He thong mang plc

Báo cáo về mạng PLC nhóm 5
DANH SÁCH NHÓM 5


Bùi Ngọc Viên
Phạm Ngọc Bảo Tuấn
Hồ Minh Tuấn


HỆ THỐNG MẠNG PLC

+ PLC đóng vai trò trung tâm trong điều khiển, dễ dàng lập trình, cho phép nhanh chóng thay đổi chương trình điều khiển, ứng dụng trong phạm vi rộng, chuẩn hóa được điều khiển, giá thành thấp và dễ dàng trong bảo trì sửa chữa, độ chính xác cao trong môi trường công nghiệp nhưng PLC không đáp ứng được về phương diện quản lý, thông tin và lưu trữ dữ liệu .Vì vậy để đáp ứng những yêu cầu này PLC thực hiện truyền thông nối mạng ở nhiều cấp độ khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu vừa điều khiển vừa giám sát hệ thống.
I . Khái niệm về truyền thông mạng PLC
II. CƠ SỞ TRUYỀN THÔNG
1. Truyền thông giữa các PLC
Nó giúp cho việc tích hợp các thành phần riêng lẽ trong một
hệ thống sản xuất thành một hệ thống hoàn chỉnh từ những kết nối đơn giản từ máy này đến máy khác tới những kết nối mạng cục bộ và c? mạng diện rộng mà ở đó có đến hàng trăm máy móc thông minh phân bố ở các vị trí khác
nhau có khoảng cách xa nhau được liên lạc với nhau qua một xa lộ thông tin chung.
Các sử dụng thông thường của các cổng truyền thông PLC
Thông báo dữ liệu điều hành và cảnh báo, thí dụ qua Printer hay VDU
Ghi nhận các dữ liệu vào các hồ sơ lưu trữ (Computer)
để phân tích quá trình và thông tin quản lý
(qua các phần mềm ứng dụng)
Chuyển các giá trị, các tham số vào chương trình PLC có sẵn từ các thiết bị đầu cuối của người điều hành hoặc từ các bộ điều khiển giám sát.
Thay đổi chương trình PLC từ bộ điều khiển giám sát.
Áp đặt các ngõ I/O và các phần tử nhớ hay gán các thông số từ một thiết bị đầu cuối từ xa.
Nối kết PLC vào hệ phân cấp điều khiển có nhiều loại PLC, máy tính và thiết bị điều khiển giám sát khác.
Truyền nối tiếp và các chuẩn truyền RS232, RS422/423 và RS485.
2. MẠNG SIMATIC
Simatic cung cấp các cấp mạng theo các yêu cầu khác nhau:
Industrial Ethernet (IEEE802.3)
Profibus (EN 50170)/MPI
� Giao tiếp AS (EN 50295)
Các yêu cầu cho tự động hóa được phân loại theo cấp tự động hóa
Cấp quản trị mạng (Management Level): lưu trữ các giá trị, thông số quá trình cũng như tối ưu hóa và phân tích các chứa năng xử lý, xuất các kết quả thành báo cáo, in ấn và truyền tải thông tin.
Cấp cell : Chứa năng tự độtối ưu hóa được xử lý tự động.
Cấp này các PLC, PC và HMI được nối kết lại với nhau.
Cấp Field : Nối kết giữa những nơi lắp đặt các máy móc
và các PLC. Các thiết bị trường đo lường, báo hiệu
và phát các lệnh từ cấp cell đến các máy móc.
.
Cấp Process : Cấp của Actuator/Sensor , cấp này master
truyền thông với các actuator và sensor được nối vào subnet.
Đặc điểm là thời gian đáp ứng nhanh với số bit dữ liệu nhỏ.
Mô hình bao gồm :Mạng AS-i , Mạng Profibus
� Mạng Industrial Ethernet
3. MẠNG ASI
Mạng AS-I là hệ thống cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa

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:
1. 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.
2. Nối kết đơn giản và giá phải chăng tính linh hoạt cao với
nối kết kiểu hình cây
3. Thời gian đáp ứng nhanh: Chủ AS-I chỉ cần tối đa 5 ms
cho chu kỳ trao đổi dữ liệu lên tới 31 trạm
4. Các trạm trên cáp AS-I có thể là các cảm biến, cơ cấu chấp hành
với đầu nối hoặc module AS-I tích hợp có thể được nối vào tới
4 sensor/actuator nhị phân thông thường
5.Module AS-I có thể lên đến 124 cảm biến được hoạt động trên cáp AS-i.
Các thành phần hệ thống AS
Các thành phần dưới sẽ tạo thành hệ thống mạng AS
� +AS-i master
� +AS-i module
� +AS-i cable
� +AS-i power supply unit
� +Sensors/actuators with an integrated AS-i chip
� +Addressing unit
� +SCOPE AS-Interface
Sơ đồ mô tả các thành phần được nối kết
Giao thức truyền thông AS I
* Nguyên tắc Master/Slave trong ASI : ASI master kết hợp với cáp ASI điều khiển trao đổi dữ liệu với 31 slave qua giao tiếp cáp ASI
a. Cấu trúc thông tin - dữ liệu
Các tham số thật là ảnh của các tham số hiện thời trên slave
� Dữ liệu cấu hình thật: trường này chứa các cấu hình I/O và mã ID của tất cả các slave được nối kết ngay khi dữ liệu này được đọc từ các slave.
Danh sách các slave được phát hiện (LDS)
� Danh sách các slave bị kích hoạt (LAS)
� LAS cho thấy những slave nào được kích hoạt bởi ASI master.
Dữ liệu I/O chỉ trao đổi được với các slave bị kích hoạt.
b. Chức năng giao tiếp
Các hoạt động bao gồm:
�+ Read/Write (đọc/ghi)
+ Read/Write configuration data (đọc/ghi dữ liệu cấu hình)
+Configure actual (Đặt cấu hình thật)
+Supply slaves with configured parameters (Cung cấp các tham số đặt cấu hình cho các slave)
ASI master cho simatic s7-200
ASI master cho simatic s7-300
4. MẠNG PROFIBUS
PROFIBUS là mạng cho cấp cell và cấp field trong hệ thống
truyền thông simatic mở.
Nó được ứng dụng để truyền dữ liệu từ nhỏ đến trung bình. Về mặt vật lý, PROFIBUS
là mạng điện dựa trên cáp 2 dây hoặc mạng quang dựa trên cáp sợi quang hoặc mạng vô
tuyến với truyền hồng ngoại (IR)
A CÔNG NGHỆ PROFIBUS
PROFIBUS là chuẩn fieldbus cho một giải rộng các ứng dụng trong sản xuất và tự động hóa quá trình. PROFIBUS cho phép truyền thông giữa các thiết bị của các nhà sản xuất khác nhau không cần thêm bất cứ điều chỉnh giao tiếp nào. PROFIBUS có thể sử dụng cho hai ứng dụng: ứng dụng đò hỏi thời gian đáp ứng với tốc độ cao và những công việc truyền thông phức tạp
PROFIBUS cho các giao thức truyền thông (Communication Profiles): DP và FMS.
Tùy theo ứng dụng cụ thể mà ta có thể sử dụng các công nghệ truyền dẫn sau (Physical Profiles): RS485, IEC 1158-2 hoặc sợ quang.
B. Giao thức truyền thông
+ DP (Distributed Periphery) là giao thức thông dụng được sử dụng nhiều nhất. Nó được tối ưu về tốc độ, hiệu suất và giá kết nối thấp và được thiết kế cho truyền thông giữa các hệ thống tự động và
ngoại vi phân bố
+ FMS (Field Message Specification)
Đây là giao thức truyền thông vạn năng cho nhiều chức năng ứng
dụng để truyền thông giữa các thiết bị có tính thông minh
C . Công nghệ truyền dẫn
3 phương pháp truyền dẫn profibus khả dụng nhất :
. Truyền RS-485 cho các ứng dụng trong tự động hóa sản xuất
Truyền IEC 1158-2 cho ứng dụng tự động hóa quá trình.
Sợi quang cải thiện tính nhiễu điện và những khoảng cách mạng lớn.
Công nghệ truyền RS-485
Truyền dẫn RS-485 thường được sử dụng rất nhiều bởi PROFIBUS. Những ứng dụng
mà trong đó lắp đặt không cần đắt tiền, đơn giản và truyền tốc độ cao.
Tốc độ truyền có thể từ 9.6 Kbps tới 12 Mbps. Một tốc độ truyền duy nhất được chọn
cho tất cả các thiết bị trên một bus khi hệ thống sẵn sàng
Công nghệ truyền IEC 1158-2
Truyền sợi quang