chuyển ở wordthấp và word cao phải được thiết lập bằng 0

* Vùng quá trình dữ liệu PZD: Chứa các word điều khiển và điểm thiết lập tần số chính để gửi từ PLC xuống biển tần đồng thời chứa các word trạng thái và tần số thực từ biến tần trả về PLC

- Cấu trúc của control word 1:

0 Không cho phép vận hành.

của biến tần được cho phép

- Điều khiển theo vòng kín và xung biến tần không được cho phép

0

Điều kiện vận hành

Không cho phép phát chức năng giảm tốc

Đầu ra của RFG được thiết lập về 0 (điều khiển hãm nhanh nhất có thể)

Cho phép điểm setpoint

Không cho phép điểm setpoint

Giá trị được chọn tại đầu vào RFG được hoạt động

Giá trị được chọn tại đầu vào RFG được thiết lập về 0

Điêm setpoint đảo ngược

Điểm setpoint không được đảo ngược

Chiều quay của motor là CCW tương ứng bởi một điểm setpoint dương

Chiều quay của motor là CW tương ứng với một điểm setpoint dương

Điều khiển tại chỗ được kích hoạt.

Điều khiển từ xa được hoạt đông

- Cấu trúc của status word 1:

Nguyên nhân: không có lệnh ON, lỗi, lệnh OFF2 hoặc OFF3, lệnh khóa ngoài

0

Cho phép vận hành Không cho phép vận hành

0

Lỗi hoạt động Lỗi, theo dõi tham số r0947, điều khiển

lỗi và vì vậy không vận hành được, chuyển sang trạng thái khóa ngoài sau khi đã biết lỗi và việc sửa chữa hoàn thành