Đề tài: Điều khiển vị trí sử dụng mạng PROFIBUS

MỤC LỤC CHƯƠNG 1: MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP PROFIBUS 3 1.1 Giới thiệu chung về mạng Profibus. 4 1.2 Profibus –FMS. 6 1.3 Profibus –DP. 7 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300 11 2.1 Cấu trúc phần cứng PLC S7300. 11 2.2 Các thông báo lỗi bằng đèn LED. 14 2.2.1 Thông báo lỗi của CPU bằng đèn LED hiển thị. 14 2.2.2 Thông báo lỗi của CPU 31x2 khi là DP Master bằng đèn BUSF. 14 2.2.3 Thông báo lỗi của CPU 31x2 khi là DP Slave bằng đèn BUSF. 15 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG PROFIBUS VÀO MÔ HÌNH 16 ĐIỀU KHIỂN VI TRI 16 3.1 Mô tả hệ thống và yêu cầu công nghệ: 16 3.2 Lựa chọn phương án điều khiển. 19 3.3 Các phần tử trong hệ thống. 21 3.3.1 CPU 313 C2DP. 21 3.3.2Biến tần Micromaster 440(MM440). 23 3.3.3 Động cơ không đồng bộ ba pha. 31 3.3.4 Encoder. 34 3.3.5 Hộp giảm tốc. 35 3.3.6 Vít me bi: 36 3.3.7 Cảm biến từ tiệm cận (Inductive proximity sensor). 37 CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG LIÊN KẾT MẠNG VÀ 38 CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 38 4.1 Các phần tử liên kết mạng. 38 4.1.1 Bus truyền Profibus. 38 4.1.2 Cáp truyền thông PLC và PC (MPI). 38 4.1.3 Module Profibus. 40 4.2 Cài đặt các thông số phần cứng. 42 4.2.1 Cài đặt phần cứng trong PLC S7300.(CPU 313C2DP). 42 4.2.2 Module Profibus. 45 4.2.3 Cài đặt thông số trên biến tần. 45 4.3 Chương trình điều khiển. 47 4.3.1 Các tín hiệu điều khiển. 47 4.3.2 Cách thức truyền nhận dữ liệu giữa PLC S7300 và biến tần MM440. 47 4.4 Chương trình điều khiển. 53 4.4.1 Lưu đồ thuật toán. 53 4.4.2 Bảng ký hiệu. 54 4.4.3 Khối liên kết truyền thông giữa PLC và biến tần để điều khiển DC 55 4.4.4 Khối giám sát tốc độ của động cơ sử dụng encoder. 62 4.4.5 Khối chương trình chính OB1. 74 4.5 Chương trình giám sát trên Win CC. 79 CÁC KẾT QUẢ ĐO KHẢO SÁT ĐƯỢC 81 KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88 CHƯƠNG 1 MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP PROFIBUS Một nhà máy hay một phân xưởng được trang bị rất nhiều những thiết bị tự động hóa chúng thường được liên kết thông qua một mạng truyền thông công nghiệp nào đó. Vậy mạng truyền thông công nghiệp là gì? Và vì sao người ta hay sử dụng mạng Profibus, Ethernet, Asi, MPI,PPI...? Bởi vì chúng:  Dễ dàng đồng bộ hóa các hoạt động trong một dây chuyền sản xuất.  Điều khiển, giám sát và quản lý một cách dễ dàng. Điều này cũng giống như việc phân cấp quản lý trong các công ty, xí nghiệp.  Điều khiển các thiết bị từ khoảng cách rất xa qua các cáp nối kết mạng. Nếu chúng ta chỉ sử dụng PLC đơn thì chúng ta sẽ gặp phải nhiều khó khăn như thiếu các port, đường dây tín hiệu đi ra từ các port không thể đi xa và tín hiệu dễ bị nhiễu (đối với các tín hiệu tương tự) cũng như không kinh tế (đối với các qui trình sản xuất lớn). Ngoài ra, còn có các ưu điểm như :  Thích hợp cho mọi ứng dụng.  Là một hệ thống mở có thể sử dụng các thiết bị khác nhau.  Luôn đổi mới để thích hợp với mọi nhu cầu. Một mạng truyền thông thì bao gồm các thành phần:  Các giao thức phục vụ cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị.  Các phương tiện truyền tải, các thành phần truyền tải và nối kết, cũng như các kỹ thuật truyền tải thích hợp. Để thực hiện các chức năng trong các dây chuyền sản xuất tự động, mạng có các dạng truyền thông cũng như các thành phần mạng khác nhau thích hợp với từng trường hợp cụ thể. 1.1 Giới thiệu chung về mạng Profibus. Là hệ thống bus trường được phát triển tại Đức năm 1987. Hệ thống bus này được ứng dụng để kết nối các thiết bị trường với các thiết bị điều khiển giám sát. Đây là hệ thống bus nhiều chủ cho các thiết bị vàora phân tán, các thiết bị đo thông minh, thiết bị điều khiển… nối vào cùng một đường bus. Các trạm chủ thường là các PC, PLC được quyền kiểm soát truyền thông trên bus. Các trạm tớ thường là các module vàora phân tán, các thiết bị đo thông minh…không được phép truy nhập bus, mà chỉ xác nhận hoặc trả lời các yêu cầu từ trạm chủ. Profibus gồm 3 loại tương thích với nhau: Profibus – FMS, Profibus – DP, Profibus – PA. Profibus – FMS được dùng chủ yếu trong việc nối mạng các máy tính điều khiển và điều khiển cấp giám sát. Profibus – DP được dùng để kết nối các thiết bị trường với các máy tính điều khiển còn Profibus – PA được sử dụng trong các lĩnh vực tự động hoá các quá trình có môi trường dễ cháy nổ.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP PROFIBUS 3

1.1 Giới thiệu chung về mạng Profibus 4

1.2 Profibus –FMS 6

1.3 Profibus –DP 7

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 300 11

2.1 Cấu trúc phần cứng PLC S7300 11

2.2 Các thông báo lỗi bằng đèn LED 14

2.2.1 Thông báo lỗi của CPU bằng đèn LED hiển thị 14

2.2.2 Thông báo lỗi của CPU 31x2 khi là DP Master bằng đèn BUSF 14

2.2.3 Thông báo lỗi của CPU 31x2 khi là DP Slave bằng đèn BUSF 15

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG MẠNG PROFIBUS VÀO MÔ HÌNH 16

ĐIỀU KHIỂN VI TRI 16

3.1 Mô tả hệ thống và yêu cầu công nghệ: 16

3.2 Lựa chọn phương án điều khiển 19

3.3 Các phần tử trong hệ thống 21

3.3.1 CPU 313 C2DP 21

3.3.2Biến tần Micromaster 440(MM440) 23

3.3.3 Động cơ không đồng bộ ba pha 31

3.3.4 Encoder 34

3.3.5 Hộp giảm tốc 35

3.3.6 Vít me bi: 36

3.3.7 Cảm biến từ tiệm cận (Inductive proximity sensor) 37

CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG LIÊN KẾT MẠNG VÀ 38

CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 38

4.1 Các phần tử liên kết mạng 38

4.1.1 Bus truyền Profibus 38

4.1.2 Cáp truyền thông PLC và PC (MPI) 38

4.1.3 Module Profibus 40

4.2 Cài đặt các thông số phần cứng 42

4.2.1 Cài đặt phần cứng trong PLC S7300.(CPU 313C2DP) 42

4.2.2 Module Profibus 45

4.2.3 Cài đặt thông số trên biến tần 45

4.3 Chương trình điều khiển 47

4.3.1 Các tín hiệu điều khiển 47

-4.3.2 Cách thức truyền nhận dữ liệu giữa PLC S7-300 và biến tần MM440 - 47 4.4 Chương trình điều khiển 53

4.4.1 Lưu đồ thuật toán 53

4.4.2 Bảng ký hiệu 54

4.4.3 Khối liên kết truyền thông giữa PLC và biến tần để điều khiển DC 55 4.4.4 Khối giám sát tốc độ của động cơ sử dụng encoder 62

4.4.5 Khối chương trình chính OB1 74

4.5 Chương trình giám sát trên Win CC 79

CÁC KẾT QUẢ ĐO KHẢO SÁT ĐƯỢC 81

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 88

-CHƯƠNG 1

Một nhà máy hay một phân xưởng được trang bị rất nhiều những thiết bị tự động hóa chúng thường được liên kết thông qua một mạng truyền thông công nghiệp nào đó Vậy mạng truyền thông công nghiệp là gì? Và vì sao người ta hay sử dụng mạng Profibus, Ethernet, Asi, MPI,PPI ?

Bởi vì chúng:

 Dễ dàng đồng bộ hóa các hoạt động trong một dây chuyền sản xuất

 Điều khiển, giám sát và quản lý một cách dễ dàng Điều này cũng giống như việc phân cấp quản lý trong các công ty, xí nghiệp

 Điều khiển các thiết bị từ khoảng cách rất xa qua các cáp nối kết mạng Nếu chúng ta chỉ sử dụng PLC đơn thì chúng ta sẽ gặp phải nhiều khó khăn như thiếu các port, đường dây tín hiệu đi ra từ các port không thể đi xa và tín hiệu dễ bị nhiễu (đối với các tín hiệu tương tự) cũng như không kinh tế (đối với các qui trình sản xuất lớn)

Ngoài ra, còn có các ưu điểm như :

 Thích hợp cho mọi ứng dụng

 Là một hệ thống mở có thể sử dụng các thiết bị khác nhau

 Luôn đổi mới để thích hợp với mọi nhu cầu

Một mạng truyền thông thì bao gồm các thành phần:

 Các giao thức phục vụ cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị

 Các phương tiện truyền tải, các thành phần truyền tải và nối kết, cũng như các kỹ thuật truyền tải thích hợp Để thực hiện các chức năng trong các dây chuyền sản xuất tự động, mạng có các dạng truyền thông cũng như các thành phần mạng khác nhau thích hợp với từng trường hợp cụ thể

1.1 Giới thiệu chung về mạng Profibus

Là hệ thống bus trường được phát triển tại Đức năm 1987 Hệ thống bus này được ứng dụng để kết nối các thiết bị trường với các thiết bị điều khiển giám sát Đây là hệ thống bus nhiều chủ cho các thiết bị vào/ra phân tán, các thiết bị đo thông minh, thiết bị điều khiển… nối vào cùng một đường bus

Các trạm chủ thường là các PC, PLC được quyền kiểm soát truyền thông trên bus Các trạm tớ thường là các module vào/ra phân tán, các thiết bị đo thông

minh…không được phép truy nhập bus, mà chỉ xác nhận hoặc trả lời các yêu cầu từ trạm chủ

Profibus gồm 3 loại tương thích với nhau: Profibus – FMS, Profibus – DP, Profibus – PA Profibus – FMS được dùng chủ yếu trong việc nối mạng các máy tính điều khiển và điều khiển cấp giám sát Profibus – DP được dùng để kết nối các thiết bị trường với các máy tính điều khiển còn Profibus – PA được sử dụng trong các lĩnh vực tự động hoá các quá trình có môi trường dễ cháy nổ

Hình 1.1: Cấu trúc điển hình về hệ thống mạng Profibus [1]

 Cấu trúc bức điện

Có 3 loại khung có khoảng cách Hamminh 4 và một loại khung đặc biệt đánh dấu Token được quy định như sau:

Khung có chiều dài thông tin cố định, không mang dữ liệu

 LE( Length): Chiều dμi dữ liệu (4- 249 byte)

 LER( Length Repeated): Chiều dμi truyền lại

 DA (Destination Address): Địa chỉ trạm nhận, từ 0 – 127

 SA (Source Address): Địa chỉ trạm gửi, từ 0 – 127

 DU (Data Unit): Đơn vị dữ liệu

 FC (Frame Control): Kiểm tra khung

 FCS (Frame Check Sequence): Kiểm soát lỗi

 ED (End Delimiter Byte): Kết thúc, ED=16H

1.2 Profibus –FMS

Đây là Bus hệ thống dùng để kết nối các thiết bị ở cấp điều khiển giám sát với nhau và với các thiết bị ở cấp điều khiển, do đặc điểm của giao tiếp giữa các cấp này mà dữ liệu được trao đổi chủ yếu với tính chất không định kỳ

Hình 1.2: Cấu hình FMS tiêu biểu [1]

 Các lớp mạng

Bao gồm 2 lớp con là FMS và LLI

Lớp LLI (Lower Layer Interface) có vai trò thích ứng, chuyển các dịch vụ giữa

lớp FMS và lớp FDL Giao diện giữa lớp FMS với các quá trình ứng dụng được

thực hiện bởi lớp ALI (Application Layer Interface)

Lớp FMS (Fieldbus Message Specification) thực chất là một tập con của MMS (Munufacturing Message Specification), đây là một chuẩn giao thức và dịch vụ

thuộc lớp 7 của mô hình OSI có giao tiếp hướng thông báo (Message-oriented communication) được áp dụng rộng rãi trong công nghiệp

 Phương pháp truy nhập đường truyền

Ngoài hình thức gửi đồng loạt và gửi tới nhiều đích, việc trao đổi thông tin trong Profibus-FMS luôn được thực hiện giữa hai đối tác truyền thông dưới hình thức có nối theo cơ chế Client/Server Một Client được hiểu là một chương trình ứng dụng gửi yêu cầu để truy nhập đối tượng Còn Server chính là một chương trình cung cấp các dịch vụ truyền thông thông qua các đối tượng Về nguyên tắc chương trình ứng dụng có thể đóng vai trò của cả Client vàServer[1]

 Giao tiếp hướng đối tượng

Profibus - FMS cho phép thực hiện giao tiếp hớng đối tượng theo cơ chế Client/Server Ý nghĩa của giao tiếp hướng đối tượng là quan điểm thống nhất trong giao tiếp dữ liệu, không phụ thuộc vào các đặc điểm của nhà sản xuất thiết bị hay các lĩnh vực ứng dụng cụ thể Các phần tử có thể truy cập được từ một trạm trong mạng, đai diện cho các đối tượng thực hay các biến quá trình đợc gọi là đối tượng

Việc truy nhập vào đối tượng có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau, một phương pháp hiệu quả là truy cập đối tượng thông qua tên hình thức (nhãn) hay còn gọi là các Tag Mỗi đối tượng có một tên hình thức phân biệt thống nhất

Phương pháp này thể hiện tính trực quan, dễ theo dõi trong quá trình thực hiện dự

án

1.3 Profibus –DP

Được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu về trao đổi dữ liệu giữa các thiết

bị cấp trường với các thiết bị cấp điều khiển

Việc trao đổi dữ liệu chủ yếu thực hiện theo cơ chế Master/ Slave, ngoài ra Profibus – DP còn hỗ trợ các dịch vụ truyền thông không tuần hoàn, phục vụ tham

số hoá, vận hành và chuẩn đoán các thiết bị trường thông minh

Các hàm DP cơ sở (trong User Interface Layer) chủ yếu phục vụ trao đổi dữ liệu tuần hoàn, thời gian thực thì các hàm DP mở rộng lại cung cấp các dịch vụ truyền số liệu không tuần hoàn như tham số thiết bị, thông tin chuẩn đoán

Hình 1.3: Cấu hình DP tiêu biểu [1]

 Các lớp mạng

Lớp DP Master 1: Lớp mạng này bao gồm ccs phần tử điều khiển trung tâm trao

đổi thông tin với các trạm phân tán theo phương pháp hỏi vòng Các phần tử Master trong lớp mạng này có các chức năng sau:

 Thu thập các thông tin từ các trạm DP Slave

 Tạo chu trình trao đổi thông tin với các DP Slave

 Đặt thông số và thiết lập cấu hình cho các DP Slave

 Điều khiển các DP Slave với các câu lệnh điều khiển

Các chức năng này được đặt độc lập dựa trên giao diện người sử dụng của dịch

vụ giao diện Các thiết bị điển hình cho lớp mạng này là các PLC, CNC, Robot Controler

Lớp DP Master 2: Đây là lớp các thiết bị lập trình, thiết lập cấu hình và chuẩn

đoán Lớp này được thiết lập ngay cả khi cài đặt mạng DP Lớp mạng này có thể giao tiếp với DP Master lớp 1 và DP Slave Với DP Master lớp 1 có các chức năng sau:

 Nhập các thông tin chuẩn đoán của các DP Slave với các DP Master lớp

1

 Upload và download mảng thông tin

 Đặt và kích hoạt thông số hệ thống bus

 Kích hoạt nhiều hoặc 1 DP Slave

 Hiệu chỉnh hoạt động DP Master lớp 1

Với DP Slave, các DP Master lớp 2 có các chức năng sau:

 Đọc thông tin cấu hình các DP Slave

 Đọc các thông tin vào ra

 Đặt địa chỉ các DP Slave

Lớp DP Slave: Các trạm DP Slave có thể là các bộ điều khiển, phần tử đọc mã, các cơ cấu chấp hành cảm biến gọi là các trạm ngoại vi Các trạm này trao đổi dữ liệu với các trạm chủ với độ dài dữ liệu lớn nhất 246 bytes, điển hình thường sử dụng các thiết bị có độ dài dữ liệu sử dụng max 32 bytes

 Phương pháp truy nhập

Là hệ thống mạng Master/Slave Tuy nhiên ta cũng có thể xây dựng mạng Profibus có nhiều trạm chủ bằng phương thức truy nhập thẻ bài(Token - passing), khi đó một thẻ bài sẽ được đưa lên mạng và chỉ những phần tử nào trong mạng có thẻ bài mới được phép điều khiển mạng, mỗi trạm được giữ thẻ bài trong một

khoảng thời gian nhất định, hết khoảng thời gian này thẻ bài sẽ được chuyển qua trạm khác và quá trình chuyển này được thực hiện theo vòng tròn[1]

Đặc điểm: chỉ những trạm chủ mới có quyền nhận thẻ bài và điều khiển mạng Khi có thẻ bài trạm chủ đó sẽ thực hiện việc truyền dữ liệu với các trạm chủ khác và các trạm tớ

 Thiết lập mạng

Có thể thiết lập số trạm tối đa trong mạng là 126, DP cho phép sử dụng cấu hình

1 trạm chủ (Mono Master) hoặc nhiều chủ (Multi Master) Trong cấu hình nhiều chủ, các trạm chủ có thể cùng được dữ liệu từ các trạm tớ, nhưng chỉ có 1 trạm chủ duy nhất được đưa yêu cầu tới các trạm tớ

Chuẩn DP quy định các quy tắc hoạt động nhằm đảm bảo tính tương thích và khả năng thay thế lẫn nhau của thiết bị Chúng được xác định thông qua trạng thái hoạt động của các thiết bị chủ

CLEAR: Trạm chủ lấy thông tin từ các trạm tớ và giữ các đầu ra ở vị trí

an toàn

OPERATE: Trạm chủ ở chế độ trao đổi dữ liệu đầu vào và đầu ra tuần hoàn với các trạm tớ Đồng thời trạm chủ cũng thường xuyên gửi thông tin trạng thái của nó tới các trạm tớ sử dụng lệnh gửi đồng loạt với các khoảng thời gian đặt trước STOP: Không truyền số liệu sử dụng giữa trạm chủ và trạm tớ, chỉ để chuẩn đoán

Sử dụng chuẩn truyền RS – 485 Có thể truyền tín hiệu sử dụng cable quang hoặc cable xoắn 2 dây(0.22mm2) có vỏ bọc chống nhiễu Sử dụng các trở kết thúc ở hai đầu cable

Có thể thiết lập và mở rộng mạng với các phần tử ngoại vi ngay cả khi mạng đang hoạt động

Hình 1.4: Cấu trúc PA tiêu biểu [1]

 Các yêu cầu cho môt Profibus – PA an toàn:

 Một đoạn mạng chỉ được phép có một nguồn nuôi tích cực

 Mỗi trạm tiêu thụ một dòng cơ sở cố định (≥10mA) ở trạng thái xác lập

 Mỗi trạm được coi như một tải tiêu thụ dòng thụ động

 Mỗi trạm khi phát tín hiệu đi không được nạp thêm nguồn vào đường Bus

Kết luận:

Để phù hợp với thực tế cũng như yêu cầu của đề tài qua phân tích đặc điểm

và tính chất của các mạng đã đề cập ở trên chúng em đã chọn mạng Profibus DP cho hệ truyền động

Thanh Rack Các module mở rộng

Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau Chúng được lấy tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU 312, module CPU 314, module CPU 315 .Đối với các PLC S7-300 có các cổng vào/ra onboard được tích hợp sẵn thì có thêm cụm chữ cái IFM (Intergrated Function Module) như CPU 312 IFM, CPU 314 IFM

Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông Các loại CPU này phân biệt với những module CPU khác bằng cách thêm cụm từ DP(distributed peripheral) trong phần gọi tên Ví dụ như : module CPU 315-DP, module CPU 318-

DP

 Module mở rộng :

Gồm có 5 loại module mở rộng chính:

 Module nguồn điện (PS - Power supply):là nguồn điện cung cấp cho PLC

Module này chính là bộ chuyển đổi từ điện áp 120V-230V tần số công nghiệp thành điện áp 24 DC Có 3 loại được phân loại theo cường độ dòng điện là 2A, 5A và 10 A

 Module mở rộng cổng vào/ra (SM – Signal module): gồm có 6 loại module Module mở rộng cổng vào số (DI – Digital input) Số các cổng vào tín hiệu dạng số

mở rộng có thể là 8, 16 hay 32 tùy thuộc vào từng loại module

 Module mở rộng cổng ra số (DO – Digital output) Số các cổng ra tín hiẽu dạng sốá mở rộng có thể là 8, 16 hay 32 tùy thuộc vào từng loại module

 Module mở rộng cổng vào/ra số (DI/DO) Số các cổng vào/ra tín hiệu dạng

số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra, hay 16 vào/16 ra tùy thuộc vào từng loại module

 Module mở rộng cổng vào tương tự (AI – Analog input) Đây chính là bộ chuyển đổi tương tự – số 12 bit Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hay 8

 Module mở rộng cổng ra tương tự (AO – Analog output) Đây cũng chính là

bộ chuyển đổi số - tương tự 12 bit Số các cổng ra tương tự có thể là 2, 4

 Module mở rộng cổng vào/ra tương tự (AI/AO) Số các cổng vào, ra tương tự

có thể là 2 vào/ 2 ra hay 4 vào/4 ra

 Module ghép nối (IM – Interface module) : đây là module có nhiệm vụ nối kết từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi module CPU Các module mở rộng được gá lên rack Trên mỗi rack chỉ cho phép gá tối đa 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn điện)

 Module chức năng (FM – Function module): là các module có chức năng điều khiển riêng như module điều khiển động cơ bước, module PID,

 Module xử lý truyền thông (CP – Communication Processor): phục vụ cho việc truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hay giữa PLC với máy tính

PC

Chú ý rằng phải lắp đặt module CPU và module nguồn điện ở bên tay trái như hình dưới đây:

Hình 2.2: Cấu hình một thanh rack của trạm PLC S7 – 300 [2]

Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất là 4 rack

và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM Sau đây là hình nối kết 4 rack

Hình 2.3: Cấu trúc kết nối 4 thanh rack lại với nhau [2]

2.2 Các thông báo lỗi bằng đèn LED

2.2.1 Thông báo lỗi của CPU bằng đèn LED hiển thị

Các thông báo lỗi của CPU bằng đèn LED

SF Sự cố phần cứng

Các lỗi trong chương trình Lỗi về các thông số

Các lỗi về tính toán Lỗi về thời gian

Sự số về card bộ nhớ

Sự cố về pin hay không có nguồn điện dự phòng Lỗi truyền thông

BATF Thiếu pin dự trữ hay pin không được nạp điện

STOP CPU không sử lý chương trình( khi đèn LED

nhấp nháy: CPU cần reset bộ nhớ)

2.2.2 Thông báo lỗi của CPU 31x-2 khi là DP Master bằng đèn BUSF

LED off

 Cấu hình đã được cài đặt đúng

 Tất cả các Slave đã có địa chỉ LED on  Lỗi Bus

 Lỗi về tương thích trong mạng DP

 Tốc độ truyền trong các thiết bị DP master LED  Bị sự cố ở trạm

nhấp  Có ít nhất một hay một vài thiết bị Slave

Nháy không được khai báo địa chỉ

2.2.3 Thông báo lỗi của CPU 31x-2 khi là DP Slave bằng đèn BUSF

Chi tiết tham khảo tài liệu [1]

BUSF

Miêu tả các lỗi LED off Cấu hình đã được cài đặt đúng

LED CPU 31x-2 bị sai về các thông số

nhấp Không có trao đổi dữ liệu giữa DP Master

Nháy và DP Slave

Lý do:

 Lỗi quá về thời gian

 Các Bus truyền thông PROFIBUS bị đứt

 Địa chỉ của PROFIBUS bị sai LED on Ngắn mạch trên BUS

CHƯƠNG 3

ỨNG DỤNG MẠNG PROFIBUS VÀO MÔ HÌNH

ĐIỀU KHIỂN VI TRI

3.1 Mô tả hệ thống và yêu cầu công nghệ:

 Mô tả hệ thống:

 Hệ thống điều khiển

 PLC S7-300 với module CPU 313 C2-DP

 Biến tần Micromaster 440(của Siemens)

 Động cơ không đồng bộ ba pha công suất 0.37kW

PLC và Biến tần được truyền thông qua mạng PROFIBUS-DP để điều khiển động cơ không đồng bộ ba pha Trong đó PLC đóng vai trò là master còn Biến tần đóng vai trò là slave

Cách thức giao tiếp: Chương trình được lập trình trên PC sau đó được load xuống PLC thông qua PC Adapter(MPI) Sau khi PLC được load chương trình sẽ gửi lệnh xuống Biến tần, sau đó Biến tần sẽ xử lý thông tin để thực hiện yêu cầu công nghệ đã lập trình đồng thời gửi các thông số hoạt động về PLC

Động cơ là đối tượng điều khiển đóng vai trò là cơ cấu chấp hành nhận lệnh điều khiển từ Biến tần

Ba cảm biến từ tiệm cận để cảm nhận vị trí giữa hành trình, đầu hành trình và cuối hành trình Gốc tọa độ được lấy ở giữa, từ đó bàn dao có thể dịch chuyển sang trái hoặc sang phải

Encoder được gắn ở trục tốc độ cao của động cơ nhằm giám sát, số vòng quay của động cơ Khi ta muốn dịch chuyển bàn dao một khoảng cách bất kỳ, dựa vào hệ số giảm tốc của hộp số và bước vít của vít me bi ta sẽ biết được động cơ cần phải quay bao nhiêu vòng, từ đó encoder sẽ giám sát số vòng quay đó và đưa tín hiệu về PLC để dừng động cơ

Hệ thống phanh đĩa sẽ hỗ trợ để dừng động cơ Động cơ được điều khiển dừng thông qua Biến tần Biến tần có thể dừng chính xác động cơ thông qua việc cài đặt thời gian giảm tốc qua tham số P1120 Nếu ta đặt thời giam giảm tốc là 0s thì khi Biến tần nhận lệnh dừng động cơ sẽ dừng ngay lập tức đảm bảo độ chính xác Phanh chỉ đóng vai trò hoạt động trong trường hợp khẩn cấp như cuối hành trình hay đầu hành trình của vít me hệ thống cảm biến bị lỗi hay ngắt truyển thông thì ta cần dùng phanh để đảm bảo an toàn cho thiết bị

Để kết nối PC với PLC được thông qua cáp MPI PLC và Biến tần được kết nối qua cáp Profibus

- 18 -

Hình 3.1: Mô hình hệ thống điều khiển vị trí

 Các yêu cầu của hệ thống

Hành trình của vít me được giới hạn bởi các cảm biến là cảm biến đầu và cảm biến cuối Nhiệm vụ của cảm biến đầu và cảm biến giữa là dừng động cơ để đảm bảo tính an toàn của vítme Cảm biến giữa như là gốc để bàn gá bắt đầu hành trình

Yêu cầu công nghệ:

- Lần đầu khởi động bàn gá ở gốc tọa độ sau đó theo yêu cầu điều khiển

mà bàn gá sẽ được dịch chuyển sang trái hay sang phải bao nhiêu mm

- Encoder có nhiệm vụ giám sát số vòng quay của động cơ ba pha Thông qua số xung đếm được trên một vòng quay ta có thể tính được số vòng quay của động cơ ba pha từ đó tính được quãng đường di chuyển của vít

me

- Với một bài toán xác định vị trí thì yêu cầu về độ chính xác luôn được đặt lên hàng đầu Do phần tử truyền động là động cơ không đồng bộ ba pha với thuộc tính điều khiển phức tạp vì vậy việc dừng chính xác động cơ là rất quan trọng

- Yêu cầu về đồng trục và độ chính xác của các phần tử cơ khí Encoder kết nối với động cơ là loại Encoder trục do đó ta cần có trục mềm để kết nối Encoder với động cơ ba pha Trục này cho phép đồng trục hai phần tử với nhau để giảm sai số Động cơ được giảm tốc thông qua hộp số lắp ngoài

do đó hai phần tử này cũng được kết nối đồng trục thông qua khớp nối POWER GRIP Hộp số kết nối với vítme cũng được đồng trục bằng khớp đồng trục của vítme Với hệ thống điều khiển vị trí tất cả các yếu tố như:

độ rung, độ rơ, việc ghép nối các bộ phận không chính xác đều ảnh hưởng tới hệ thống và dẫn tới sai số Vì vậy tất cả đều phải được đòi hỏi chính xác trong tất cả các khâu

3.2 Lựa chọn phương án điều khiển

Với các yêu cầu truyền động của hệ thống các giải pháp có thể đáp ứng được:

- Sử dụng truyền thông mạng PLC S7-200 thông qua giao thức USS Các đặc điểm của giải pháp là:

+ Ưu điểm:

Việc kết nối truyền thông là đơn giản, dễ thực hiện, phù hợp trong những yêu cầu truyền thông ở các nhà máy nhỏ và vừa

Các thiết bị sử dụng có giá thành thấp hơn so với sử dụng hệ thống mạng PLC S7-300 Do đó có lợi thế hơn về kinh tế

+ Nhược điểm:

Bị hạn chế về việc mở rộng kết nối với các thiết bị khác

- Sử dụng hệ thống PLC S7-300 thông qua việc kết nối các modul tương tự và modul số

- Sử dụng hệ thống PLC S7-300 thông qua việc việc truyền thông mạng + Ưu điểm:

Phương pháp điều khiển tối ưu

Đáp ứng được các yêu cầu về truyền thông phức tạp Khoảng cách truyền xa nên rất phù hợp trong các nhà máy lớn và yêu cầu cao về kỹ thuât

Khả năng mở rộng về mặt cấu hình lớn, ví dụ: với một Master có thể kết nối được với 31 Slave(PLC, biến tần ), khi sử dụng các bộ Repeater thì số lượng tối đa lên tới 127 trạm

Giải pháp lựa chọn mạng truyền thông để thực hiện yêu cầu hệ thống: Với

đề tài là “ ĐIỀU KHIỂN VI TRI SỬ DỤNG MẠNG PROFIBUS”

Mạng truyền thông công nghiệp Profibus được ứng dụng khá rộng rãi ngoài thực tiễn Đây là hệ thống bus nhiều chủ cho các thiết bị vào/ra phân tán, các thiết

bị đo thông minh, thiết bị điều khiển… nối vào cùng một đường bus, nên có thể truyền thông giữa nhiều thiết bị với nhau như: PLC với PLC hay PLC với biến tần, đây là những đối tượng thiết bịcông nghiệp phổ biến, do đó đảm bảo tính thực tiễn của giải pháp

Mặt khác do tính chất của đồ án tốt nghiệp cũng như việc tham khảo các đề tài tốt nghiệp của các khóa trước nên nhóm muốn tìm hiểu về một mảng mới trong lĩnh vực truyền thông mạng

Với những phân tích trên và qua nghiên cứu tìm hiểu về mạng Profibus thấy rằng các đặc điểm kỹ thuật của mạng có thể đáp ứng được các yếu cầu kỹ thuật của

Tích hợp một module vào ra số DI16/DO16

6: Hiển thị các trạng thái vận hành và lỗi

Hình 3.3: Cấu tạo của CPU 313 C2 – DP [7]

Hiển thị trạng thái và lỗi:

BF(chỉ dùng cho

giao diện DP)

Đỏ Bus truyền bị lỗi

5 V DC Xanh Nguồn cung cấp cho CPU và PLC là bình

thường

FRCE Vàng Các công việc đang được thực hiện

Đèn LED nhấp nháy khi bắt đầu RUN tại trong khoảng 2Hz, và ở chế độ dừng tại 0,5Hz

Đèn LED nhấp nháy tại khoảng 0.5Hz khi đang yêu cầu reset thẻ nhớ, và trong suốt quá trình reset tại 2Hz

3.3.2Biến tần Micromaster 440(MM440)

3.3.2.1 Giới thiệu chung về MM440

MicroMaster 440 chính là một họ biến tần mạnh mẽ nhất trong dòng các biến tần tiêu chuẩn của Siemen

MM 440 là bộ biến đổi tần số dùng điều khiển tốc độ động cơ 3 pha xoay chiều

Có nhiều loại khác nhau từ 120W nguồn vào 1 pha đến 200kW nguồn vào 3 pha Các biến tần dùng vi xử lý để điều khiển và dùng công nghệ transistor lưỡng cực cửa cách ly Điều này làm cho chúng đáng tin cậy và linh hoạt Một phương pháp điều chế độ rộng xung đặc biệt với tần số xung được chọn cho phép động cơ làm việc êm Biến tần có nhiều chức năng bảo vệ và bảo vệ động cơ

Khả năng điều khiển Vector cho tốc độ và Mômen hay khả năng điều khiển vòng kín bằng bộ PID có sẵn đem lại độ chính xác tuyệt vời cho các hệ thống truyền động quan trọng như các hệ nâng chuyển, các hệ thống định vị Không chỉ có vậy,

một loạt khối logic có sẵn lập trình tự do cung cấp cho người dùng sự linh hoạt tối

đa trong việc điều khiển hàng loạt các thao tác một cách tự động

Biến tần MICROMASTER 440 với các thông số đặt mặc định của nhà sản xuất,

có thể phù hợp với một số ứng dụng điều khiển động cơ đơn giản Biến tần MICROMASTER 440 cũng được dùng cho nhiều các ứng dụng điều khiển động cơ cấp cao nhờ danh sách các thông số hỗn hợp của nó

Biến tần MICROMASTER 440 có thể dùng trong hai ứng dụng “kết hợp và riêng lẻ” khi tích hợp trong “hệ thống tự động hoá”

Hình 3.4: Micromaster 440 của Siemen [5]

3.3.2.2 Nguyên lý làm việc của biến tần MM440

Nguyên lý cơ bản làm việc của bộ biến tần Đầu tiên, nguồn điện xoay chiều 1pha hay 3 pha được chỉnh lưu và lọc thành nguồn 1 chiều bằng phẳng Công đoạn này được thực hiện bởi bộ chỉnh lưu cầu diode và tụ điện Nhờ vậy, hệ số công suất cosphi của hệ biến tần đều có giá trị không phụ thuộc vào tải và có giá trị ít nhất 0.96 Điện áp một chiều này được biến đổi (nghịch lưu) thành điện áp xoay chiều 3 pha đối xứng Công đoạn này hiện nay được thực hiện thông qua hệ IGBT (transistor lưỡng cực có cổng cách ly) bằng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) Nhờ tiến bộ của công nghệ vi xử lý và công nghệ bán dẫn lực hiện nay, tần

số chuyển mạch xung có thể lên tới dải tần số siêu âm nhằm giảm tiếng ồn cho động

cơ và giảm tổn thất trên lõi sắt động cơ

3.3.2.3 Các tính chất và đặc điểm

 Các đặc diểm chính

- Dễ dàng lắp đặt, đặt thông số và vận hành

- Thời gian tác động lặp đến các tín hiệu điều khiển nhanh

- Các thông số hỗn hợp cho phép thực hiện được nhiều ứng dụng

- Đấu nối cáp đơn giản

- Có các đầu ra rơ le

- Có các đầu ra tương tự (0 ư 20mA)

- 6 cổng vào số cách ly NPN/PNP

- 2 cổng vào tương tự

- AIN1: 0-10V, 0-20mA và -10 - +10V

- AIN2: 0-10V, 0-20mA

- 2 đầu vào tương tự có thể dùng như cổng vào số 7 và 8

- Thiết kế các môdul với cấu hình cực kỳ linh hoạt

- Tần số chuyển mạch cao làm giảm độ ồn của động cơ khi làm việc

- Những chọn lựa ngoài cho truyền thông với PC, panel vận hành cơ bản (BOP), panel điều khiển cấp cao (AOP) và module kết nối mạng Profibus

Hãm kết hợp để cải thiện việc hãm động cơ

Với chương trình điều khiển thời gian khởi động / dừng động cơ mềm

Sử dụng chức năng điều khiển vòng kín PI

Bảo vệ lỗi nối đất

Bảo vệ ngắn mạch

Bảo vệ nhiệt động cơ theo phương thức I2t

3.3.2.4 Các thông số cài đặt nhanh

Thông số Chức năng

P0003

Mức truy nhập của người sử dụng

1 Mức cơ bản: Cho phép truy nhập tới thông số thông thường nhất

2 Mở rộng: Ví dụ truy cập tới các chức năng I/O

3 Chuyên gia: Chỉ dành cho chuyên gia

Đối với P0100 = 0 hoặc 1, giá trị P0100 được xác định khi cài đặt khóa chuyển đổi DIP 50/60

OFF = kW, 50 Hz

ON = hp, 60 Hz

P0205

ứng dụng bộ biến tần (nhập vào khiểu mômen yêu cầu)

0 Mômen không đổi (ví dụ như thang máy, máy nén)

1 Mômen biến đổi (Ví dụ như bơm quạt) Thông số này chỉ có tác dụng đối với bộ biến tần trong hệ truyền động 5.5 kW / 400V

P0300

Chọn kiểu động cơ

1 Động cơ không đồng bộ (hay động cơ dị bộ)

2 Động cơ đồng bộ Đối với P0300 = 2 (động cơ không đồng bộ), chỉ được phép điều khiển khiểu V/f (P1300 < 20)

P0304

Điện áp định mức ghi trên nhãn động cơ (V) Điện áp định mức ghi trên nhãn động cơ phải được kiểm tra, từ đó biết được cấu hình mạch Y/ để đảm bảo phù hợp với cách nối mạch trên bảng đầu nối của động cơ

P0305 Dòng điện định mức của động cơ (A) – dòng điện ghi trên nhãn của

động cơ P0307 Công suất định mức của động cơ (kW/hp)

P0308

Hệ số công suất (Cos) định mức của động cơ Nếu như cài đặt là 0, giá trị được tự động tính toán

P0320

Dòng từ hóa động cơ Dòng điện từ hóa đọng cơ tính theo % P0305 Với P0320 = 0, dòng từ hóa động cơ được tính toán sử dụng P0340

= 1 hoặc sử dụng P3900 = 1 - 3 và được hiển thị trong thông số r0331

P0335

Chọn chế độ làm mát động cơ

0 Làm mát tự nhiên: Sử dụng trục gá quạt gắn với động cơ

1 Làm mát cưỡng bức: Sử dụng quạt làm mát cấp nguồn riêng

2 Làm mát tự nhiên là quạt bên trong

3 Làm mát cưỡng bức và quạt bên trong

4 USS trên đường truyền BOP

5 USS trên đường truyền COM (các đầu nối 29 và 30)

6 CB trên đường truyền COM (CB = môđun truyền thông)

4 USS trên đường truyền BOP

5 USS trên đường truyền COM

…………

77 Điểm đặt tương tự 2 + Điểm đặt tương tự 2

P1080

Tần số nhỏ nhất cho động cơ (Hz) Đặt tần số động cơ nhỏ nhất tại đó động cơ sẽ chạy mà không tính đến tần số điểm đặt Giá trị cài đặt ở đây có tác dụng cho cả quay thuận và ngược

P1082

Tần số lớn nhất cho động cơ (Hz) Đặt tần số động cơ lớn nhất tại đó động cơ sẽ chạy mà không tính đến tần số điểm đặt Giá trị cài đặt ở đây có tác dụng cho cả quay thuận và ngược

P1120

Thời gian tăng tốc (s) Thời gian tăng tốc là thời gian để động cơ tăng tốc từ điểm dừng đến điểm có tần số lớn nhất khi không dùng cách tăng tốc có dạng đường cong Nếu thời gian tăng tốc được đặt quá nhỏ, điều này có thể làm xuất hiện cảnh báo A0501 (Giá trị giới hạn dòng) hoặc làm cho

bộ biến tần của hệ thống bị dừng với lỗi F0001 (qúa dòng)

23 Điều khiển mômen xoắn vector có sensor P1910 Chọn dữ liệu cho động cơ

P1960

Tối ưu hóa thiết bị điều khiển tốc độ

Để tối ưu hóa thiết bị điều khiển tốc độ, phải bật chế độ điều khiển vector vòng kín (P1300 = 20 hoặc 21) Sau khi chọn xong chế độ tối

ưu hoấ (P1960 = 1), thì đèn báo A05452 không hiển thị P3900 Kết thúc quá trình cài đặt nhanh thông số

Bắt đầu quá trình tính toán động cơ

0 Không ở chế độ cài đặt nhanh thông số Quá trình tính toán động cơ không có

1 Chế độ nhà máy, những thông số không có trong quá trình cài đặt nhanh

2 Quá trình tính toán các thông số của động cơ và cài đặt lại chế

độ I/O theo chế độ định mức

3 Chỉ tính toán thông số động cơ không cài đặt lại các thông số khác

Chi tiết về lắp đặt và vận hành biến tần tham khảo tài liệu [5]

3.3.3 Động cơ không đồng bộ ba pha

Khác với động cơ một chiều, động cơ KĐB được cấu tạo phần cảm và phần ứng không tách biệt Từ thông động cơ cũng như mômen động cơ sinh ra phụ thuộc vào nhiều tham số Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền động điện động cơ KĐB là

hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh Trong định hướng xây dựng

hệ truyền động động cơ KĐB, người ta có xu hướng tiếp cận với các đặc tính điều chỉnh của truyền động động cơ 1 chiều

Phương trình đặc tính cơ của động cơ KĐB có dạng:

Uph : Điện áp pha nguồn đặt vào dây quấn stato

0 : Tốc độ đồng bộ

R1, R2', Xnm là thông số dây quấn stato và rôto

s : Hệ số trượt của động cơ

Trong công nghiệp thường sử dụng bốn hệ truyền động điều chỉnh tốc độ động cơ KĐB:

 Điều chỉnh điện áp cấp cho động cơ dùng bộ biến đổi Thyristor

 Điều chỉnh điện trở Rôto bằng bộ biến đổi xung Thyristor

 Điều chỉnh công suất trượt Ps

 Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ bằng các bộ biến đổi tần số Thyristor hay Tranzistor

Nguyên lý làm việc của động cơ không đồng bộ ba pha

Khi nối dây quấn stato vào lưới

điện xoay chiều ba pha, trong động

cơ sẽ sinh ra một từ trường quay Từ

trường này quét qua các thanh dẫn

roto, làm cảm ứng trên dây quấn

roto một sức điện động E2 sẽ sinh ra

dòng điện I2 chạy trong dây quấn

Chiều của sức điện động và chiều

dòng điện được xác định theo qui

Dòng điện I2 tác động tương hổ với từ trường stato tạo ra lực điện từ trên dây dẫn roto và mômen quay làm cho roto quay với tốc độ n theo chiều quay của từ trường

Tốc độ quay của roto n luôn nhỏ hơn tốc độ của từ trường quay stato n1 Có

sự chuyển động tương đối giữa roto và từ trường quay stato duy trì được dòng điện

I2 và mômen M Vì tốc độ của roto khác với tốc độ của từ trường quay stato nên gọi

là động cơ không đồng bộ

Đặc trưng cho động cơ không đồng bộ ba pha là hệ số trượt:

n1 tốc độ quay của từ trường quay (tốc độ đồng bộ của động cơ)

Khi tần số của mạng điện thay đổi thì n1 thay đổi làm cho n thay đổi

Khi mở máy thì n = 0 và S = 1 gọi là độ trượt mở máy

Dòng điện trong dây quấn và từ trường quay tác dụng lực tương hỗ lên nhau nên khi roto chịu tác dụng của mômen M thì từ trường quay cũng chịu tác dụng của mômen M theo chiều ngược lại Muốn cho từ trường quay với tốc độ n1 thì nó phải nhận một công suất đưa vào gọi là công suất điện từ

Khi đó công suất điện đưa vào:

Ngoài thành phần công suất điện từ còn có tổn hao trên điện trở dây quấn stato

Tổn hao sắt từ: ;

Công suất cơ ở trục là:

Công suất cơ nhỏ hơn công suất điện từ vì còn tổn hao trên dây quấn roto:

;

 E40: Loại Encoder

 S: Shaft type ( Kiểu trục)

 6: Trục mm

 2000: Pulse/1Revolution (số xung/ vòng

 3: Output phase: Số pha ở đầu ra Encoder

được ký hiệu là A, B, Z

 N: NPN Open collector output

 24: Power Supply Nguồn cấp là 24V

Các quy định về màu sắc của dây đầu ra

Hình 3.6: Encoder và cách quy định các đầu dây

Chiều dài cáp truyền: 2m

Tính toán chọn điện trở nối ở mạch đầu ra:

Theo kinh nghiệm ta lên chọn điện trở cao hơn tính toán: R=2(kΩ)

Mạch đầu ra cho loại Open collector Xung đầu ra:

Hình 3.7: Mạch điện đầu ra và dạng sóng các pha của Encoder

3.3.5 Hộp giảm tốc

Tốc độ của động cơ không đồng bộ ba pha là khá lớn Nếu trực tiếp gắn vào trục của vít me thì không phù hợp với yêu cầu truyền động Do đó để giảm tốc cho động cơ thì ta cần lắp đồng trục với động cơ một thiết bị giảm tốc Thiết bị đó gọi là hộp giảm tốc

Hình 3.8: Hình ảnh của một hộp giảm tốc

Nguyên lý làm việc của hộp giảm tốc:

Thông qua các cặp bánh răng để tạo lên tỉ số truyền Ví dụ ta có cặp bánh răng thứ nhất có tỉ lệ chuyền là 1:10 tức là banh răng lớn chuyển động được 1 vòng thì bánh răng nhỏ chuyển động được 10 vòng như vậy để giảm tốc đi 10 lần ta chỉ cần kết nối trục của bánh răng nhỏ với động cơ cần giảm tốc và trục của bánh răng lớn được gắn với cơ cấu cần tốc độ thấp Để tăng tiếp hệ số truyền ta chỉ cần kết nối liên tiếp các trục bánh răng với nhau để tạo ra tỉ số truyền cao hơn 1:20; 1:30 …

3.3.6 Vít me bi:

Đây là thiết bị cơ khí có độ chính xác cao, được điều khiển thông qua các động cơ được gắn đồng trục với nhau Động cơ điều khiển vít me có thể là động cơ Step, động cơ secvor, động cơ ba pha tùy vào yêu cầu công nghệ cũng như

phương pháp điều khiển mà ta lựa chọn sao cho phù hợp

Một bộ vít me hoàn chỉnh bao gồm bàn gá, các gối đỡ, thanh dẫn hướng

Hình 3.9: Kết cấu bên trong của bàn gá

3.3.7 Cảm biến từ tiệm cận (Inductive proximity sensor)

Các đặc trưng cơ bản của một cảm biến cảm ứng từ:

- Đối tượng phát hiện: Kim loại sắt từ

- Khoảng cách phát hiện: 0,8 – 10mm, ( loại có độ nhạy cao nhất - max 250mm)

Hình 3.10: Cảm biến từ tiệm cận

CHƯƠNG 4

XÂY DỰNG LIÊN KẾT MẠNG VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN

4.1 Các phần tử liên kết mạng

4.1.1 Bus truyền Profibus

Cáp truyền thông Profibus là phần tử trung gian giữa PLC và biến tần trong

việc truyền và nhận dữ liệu Cáp được sử dụng là cáp kết nối RS485

Trong một đường truyền Profibus có tổng số là 124 thiết bị có thể được kết nối Trong một cấu trúc tuyến tính trên một đoạn Bus có thể kết nối được 32 thiết

bị Nếu muốn kết nối thêm cần đặt các bộ lặp

Chiều dài lớn nhất của cáp thì phụ thuộc vào tốc độ truyền Trong trường hợp này các bộ lặp RS-485 cũng có thể được cài đặt để tăng chiều dài của một đoạn Bảng sau sẽ cho chúng ta biết những chiều dài cáp lớn nhất tương ứng với các tốc

độ truyền:

Tốc độ truyền Chiều dài cáp lớn nhất trên

một đoạn(m) 9.6 – 187.5 kbaud 1000

4.1.2 Cáp truyền thông PLC và PC (MPI)

SIMATIC PC Adapter USB được sử dụng để kết nối một PC tới giao diện MPI/DP của S7/C7/M7 thông qua USB

Mô hình kết nối:

nh 4.1: Kết nối PC và PLC thông qua PC Adapter USB

Một đoạn mạng MPI/DP có thể kết nối lớn nhất là 32 điểm Và tổng chiều dài của cáp phải không được vượt quá 50m Các mạng lưới có thể được kết nối chung lại với nhau sử dụng các bộ lặp RS – 485, khi đó có thể lên tới 127 điểm kết nối Khoảng truyền dữ liệu lớn nhất trong mạng lưới MPI/DP lên tới 12Mbaul

PC Adapter USB cung cấp khoảng truyền lớn nhất lên tới 1.5 Mbauds

PC Adapter USB có thể được sử dụng trong mạng MPI và PROFIBUS Khoảng cách truyền và tốc độ truyền lại phụ thuộc vào từng loại mạng

Trạng thái kết nối được hiển thị trên PC Adapter USB:

Hình 4.2: Trạng thái hiển thị PC Adapter USB

Trong đó đèn báo trạng thái được hiển thị trong bảng sau:

MPI Xanh Đèn sáng khi PC Adapter USB được kết nối với

USB và sự vận hành hệ thống của PC là bình thường Đèn led không sáng khi PC đang ở chế độ standby

Đèn led nhấp nháy thể hiện đang được chuyển dữ

liệu Nguồn Xanh Đèn sáng khi PC Adapter USB được cung cấp nguồn

cần thiết

Nhấp nháy khi có lỗi phần cứng được phát hiện USB Xanh Đèn sáng khi PC Adapter USB được kết nối với

mạng MPI/DP và đang được hoạt động

Đèn tắt khi không có chương trình được load tới PC Adapter USB