GIẢI PHÁP MẠNG TRUYỀN THÔNG CỦA HONEYWELL

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông Router To other network Multi-Controller, Multi-PC Connection SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN Process Equipment B Ethernet 1

ĐỀ TÀI : NHÀ MÁY XI MĂNG

GVHD: Thầy TRẦN HOÀNG DŨNG SVTH :

1 VŨ VĂN CƯƠNG

2 HOÀNG VĂN CƯỜNG

3 PHAN ĐĂNG NAM

GIẢI PHÁP MẠNG TRUYỀN THÔNG

CỦA HONEYWELL

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

Mục lục

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông.

Chương 2 : Thiết bị mạng truyền thông và đặc tính của

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

RS485 RS232

GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT HỆ THỐNG CỦA HONEYWELL

TRONG NHÀ MÁY XI MĂNG:

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

Router

To other network

Multi-Controller, Multi-PC Connection SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG

GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN CƠ BẢN

Process Equipment B

Ethernet 10Base-T

Process Equipment C

Switch

HC900 1042-OI

Hub

Switch

Peer-to-Peer Communications

Process Equipment D

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

Jun 2009 slide 5

NHÀ MÁY XI MĂNG

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN LINE 1 NHÀ MÁY XI MĂNG

Ethernet CAT5

Switch/Router

HC900 Slave 4 HC900 Slave 3

HC900 Slave 2

Operator Interface 1042-OI

Process Equipment 5

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TỚ 1 NHÀ MÁY XI MĂNG

Ethernet CAT5

Switch/Router

Switch

Operator Interface 1042-OI

HC900 Controller Slave 1

TRẠM TỚ

1

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

Jun 2009 slide 7

NHÀ MÁY XI MĂNG

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC HỆ THỐNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRẠM TỚ 2,3,4,5 NHÀ MÁY XI MĂNG

Ethernet 10Base-T

Switch

HC900 Controller Slave 5 (Điều khiển hệ thống cân động)

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

HC900 Controller

RS232

MÔ HÌNH KHÔNG GIAN HỆ THỐNG CÂN ĐỘNG

Chương 1: Giải pháp mạng truyền thông

- Sơ đồ cấu trúc hệ thống dự phòng cho line1

(line 2 giống line 1):

+ file WORD.

+ file PDF.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

-Truyền dải cơ sở ( baseband).

-Khoảng cách truyền (100m).

-Loại cáp: T (cáp đôi dây xoắn)

RJ -45

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

2.1 Phương tiện truyền dẫn.

Pin Ethernet

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

-Truyền dải cơ sở ( baseband).

-Khoảng cách truyền (100m).

-Loại cáp: TX (cáp đôi dây xoắn)

2.1 Phương tiện truyền dẫn.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

2.1 Phương tiện truyền dẫn.

Cáp Ethernet CAT5 : Loại Fast Ethernet 100BASE-TX

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

2.1 Phương tiện truyền dẫn.

Controller và PC Configuration Tool

Đặc điểm chuẩn RS232:

- Chuẩn RS232 được nối ra một giắc cắm (gọi

là cổng COM, (cổng COM phục vụ các chức

năng khác nhau gồm loại 4, 9, 15, 37 chân).

- Nếu mục đích chỉ truyền hoặc nhận tín hiệu

giữa hai thiết bị thì ta chỉ cần sử dụng 2 dây

(một dây truyền hoặc nhận) và một dây nối

đất (GND - ground, hay mass)

- RS 232 sử dụng phương thức truyền thông

không đối xứng, tức là sử dụng tín hiệu điện

áp chênh lệch giữa một dây dẫn và đất

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

- Các cổng của RS - 232 có ngưỡng điện áp

qui ước là -15V tới -3V , và 3V tới 15V (hoặc

-5V, +5V, sự khác biệt giữa hai giá trị 3, và 5V

này được gọi là noise magin - biên độ dao

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

công suất phát tương đối thấp, nhờ trở kháng

đầu vào hạn chế trong phạm vi từ 3-7kΏ

Nhược điểm:

- Chuẩn truyền thông RS 232 không cho phép

có hơn 2 thiết bị truyền nhận tin trên đường

dây

- Tốc độ truyền và khoảng cách truyền thấp.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

-RS-485 cho phép khoảng cách tối đa giữ trạm

đầu và trạm cuối trong một đoạn mạng là

1200m, không phụ thuộc vào số trạm tham gia

-Tốc độ truyền dẫn có thể lên đến 10 Mbit/s

-RS 485 sử dụng phương pháp truyền 2 dây vi

sai (vì 2 dây có đặc tính giống nhau, tín hiệu

truyền đi là hiệu số điện áp giữa 2 dây do đó

loại trừ được nhiễu chung).

-RS-485 cho phép nối 32 trạm, ứng với 32 bộ

thu phát hoặc nhiều hơn.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

-Có khả năng ghép nối nhiều điểm, được sử

dụng phổ biến trong hệ thống bus.

-Tốc độ truyền và khoảng cách truyền lớn hơn

nhiều so với chuẩn RS232.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

- Thiết lập cấu hình cho các thiết bị thông qua các phần mềm

- Lập trình cho HC900 Hybrid Controller hoạt động.

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Vai trò của HC900 Controller trong hệ thống:

-Điều khiển hệ thống theo chương trình đã

-Hoạt động tốt trong môi trường công nghiệp.

-Kết nối được với nhiều thiết bị

2 HC900 Controller:

Termination Cover &

Label

Chassis: 4 I/O slots (shown)

8 and 12 I/O slot chassis (larger I/O capacity)

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Tùy từng hệ thống mà ta chọn CPU khác

nhau.

Dưới đây là bảng so sánh để chúng ta lựa

chọn cho phù hợp:

C30 and C50 Controller CPU

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

10Base-T (Rem I/O), RS-232 (Config.), RS-485 (OI)

Peer-to-peer communications Uses Ethernet between controller and

up to 8 peers

PowerSupply 90VAC to 264VAC,47 to 63Hz

Analog Outputs Up to 64 (4 / card), isolated outputs,

user-specified range from 0 – 20 mADigital I/O Types DI 16 Pt / card : 120 / 240VAC, 24Vdc,

Contact Input

DO 8 and 16 Pt / card: 120 / 240VAC (2A)

8 Pt, 24Vdc (1A, 8A max.) 16 Pt, Relay (4A) 8 Pt

Chassis / Khung lắp đặt CPU và các I/O

DO 8pt

AI 8pt

AO 4pt

Chassis, 4 I/O slots

Chassis, 8 I/O slots

Chassis, 12 I/O slots

Cách kết nối HC900 với các thiết bị thông qua mạng Ethernet

Remote I/O

C50 Controller

CPU

HC Designer

Operator Interface Panels

Cách kết nối HC900 với các thiết bị thông qua

RS232 và RS485

Của Honeywell hoặc Controllers khác (DCS/PLC)

Connect

HC900 Redundant Controller

Lựa chọn thiết bị cho cấu trúc dự phòng:

- Nếu giải pháp của hệ thống sử dụng cấu trúc dự phòng thì

chúng ta mới cần dùng những thiết bị này.

- Các thiết bị không được trình bày trong mục này là thiết bị

dùng chung cho cả hai cấu trúc :

VD: HMI, Operator Interfaces , PC Configuration Tool,

RTPs, các thiết bị liên kết mạng ( Switch Ethernet, Hub…)

Lựa chọn thiết bị cho cấu trúc dự phòng:

HC900 Redundant Controller Rack

 Kết hợp 2 CPUs từ các CPU đơn.

 Truyền thông nội bộ tốc độ cao CPU tới CPU.

 Có 2 cổng mạng trên cùng 1 CPU (Simplex or

Redundant).

 Đồng bộ hoá hoạt động của CPU.

 Hộ trợ kết nối tới 1042, 559 hoặc 3rd party

Operator Interface.

 Không phụ thuộc vào CPU Power.

 Phân biệt dấu hiệu trạng thái của Controller là

Lead/Reserve

 Bảo vệ an toàn dữ liệu.

CPUs

HC900 Redundant Controller

HC900 Redundant Controller Operation

Tất cả được sử dụng và tác động lẫn nhau cùng với Lead CPU:

- CPU không thế đảm nhận vai trò Lead

- Cả 2 CPU cùng tiếp nhận Inputs

- Cả 2 CPU cùng thực hiện function blocks

- Lead CPU writes outputs

Lựa chọn CPU cho cấu trúc dự phòng

HC900 Redundant Controller Operation

 Lead CPU sẽ dó tìm 1 Reserve CPU và thiết lập cấu hình Reserve

một cách tự động.

 Redundant Switch Module (RSM) đồng nhất hoá Lead và Reserve

CPUs.

 RSM supports manual Fail-over of the Lead CPU.

Function Block thực thi một cách nối tiếp.

Lựa chọn CPU cho cấu trúc dự phòng

Tính năng của HC900 Redundant Controller

- Điều khiển sự làm việc của ngõ

- Tiếp nhận cài đặt cấu hình và sửa chữa

- Lập trình và cập nhật từ Reserve

- Giao tiếp với chủ ( Host )

- Giao tiếp tới Local OI ( Local Operator Interface)

- Cho phép người vận hành thay đổi

- Kiểm tra trạng thái Reserve

- Trao đổi dữ liệu với các thiết bị ngang hàng

- Trao đổi dữ liệu với Modbus Slaves

Reserve Controller

- Chấp nhận cài đặt cấu hình từ Lead

- Chấp nhận người sử dụng thay đổi từ Lead

- Đảm đương chức năng của Lead nếu Lead hỏng

Assigning Lead / Gán chức năng cho Lead

- Phát hiện và xử lý lỗi trong

4 chu kỳ quét hoặc sớm hơn

- Tiếp tục chức năng quét tiếp theo

Failure Recovery Procedure

- Ngưng hoạt động CPU hỏng

- Căn cứ trên thiết kế của HC900 C50 CPU

- Truyền thông Ethernet thông qua cáp 10/100BASE-T

- Cơ chế giao tiếp Peer to Peer

- Truy xuất với hệ thống và hàng loạt các PC thiết lập

cấu hình ( PC Configuration Tools)

- 2 Serial Ports (RS232 or RS485, switch selectable)Modbus RTU Master or Slave Protocol

Lựa chọn RSM và POWER cho cấu trúc dự phòng

Redundancy Switch Module (RSM)

- Xác định rõ Lead & Reserve CPUs

- Nút nhấn để cài đặt:

o RUN Mode (no program changes)

o RUN / PROGRAM Mode (on-line changes)

o PROGRAM Mode (outputs off)

o Force manual fail-over (momentary)

- Bộ nguồn thay thế ở dưới

Power Supplies

ƒ 28W

ƒ Giống như nguồn Rack I/O

HC900 Redundant Controller

3.Remote I/O Racks

- Khoảng cách lắp đặt từ CPUs đến các I/O

Racks tối đa là 300m.

- Có 3 kích cỡ: 4, 8 và 12 I/O Modules.

- Được phép sử dụng tối đa 5 Remote I/O

Racks cùng kết nối tới 1 CPU của HC900

Controller.

- Tổng số có 960 I/O, trong đó có

256 ngõ vào analog.

- Chúng ta có thể tùy chọn các khung I/O dự phòng có 8 hoặc 12 rãnh.

- Chọn bộ nguồn.

Lựa chọn I/O Racks cho cấu trúc dự phòng

HC900 Redundant Controller

3.Remote I/O Racks

Lựa chọn I/O Racks theo bảng:

Total number of I/O

Remote I/O Racks

Local & Remote I/O

RS232

Ethernet

to Network

Remote I/O

CPU C50 cùng với vị trí 4 Remote I/O Racks Tất cả Remote I/O được kết nối cùng 1 CPU

Connection to C50-A (I/O A)

Connection to C50-B (I/O B)

Nếu tổng số I/O cho mỗi ứng dụng đòi hỏi có

nhiều hơn 1 rack, 2 racks, 3, 4 và 5 racks lúc đó

hệ thống đòi hỏi phải có các Scanner Module

 Scanner Module thay thế vị trí của CPU trong

các Remote I/O racks

- 1 Scanner Module cho 1 Rack I/O

- 2 ports cho mỗi CPU C50

- Đọc ngõ vào từ module và ghi ở ngõ ra đến

module ở trong rack

- Chọn Scanner Module: 900C53-0020

HC900 Redundant Controller

Connection to C50-A (I/O A)

Connection to C50-B (I/O B)

HC900 Redundant Controller

Vị trí của Scanner trên I/O Rack

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

5 Redundant I/O Power / Nguồn dự phòng

 Cung cấp nguồn dữ phòng cho Racks và I/O

 Duy trì nguồn đến racks nếu bộ nguồn chính bị sự cố

 Cần thiết cho những hệ thống có cấu trúc dự phòng

hoặc không dự phòng

 Hãng cung cấp 2 loại nguồn : P01 (60W) và

P02 (28W)

 Sử dụng cho loại 8-Slot và 12-Slot I/O Racks

Power Supply Model Number

60 Watt Power Supply 900P01 - 0001

28 Watt Power Supply 900P02 - 0001Lựa chọn bộ nguồn I/O Racks cho cả 2 cấu trúc

Redundant và Non - Redundant

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Cấu trúc Redundant & Non-redundant Controllers

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

- Shield Terminal Connections sử dụng cho các I/O

- Một bộ shield terminal bao gồm 2 bảng kết nối sẽ kết nối liên tiếp tới

4 I/O modules

Wire-Shield Grounding

Model : 900TSS-0001

Model 1042 (Type 4X) 10.5” Display

Numeric Keypad

8 Display Function Keys

Front Access 1.4 M Floppy Drive

(100M Zip Drive Option)

Model 559 (Type 4X) 5.5”Display

5 Display Function Keys Rear Access 1.4M Floppy Drive

Model 559 (Type 12) 5.5” Display

5 Display Function Keys Front Access 1.4 M Floppy Drive

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Jun 2009 slide 47

NHÀ MÁY XI MĂNG

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

• Trên 100 cấu hình cài đặt trên Operator Displays

Chuẩn đoán và báo cáo trạng thái hoạt động (Bộ điều khiển, I/O, giao tiếp), hiệu chỉnh…

Hiệu chỉnh các chức năng (Công thức, SP Nét đặc trưng, SP lập kế hoạch, trình

tự, …),

Cài đặt (Lưu trữ dữ liệu, điều chỉnh, cảnh báo SP, giới hạn cho SP và Outputs, …), kiểm tra bản thân OI, ngôn ngữ lựa chọn (FR, GE, IT, SP, EN), …

• 80 cấu hình hiển thị được bổ sung bởi người sử dụng

1042: 10 Displays x 8 Access Keys (559: 10 Displays x 5 Access Keys)

• Xây dựng 36 mẫu hiển thị

Loops, Profiles, Recipes, Pushbuttons/Switches, Trends, Bargraphs,

Overviews, Alarms, Principal Blocks, …

• Bàn phím bằng số để nhập dữ liệu (SP, Outputs, SP Program numbers, ….)

• Ổ đĩa mềm (100M Zip Drive option in 1042)

Lưu trữ dữ liệu, Upload / Download cấu hình cài đặt, biên dạng SP, …)

Chương 2: Thiết bị mạng truyền thông

Panel Displays >100 standard displays,

Disk Drive 1.44MB floppy drive standard, 100 MB ZIP drive is

optionalDisk Drive Functions Data archiving, configuration loading, setpoint

profile, sequence, recipe transfer

Power Supply 24VDC required

OperatingTemperature,RH 0 to 45 deg C, 10 to 90%, non-condensing

Size W 15.8 in.(400 mm) x H 9.8 in (248 mm) x D 8.3 in

(210 mm) 7.2 in./183 mm behind panel

Approvals CE, (Planned - UL, CSA, FM Class 1, Div 2)

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG2 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG3 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG4 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP LOOPTAG5

2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG6 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG7 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

LOOPTAG8 2500.0

0.0 2205.0

2000.0

83.5 AUTO RSP

PV

SP

OUT

RUN

OI Display – PID Loops

EV1 ON EV9 OFF

EV2 OFF EV10 OFF

EV3 ON EV11 OFF

EV4 OFF EV12 OFF

EV5 OFF EV13 OFF

EV6 ON EV14 OFF

EV7 OFF EV15 OFF

EV8 OFF EV16 OFF

LOAD

11 : 30

F1 RUN

F2 HOLD

F3 RESET

F4 ADV

F102T41 F102 TEMPER 41

RAMP

SEGM ENT

%CARBONPRIMARY

ELAPSED SEG

TIME ELAPSED PGM TIME

SEG TIME REMAIN

0.92 0.90

%C

%C

DEGF DEGF

PROFTC- 3

1150.0 1200.0

Tính năng: Cung cấp giao diện

người – máy cho người vận hành

giám sát hệ thống

9 HMI ( Human-Machine Interface )

Đặc tính kỹ thuật của HMI Server

Model: MZ-NTPC02 – PlantScape Performance Server PC With Windows NT

Workstation

Description:

-Over 5 stations - Vista R400 software

-Databases over 2000 points, advanced control or other applications, extra high-speed

data acquisition

-Communication with HC900 via Ethernet

Includes:

• Current "best-performance" Pentium III

processor suitable for PlantScape for

WINDOWS NT server support

• 256 MB Memory minimum

• 8x SCSI CD-ROM Drive minimum

• 9 GB Hard Disk minimum

• Keyboard

• Mouse

• Microsoft Windows NT Workstation 4.0

with Service Pack 6a

9 HMI ( Human-Machine Interface )

Đặc tính kỹ thuật của HMI Station

Model : MZ-NTPC03 PlantScape Windows NT Operator Station PC

Description: PC suitable for providing PlantScape Station for Windows NT

Operator Station Platform

Includes:

• 128 MB Memory minimum

• 8x SCSI CD-ROM Drive minimum

• 9 GB Hard Disk minimum

Card Type Channel Density Model NumberAnalog Input (Universal) 8 point 900A01 – 0002

Analog Output (0–20, 4–20 mA) 4 point 900B01 – 0001

Digital Input, Contact Type 16 point 900G01 – 0001

Digital Input , 24VDC 16 point 900G02 – 0001

Digital Input, 120/240 VAC 16 point 900G03 – 0001

Digital Output, Relay Type 8 point 900H01 – 0001

Digital Output, 24VDC type 16 point 900H02 - 0001

Digital Output, 120/240 VAC type 8 point 900H03 - 0001

-Các Cards I/O bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ.

-Khi các HC900 Controler hoạt động, nhiêt độ định mức cho phép là

60 độ C, như vậy nhiệt độ tại các I/O modules cao hơn mức 55 độ C

-Để giảm nhiệt độ này có 2 cách:

C1: Cho 240VAC ở các ngõ vào số và giới hạn các ngõ vào

ON khoảng 12

C2: Giới hạn tối đa các modules analog ouputs trên mỗi rack

là 10