Tổng hợp về mạng truyền thông công nghiệp và profibus

Trong công ngh đóng chai ..... CH ASI MASTER/SLAVE .... CÔNG NGH PROFIBUS ..... Trang b các Complex Master .... Profibus Master .... Profibus Slave ..... H th ng CPU-master không có Inte

M C L C

L I M U 9

Ch ng 1: T NG QUAN V M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P 10

I C U TRÚC M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P 10

1 Truy c p m ng 12

2 Mô hình m ng 12

3 B ghép m ng 13

4 M ng không dây 15

II M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P SIEMENS 16

1 M ng Ethernet công nghi p 17

2 M ng Profibus 22

3 M ng ASI 25

4 M ng giao di n MPI 27

III M NG S7 – 200 28

1 Khái ni m chung 28

2 Gi i thi u v module m ng EM241 35

3 Ý ngh a c a các byte trong thông s đ nh d ng 40

4 M ng ASI 40

Ch ng 2: M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P ASI 48

I GI I THI U 48

II C TÍNH C A GIAO TI P ASI 50

1 c tính 50

2 Thành ph n c u t o c a m ng ASI 51

3 Ki n trúc m ng ASI 54

III C TÍNH H TH NG VÀ D LI U 56

1 Nguyên t c làm vi c c a h th ng ASI 56

2 c tính v t lý 56

3 D li u s 57

IV NG D NG M NG ASI 57

1 Trong công ngh đóng chai 57

2 Trong dây chuy n l p ráp xe h i 57

V CÁC THÀNH PH N C A H TH NG ASI 58

1 Asi Master 58

2 Asi Slave 61

3 B đ nh đ a ch 65

4 Các thi t b th c thi ASI 66

5 Cáp ASI 68

VI CH ASI MASTER/SLAVE 68

1 Nguyên t c Master/slave trong ASI 69

2 Các ch c n ng c a ASI Master/Slave 69

3 Truy n d li u trong ASI 71

VII H TH NG M NG ASI 75

1 Thi t l p h th ng Asi 75

2 H th ng truy n d li u ASI 77

3 C u trúc B c i n 78

VIII L P TRÌNH VÀ THI T K M NG ASI V I STEP 7 80

1 ASI Master CP342-2 80

2 Các b c th c hi n 81

Ch ng 3: GI I THI U M NG TRUY N THÔNG PROFIBUS 86

I M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P 88

II CÔNG NGH PROFIBUS 87

1 D ng truy n thông 88

2 K thu t truy n 89

3 ng d ng 89

III CÁC C TÍNH C B N 90

1 C u trúc giao th c 90

2 K thu t truy n RS 485 91

3 K thu t truy n IEC 1158 - 2 93

4 K thu t truy n cáp quang 96

5 Ph ng th c truy c p Profibus 97

III CÁC C TÍNH C B N 90

1 C u trúc giao th c 90

2 K thu t truy n RS 485 91

III CÁC C TÍNH C B N 90

1 C u trúc giao th c 90

2 K thu t truy n RS 485 91

IV CÁC D NG TRUY N THÔNG DP 100

1 Các ch c n ng c b n 103

2 Các ch c n ng m r ng c a DP 107

V TRUY N THÔNG FMS 110

1 Các d ch vu FMS 111

2 Giao th c c p th p 113

3 Qu n lý m ng 114

VI CÁC TIÊU CHU N NG D NG 114

1 T đ ng hóa quá trình PA 115

2 Các ng d ng an toàn 119

3 T đ ng hóa tòa nhà 120

4 Các tiêu chu n ng d ng 120

VII K THU T THI T B 120

1 Các t p tin GSD 121

2 S ID 122

3 Mô t thi t b 122

2 Khái ni m FDT 123

VIII CÁC L A CH N TRANG B 123

1 Tr ng b cho các Slave đ n gi n 124

2 Trang b các I-slave 124

3 Trang b các Complex Master 124

4 Trang b c a các giao ti p IEC 1158-2 125

IX CH NG NH N THI T B 125

X PHÁT TRI N K THU T NÂNG CAO 127

XI K T LU N 130

XII LI T KÊ CÁC T VI T T T 130

Ch ng 4: THI T K M NG TRUY N THÔNG PROFIBUS V I STEP 7 132

I C U TRÚC C A M T H TH NG PROFIBUS DP V I STEP 7 132

1 Profibus Master 132

2 Profibus Slave 133

3 i n tr đ u – cu i 134

II THI T L P C U HÌNH M NG PROFIBUS DP V I STEP 7 134

1 Ph n m m STEP 7 134

2 Thi t l p c u hình m ng truy n thông Profibus DP –Master 135

3 Thi t l p c u hình m ng truy n thông Profibus DP –Slave 135

4 Thi t l p c u hình m ng truy n thông Profibus DP –Intelligent Slave 136

III THI T K CH NG TRÌNH I U KHI N V I STEP 7 141

1 H th ng CPU-master không có Intelligent-Slave 141

2 H th ng CPU-master và Intelligent-Slave 141

3 Ví d 142

Ch ng 5: CÀI T – V N HÀNH BI N T N SINAMIC HO T NG V I MÀN HÌNH BOP VÀ PH N M M STARTER 160

I H NG D N CÀI T – V N HÀNH BI N T N SIEMENS – G120 160

1 S đ đ u n i bi n t n Sinamic 160

2 Màn hình và các phím ch c n ng trên BOP - 2 161

3 Cách s d ng BOP - 2 164

4 ng d ng cài đ t và s d ng bi n t n Siemenes – G120 t BOP - 2 164

II PH N M M STARTER 182

1 Kh i đ ng và k t n i bi n t n v i máy tính s d ng ph n m m Start 182

2 a bi n t n v thi t l p ban đ u c a nhà s n xu t 212

3 C nh báo và l i 215

4 Thay đ i tham s bi n t n s d ng ph n m m START 216

5 L y đ th đ c tính 219

6 Các b c cài đ t bi n t n s d ng ph n m m STARTER 222

II CÀI T VÀ I U KHI N BI N T N SINAMIC B NG PH N M M STARTER 224 1 i u khi n t c đ đ ng c t máy tính 224

2 i u khi n t c đ đ ng c t chi t áp và các đ u vào/ra bên ngoài 227

3 i u khi n ng t d i t c đ 230

4 i u khi n 16 c p t c đ c đ nh 233

Ch ng 6: CHU N OÁN L I M NG TRUY N THÔNG PROFIBUS 239

I PHÂN TÍCH L I KHI H H NG SLAVE 239

II MÔ T CÁC KH I CHU N OÁN L I DP CHO SIMATIC S7 241

1 Ph m vi s d ng FB125 và FC125 241

2 Kh i chu n đoán FB125 242

3 Kh i chu n đoán FC125 250

4 G i vào STEP7 252

TÀI LI U THAM KH O 254

L I M U

N i dung tài li u tham kh o đ c phân b thành các ch ng gi i thi u v h th ng m ng,

m ng truy n thông ASI, Profibus, chu n đoán l i m ng truy n thông Profibus

Nh m chia s nh ng ki n th c v m ng, ki n th c n n cho nên tác gi th c hi n vi c t ng

h p nh ng tài li u t các ngu n khác nhau vì v y ch a có th i gian th c hi n ki m tra tính chính xác t các ngu n tài li u

Phiên b n Demo (b n chính th c c a tài li u này s đ c công b sau) đ c chia s r ng rãi trên công đ ng m ng Internet v i hình th c phi l i nhu n do đó nghiêm c m vi c mua bán tài

li u t các trang web chia s tài li u

Trong tài li u ch nói t p trung v ki n th c n n m ng mà ch a có nói v các khâu thi t k , tiêu chu n hóa th c t trong công nghi p, vi c ch n đoán l i m ng th c t v i kinh nghi m x

lý trên h th ng th c t     M i thông tin chi ti t có th liên h tác gi b ng email 

 Thông tin ti p nh n các khóa đào t o v t đ ng hóa:

1 L p trình PLC S7 – 300/400 c b n và nâng cao

2 L p trình PLC S7 – 1200 C b n và Nâng cao

3 Thi t k h th ng m ng truy n thông công nghi p Profibus – Profinet

4 Thi t k h th ng SCADA/HMI v i Wincc/Winccflexible

5 L p trình PLC Allen – Bradley c a Rockwell

6 Thi t k h th ng HMI v i RS View

7 Thi t k h th ng SCADA v i Intouch – Wonderware

 L p trình h th ng theo yêu c u khách hàng

Di n dàn PLC Vi t Nam WWW.PLCVIETNAM.COM.VN

Admin Tran_hieu0983

T: 0987.338.334 Email: tvhieu.plc@gmail.com

Site cá nhân: www.tranhieu0983.com

CH NG 1

T NG QUAN V M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P

H th ng đi u khi n phân b đang đ c dùng r ng rãi trong s n xu t và t đ ng hoá quá trình M t h th ng đi u khi n ph c t p đ c chia nh thành nhi u h th ng con nh h n, liên

l c trao đ i thông tin v i nhau H th ng đi u khi n phân b có u đi m:

 h th ng có th ho t đông khi m t h con tr c tr c

Các ph n t c a H th ng n i v i nhau qua m ng c c b LAN (Local Area Network) hay các m ng công nghi p khác

I C U TRÚC M NG TRUY N THÔNG CÔNG NGHI P

M ng bao g m:

 H t ng m ng: môi tr ng v t lý truy n tin, các ph n t k t n i và k thu t truy n

 Giao th c và d ch v dùng đ truy n d li u

 Các module k t n i máy tính hay PLC v i m ng

Trong m ng di n ra quá trình trao đ i d li u gi a hai thi t b g i là Tr m.Tr m có th là máy tính, PLC, màn hình đi u khi n OP (Operator Panel)…

M ng con là k t h p t t c nh ng gì c n thi t đ t o nên s truy n thông v i cùng giao

th c M ng là k t n i các m ng con cùng lo i hay khác lo i

Các tr m k t n i v i nhau qua đ ng truy n v t lý theo c u trúc m ng, m i tr m là m t nút

m ng M ng đ n gi n nh t g m hai nút g i là c u trúc đi m đi m

C u trúc sao có b ghép trung tâm, ghép các tr m v i nhau

C u trúc cây g m nhi u c u trúc đ ng ghép v i nhau qua b ghép

M ng đ c phân lo i theo kho ng cách đ a lý đ t các tr m M ng LAN có kho ng cách

tr m nh h n 5km là m ng b trí trong ph m vi m t toà nhà, tr ng h c, c s ; m ng MAN

(Metropolitan area network, m ng đô th ):< 25km b trí trong ph m vi đô th và WAN (wide area network, m ng di n r ng) >25km S phân chia này là t ng đ i

Môi tr ng v t lý truy n thông r t đa d ng, tu thu c chi u dài m ng, s an toàn tin c y và

v n t c truy n

 Dây đôi không xo n , không b c giáp

 Dây đôi xo n , không b c giáp

 Dây đôi xo n, b c giáp

 Cáp đ ng tr c

 S i quang

 Không dây

1 Truy c p m ng

K thu t truy c p m ng đ n gi n nh t là ch t , tr m ch g i thông tin đ n t ng tr m t và

ra l nh tr m t g i tr l i thông tin, các tr m t không th liên l c tr c ti p v i nhau

K thu t th hai là truy n th (token passing), th là m t m u tin đ c truy n trong tuy n,

tr m nào b t đ c th thì đ c quy n g i tin và ph i g i th này đi sau m t th i gian xác đ nh

N u tr m phân chia theo ch t thì ch có tr m ch đ c nh n th

K thu t th ba là CSMA/CD (carrier sense multiple access collision detection, đa truy c p

c m bi n sóng mang ch ng xung đ t) các tr m đ u đ c quy n phát tin n u tuy n đang r nh,

nh ng n u có hai tr m cùng truy n đ ng th i thì xung đ t x y ra, s truy n ng ng, tr m s truy n tin tr l i sau m t th i gian ng u nhiên

2 Mô hình m ng

S truy n thông tin gi a các tr m th c hi n theo giao th c và k thu t truy c p, các m ng con có giao th c và k thu t truy c p khác nhau do đó c n có m t ki u m u chung v m ng;

n m 1984 t ch c qu c t ISO (International Standardization Organization) đã đ a ra mô hình

m ng chu n 7 l p k t n i h th ng m OSI (Open system Interconnect Reference model) t l p

th p là l p 1 đ n l p cao nh t là l p 7, s k t n i gi a hai tr m th c hi n theo các l p cùng tên

7 Application layer (Ap d ng) Cung c p các d ch v

6 Presentation layer (Trình di n) Chuy n đ i d ng d li u cho phù h p v i thi t b

5 Session layer (Phiên)

ng b các phiên k t n i, giúp d li u đ c truy n

t ch gián đo n mà không ph i làm l i t đ u m t khi k t n i b ng t đ c khôi ph c l i

4 Transport layer (V t lý) T o k t n i, đóng gói thông tin, b o đ m ch t l ng d ch v QOS (Quality of service)

3 Network layer (M ng) T o k t n i gi a các m ng con

2 Data link layer (K t n i d li u) K thu t truy c p, mã phát giác sai và s a sai

1 Physical layer (V t lý) K t n i v t lý gi a các thi t b m ng (cáp đi n, s i quang, không dây vô tuy n), v n t c truy n, chu n

truy n

 L p v t lý: l p v t lý t o s k t n i v t lý gi a hai thi t b đ u cu i DTE (data terminal

equipment), có th là cáp hai dây , cáp đ ng tr c, s i quang, vô tuy n… Thông tin truy n đi d i d ng bit theo chu n RS232, RS485, RS422 Thông tin truy n đi đ c

t ng đ tin c y b i bit ki m tra parity

 L p k t n i d li u: b o đ m truy n tin tin c y b ng cách dùng các lo i mã s a sai nh

mã kho ng cách Hamming, mã vòng CRC (Cyclic Redundancy Check), FCS (Frame Check Sequence) L p này chia làm hai l p con là MAC (Medium Access Control) lo

vi c truy c p và l p LLC (Logic Link Control) lo vi c k t n i

 L p m ng: b o đ m tìm đ ng đi đ truy n d li u gi a hai DTE

 L p v n chuy n: cung c p truy n tin tin c y, kh c ph c l i và đi u khi n l u thông

 L p phiên: dùng đ đ ng b s liên l c, b o đ m d li u đ c truy n ti p t c t ch b

ng ng do ng t k t n i

 L p trình di n: chuy n đ i các d ng d li u khác nhau thành d ng chu n

 L p áp d ng: cung c p các d ch v ng d ng, ví d d ch v chuy n thông báo MMS

(Manufacturing Message Service) trong công nghi p

3 B ghép m ng

B ghép m ng dùng đ k t n i hai m ng con v i nhau hay đ n i dài đ ng truy n v t lý

b ng cách t ng c ng tín hi u, Có b n lo i b ghép là repeater, bridge, router và gateway

 Repeater: b l p l i, khu ch đ i tín hi u khi mu n t ng kho ng cách truy n

 Bridge: c u n i dùng đ n i hai đ ng truy n v t lý khác nhau, ví d n i cáp đi n và s i

quang C u n i liên h đ n l p 1 và l p 2

 Router: k t n i hai DTE theo ba l p 1, 2 và 3

 Gateway: k t n i hai m ng con v i nhau theo c b y l p, ví d k t n i internet v i

công ty l n v T đ ng hoá nh Siemens, OMRON, Allen-Bradley, Schneider s n xu t r t nhi u thi t b m ng và các m ng con c a h c ng r t đa d ng, tuy nhiên ph n l n đ u theo chu n m ng m , t c là có th ghép các thi t b m ng c a nhi u hãng chung v i nhau, t t nhiên

là ph i theo m t chu n nào đó

4 M ng Không Dây

Nh ng n m g n đây ph bi n m ng không dây s d ng d i t n 2.4GHz và 5.7GHz, đó là các m ng LAN không dây, Blue Tooth, GPRS (General Packet Radio Service) và WAP (Wireless Application Protocol) Do tính ch t truy n tin đa đ ng, nhi u kênh truy n cao, công

su t phát không l n và yêu c u b o m t nên nhi u k thu t hi n đ i đ c s d ng, ví d nh k thu t tr i ph Có hai k thu t tr i ph s d ng:

FHSS tr i ph nh y t n (Frequency Hopping Spread Spectrum) t n s sóng mang thay đ i

ng u nhiên trong 79 t n s ; k thu t khác là tr i ph chu i tr c ti p DSSS( Direct Sequence Spread Spectrum) m t bit thông tin đ c mã hoá thành m t chu i bit ng u nhiên Hai ph ng pháp này giúp tr i rông d i t n tín hi u, do đó làm gi m nh h ng c a nhi u d i t n h p và khó xem tr m thông tin Các thi t b không dây g n nhau t o thành m t t bào, s truy n tin sang t bào khác th c hi n nh các b l p l i vô tuy n, còn g i là đi m truy c p

K thu t truy c p m ng là CSMA/CA tránh xung đ t Khi m t tr m mu n truy n nh n th y môi tr ng t do, nó s g i RTS cho bi t th i gian truy n, đ i tác g i tr l i CTS và s truy n tin b t đ u, các tr m khác bi t khi nào k t thúc s truy n và s ch đ i Khi k t thúc truy n, đ i tác g i ACK báo truy n tin thành công

K thu t FHSS

K thu t DSSS

II M NG CÔNG NGHI P SIEMENS

Siemens chia m c đ t đ ng hoá thành b n m c :

 M c qu n lý: thu th p d li u quá trình, phân tích và t i u quá trình, th c hi n các báo cáo Thi t b s d ng m c này là máy tính

 M c t bào: th c hi n các ch c n ng đi u khi n, t đ ng hoá và t i u hoá Các thi t b

s d ng là máy tính, PLC, màn hình đi u khi n OP

 M c tr ng: ghép n i các b đi u khi n v i thi t b trong dây chuy n s n xu t

 M c C m bi n/ Ch p hành: ghép c m bi n, ch p hành v i PLC

Tu theo m c đ qu n lý có các lo i m ng sau:

 M ng Ethernet công nghi p: t ng t m ng máy tính

 M ng Profibus/ m ng MPI (Multipoint Interface)

 M ng ASI

Sau đây gi i thi u đôi nét v các m ng con c a Siemens

1 M ng Ethernet Công Nghi p

M ng Ethernet công nghi p phát xu t t m ng Ethernet, m ng này đ c đ xu t b i IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) n m 1985 g i là chu n IEEE 802.3 u tiên

m ng LAN này là s n ph m k t h p c a ba công ty Xerox, DEC và Intel n m 1976 (Ether: môi

tr ng truy n sóng ánh sáng theo quan ni m x a, Net: m ng)

Chu n này dùng cáp đ ng tr c tr kháng 50 Ohm, truy n tin v i v n t c 10 Mb/s theo k thu t CSMA/CD, th ng g i là chu n 10BASE5 (10 có ngh a 10Mb/s, BASE là Baseband tín

hi u truy n đi không đi u ch , 5 ng v i kho ng cách truy n 500m) Sau này dùng cáp đ ng

tr c lo i nh RG58A/U chu n 10BASE2 Các máy tính n i v i nhau theo c u hình tuy n qua

các đo n cáp có đ u n i BNC đ c (đ u n i BNC, Bayonet Neill Concelman), n i v i đ u n i hình T c m vào card m ng Hai đ u tuy n có đ u n i Terminator là đi n tr 50 Ohm đ tránh

ph n x đ u cu i, kho ng cách t i đa đo n cáp là 185m

Các phát tri n ti p theo là Fast Ethernet (802.3u) 100BASE-T (T: cáp dây đôi xo n không

b c giáp; còn g i là UTP : unshielded twisted pair), các máy tính n i v i nhau theo c u hình sao (hay cây) qua các hub (hay switch) v i các đ u n i RJ45 u n i này có 8 ti p đi m, n i hai cáp m ng v i nhau theo k t n i th ng hay chéo Dùng k t n i th ng khi n i máy tính v i hub, k t n i chéo đ c dùng khi n i hai máy tính tr c ti p hay n i hai hub v i nhau Chi u dài cáp n i t i đa t máy tính đ n hub hay hub- hub là 100m, t i đa 3 hub đ c s d ng Hi n nay

đã phát tri n Gigabit Ethernet (802.3z, 802.3ab, 802.3ae) v i v n t c truy n 1GB và 10GB

u n i RJ45 cho m ng Ethernet

Chu n 10BASE- FL, 100BASE- FL s d ng khi truy n b ng s i quang v i chi u dài đ n 2000m

Cáp quang

M ng công nghi p Ethernet dùng cáp ba l p triaxial cable đ t ng tính ch ng nhi u, thay

đ u n i RJ45 b ng đ u n i D 9 chân hay 15 chân v i cáp 727.1 g m 4 c p dây xo n

Cáp đ ng tr c và cáp đôi dây xo n

Các hub g i chung là thành ph n m ch (network component) g m các module k t n i quang OLM (Optical Link module), đi n ELM (Electrical Link Module) và OSM (Optical Switch module) Cách th c n i dây m ng c ng theo ph ng pháp th ng và chéo

Các ph ng pháp n i cáp th ng và chéo m ng Ethernet công nghi p

Trong c u trúc m ng, m ng Ethernet công nghi p c p b c qu n lý và t bào

Máy tính và PLC ghép v i nhau trên m ng Ethernet qua card hay module Ethernet CP (CP: Communication Processor) trao đ i l ng thông tin l n Trong công nghi p m ng Ethernet

th ng dùng đ k t n i m ng máy tính công ty v i m ng PLC phân x ng

K thu t truy c p m ng là CSMA/CD, các tr m đ u có quy n ngang nhau, giao th c truy n tin có th là ISO hay TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol)

L p trình giao ti p cho các tr m trên m ng th c hi n theo các cách sau:

 Các hàm giao ti p SFC và SFB, cài s n trong ph n m m Step7, thu c l p 7 c a mô hình ISO

 Giao di n SEND/ RECEIVE v i các hàm FC AG_SEND, AG_RECV

 Ph n m m NCM S7 for industrial Ethernet đ c u hình các module CP

 Các hàm SAPI-S7 ngôn ng C cho máy tính

 Ph n m m SCADA giao di n ng i-máy (Win CC, Intouch, citech)

2 M ng Profibus

M ng Profibus đ c phát tri n đ u tiên t i c, sau đó áp d ng r ng rãi Châu Au theo chu n EN 50170 ây là m ng m c t bào và m c tr ng, thông tin truy n trên cáp hai s i hay s i quang, v n t c truy n th p h n so v i m ng Ethernet, t 9.6kb/s đ n 12Mb/s theo chu n RS485

Cáp quang và cáp dây đôi cho m ng Profibus

K thu t truy c p là truy n th gi a các tr m ch và truy n thông tin gi a ch t , m i tr m

có th gán là ch hay t Trên m ng có th có nhi u tr m ch

Trên m ng có máy tính, PLC, panel đi u khi n OP… Các PLC hay máy tính trong m ng

ph i đ c trang b module Profibus- CP

PC :CP 5412 A2 (ISA), CP 5411 (ISA), CP 5511 (PCMCIA), CP 5611 (PCI)

S tr m trong m t đo n t i đa là 32 v i chi u dài 1000m v n t c truy n 93.75kb/s và 100m v n t c truy n 3Mb/s đ n 12Mb/s N u dùng b l p l i thì s tr m t i đa trong m ng là

127 S d ng cáp quang v i b ghép OLM (Optical link module) kho ng cách có th lên đ n 15000m

K t n i s i quang

M ng Profibus có các bi n th sau:

 Profibus DP (Distributed periphery, Decentralized periphery): dùng cho t đ ng hoá s n

xu t m c tr ng, liên k t v i các tín hi u quá trình

 Profibus FMS (Field bus Message Specifications): dùng cho t đ ng hoá t ng quát

m c t bào, liên k t v i PLC và PC, dùng chung m ng DP

 Profibus PA (Process Automation): áp d ng t đ ng hoá c n đ an toàn cao, k t n i tr c

ti p c m bi n và ch p hành

K t n i m ng Profibus- DP va Profibus –Pà

Ph n m m cho m ng Profibus bao g m:

 NCMS7 cho Profibus đ t c u hình cho CP

 Các hàm tích h p trên STEP7

 Các hàm C cho PC

3 M ng AS-I

M ng AS-I (Giao ti p c m bi n ch p hành Actuator Sensor interface) là c p m ng th p

nh t trong h th ng t đ ng hoá M ng này giúp thay th bó dây đi n n i t c m bi n và ch p hành dây chuy n s n xu t đ n trung tâm đi u khi n b ng cáp đi n Cáp làm hai nhi m v : cung c p ngu n cho c m bi n và trao đ i thông tin gi a ASI master v i C m bi n- Ch p hành

nh phân M ng đ c b o tr b i h i qu c t AS có đ a ch www.as-interface.com

M ng ASI là m ng m t ch nhi u t , m i t có m t đ a ch , ch s l n l t truy c p thông tin t t và ch đ i tr l i Thông tin truy n trên đ ng dây c p đi n theo nguyên lý đi u ch dòng Cáp m ng n i theo c u trúc cây v i chi u dài lên đ n 100m N u chi u dài l n h n nên dùng b l p l i repeater M t m ng ASI có t i đa 31 thi t b t , m i thi t b có đ a ch t 1 đ n

31, n đ nh b i ASI ch M i thi t b t nh n 4 bit và truy n 4 bit d li u, do đó m ng ASI

nh n và truy n đ n 248 c m bi n/ ch p hành nh phân ( Chu n V2.1 n i đ n 62 tr m t ) V n

t c truy n trên tuy n là 167kb/s v i th i gian truy c p kho ng 5ms

Các thành ph n c a m ng ASI g m có:

 AS-i Ch : đi u khi n m ng

 Module AS-I: ghép C m bi n/ Ch p hành v i m ng

 Cáp AS-I: hai dây ti t di n 1.5mm2v cao su n i v t lý các ph n t trong m ng

 B ngu n AS-I: c p ngu n

 C m bi n/ Ch p hành nh phân v i chip AS-i

 B xác đ nh đ a ch : t o đ a ch cho các thi t b t

 SCOPE AS-Interface: ch ng trình giám sát cho máy tính

K t n i các thành ph n th c hi n theo s đ sau:

AS- i Ch : làm nhi m v k t n i PLC hay máy tính v i m ng Th i gian truy c p t t c

tr m t t i đa là 5ms Hãng Siemens s n xu t các lo i sau:

 SIMATIC S7 PLC:

 CP 242-2, CP 242-8 v i S7-200

 CP 342-2 v i S7-300

 DP/AS-Interface Link (lo i b o v IP 65)

 CP 2413 cho máy tính PC-AT

4 Giao Di n MPI

Giao di n MPI (Multipoint Interface) dùng đ ghép PLC và máy tính v i nhau, tích h p s n trong PLC, là m t lo i m ng đ n gi n v i s tr m t i đa là 32, v n t c truy n chu n 187.5kb/s Môi tr ng truy n là cáp hai dây hay s i quang Ph n m m tích h p trong STEP7

S7-300 :CPU 312 IFM, CPU 313,CPU 314, CPU 314 IFM, CPU 315,

MPI card (ISA),CP 5611 (PCI)

III M NG S7-200

1 Khái Ni m Chung

Có th n i nhi u PLC S7-200 v i nhau theo các c u hình khác nhau:

 Máy tính ch n i v i nhi u S7-200 t dùng cáp PC/PPI (Point to point interface)

 Máy tính v i card CP (CP5511, CP5611) k t n i PLC S7-200, màn hình TD200, TP

117, OP73 dùng cáp MPI (Multipoint interface)

 Máy tính v i card CP (CP5511, CP5611) k t n i v i PLC S7-215-DP, S7- 22x + EM

277 Profibus-DP , S7-300, S7- 400 có ngõ Profibus

 PLC S7-200 v i module Ethernet CP 243-1 n i m ng LAN

CPU 221/222/224 ch có m t c ng truy n thông là port 0, riêng CPU 226 có hai port 0 và

1 V n t c truy n trên m ng khác nhau:

PPI 9.6 Kbps 19.2 Kbps

MPI 19.2 Kbps 187.5 Kbps

Profibus 9.6 Kbps 12Mbps

Truy n thông c a PLC S7-200 v i các PLC S7-200 khác trên m ng dùng l nh NETW và NETR, máy tính đ c gán đ a ch 0, thi t b HMI có đ a ch m c đ nh 1, các PLC có đ a ch khác nhau, m c đ nh là 2 i v i máy tính, thi t b HMI và các PLC S7-300, S7-400 thì S7-

200 là slave, nh ng nó có th là master v i S7-200 khác

S thi t b trên m ng t i đa là 32, n u có thêm repeater m r ng đ n 127, nh ng s master

t i đa là 32

PLC còn có th n i v i các thi t b truy n thông khác nh modem ngoài (hay module modem EM 241) thi t b truy n thông n i ti p giao th c t do (free port) dùng l nh XMT, RCV, máy in n i ti p, bar code reader, bi n t n MicroMaster (giao th c USS)

L nh NETW dùng đ truy n t i đa 16 byte đ n thi t b m ng theo đ a ch Port và b ng TBL (VB, MB, *VD, *AC, *LD), còn l nh NETR dùng đ đ c t i đa 16 byte

B ng là vùng nh t i đa 23 byte, byte đ u tiên có đ a ch cho b i TBL ghi mã l i và tình hình th c hi n l nh, byte th hai là đ a ch thi t b m ng mu n giao ti p, b n byte k là con tr

ch đ n vùng nh c a PLC trên m ng mu n giao ti p, byte th sáu cho bi t s byte d li u c n truy n thông, t 1 đ n 16 byte sau, đ i v i l nh NETW là các byte d li u c n truy n, v i l nh NETR ch a các byte d li u đ c v

Ví d : xét m t m ng PPI g m 5 PLC và m t TD200 dùng đ đóng gói s n ph m C 8 s n

ph m đóng gói thành m t h p Tr m 6 phân ph i s n ph m đ n 4 tr m đóng gói Tr m 1 là TD200 giao ti p v i ng i v n hành Tr m 6 liên l c v i các tr m khác b ng l nh NETR và NETW v i hai vùng nh b t đ u t VB200 và VB300

Network 1

LD SM0.1

MOVB 2, SMB30 //giao th c PPI

FILL 0, VW200, 68 //xóa đ m thu và

Network 4

LDN SM0.1

AN V200.6

AN V200.5 MOVB 2, VB201 //đ c tr m 2 MOVD &VB100, VD202 //đ c vùng nh VB100

MOVB 3, VB206 //đ c 3 byte NETR VB200, 0

Khi nh n đ c l nh NETR, các tr m 2, 3, 4, 5 đ c g i s g i đ n tr m 6 byte đi u khi n

và 2 byte tr ng thái t đ a ch VB100; hai byte tr ng thái cho bi t s h p đã đóng gói, byte đi u khi n cho bi t tr ng thái c a dây chuy n, ví d thi u keo, thi u bao bì, thi u s n ph m; khi đ

100 h p tr m 6 g i tín hi u reset tr m đóng gói; nh n đ c tín hi u báo đ 100 h p, tr m 6 go8 NETW đ n tr m đó và reset s h p v 0

2 Gi i Thi u V Module Modem Em 241

Modem EM 241 đ c thi t k v i các ch c n ng t ng thích nh m t modem bình

th ng d ng 10 bit d li u dùng cho S7-200 V i EM 241 ta có th k t n i tr c ti p PLC vào m ng đi n tho i v i các ch c n ng :

 cung c p giao di n truy n thông qua đ ng dây đi n tho i theo chu n qu c t

 k t n i v i máy tính cài Step7 Micro/win đ l p trình hay s a l i t xa

 h tr chu n truy n thông RTU modbus

 h tr d ch v g i Fax qua đ ng đi n tho i

 h tr d ch v nh n tin ng n SMS ( Short Massage Service)

Module EM 241theo chu n modem V.34 ( 33.6Kbaud) 10 bit d li u và t ng thích v i t t

c các modem ngoài nh ng không t ng thích v i các modem 11 bit d li u ta có th k t n i

tr c ti p EM 241 vào m ng đi n tho i qua c m JR11

a Module modem h tr giao th c truy n thông RTU Modbus

Ta có th đ nh d ng cho module modem ho t đ ng nh m t modbus slave , khi module là

m t modbus ta có th truy n hay nh n d li u t các tr m khác qua đ ng dây đi n tho i Khi module modem đ c đ nh d ng là modbus thì Step 7 micro/win không đ c phép giao ti p v i CPU qua modem này n a

S d ng công c wizard đ thành l p c u hình RTU Modbus cho module modem , kh i d

li u đ nh d ng cho modele ph i đ c download xu ng CPU tr c khi mu n s d ng modem

nh m t RTU modbus

b Các d ch v g i tin nh n SMS , và FAX

N u Module modem có đ ng kí các d ch v g i tin nh n SMS và Fax v i các nhà qu n lý

vi n thông thì trong ch ng trình ng i dùng có th đi u khi n đ g i các tin nh n và Fax lúc

c n thi t Các tin nh n và Fax mà ta mu n g i trong ch ng trình ng i dùng ph i so n th o

tr c trong quá trình đ nh d ng c u hình cho module b ng trình wizard

N i dung c a các tin nh n SMS hay Fax có th ch a các ký t ch , các ký t s và các giá

tr c a các ô nh trong vùng nh V c a CPU

c Ch c n ng truy n nh n d li u

Module modem cho phép ta truy n nh n d li u t CPU t i các CPU khác hay t i các thi t

b Modbus qua đ ng dây đi n tho i , S đi n tho i n i nh n hay n i mà mình yêu c u đ c d

li u v và các vùng nh (V) mà mình mu n truy n di hay đ c v đ c so n th o tr c b ng trình h tr wizard trong menu tools , wizard s t đ ng t o ra các hàm , trong ch ng trình

ng i dùng khi nào ta mu n truy n hay nh n d li u thì ta ch vi c g i các hàm này, khi m t

hàm đ c g i nó có th đ c th c hi n trong nhi u chy k quét c a CPU t i khi nào vi c truy n nh n d li u thành công và nh v y th i gian c a m t l n truy n nh n d li u có th lên

đ n hàng giây M t l n đ c hay ghi d li u ta ch có th đ c t i đa là 100 words và ch có th

đ c đ c trong vùng nh V

D li u truy n nh n theo giao th c truy n thông do ta configure trong trình wizard, n u ta

đ nh d ng module modem h tr truy n thông theo giao th c PPI thì khi truy n nh n d li u,

d li u s đ c truy n theo giao th c PPI Còn n u ta đ nh d ng module modem nh m t Modbus RTU thì khi truy n nh n d li u , d li u s đ c truy n theo giao th c Modbus

Led này sáng khi phát hi n các l i v đi u ki n nh :

°không có ngu n 24VDC c p cho module

°Timeout of the I/O watchdog

°Modem có l i c u trúc

°l i truy n thông

MG Modem Good : modem s n sàng cho giao ti p

OH Off Hook : báo modem đang s d ng line đi n tho i

NT No Dial Tone : báo modem không phát hi n đ c dial tone trên line đi n tho i

RI Ring Indicator : modem phát hi n đ c chuông đi n th ai g i vào modem

CD Carrier Detect :modem đã thi t l p k t n i d li u v i modem khác

Rx Receive data : modem đang nh n d li u

Tx Transmit data : modem đang truy n d li u

e S d ng trình Expansion wizard c a Micro Win đ đ nh d ng và ch n mode ho t

đ ng cho Module modem

Các b c th c hi n :

 Trong c a s Project ch n Wizards- EM 241

 Khai báo v trí c a modem

 Khai báo password b o v ( 1 đ n 8 kí t ) n u mu n

 Ch n giao th c truy n thông , PPI hay Modbus RTU

 Ch n s d ng các d ch v nh n tin ng n SMS hay không, n u ch n tích c c d ch v này

ta ph i so n th o n i dung các tin nh n s g i đi trong ch ng trình đi u khi n và các s

đi n tho i s g i tin nh n đ n

 N u mu n truy n nh n d li u gi a hai PLC, ta ch n tích c c ch c n ng truy n nh n d

li u và khai báo các ô nh mà mình c n truy n nh n (vùng nh V) và các s đi n tho i

c a các modem liên k t, có th đ t tên ký hi u cho d ch v và s đi n tho i

 V i tính ch t callback tích c c, modem s c t k t n i và quay đ n m t s đi n tho i đ nh

tr c sau khi nh n đ c tín hi u g i đ n t máy tính l p trình Ta có th ch n s l n mà khi module c ng ng truy n Message hay d li u cho m t s đi n tho i khác

 Ch n kh i d li u (vùng nh V) đ l u tr các thông s đ nh d ng và c u hình c a modem

 Ch n đ a ch byte cho các bit đi u khi n modem

Khi hoàn t t trình wizard t đ ng sinh ra các hàm đi u khi n và b ng Symbol các bi n đi u khi n module

f Các hàm và l nh th c thi cho EM 241 modem

Trình wizard t đ ng tao ra 3 hàm dùng đ đi u khi n và yêu c u EM 241 th c thi , đó là các hàm : MODx_CTRL ,MODx_MSG và MODx_XFR , trong đó x là v trí slot c a module modem trên rail PLC

a) Hàm MODx_CTRL: đ c g i trong m i chu k quét c a CPU đ tích c c module modem

b) Hàm MODx_XFR: dùng đ đ c hay ghi d li u t các CPU S7-200 khác hay t các Modbus

c) Hàm MODx_MSG: dùng đ g i tin nh n t module modem , th i gian th c thi c a

l nh này có th lên đ n 30 second

 EN là bit enable , EN On s tích c c hàm, bit EN yêu c u ph i tích c c đ n khi nào bit Done đ c set

 Start làbit yêu c u modem b t đ u th c hi n hàm

 Phone là s th t c a s đi n tho i mà mình đã khai báo trong trình wizard ( có th là tên g i nh )

 data là s th t c a kh i data mà mình đã khai báo trong trình wizard ( có th là tên g i

nh )

 Msg là s th t tin nh n trong các tin nh n mà ta đã so n s n trong trình Wizard , tin

nh n này s đ c g i đi theo yêu c u

- Done: On khi hàm đã th c thi xong

- Error : ch a l i khi hàm không th c thi đ c

3 Ý ngh a c a các byte trong b ng các thông s đ nh d ng ( configuration Table) cho module modem

Trình Modem Expansion wizard đ c xây d ng nh m h tr ng i dùng v i vi c t đ ng

t o ra b ng các thông s đ nh d ng d a trên các khai báo v c u hình h th ng c a b n , configuration table cung c p các thông tin c n thi t cho nh ng ng i mu n t t o ra các hàm con đ đi u khi n module hay format các message c a chính h t o ra

B ng các tham s đ nh d ng cho module modem đ c l u tr trong vùng nh V c a S7-200

và đ c chia thành 4 nhóm khác nhau g m :

• Kh i configuration bao g m các thông tin v đ nh d ng cho modem

• Kh i các s đi n tho i cho phép Callback

• Kh i các s đi n tho i cho phép modem g i tin nh n SMS hay truy n d li u t i

• Kh i bao g m các Message do ng i l p trình so n th o đ modem g i đi lúc đ c yêu

c u

4 M ng Asi

Hình sau mô t các k t n i c a ASI ch CP242-2, CP242-8 vàCP242-2 v i PLC

K t n i v i S7-200

M i module ASI có m t đ a ch , đ c cài nh b đ t đ a ch

a M c sau trình bày cách s d ng CP242-2 ghép v i S7200

Kh o sát module ch CP242-2

Module CP242-2 ghép v i PLC S7-200 và các module t , t o thành m ng ASI PLC xem CP242-2 nh hai module m r ng

• module s 8 ngõ vào, 8 ngõ ra 8 ngõ vào là byte tr ng thái, truy n thông tin tr ng thái

c a CP242-2 cho PLC 8 ngõ ra là byte đi u khi n do PLC truy n đ n PC242-2

• module analog 8 ngõ vào 8 ngõ ra, t ng c ng 32 byte, dùng đ giao ti p v i tr m t

a ch các vùng nh tu thu c CPU và v trí g n module CP, ví d nh sau:

Các tr m t có đ a ch t 1 đ n 31, phân thành 8 nhóm, m t tr c c a CP có 8 đèn LED, ba đèn trên cùng ch nhóm tr m, theo mã nh phân, 5 đèn d i có hai ý ngh a, ho c cho bi t tr m

t nào đang tích c c, ho c cho bi t tr ng thái ho t đ ng c a CP n u ba đèn nhóm không sáng, khi đó các đèn này có ý ngh a sau:

• SF (System fail): S c h th ng (ví d b nh h ng hay có tr m t đ a ch 0)

• APF (AS-i Power Fail): ngu n trên cáp gi m th p hay không có

• CER (Configuration Error): sai c u hình tr m t so v i c u hình đã l u trên CP

• AUP (Autoprog available): cho phép l p trình đ a ch cho tr m t

• CM (Configuration Mode): cho bi t ch đ ho t đ ng c a CP, mode c u hình hay mode b o v Mode c u hình s d ng khi cài đ t CP, mode b o v s d ng khi trao đ i

d li u

Khi đèn nhóm sáng, có th xem tr ng thái t t c các nhóm b ng nút DISPLAY, nút SET chuy n CP sang mode C u hình

Module s c a CP có 4 thanh ghi 8 bit

• Thanh ghi nh n d ng: có n i dung 05, báo s t n t i c a module s 8DI/8DO, Thanh ghi s c : báo s c APF và CER

a ch hai thanh ghi này ph thu c v trí g n CP, n u g n c nh CPU thì có đ a ch l n l t SMB8 và SMB9

• Byte tr ng thái: báo tr ng thái c a CP cho PLC