Chương 6 - Thiết kế hệ thống mạng PLC (Simatic)

Mạng AS-I là hệ thống kết nối ở cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa (hình 6.1), ở đây các đường nối kết thiết bị rườm rà, đồ xộ được thay thế bằng tuyến cáp đơn giản gọi là cáp AS-i. Sử dụng cáp và điều khiển AS-I, thì các cảm biến và các cơ cấu chấp hành kiểu nhị phân đơn giản nhất sẽ được kết nối tới thiết bị điều khiển ở cấp trường qua các module AS-I. Mạng AS được phân biệt bằng những đặc tính chủ yếu sau: ? Giao tiếp AS được tối ưu để nối kết các cảm biến và cơ cấu chấp hành. Cáp AS được sử dụng cho cả hai việc : trao đổi dữ liệu giữa các cảm biến và cơ cấu với thiết bị điều khiển; cung cấp nguồn cho các cảm biến.

pdf25 trang | Chia sẻ: longpd | Lượt xem: 2128 | Lượt tải: 3download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Chương 6 - Thiết kế hệ thống mạng PLC (Simatic), để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC PHAÀN II HEÄ THOÁNG MAÏNG PLC CHÖÔNG 6 THIEÁT KEÁ HEÄ THOÁNG MAÏNG PLC (SIMATIC) Chuû ñeà: ƒ Maïng AS-i ƒ Maïng Profibus ƒ Maïng Industrial Ethernet Muïc ñích: ƒ Naém roõ caáu truùc caùc loaïi maïng PLC ƒ Cô sôû döõ lieäu vaø truyeàn thoâng ƒ Keát noái caùc thaønh phaàn treân maïng 149 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC 6.1. MAÏNG ASI 6.1.1. GIAO TIEÁP AS 6.1.1.1. Toång quan Maïng AS-I laø heä thoáng keát noái ôû caáp thaáp nhaát trong heä thoáng töï ñoäng hoùa (hình 6.1), ôû ñaây caùc ñöôøng noái keát thieát bò röôøm raø, ñoà xoä ñöôïc thay theá baèng tuyeán caùp ñôn giaûn goïi laø caùp AS-i. Söû duïng caùp vaø ñieàu khieån AS-I, thì caùc caûm bieán vaø caùc cô caáu chaáp haønh kieåu nhò phaân ñôn giaûn nhaát seõ ñöôïc keát noái tôùi thieát bò ñieàu khieån ôû caáp tröôøng qua caùc module AS-I. Maïng AS ñöôïc phaân bieät baèng nhöõng ñaëc tính chuû yeáu sau: ƒ Giao tieáp AS ñöôïc toái öu ñeå noái keát caùc caûm bieán vaø cô caáu chaáp haønh. Caùp AS ñöôïc söû duïng cho caû hai vieäc : trao ñoåi döõ lieäu giöõa caùc caûm bieán vaø cô caáu vôùi thieát bò ñieàu khieån; cung caáp nguoàn cho caùc caûm bieán. Hình 6.1 – Phaân caáp maïng ƒ Noái keát ñôn giaûn vaø giaù phaûi chaêng: laép ñaët ñôn giaûn, tính linh hoaït cao vôùi noái keát kieåu hình caây. ƒ Thôøi gian ñaùp öùng nhanh: Chuû AS-I chæ caàn toái ña 5 ms cho chu kyø trao ñoåi döõ lieäu leân tôùi 31 traïm. ƒ Caùc traïm treân caùp AS-I coù theå laø caùc caûm bieán, cô caáu chaáp haønh vôùi ñaàu noái hoaëc module AS-I tích hôïp coù theå ñöôïc noái vaøo tôùi 4 sensor/actuator nhò phaân thoâng thöôøng. ƒ Vôùi caùc module AS-I coù theå leân ñeán 124 caûm bieán ñöôïc hoaït ñoäng treâncaùp AS-i. 6.1.1.2. Giao tieáp AS vaø caùc thaønh phaàn heä thoáng AS Caùc thaønh phaàn döôùi seõ taïo thaønh heä thoáng maïng AS ƒ AS-i master ƒ AS-i module ƒ AS-i cable ƒ AS-i power supply unit ƒ Sensors/actuators with an integrated AS-i chip ƒ Addressing unit ƒ SCOPE AS-Interface Sô ñoà sau moâ taû caùc thaønh phaàn ñöôïc noái keát, hình 6.2 150 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC Hình 6.2 – Sô ñoà keát noái caùc thaønh phaàn AS-i. 6.1.2. CAÙC AS-I MASTER 6.1.2.1. ASI master cho simatic s7-200 CP 242-2 Module CP 242-2 cho pheùp keát noái chuoãi ASI tôùi boä ñieàu khieån laäp trình S7-200. CP 242-2 coù theå xöû lyù caùc chöùc naêng hoaøn chænh cuûa caùc ñieåm ASI master, hình 6.3. CP 242-8 Module naøy khoâng chæ coù caùc chöùc naêng cuûa CP 242-2 maø coøn coù noái keát tôùi PROFIBUS DP (DP slave). Module naøy cho noái keát S7-200 tôùi PROFIBUS DP vaø ASI cuøng ô moät thôøi ñieåm vôùi giaù caû phaûi chaêng, hình 6.4. 151 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC Hình 6.3 – ASI master CP 242-2 Hình 6.4 – ASI master CP 242-8 152 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC 6.1.2.2. ASI master cho simatic s7-300 CP 342-2 CP 342-2 laø module ASI master cho caùc boä ñieàu khieån S7- 300 vaø cho heä thoáng phaân phoái I/O ET 200M. CP 342-2 chieám 16 byte input vaø 16 byte output trong vuøng analog cuûa boä ñieàu khieån maø qua ñoù caùc döõ lieäu nhaäp cuûa slave coù theå ñöôïc ñoïc vaø caùc döõ lieäu xuaát cuûa slave coù theå ñöôïc ñaët. Hình 6.5 – ASI master CP 342-2 Khi söû duïng moät FC, ngoaøi trao ñoåi döõ lieäu I/O, noù cuõng coù theå thöïc thi nhöõng thuû tuïc goïi chính trong chöông trình ñieàu khieån. 6.1.2.3. ASI Gateway DP-ASI gateway Ngay khi söû duïng caùc I/O ngoaïi vi phaân boá, söû duïng ASI coù theå coù caùc thuaän lôïi. Noái maïng caùc ngoaïi vi quaù trình treân profibus coù theå ñöôïc môû roäng ñeán caùc sensor/actuator. Caùc thieát bò sau ñaây coù theå söû duïng nhö gateway cho profibus: ƒ DP/ASI Link 20 module (ñöôïc thieát keá baèng coâng ngheä IP 20 ñeå noái keát ASI vôùi Profibus) ƒ CP 242-8 ƒ CP 142-2 trong ET200X ƒ CP 342-2 trong ET200M ƒ AS 300/CPU315-2DP vôùi CP 2433 ƒ DP/AS Link ( link suû duïng coâng ngheä IP 65 ñeå noái keát ASI vôùi Profibus) 6.1.2.4. ASI master cho ET200X CP 142-2 Module CP 142-2 coù theå hoaït ñoäng trong heä thoáng I/O phaân boá ET200X, noù cho pheùp keát noái chuoãi ASI vôùi heä thoáng I/O. Ñaëc ñieåm chính cuûa heä thoáng I/O ET 200X laø xaây döïng thích nghi vôùi caùc kieåu baûo veä IP 65, IP 66 vaø IP 67. 153 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC Hình 6.6 – Caáu hình heä thoáng vôùi DP/ASI Link 20 Hình 6.7 – ASI master CP 142-2 154 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC 6.1.2.5. ASI master cho PC-AT CP 2413 CP 2413 cho pheùp keát noái giao tieáp ASI tôùi maùy tính. Phaàn cöùng cuûa ASI master ñöôïc thöïc hieän nhö moät card PC. Cho pheùp ñeán 4 ASI master CP coù theå hoaït ñoäng cuøng moät luùc trong moät PC. Ñieàu naøy noùi raèng ASI PC master cuõng thích hôïp cho caùc taùc vuï phuùc taïp. Moät chöông trình hoaït ñoäng vaø moâ phoûng saün saøng cung caáp caùc traïng thaùi hieän haønh cuûa caùc slave treân caùp vaø cho pheùp caùc ñieàu haønh ñôn giaûn caùc slave. Chöông trình naøy cuõng coù theå söû duïng ñeå nhöõng muïc ñích chaån ñoaùn, noù cuõng cho pheùp laäp trình caùc ñòa chæ cuûa caùc slave ASI. Töø ñoù khoâng nhöõng card ASI master coù theå ñöôïc hoaït ñoäng trong PC maø coøn cho PC giao tieáp vôùi Industrial Ethernet vaø Profibus cuøng moät luùc, döõ lieäu cung caáp bôûi ASI slave cuõng coù theå khaû duïng vôùi caùc traïm khaùc trong maïng. Hình 6.8 – Caáu hình heä thoáng vôùi PC-AT vaø CP2413 6.1.3. CAÙC THAØNH PHAÀN KHAÙC CUÛA ASI Nhö ñaõ ñeà caäp ôû ASI ngoaøi caùc ASI master vôùi vai troø laø chuû trong heä thoáng, coøn coù caùc thaønh phaàn khaùc ñöôïc noái keát vaøo ñeå taïo neân moät heä thoáng maïng ASI chuaån. 6.1.3.1. Caùp ASI Caùp ASI ñöôïc tieáp xuùc baèng kyõ thuaät thaåm thaáu. Caùc löôõi tieáp xuùc (contact blade) thaâm nhaäp vaøo aùo nhöïa boïc beân ngoaøi vaø taïo tieáp xuùc vôùi 2 daây daãn. Ñieàu naøy ñaûm baûo 155 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC cho ñieän tôû tieáp xuùc thaáp vaø keát noái döõ lieäu tin caäy. Vôùi lieåu keát noái naøy, coù nhöõng module keát noái ñöôïc thieát keá cho kyõ thuaät thaåm thaáu. 6.1.3.2. Repeater/Extender Caùc ASI repeater/Extender ñöôïc thieát keá ñeå duøng cho moâi tröôøng giao tieáp AS. Thieát bò naøy coù nhieäm vuï môû roäng chieàu daøi 100 m toái ña cuûa ASI. Moät ñoaïn moät 100m coù saün coù theå ñöôïc môû roäng theâm toái ña 2 ñoaïn 100m nöõa. Söû duïng Repeater ASI Repeater ñöôïc söû duïng khi caùc slave ñöôïc hoaït ñoäng treân taát caû caùc ñoaïn caùp. Moãi ñoaïn ASI ñöôïc ñoøi hoûi moät ñôn vò nguoàn cung caáp rieâng bieät (tröôùc vaø phía sau cuûa repeater). Repeater coù caùc ñaëc ñieåm sau: ƒ Môû roäng chieàu daøi caùp toái ña laø 300 m. ƒ Caùc slave coù theå ñöôïc söû duïng ôû caû hai beân cuûa ASI. ƒ Nguoàn cung caáp ñoøi hoûi phaûi coù ôû caû hai beân ASI. ƒ Caùch ly ñieän giöõa hai caùp. ƒ Moãi beân giao tieáp AS caàn coù moät nguoàn ñieän rieâng bieät. Hình 6.9 – Söû dung Repeater ƒ Laép ñaët trong daïng ñoùng voû module öùng duïng chuaån. Söû duïng Extender ASI Extender ñöôïc söû duïng trong caùc öùng duïng maø master ñöôïc laép ñaët ôû khoaûng caùch xa hôn vôùi choã laép ñaët ASI. Hình 6.10 – Söû duïng Extender ƒ Caùc master coù theå ñöôïc ñöôïc ñaët caùch xa ñoaïn ASI 100m. ƒ Caùc slave chæ ñöôïc söû duïng ôû beân cuûa extender khoâng coù master ƒ Nguoàn ñieän chæ ñöôïc yeâu caàu cho beân khoâng coù master. ƒ Khoâng caàn caùch ly ñieän giöõa hai caùp. ƒ Chæ thò ñieän aùp ñuùng ƒ Ñöôïc laép ñaët trong daïng ñoùng voû module öùng duïng. Extender ñöôïc gaén treân module keát noái FK-E. 6.1.3.3. Ñôn vò ñònh ñòa chæ 156 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC Moãi slave treân ASI ñeàu mang moät ñòa chæ. Ñòa chæ naøy ñöôïc löu tröõ treân caùc slave. Ta coù theå laäp trình ñòa chæ cuûa caùc slave söû duïng ñôn vò ñònh ñòa chæ. 6.1.3.4. SCOPE ASI Phaàn meàm SCOPE ASI laø moät chöông trình giaùm saùt coù khaû naêng ghi laïi vaø ñaùnh giaù trao ñoåi döõ lieäu trong caùc maïng ASI trong suoát quaù trình laép ñaët vaø hoaït ñoäng. Phaàn meàm SCOPE ASI coù theå chaïy trong PC lieân keát vôù CP 2413 döôùi moâi tröôøng Windows. 6.1.4. CHEÁ ÑOÄ MASTER 6.1.4.1. Nguyeân taéc cuûa Master/Slave trong ASI ASI hoaït ñoäng theo nguyeân taéc master/slave. Ñieàu naøy coù nghóa laø ASI master keát hôïp vôùi caùp ASI ñieàu khieån trao ñoåi döõ lieäu vôùi 31 slave qua giao tieáp caùp ASI. Hình 6.11 minh hoïa giao tieáp giöõa hai khoái ASI master vôùi ASI slave qua caùp ASI. Caùc leänh gaùn tham soá vaø döõ lieäu quaù trình ñöôïc truyeàn qua giao tieáp giöõa “master CPU” vaø “master CP”. Caùc chöông trình ngöôøi duøng söû duïng caùc goïi haøm thích hôïp vaø cô cheá khaû duïng ñeå ñoïc vaø ghi qua giao tieáp naøy. Hình 6.11 – Sô ñoà khoái gia tieáp ASI master/slave 6.1.4.2. Truyeàn döõ lieäu 6.1.4.2.1. Caáu truùc thoâng tin – döõ lieäu. Hình 6.12 moâ taû caùc tröôøng vaø danh saùch döõ lieäu cuûa heä thoáng ñaõ ñöôïc ñònh nghóa. Caùc caáu truùc sau ñaây ñöôïc tìm thaáy treân CP: Caùc aûnh döõ lieäu Chuùng chöùa caùc thoâng tin ñöôïc löu tröõ taïm thôøi: ƒ Caùc tham soá thaät laø aûnh cuûa caùc tham soá hieän thôøi treân slave ƒ Döõ lieäu caáu hình thaät: tröôøng naøy chöùa caùc caáu hình I/O vaø maõ ID cuûa taát caû caùc slave ñöôïc noái keát ngay khi döõ lieäu naøy ñöôïc ñoïc töø caùc Hình 6.12 – Sô ñoà caáu truùc ASI master CP vaø ASI slave 157 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC slave. ƒ Danh saùch caùc slave ñöôïc phaùt hieän (LDS) ƒ Danh saùch caùc slave bò kích hoaït (LAS) ƒ LAS cho thaáy nhöõng slave naøo ñöôïc kích hoaït bôûi ASI master. Döõ lieäu I/O chæ trao ñoåi ñöôïc vôùi caùc slave bò kích hoaït. Döõ lieäu I/O Döõ lieäu nhaäp vaø xuaát cuûa quaù trình. Döõ lieäu caáu hình Ñaây laø döõ lieäu khoâng boác hôi (non-volatile), khoâng bò thay ñoåi ngay khi coù hö hoûng nguoàn naêng löôïng. ƒ Döõ lieäu caáu hình mong ñôïi, ñaây laø caùc giaù trò so saùnh coù choïn löïa maø cho pheùp döõ lieäu caáu hình cuûa caùc slave ñöôïc phaùt hieän seõ ñöôïc kieåm tra. ƒ Danh saùch döõ lieäu thöôøng tröïc (LPS), danh saùch naøy cho thaáy caùc ASI slave ñöôïc mong ñôïi treân caùp ASI bôûi ASI master. ASI master kieåm tra lieân tuïc xem coù phaûi taát caû caùc traïm chæ ñònh trong coù maët LPS vaø xem coù phaûi döõ lieäu caáu hình cuûa chuùng khôùp vôùi döõ lieäu caáu hình mong muoán. Hình 6.13 – Caùc giai ñoaïn hoaït ñoäng 158 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC 6.1.4.2.2. Caùc caáu truùc ASI slave ƒ Döõ lieäu I/O ƒ Caùc tham soá ƒ Döõ lieäu caáu hình Döõ lieäu caáu hình chöùa caáu hình I/O vaø caùc maõ ID cuûa slave ƒ Ñòa chæ Caùc slave coù ñòa chæ “0” khi ñöôïc laép ñaët. Ñeå ñöôïc pheùp trao ñoåi döõ lieäu thì caùc slave phaûi ñöôïc laäp trình vôùi caùc ñòa chæ khaùc nhau vaø khaùc khoâng. Ñòa chæ “0” chæ daønh cho caùc chöùc naêng rieâng bieät. 6.1.4.2.3.Caùc giai ñoaïn hoaït ñoäng Sô ñoà hình 6.13 cho thaáy caùc giai ñoaïn hoaït ñoäng cuûa quaù trình truyeàn döõ lieäu. Chuùng coù 3 giai ñoaïn chính: ƒ Giai ñoaïn khôûi taïo ban ñaàu (Initialization phase) ƒ Giai ñoaïn khôûi ñoäng (Startup Phase) ƒ Giai ñoaïn trao ñoåi döõ lieäu (Data Exchange Phase) ƒ Cheá ñoä khôûi taïo ban ñaàu Giai ñoaïn naøy goïi laø giai ñoaïn offline, thieát laäp traïng thaùi cô baûn cuûa master. Module naøy ñöôïc khôûi taïo trò sau khi chuyeån maïch. ƒ Giai ñoaïn khôûi ñoäng Giai ñoaïn naøy bao goàm: • Giai ñoaïn phaùt hieän Phaùt hieän caùc slave trong giai ñoaïn khôûi ñoäng. • Giai ñoaïn kích hoaït Sau khi phaùt hieän caùc traïm, chuùng ñöôïc kích hoaït do master göûi leänh goïi ñaëc bieät. Khi kích hoaït caùc traïm rieâng, coù söï khaùc bieät giöõa hai cheá ñoä treân ASI master: − Master ôû cheá ñoä caáu hình: Taát caû caùc traïm ñöôïc phaùt hieän ñöôïc kích hoaït. ÔÛ cheá ñoä naøy caùc giaù trò thaät ñöôïc ñoïc vaø löu chuùng cho caáu hình. − Master ôû cheá ñoä ñöôïc baûo veä: Chæ coù caùc traïm töông öùng vôùi caáu hình mong ñôïi ñöôïc löu treân ASI master môùi ñöôïc kích hoaït. Neáu caáu hình thaät ñöôïc tìm thaáy treân ASI slave khaùc vôùi caáu hình mong ñôïi naøy. Master ñöa caùc traïm ñöôïc kích hoaït vaøo danh saùch caùc traïm ñöôïc kích hoaït. ƒ Cheá ñoä bình thöôøng (giai ñoaïn trao ñoåi döõ lieäu) Khi keát thuùc giai ñoaïn khôûi ñoäng, ASI master chuyeån sang cheá ñoä bình thöôøng: − Giai ñoaïn trao ñoåi döõ lieäu: Master göûi döõ lieäu tuaàn hoaøn ra caùc traïm vaø nhaän caùc thoâng ñieäp ghi nhaän. − Giai ñoaïn quaûn lyù: Giai ñoaïn naøy, taát caû caùc coâng vieäc hieän coù cuûa caùc öùng duïng ñieàu khieån ñöôïc xöû lyù vaø göûi ñi. − Giai ñoaïn bao haøm: Giai ñoaïn naøy, caùc slave môùi theâm vaøo ñöôïc ñöa vaøo danh saùch caùc slave ñöôïc phaùt hieän vaø cung caáp cheá ñoä caáu hình vaø chuùng cuõng ñöôïc kích hoaït. Neáu master ôû cheá ñoä baûo 159 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC veä thì chæ coù caùc slave ñöôïc löu tröõ trong caáu hình mong ñôïi cuûa ASI master môùi ñöôïc kích hoaït. Vôùi cô cheá naøy caùc slave ñaõ heát phuïc vuï taïm thôøi cuõng ñöôïc bao haøm laàn nöõa. 6.1.4.2.4. Chöùc naêng giao tieáp Ñeå kieåm soaùt hoaït ñoäng cuûa master/slave töø chöông trình ngöôøi duøng, coù nhieàu chöùc naêng khaû duïng ôû giao tieáp ñöôïc minh hoïa hình 6.14. Caùc hoaït ñoäng bao goàm: ƒ Read/Write (ñoïc/ghi) Khi ghi caùc tham soá ñöôïc chuyeån ñeán slave vaø caùc aûnh tham soá treân CP. Khi ñoïc, caùc tham soá ñöôïc chuyeån töø slave hoaëc caùc aûnh tham soá töø CP vaøo CPU. ƒ Read/Write configuration data (ñoïc/ghi döõ lieäu caáu hình) Caùc tham soá ñaët caáu hình hay caùc döõ lieäu caáu hình ñöôïc ñoïc töø boä nhôù khoâng boác hôi cuûa CP. ƒ Configure actual (Ñaët caáu hình thaät) Khi ñoïc caùc tham soá vaø döõ lieäu caáu hình ñöôïc ñoïc vaøo vaø löu tröõ thöôøng xuyeân treân CP. Khi ghi, caùc tham soá vaø döõ lieäu caáu hình ñöôïc löu tröõ thöôøng xuyeân treân CP. ƒ Supply slaves with configured parameters (Cung caáp caùc tham soá ñaët caáu hình cho caùc slave) Caùc tham soá caáu hình ñöôïc chuyeån töø vuøng nhôù khoâng boác hôi cuûa CP ñeán caùc slave. Hình 6.14 – Caùc chöùc naêng giao tieáp 6.2. MAÏNG PROFIBUS 6.2.1. GIÔÙI THIEÄU 6.2.1.1 Profibus laø gì? Profibus laø thuaät ngöõ moâ taû maïng truyeàn thoâng tin soá ñöôïc söû duïng trong coâng nghieäp ñeå thay theá quaù trình truyeàn tín hieäu analog 4-20mA ñang toàn taïi moät thôøi gian daøi qua. Ñaây laø maïng truyeàn thoâng soá, 2 chieàu, multidrop, bus noái tieáp nhaèm ñeå keát noái thieát bò 160 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC field caùch ly nhau nhö caùc boä ñieàu khieån, caùc boä chuyeån ñoåi tín hieäu, caùc caûm bieán vaø caùc cô caáu chaáp haønh. Moãi thieát bò field coù khaû naêng tính toaùn ñöôïc caøi ñaët trong noù vaø laøm cho moãi thieát bò thaønh thieát bò thoâng minh. Moäi thieát bò field seõ thöïc haønh nhöõng chöùc naêng ñôn giaûn treân chính noù nhö caùc chöùc naêng chuaån ñoaùn, ñieàu khieån vaø baûo trì nhö cung caáp khaû naêng truyeàn thoâng hai chieàu. Ngoaøi ra noù coøn cho pheùp lieân laïc vôùi caùc thieát bò filed khaùc. Coát loûi laø fieldbus seõ thay theá caùc maïng ñieàu khieån taäp trung thaønh caùc maïng ñieàu khieån phaân taùn. Do ñoù fieldbus coù nhieàu chöùc naêng vaø öu vieät hôn so vôùi vieäc thay theá chuaån analog 4- 20mA. 6.2.1.2. Caùc thuaän lôïi cuûa fieldbus • Giaûm giaù thaønh • Tieát kieäm chi phí ban ñaàu cho döï aùn coâng ngheä • Tieát kieäm trong baûo haønh, baûo trì vaø thay theá • Naâng cao hieäu quaû saûn xuaát, chaát löôïng saûn phaåm • Baûo ñaûm tính an toaøn saûn xuaát vaø veä sinh moâi tröôøng • Quaûn lyù chaët cheõ vaø hieäu quaû. 6.2.1.3. Truyeàn thoâng coâng nghieäp Söï phaùt trieån nhö vuõ baõo cuûa IT ñaõ goùp phaàn thuùc ñaåy phaùt trieån coâng ngheä töï ñoäng hoùa. Noù ñaõ thay ñoåi caùc heä phaân caáp, caùc caáu truùc vaø quaù trình trao ñoåi thoâng tin giöõa caùc caáp trong heä thoáng. Truyeàn thoâng ñaõ taêng theo chieàu ngang ôû caáp field cuõng nhö theo chieàu doïc qua caùc möùc phaân caáp. ÔÛ caáp Actuator/Sensor caùc tín hieäu cuûa caùc sensor vaø actuator nhò phaân ñöôïc truyeàn qua ASI bus. Ñaây laø kyõ thuaät laép ñaët chi phí thaáp, ñôn giaûn, qua ñoù döõ lieäu vaø nguoàn ñieän 24V cho caùc thieát bò cuoái ñöôïc truyeàn qua moâi tröôøng chung. Döõ lieäu ñöôïc truyeàn xoay voøng. ÔÛ caáp field caùc thieát bò ngoaïi vi phaân boá nhö I/O module, caûm bieán ñoù, caùc cô caáu truyeàn ñoäng, caùc slave vaø caùc operation terminal truyeàn thoâng vôùi caùc heä thoáng töï ñoäng qua heä thoáng truyeàn thoâng thôøi gian thöïc. Vieäc truyeàn döõ lieäu quaù trình laø theo voøng tuaàn hoaøn, trong khi ñoù caùc caûnh baùo, tham soá vaø döõ lieäu chaån ñoaùn phaûi ñöôïc truyeàn khoâng ñoàng boä neáu caàn. Profibus laø giaûi phaùp nhaèm thoaû maõn caùc yeâu caàu naøy ñoàng thôøi laø giaûi phaùp thoâng suoát cho saûn xuaát cuõng nhö töï ñoäng hoaù quaù trình. ÔÛ caáp cell, caùc boä ñeàiu khieån laäp trình ñöôïc nhö PLC vaø IPC truyeàn thoâng vôùi nhau. Luoàng thoâng tin caàn nhöõng goùi döõ lieäu lôùn vaø moät soá lôùn caùc chöùc truyeàn thoâng maïnh. Tích hôïp vaøo heä thoáng truyeàn thoâng toaøn coâng ty nhö Intranet vaø Internet qua caùc TCP/IP vaø Ethernet laø caùc yeâu caàu quan troïng. 6.2.1.4. PROFIBUS (PROcess Field Bus) PROFIBUS laø maïng cho caáp cell vaø caáp field trong heä thoáng truyeàn thoâng simatic môû. Noù ñöôïc öùng duïng ñeå truyeàn döõ lieäu töø nhoû ñeán trung bình. Veà maët vaät lyù, PROFIBUS laø maïng ñieän döïa treân caùp 2 daây hoaëc maïng quang döïa treân caùp sôïi quang hoaëc maïng voâ tuyeán vôùi truyeàn hoàng ngoaïi (IR). 6.2.2. COÂNG NGHEÄ PROFIBUS 161 ÑIEÀU KHIEÅN LAÄP TÌNH PLC - MAÏNG PLC Chöông 6 – Thieát keá heä thoáng maïng PLC PROFIBUS laø chuaån fieldbus cho moät giaûi roäng caùc öùng duïng trong saûn xuaát vaø töï ñoäng hoùa quaù trình. PROFIBUS cho pheùp truyeàn thoâng giöõa caùc thieát bò cuûa caùc nhaø saûn xuaát khaùc nhau khoâng caàn theâm baát cöù ñieàu chænh giao tieáp naøo. PROFIBUS coù theå söû duïng cho hai öùng duïng: öùng duïng ñoø hoûi thôøi gian ñaùp öùng vôùi toác ñoä cao vaø nhöõng coâng vieäc truyeàn thoâng phöùc taïp. PROFIBUS cho caùc giao thöùc truyeàn thoâng (Communication Profiles): DP vaø FMS. Tuøy theo öùng duïng cuï theå maø ta coù theå söû duïng caùc coâng ngheä truyeàn daãn sau (Physical Profiles): RS485, IEC 1158-2 hoaëc sôï quang. 6.2.2.1. Giao thöùc truyeàn thoâng Giao thöùc truyeàn thoâng profibus ñöôïc ñònh nghóa laøm sao caùc ngöôøi duøng truyeàn noái tieáp döõ lieäu cuûa chuùng qua moâi tröôøng chung. • DP (Distributed Periphery) DP laø giao thöùc thoâng duïng ñöôïc söû duïng nhieàu nhaát. Noù ñöôïc toái öu veà toác ñoä, hieäu suaát vaø giaù keát noái thaáp vaø ñöôïc thieát keá cho truyeàn thoâng giöõa caùc heä thoáng töï ñoäng vaø ngoaïi vi phaân boá. • FMS (Field Message Specification) Ñaây laø giao thöùc truyeàn thoâng vaïn naêng cho nhieàu chöùc naêng öùng duïng ñeå truyeàn thoâng giöõa caùc t
Tài liệu liên quan