TKMH Mạng truyền thông công nghiệp

Giới thiệu PLC WENCON LX3V LX3V là dòng PLC chất lượng cao, lập trình dễ dàng được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo máy với tốc độ xử lý dữliệu n

A GIỚI THIỆU PLC WENCON LX3V-2416MR

I Giới thiệu PLC WENCON LX3V

LX3V là dòng PLC chất lượng cao, lập trình dễ dàng được ứng dụng rộng rãi trong tất cả các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo máy với tốc độ xử lý dữliệu nhanh, khả năng truyền thông mạnh mẽ

- Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học

- Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa

- Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp

- Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp

- Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các môi Modul mở rộng

II Tổng quan về PLC WENCON LX3V-2416MR

1 Thông tin cấu hình CPU

PLC WENCON có nhiều loại như :

- CPU sử dụng là STM32 CPU

- STM32 là một bộ vi điều khiển vi điều khiển 32-bit của STMicroelectronics Các chip STM32 được nhóm lại thành các series có liên quan dựa trên bộ vi xử lý

- I/O : PLC WENCON LX3V-2416MR là PLC có 40 I / O Trong đó gồm 24xDI ,16xDO ( Relay-type , R viết tắt của từ relay ) , ( X0~X27 Y0~Y17 )

- Cổng giao tiếp: 2 cổng nối tiếp (RS422 / RS485, RS485)

- Nguồn điện cấp nguồn hoạt động : điện AC 100-240V, điện DC 24 (tùy chọn)

- Công suất : Công suất 20W

- Lưu trữ hệ thống : 16K

- Điện áp đầu vào : AC85V~264V hoặc DC 24V ± 10%

- Dòng tín hiệu đầu vào : 7mA / DC 24V (phía sau X002, 3,5 mA / DC24V)

- Điện áp đầu ra : thấp hơn AC 250/DC 30V

- Cấu trúc : WECON PLC có tích hợp pin, CPU và các điểm I / O CPU PLC có thể kết nối với các module mở rộng I / O để tăng số điểm I / O hoặc kết nối với một số các module mở rộng chức năng đặc biệt

Page 2

Lỗ gắn (① Lỗ gắn ( ⌀: 4.5) ; Nguồn cung cấp và đầu vào tín hiệu đầu vào② Nguồn cung cấp và đầu vào tín hiệu đầu vào

Nguồn cung cấp đầu ra 24v và đầu ra đầu ra ; Chỉ báo nhập③ Nguồn cung cấp đầu ra 24v và đầu ra đầu ra ; ④ Chỉ báo nhập ④ Chỉ báo nhập

Chỉ báo sản lượng ; Chỉ báo trạng thái PLC:⑤ Chỉ báo sản lượng ; ⑥ Chỉ báo trạng thái PLC: ⑥ Chỉ báo trạng thái PLC:

a) PWR: ánh sáng điện

b) RUN: chạy ánh sáng

c) BAT: đèn năng lượng thấp

d) ERR: nhấp nháy khi chương trình sai;

e): luôn bật khi lỗi CPU xảy ra

Đoạn đường ray DIN ; Bìa tấm ; Cổng Com1 ; RUN / STOP chuyển⑧ Bìa tấm ; ⑨ Cổng Com1 ; ⑩ RUN / STOP chuyển ⑨ Cổng Com1 ; ⑩ RUN / STOP chuyển ⑩ RUN / STOP chuyển Cổng COM1 / COM2 và cổng rs485 ; Giao diện mô đun mở rộng⑪ Cổng COM1 / COM2 và cổng rs485 ; ⑫ Giao diện mô đun mở rộng ⑫ Giao diện mô đun mở rộng

Cổng USB Micro-USB ; khe cắm bảng BD⑬ Cổng USB Micro-USB ; ⑭ khe cắm bảng BD ⑭ khe cắm bảng BD

- Modun mở rộng :

module đầu vào và đầu ra, mô đun đầu ra tốc độ cao và truyền thông Ethernet giao thức.

Cáp mở rộng① Lỗ gắn (

Đèn com: luôn bật khi truyền kỹ thuật số là bình thường② Nguồn cung cấp và đầu vào tín hiệu đầu vào

24v: luôn hoạt động khi kết nối với nguồn 24v bên ngoài③ Nguồn cung cấp đầu ra 24v và đầu ra đầu ra ; ④ Chỉ báo nhập

Đèn trạng thái công suất của mô đun: Luôn bật khi bình thường④ Chỉ báo nhập

Tên của mô-đun mở rộng⑤ Chỉ báo sản lượng ; ⑥ Chỉ báo trạng thái PLC:

Đầu ra tín hiệu đầu ra tương tự⑥ Chỉ báo trạng thái PLC:

Giao diện mở rộng

Đoạn đường ray DIN⑧ Bìa tấm ; ⑨ Cổng Com1 ; ⑩ RUN / STOP chuyển

móc treo DIN⑨ Cổng Com1 ; ⑩ RUN / STOP chuyển

Lỗ gắn (⑩ RUN / STOP chuyển ⌀: 4.5)

+ CPU PLC và mô đun mở rộng có cùng kích thước về chiều cao và chiều sâu, nhưng chiều rộng khác nhau Vì vậy, họ có thể kết nối với nhau một cách gọn gàng, cũng là cấu hình linh hoạt

2 Chương trình lập trình

Page 4

- Sử dụng 2 ngôn ngữ lập trình : Ladder và Instructions list

Page 6

- Chọn Compile

- Nhấn vào nút down xuống

- Chọn cổng COM tốc độ truyền rồi chọn Connection test

- Tích vào Program và Parameter rồi chọn Execute

Page 8

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200.PLC S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn S7-200 và sau đây là một vài đặc điểm của dòng sản phẩm S7-1200

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soátnhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh làm cho bạn có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng của mình với S7-1200

S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

Page 10

S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài

ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hổ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens

Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal, vì phần mềm này đã baogồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI

- Vòng quét chương trình trong S7-1200

- Cấu hình S7-1200 rất dễ dàng trong project của bạn với phần mềm TIA Portal

- Truyền thông với Programming device, HMI device, và các thiết bị khác một cách

dễ dàng qua mạng PROFINET

Qua các thông số kỹ thuật trên, việc sử dụng S7-1200 là xu thế tất yếu để thay thế dần dòng S7-200 Có thể trong thời gian tới Siemens sẽ cho khai tử dòng S7-200 vìvậy trong các dự án mới chúng ta nên thiết kế hệ thống sử dụng dòng S7-1200 cho các dự án vừa và nhỏ

1.2.Các module trong hệ PLC S7-1200

1.2.1.Giới thiệu về các module CPU

Page 12

Page 14

7 V13 được chia thành các module khác nhau, tùy theo nhu cầu của người sử dụng.Simatic Step 7 V13 cũng hỗ trợ tính năng chuyển đổi chương trình PLC, HMI đang

sử dụng sang chương trình mới trên TIA Portal

Phần mềm mới Simatic WinCC V13, cũng được tích hợp trên TIA Portal, dùng để cấu hình cho các màn hình TP và MP hiện tại, màn hình mới Comfort, cũng như đểgiám sát điều khiển hệ thống trên máy tính (SCADA).

1.2.2.Sign board của PLC SIMATIC S7-1200

-+/-10VDC, 0 –20mA

Cards ứng dụng:

-CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng

-Thêm điểm của kỹthuật sốI/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng dụng -Kích thước của CPU sẽkhông thay đổi

1.2.3.Module xuất nhập tín hiệu số

2 Làm việc với phần mềm Tia Portal

2.1.Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic –tích hợp lập trình PLC và HMI

Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo

Một hệ thống kỹ thuật mới

Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa

Lợi ích với người dùng:

-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động

-Hiệu quả: tốc độ về kỹ thuật

-Chức năng bảo vệ: Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai

2.2.Kết nối qua giao thức TCP/IP

-Đểlập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP

-Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau

2.3.Cách tạo một Project

Bước 1 : Tạo 1 project mới chọn loại CPU giống với thực tế

Bước 2 : Viết chương trình

Page 20

Bước 3 : Down load chương trình xuống PLC

Page 22

- Chọn ở hàng stop modules là stop all

- Chọn Load

- Ở hàng start modules chọn Start all

- Chọn Finish

Page 24

C KẾT NỐI PLC S7-200 VÀ S7-300 THÔNG QUA MẠNG

PROFIBUS-DP

I Mạng profibus

1 Sơ lược về mạng profibus :

- Profibus là mạng trong vùng cell và field của hệthống truyền thông

SIMATIC NET

- Mạng được dựđịnh thực hiện đầu tiên trong môi trường công nghiệp

- Là hệthống truyền thông hiệu quảđối với các ứng dụng giá thấp

- Profibus dựa vào tiêu chuẩn EN 50 170 và mô hình mạng ISO

- Profibus không thực hiện đầy đủ7 lớp của mạng ISO, chỉcó lớp 1, 2 và 7

2 Cấu trúc mạng :

- FMS – Fieldbus Messaging System : Truyền đồng cấp (peer to peer).

- DP – Decentralized Periphery : Trao đổi dữ liệu rất nhanh

- PA – Process Automation : Môi trường an toàn

4 Xử lý bus Profibus :

- Mạng Profibus xử lý bus theo cách kết hợp truyền Multi-Master và Slave

Master-Page 26

II Kết nối 2 plc :

1 Điều kiện kết nối :

- Để kết nối PLC S7-200 và S7-300 người ta sử dụng profibus-dp

- Chọn CPU của PLC S7-300 những loại nào có chữ DP để kết nối qua mạng profibus – dp

- Để PLC S7-200 kết nối với mạng profibus thì phải sử dụng modun EM277

- Sử dụng truyền thông RS485

- EM 277

+ Hình ảnh cấu tạo và cách chọn địa chỉ :

+ Thông số kỹ thuật :

- Kết nối S7200 vào mạng Profibus

Page 28

- Trao đổi dữ liệu Master – Slave

+ Qui tắc trao đổi dữ liệu:

 Dữ liệu từ Master đến Slave gọi là dữ liệu ngõ ra

 Dữ liệu từ Slave đến Master gọi là dữ liệu ngõ vào

+ Địa chỉ Slave phải phù hợp với địa chỉ trong cấu hình của Master

+ Master trao đổi dữ liệu với Slave bằng cách gởi dữ liệu từ ngõ ra của nó đến bộ đệm ngõ ra của Slave (receive mailbox)

+ Slave đáp ứng bằng cách tạo lại vùng đệm ngõ vào (send mailbox) để Master lưu vào ngõ vào của nó

- Đặt cấu hình EM 277

+ EM 277 được Master đặt cấu hình để nhận dữ liệu ngõ ra và tạo dữ liệu ngõ vào

+ Các vùng đệm dữ liệu ngõ vào và ra nằm trong miền V của S7-200

+ Khi đặt cấu hình cho Master, phải xác định vùng đệm ngõ ra trong miền V.+ Cũng cần xác định cấu hình I/O khi có dữ liệu ra ghi vào CPU S7-200 cũng như khi có dữ liệu vào trả lại từ CPU S7-200

+ Master sẽ ghi các tham số và thông tin cấu hình I/O vào module EM 277,

kế đến EM 277 sẽ chuyển địa chỉ miền V và dữ liệu vào/ra đến CPU S7-200

- Ví dụ miền nhớ V và địa chỉ I/O

- Led báo trạng thái EM 277

+ Sau khi CPU S7-200 mở, led DX MODE tắt Mỗi lần EM 277 trao đổi dữ liệu led này sáng màu xanh

+ Nếu việc trao đổi bị mất (EM 277 thoát khỏi mode trao đổi dữ liệu) thì led

DX MODE tắt, led DP ERROR sáng màu đỏ Điều kiện này duy trì đến khi tắt CPU hoặc phục hồi lại mode trao đổi dữ liệu

+ Xảy ra lỗi trong cấu hình I/O hoặc lỗi các thông tin do Master ghi vào EM

277 thì led DP ERROR chớp đỏ

+ Nếu không có nguồn 24V thì led POWER tắt

+ Led CPU FAULT tắt khi Module hoạt động tốt, và sáng đỏ khi có lỗi bên trong Module

2 Các bước kết nối trên phần mềm của PLC S7-300 và PLC S7-200

Bước 1 : Cấu hình phần cứng :

Page 30

Bước 2 : Cài đặt địa chỉ và tốc độ giao tiếp :

Bước 3 : Tạo kết nối để hiện dây profibus :

Bước 5 : Thêm file em277 vào chọn địa chỉ là 3 để không trùng với plc :

Page 32

Bước 6 : Chọn kiểu dữ liệu truyền nhận ( Sử dụng 2 byte uot 2 byte in ) :

Bước 7 : Lưu lại :

Bước 8 : Viết chương trình trên s7 300 :

Bước 9 : Viết chương trình trên s7 200 :

Bước 10 : Kết nối phần cứng và down chương trình xuống 2 PLC

Page 34

D KẾT NỐI 2 PLC S7-1200 THÔNG QUA MẠNG

ETHENET

I Tổng quan mạng ethernet

1 Khái niệm cơ bản :

- Ethernet là một họ lớn và đa dạng gồm các công nghệ mạng dựa trên khung

dữ liệu ( frame - based ) dành cho mạng LAN

- Tên ethernet xuất hiện từ khái niệm ete trong ngành vật lý học Ethernet định nghĩa 1 loạt các chuẩn nối dây và phát tín hiệu cho tầng vật lý 2 phươngtiện để truy cập mạng tại phần MAC ( điều khiển truy cập môi trường truyền dẫn ) của tầng liên kết dữ liệu và mottj định dạng chung cho việc đánh địa chỉ

- Mạng khu vực theo chuẩn quốc tế IEEE 802.3 được thiết kế cho môi trường công nghiệp và mở rộng đến cấp thiết bị hiện trường

- Tốc độ truyền thông cao có thể lên đến 1gigabit/s

- Cấu trúc hình sao , kết nối dây xoắn cáp và cáp quang

- Lợi ích của ethernet :

+ Khởi động nhanh nhờ kết nối đơn giản

+ Độ linh hoạt cao vì mạng hiện thời có thể mở rộng mà không có ảnh hưởng bất lợi nào

+ Cơ sở nối mạng cho mạng diện rộng

+ Cơ sở cho các dịch vụ internet

+ Độ sẵn sàng cao vì có cấu trúc mạng có dự phòng

2 Đặc tính kỹ thuật :

5 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn :

- Có cấu trúc bus

- Có thể có cấu trúc thẳng hoặc hình sao tùy vào phương tiện truyền dẫn

- Các loại phương tiện truyền dẫn thông dụng

6 Cấu trúc bức điện :

7 Fast ethernet :

II Các bước kết nối 2 PLC S7-1200 với nhau qua mạng ethernet

Bước 1 : Tạo 1 project mới và chọn cpu s7-1200 master

Bước 2 : Tạo 1 trạm slave mới

Page 38

Bước 3 : Chọn kết nối Put/Get ở 2 plc để kết nối được với nhau

Bước 4 : Cấu hình kết nối giữa 2 PLC

- Kích vào Network view và chọn kết nối PN/IE

Bước 5 : Cấu hình khối GET cho master

- Kích vào Communication > S7 communication > GET

( để lấy khối GET)

Page 40

+ EN: Chân luôn có điện để nhận gửi dữ liệu

+ REQ: Chân để kích xung truyền đi và nhận lại

+ ADDR_1 : Chân truyền dữ liệu của slave

+ RD_1 : Chân nhận dữ liệu của master

+ NDR : Chân thông báo đã nhận dữ liệu

+ ERROR : Chân báo lỗi

+ STATUS : Chân trạng thái

- Chọn Configuration > Connection parameter > chọn Partner là SLAVE

- Cấu hình chân REQ

- Cấu hình chân ADDR_1 :

+ START : M10.0 ( bit bắt đầu của SLAVE )

+ LENGTH : 1 BYTE

Page 42

- Cấu hình chân RD_1 : + START : M20.0 ( bit bắt đầu nhận của MASTER ) + LENGTH : 1 BYTE

- Cấu hình các chân còn lại :

Bước 6 : Tạo xung kích cho khối GET

Bước 7 : Cấu hình khối PUT

Page 44

Bước 8 : Tạo xung kích cho khối PUT

Bước 9 : Viết chương trình truyền nhận ở master và slave

Master

Bước 10 : Down chương trình xuống 2 PLC

Page 46

E KẾT NỐI PLC S7-300 VỚI HMI DELTA

Bước 1 : Mở phần mềm lập trình và chọn màn hình phù hợp

Bước 2 : Viết chương trình ( cấu hình địa chỉ của các nút nhấn và đèn )

Page 48

Bước 3 : Bật mô phỏng

Page 50

Bước 4 : Viết chương trình trên PLC-s7300

xong ta lưu lại

Page 52

Bước 2 : Vào “Symbol” để khai báo các biến và địa chỉ , khai báo xong ta lưu lại

Bước 3 : Vào “OB1” để viết chương trình viết xong ta lưu chương trình lại

Page 54

Bước 4 : Mở “WINCC” rồi chọn “File” -> “new” để tạo 1 bài mới Chọn “ok”

sau đó ta đặt tên và chọn “Create”

Bước 5 : Nhấp chuột phải vào “Tag Management” rồi chọn “Add new driver ” để

kết nối với plc s7 300 Chọn “SIMATIC S7 protocol suite.chn” rồi chọn “Open”

Page 56

Bước 6 : Chọn “SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE” sau đó nhấp chuột phải vào

“MPI” chọn “ New Driver Connection…” Sau đó ta đặt tên rồi chọn “Properties” thay chỗ “slot number ” thành 2 -> “OK” ->“OK”

Page 58

Bước 8 : Chọn “Graphics Designer” -> “new picture” rồi đặt tên để vẽ

Page 60

Bước 9 : Chọn” Cricle” để tạo ra 2 hình tượng trưng cho quay thuận và quay

nghịch Sau đó ta vào” Windown Objects”chọn “Button” để tạo các nút nhấn , rồi đặt tên cho các nút nhấn Có thể thay màu cho nút nhấn bằng cách chọn màu rồi nhấp vào nút nhấn đó , nhấp chuột phải vào nút nhấn chọn “Properties”rồi vào phần properties chọn vào “Effects” ở hàng “Global color scheme” ta đổi “yes” thàng

“no” sau đó ta được màu của các nút nhấn

Page 62

Bước 10 : Chỉnh tác động vào các nút nhấn : nhấp chuột phải vào nút “START “

chọn “properties”-> “Event” -> “Mouse”

- Nhấp chuột phải vào “Press Left” chọn “C-Action…” Chọn “Internal functions

”-> “tag”-”-> “set”-”-> “SetTagbit” Chỗ “Tag name” của cột “Value” ta chọn vào “ Tag selecton” ta nhấp vào “ startwincc ” rồi chọn “OK” ở chỗ “Value” ta chọn thành 1 tương ứng với nhấp chuột nên ta chọn là 1 rồi sau đó chọn “Ok”

- Tiếp theo ta chỉnh chỗ phần “Release left” ( nhả chuột) Ta thực hiện như nhấp chuột chỉ khác ở chỗ “Value” thay vì chọn 1 ta phải chọn là 0 Các nút còn lại chỉnh tương tự chỉ khác tên vì nút nào thì sẽ ứng với địa chỉ của nó không được nhầm lẫn hoặc trùng nhau