PHAN DAU (i-xxi)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH

KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG ỨNG DỤNG

MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNHTRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

GVHD : ThS. Nguyễn Xuân Quang

SVTH : Nguyễn Vũ Thanh Hoài

MSSV : 06111038

SVTH : Nguyễn Minh Huyền

MSSV : 06111050

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2011

i

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên: NGUYỄN MINH HUYỀN MSSV: 06111050

NGUYỄN VŨ THANH HOÀI MSSV: 06111038

Lớp : 061112

Ngành : Cơ Điện Tử

Khóa : 2006

Tên đề tài:

ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

Nhiệm vụ thực hiện cụ thể:

Nghiên cứu lý thuyết mạng AS-I, Modbus, Profibus, Ethernet.

Tìm hiểu các thiết bị mạng của hãng Siemens, Wago, Pepperl_Fuchs.

Tìm hiểu cách cấu hình địa chỉ cho các thiết bị trong mạng.

Xây dựng một số bài tập mẫu về mạng AS-I, Modbus, Profibus.

Thiết kế và thi công mô hình mạng truyền thông trong điều khiển quá trình.

Xây dựng giao diện giám sát bằng công cụ WINCC 6.0 qua mạng Ethernet.

Kết nối phần cứng và chạy chương trình giám sát để kiểm chứng kết quả đạt được.

Ngày giao đồ án: Ngày tháng năm 2011

Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm 2011

Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN XUÂN QUANG

Giảng viên hướng dẫn Thông qua bộ môn

Ngày tháng 01 năm 2011

Chủ nhiệm bộ môn

ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày tháng 01 năm 2011

Giáo viên hướng dẫn

ThS. Nguyễn Xuân Quang

iii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

..............................................................................................................................................

Tp.HCM, ngày tháng 01 năm 2011

Giáo viên phản biện

GV. Đồng Sỹ Linh

iv

LỜI CẢM ƠN

Luận văn tốt nghiệp là cơ hội quý báu để sinh viên nghiên cứu, ứng dụng kiến thức tích lũy trong quá trình học tập tại trường. Đó là kết quả của sự nỗ lực không ngừng của nhóm, cùng với sự hướng dẫn của Thầy/Cô, sự giúp đỡ ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian qua.

Sau quá trình thực hiện đề tài với nhiều cố gắng và nỗ lực, cuối cùng tập đồ án này đã được hoàn thành đúng thời gian quy định với tên đề tài là:

“Ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp trong điều khiển quá trình”.

Qua thời gian làm đề tài, nhóm đã học hỏi, thu nhận thêm được nhiều kiến thức bổ ích. Nhóm thực hiện đề tài xin cảm ơn tất cả các quý Thầy/Cô ở trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh đã trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu, tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường.

Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Xuân Quang – giáo viên hướng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ nhóm và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài.

Nhóm cũng cảm ơn đến các thầy trong Bộ môn Cơ điện tử và bạn bè cùng niên khóa đã nhiệt tình giúp đỡ nhóm để hoàn thành đề tài này đúng thời gian quy định một cách tốt nhất có thể.

Cuối cùng, nhóm thực hiện xin kính tặng những kết quả đạt được đến cha mẹ và những người thân của chúng em, những người đã luôn ở bên cạnh và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em có được ngày hôm nay.

Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những sai lầm thiếu sót không mong muốn. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến góp ý từ thầy cô và bạn bè.

Tp. HCM, ngày 14 tháng 01 năm 2011

Nhóm thực hiện đề tài

v

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Mục tiêu của đồ án này là nghiên cứu và ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp trong điều khiển quá trình.

Bắt đầu từ việc xây dựng một mô hình mạng cho hệ thống điều khiển quá trình gồm các hệ thống mạng tiêu biểu như MODBUS, ETHERNET, PROFIBUS, AS–i với các cấp quản lý, cấp giám sát điều khiển và cấp chấp hành.

Tiếp theo là nghiên cứu các Module, các thiết bị tiêu biểu ứng với từng hệ thống mạng, như CP341 hỗ trợ truyền thông trong mạng MODBUS, CP443-1 hỗ trợ truyền thông trong mạng ETHERNET, CP342-5 hỗ trợ truyền thông trong mạng PROFIBUS, các thiết bị cơ cấu chấp hành AS-I, các thiết bị tương thích chuẩn PROFIBUS của SIEMENS như bộ lặp REPEATER, thiết bị liên mạng DP/DP COUPLER, thiết bị giám sát động cơ SIMOCODE, và kể cả Module WAGO 750-303 (không phải là thiết bị của SIEMENS) nhưng hỗ trợ chuẩn PROFIBUS nên tương thích trong hệ thống mạng của toàn bộ hệ thống. Từ đó tích hợp các thiết bị và các module trong một hệ thống điều khiển quá trình.

Cuối cùng xây dựng mô hình mạng tổng thể và dùng phần mềm WinCC để giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển toàn bộ quá trình.

vi

ABSTRACT

The target of this project is to research and apply industrial communication network in a project control system .

Firstly, construct a typical network including Modbus, Ethernet, Profibus, AS-i with the management, controlling and supervisor levels

Secondly, research some relevant Modules such as CP341 supports for MODBUS protocol, CP343-2 supports for AS-I protocol, CP443-1 supports for Ethernet protocol and CP342-5 supports for Profibus DP. Moreover, some devices of SIEMENS PROFIBUS such as Repeater, DP/DP coupler, SIMOCODE and Module WAGO 750-303 (not a device of SIEMENS).

Finally, monitor the entire system through WinCC software.

vii

MỤC LỤC

Trang bìa i

Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii

Nhận xét của giáo viên phản biện iv

Lời cảm ơn v

Tóm tắt đồ án vi

Abstract vii

Mục lục viii

Danh mục hình vẽ xiii

Danh mục bảng biểu xviii

Danh mục từ viết tắt xx

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Hiện trạng nghiên cứu 1

1.2 Lý do chọn đề tài 1

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Giới hạn đề tài 2

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Tổng quan về hệ thống PCS 7 3

2.1.1 Cấu trúc hệ thống PCS 7 42.1.2 Trạm thiết kế kỹ thuật – ES 5

2.1.3 Trạm tự động hóa – AS 6

2.1.4 Trạm vận hành – OS 6

2.1.5 Thiết bị trường 7

2.2 Tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp 8

2.2.1 Mạng truyền thông công nghiệp là gì 8

2.2.2 Mô hình phân cấp chức năng của mạng truyền thông công nghiệp 9

2.2.3 Các khái niệm cơ bản về truyền thông công nghiệp 11

2.2.4 Cơ sở thực hiện mạng truyền thông công nghiệp 14

2.2.5 Cấu trúc mạng (Topology) 16

viii

2.2.6 Truy nhập bus 18

2.2.7 Mã hóa bit 20

2.2.8 Giao thức (Protocol) 21

2.2.9 Các chuẩn truyền dẫn 21

2.3 Các hệ thống mạng tiêu biểu 26

CHƯƠNG 3: MẠNG AS-i 28

3.1 Cơ sở lý thuyết 28

3.1.1 Giới thiệu chung 28

3.1.2 Đặc điểm 29

3.1.3 Mã hóa bit 30

3.1.4 Cấu trúc bức điện 30

3.1.5 Các thành phần trong mạng AS-i 31

3.1.6 Ứng dụng của mạng AS-i trong công nghiệp 31

3.2 Giới thiệu các thiết bị trong mạng AS-i 32

3.2.1 AS-i Master 32

3.2.2 Module I/O Slave 2IN/2OUT 32

3.2.3 Module I/O Slave 4IN/4OUT 33

3.2.4 Cảm biến tiệm cận điện cảm có tích hợp giao diện AS-i 33

3.2.5 Nguồn AS-i 34

3.2.6 PROFIBUS DP Connector 34

3.2.7 Cáp AS-i 34

3.2.8 Module AS-i Master CP343-2 35

CHƯƠNG 4: MẠNG MODBUS 36


4.1.1 Giới thiệu chung 36

4.1.2 Cơ chế giao tiếp 37

4.1.3 Chế độ truyền 40


4.1.5 Bảo toàn dữ liệu 41

4.2 Giới thiệu Module CP 341 42

4.2.1 Giới thiệu 42

4.2.2 Nguyên lý truyền dữ liệu 43

ix

4.2.3 Các khối chức năng chính của CP 341 44

4.2.4 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 47

4.2.5 Chọn cáp kết nối cho CP 341 với đối tác truyền thông 48

CHƯƠNG 5: MẠNG PROFIBUS 49


5.2 Kiến trúc giao thức 50

5.3 Kỹ thuật truyền dẫn 52

5.3.1 Truyền dẫn với RS – 485 52

5.3.2 Truyền dẫn bằng cáp quang 53

5.3.3 Truyền dẫn theo IEC 1158 – 2 53

5.4 Truy nhập bus 53

5.5 Dịch vụ truyền dữ liệu 54

5.6 Cấu trúc bức điện 54

5.7 Giới thiệu giao thức PROFIBUS – DP 55

5.7.1 Cấu hình hệ thống và kiểu thiết bị 56

5.7.2 Đặc tính vận hành hệ thống 57

5.7.3 Trao đổi dữ liệu tuần hoàn 57

5.7.4 Đồng bộ hóa dữ liệu 58

5.7.5 Tham số hóa và chẩn đoán hệ thống 59

5.7.6 Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ 59

5.7.7 Chế độ đẳng thời 60

5.8 Các hệ thống được kết nối vào mạng PROFIBUS 60

5.9 Giới thiệu một số thiết bị trong mạng PROFIBUS 61

5.9.1 Module truyền thông CP 342-5 61

5.9.2 Bộ chuyển tiếp Repeater RS – 485 64

5.9.3 Thiết bị liên mạng DP/DP Coupler 69

5.9.4 SIMOCODE – DP 73

5.9.5 WAGO I/O System 80

CHƯƠNG 6: MẠNG ETHERNET 86

6.1 Tổng quan về mạng LAN 86

6.2 Mạng ETHERNET 86

x

6.2.1 Kiến trúc giao thức 87

6.2.2 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn 88

6.2.3 Cơ chế giao tiếp 91


6.2.5 Truy nhập bus 93

6.2.6 Hiệu suất đường truyền và tính năng thời gian thực 93

6.3 Giới thiệu Module CP 443-1 cho Ethernet công nghiệp 94

CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 96

7.1 Thiết kế mô hình mạng MODBUS 96

7.1.1 Sơ đồ phần cứng 96

7.1.2 Yêu cầu 96

7.1.3 Thiết lập cấu hình phần cứng trong phần mềm STEP 7 96

7.1.4 Chương trình 99

7.2 Thiết kế mô hình mạng AS-i 100

7.2.1 Sơ đồ phần cứng 100

7.2.2 Yêu cầu 100

7.2.3 Cơ sở để chọn vùng nhớ giao tiếp và địa chỉ Slave 100

7.2.4 Quy định địa chỉ Slave 101

7.2.5 Cấu hình địa chỉ các Slave bằng phần mềm AS-i Control Tool 32 101

7.2.6 Chương trình điều khiển 106

7.3 Thiết kế mô hình mạng PROFIBUS 107

7.3.1 Module hỗ trợ truyền thông CP 342-5 107

7.3.2 Mô hình mạng với bộ chuyển tiếp Repeater RS – 485 114

7.3.3 Mô hình mạng với thiết bị liên mạng DP/DP Coupler 117

7.3.4 Mô hình mạng với Module PROFIBUS WAGO 750-303 121

7.3.5 Mô hình mạng với SIMOCODE – DP 127

7.4 Ứng dụng mạng truyền thông trong điều khiển quá trình 135

7.4.1 Giao diện sơ đồ tổng thể của hệ thống 136

7.4.2 Hoạt động của hệ thống 140

7.4.3 Cách thức trao đổi dữ liệu giữa các trạm qua vùng nhớ tham chiếu 141

7.4.4 Cấu hình mạng trong phần mềm STEP 7 143

CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 144

xi

8.1 Kết luận 144

8.2 Kiến nghị 144

8.3 Hướng phát triển đề tài 144

Tài liệu tham khảo 146

xii

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 2.1 Hệ thống PCS 7 3

Hình 2.2 Cấu trúc cơ bản của Hệ thống PCS 7 4 Hình 2.3 Trạm thiết kế kỹ thuật 5

Hình 2.4 Trạm tự động hóa 6

Hình 2.5 Trạm OS Single User 6

Hình 2.6 Trạm OS Multi User 7

Hình 2.7 Các cấp thiết bị trong hệ thống PCS 7 7

Hình 2.8 Mô hình phân cấp chức năng của hệ thống

mạng truyền thông công nghiệp 9

Hình 2.9 Nguyên tắc cơ bản của truyền thông 11

Hình 2.10 Truyền bit song song 12

Hình 2.11 Truyền bit nối tiếp 13

Hình 2.12 Truyền một chiều 13

Hình 2.13 Truyền hai chiều gián đoạn 13

Hình 2.14 Truyền hai chiều toàn phần 14

Hình 2.15 Mô hình OSI 14

Hình 2.16 Cấu trúc bus 17

Hinh 2.17 Cấu trúc mạch vòng 17

Hình 2.18 Cấu trúc hình sao 18

Hình 2.19 Cấu trúc cây 18

Hình 2.20 Các phương pháp truy nhập bus 19

Hình 2.21 Mã hóa kiểu NRZ 20

Hình 2.22 Mã hóa kiểu Manchester II 20

Hình 2.23 Truyền dẫn không đối xứng (3 kênh, 4 dây dẫn) 22

Hình 2.24 Truyền chênh lệch đối xứng (3 kênh, 7 dây dẫn) 22

Hình 2.25 Ghép nối với RS-232 23

Hình 2.26 Đầu nối RS-232 kiểu 9 chân (DB9) 23

Hình 2.27 Mạng MPI 26

Hình 2.28 Mạng Ethernet 26

Hình 2.29 Mạng Profibus 27

Hình 2.30 Mạng AS-I 27

xiii

Hình 3.1 Vị trí mạng AS-I 28

Hình 3.2 Cách kết nối mạng As-i 28

Hình 3.3 Cấu trúc đường thẳng, hình cây, hình sao 29

Hình 3.4 Mặt cắt của cáp As-i 29

Hình 3.5 Mã hoá tín hiệu trong mạng AS-i 30

Hình 3.6 Cấu trúc bức điện của Master 30

Hình 3.7 Cấu trúc bức điện của Slave 30

Hình 3.8 Các phần tử mạng AS-i 31

Hình 3.9 Các phần tử AS-i của hãng Pepperl+Fuchs 31

Hình 3.10 Ứng dụng AS-i trong hệ thống băng tải 31

Hình 3.11 AS-i Master 32

Hình 3.12 Module 2I/2O và sơ đồ đấu dây 32

Hình 3.13 Module 4I/4O và sơ đồ đấu dây 33

Hình 3.14 Cảm biến tiệm cận tích hợp AS-i 33

Hình 3.15 Nguồn AS-i 34

Hình 3.16 Profibus DP Connector 34

Hình 3.17 Cáp truyền AS-i 34

Hình 3.18 Module AS-i Master CP343-2 35

Hình 3.19 Địa chỉ các Slave trong vùng nhớ tham chiếu của CP343-2 35

Hình 4.1 Vị trí mạng Modbus trong mô hình ISO 36

Hình 4.2 Phân loại mạng Modbus 36

Hình 4.3 Mô hình peer-to-peer 37

Hình 4.4 Chu trình yêu cầu-đáp ứng 38

Hình 4.5 Các thành phần của khung thông báo 38

Hình 4.6 Tổ chức vùng nhớ của Modbus 39Hình 4.7 Khung truyền ASCII 40Hình 4.8 Khung truyền RTU 40

Hình 4.9 Khung thông báo Modbus ở chế độ ASCII 41

Hình 4.10 Khung thông báo Modbus ở chế độ RTU 41

Hình 4.11 Kiểm soát LRC 41

Hình 4.12 Kiểm soát CRC 42

Hình 4.13 Vị trí các chế độ kết nối trong mô hình OSI 42Hình 4.14 Hình dạng thực tế và sơ đồ nối dây của CP341 43Hình 4.15 Sơ đồ chân khối FB8 44

xiv

Hình 4.16 Giản đồ xung kích khối FB8 45

Hình 4.17 Sơ đồ chân khối FB7 45

Hình 4.18 Giản đồ xung kích khối FB7 46

Hình 4.19 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 47

Hình 4.20 Sơ đồ chân truyền thông của CP341 48

Hình 4.21 Sơ đồ nối dây chuẩn RS422 giữa hai đối tác 48

Hình 5.1 Vị trí của PROFIBUS trong mạng truyền thông công nghiệp 49

Hình 5.2 Kiến trúc giao thức PROFIBUS 50

Hình 5.3 Cấu hình PROFIBUS – FMS tiêu biểu 51

Hình 5.4 Cấu hình PROFIBUS – DP tiêu biểu 51

Hình 5.5 Cấu hình PROFIBUS – PA tiêu biểu 52

Hình 5.6 Cấu hình Multi Master trong PROFIBUS 53

Hình 5.7 Các dịch vụ truyền dữ liệu 54

Hình 5.8 Khung UART 55

Hình 5.9 Nguyên tắc trao đổi dữ liệu tuần hoàn Master/Slave 58

Hình 5.10 Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ 60

Hình 5.11 Hình dáng thực tế của CP 342-5 61

Hình 5.12 Trạng thái đèn tín hiệu của CP 342-5 61

Hình 5.13 Vị trí của CP trong cấu hình mạng Profibus 62

Hình 5.14 CP 342-5 đóng vai trò là DP master 62

Hình 5.15 CP 342-5 đóng vai trò là DP slave 62

Hình 5.16 Vùng nhớ giao tiếp của CP 342-5 63

Hình 5.17 Khối DP_SEND 63

Hình 5.18 Khối DP_RECV 64

Hình 5.19 Hoạt động của bộ chuyển tiếp RS-485 trong mô hình OSI 65

Hình 5.20 Cấu hình mạng có sử dụng bộ chuyển tiếp RS-485 66

Hình 5.21 Cấu hình mạng PROFIBUS với RS-485 66

Hình 5.22 Hình ảnh thực tế và các kí hiệu trên Repeater RS-485 67

Hình 5.23 Cấu hình Repeater 1 68



Hình 5.26 Mô hình mạng sử dụng DP/DP Coupler 69

Hình 5.27 DP/DP Coupler 70

xv

Hình 5.28 Connector và Cáp PROFIBUS 70

Hình 5.29 Mặt trước của DP/DP Coupler 71

Hình 5.30 Công tắc chọn địa chỉ trên DP/DP Coupler 72

Hình 5.31 Vùng nhớ giao tiếp của DP/DP Coupler 72

Hình 5.32 Vị trí của SIMOCODE – DP trong mạng công nghiệp 74

Hình 5.33 Module SIMOCODE – DP 74

Hình 5.34 Cáp kết nối PROFIBUS – DP 75

Hình 5.35 Mặt trước của khối Basic Unit 75

Hình 5.36 Các khối chức năng của SIMOCODE – DP 79

Hình 5.37 Module series 750 80

Hình 5.38 WAGO I/O SYSTEM 80

Hình 5.39 Buscoupler 750-303 82

Hình 5.40 Mặt trước của Buscoupler 750-303 83

Hình 5.41 Sơ đồ đấu dây của Buscoupler 750-303 83

Hình 5.42 Thiết lập địa chỉ 84

Hình 5.43 Ý nghĩa các đèn hiển thị 84

Hình 6.1 Đầu nối BNC và BNC – T 86

Hình 6.2 Đầu nối RJ45 87

Hình 6.3 Ethetnet/IEEE 802.3 trong tập chuẩn IEEE 802 87

Hình 6.4 Kí hiệu cáp truyền 88

Hình 6.5 Mạng 10BASE5 89

Hình 6.6 Mạng 10BASE2 89

Hình 6.7 Mạng 10BASE – T 90

Hình 6.8 Phân đoạn mạng 10BASE – F 90

Hình 6.9 Cấu trúc khung MAC theo chuẩn IEEE 802.3/Ethernet 92

Hình 6.10 Module CP 443-1 và các đèn hiển thị 94

Hình 6.11 Ý nghĩa các đèn trên CP 443 – 1 95

Hình 7.1 Sơ đồ phần cứng mạng Modbus 96

Hình 7.2 Mô hình mạng As-i tiêu biểu 100

Hình 7.3 Bảng đồ lưu trữ dữ liệu của Slave 100

Hình 7.4 Kết nối giữa Module As-i Master và các Slave 101

Hình 7.5 Quy đổi địa chỉ Slave 106

xvi

Hình 7.6 Cấu hình mạng sử dụng CP 342-5 107

Hình 7.7 Các đèn Led trên PLC 114

Hình 7.8 Cấu hình mạng không Repeater 116

Hình 7.9 Cấu hình mạng với Repeater 116

Hình 7.10 Ví dụ cấu hình mạng sử dụng DP/DP Coupler 117

Hình 7.11 Mô hình mạng với WAGO 121

Hình 7.12 Mô hình mạng với SIMOCODE – DP 127

Hình 7.13 Sơ đồ tổng thể của hệ thống 136

Hình 7.14 Sơ đồ trạm SIMOCODE 137

Hình 7.15 Sơ đồ FLOW STATION 138

Hình 7.16 Sơ đồ AS-i STATION 139

Hình 7.17 Sơ đồ trạm WAGO `140

Hình 7.18 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 400 với SIMOCODE,

trạm lưu lượng 141

Hình 7.19 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 300, WAGO và trạm AS-i 141

Hình 7.20 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 300 và MASTER 400 142

Hình 7.21 MOVE data từ trạm lưu lượng ra vùng nhớ tham chiếu 142

Hình 7.22 Cấu hình mạng của hệ thống trong STEP 7 143

xvii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài cáp truyền tối đa 23

Bảng 2.2 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS-232 24

Bảng 2.3 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS-422 24

Bảng 2.4 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS – 485 25

Bảng 3.1 Cấu trúc dữ liệu của Module 2I/2O 32

Bảng 3.2 Cấu trúc dữ liệu của Module 4I/4O 33

Bảng 4.1 Các mã chức năng 38

Bảng 4.2 Sơ đồ chân khối FB8 44

Bảng 4.3 Sơ đồ chân khối FB7 46

Bảng 4.4 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 71

Bảng 5.1 So sánh các chuẩn PROFIBUS 50

Bảng 5.2 Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài tối đa của đoạn mạng 52

Bảng 5.3 Ý nghĩa các trường trong khung 55

Bảng 5.4 Chức năng khối DP_SEND và DP_RECV 63

Bảng 5.5 Chức năng các chân khối DP_SEND 64

Bảng 5.6 Chức năng các chân khối DP_RECV 64

Bảng 5.7 Các chế độ hoạt động của SIMOCODE – DP 78

Bảng 5.8 Các kiểu thiết lập truyền nhận dữ liệu 79

Bảng 6.1 Một số loại cáp truyền Ethernet thông dụng 88

Bảng 7.1 Cấu hình phần cứng cho CP 341 trong STEP 7 96

Bảng 7.2 Qui định địa chỉ của Slave As-I 101

Bảng 7.3 Cấu hình địa chỉ cho các Slave trong trạm 102

Bảng 7.4 Cấu hình phần cứng cho trạm S7-300 như một Slave 107

Bảng 7.5 Cấu hình phần cứng cho trạm S7-400 như một Master 111

Bảng 7.6 Số liệu cho hệ thống mạng PROFIBUS chuẩn truyền RS485 114

Bảng 7.7 Ý nghĩa các đèn trên PLC 115

Bảng 7.8 Bảng kết quả thực nghiệm 117

xviii

Bảng 7.9 Cấu hình phần cứng cho DP/DP Coupler 118

Bảng 7.10 Cài đặt file GSD cho WAGO 121

Bảng 7.11 Thiết lập địa chỉ mạng cho WAGO 123

Bảng 7.12 Cấu hình địa chỉ cho SIMOCODE-DP 128

Bảng 7.13 Cấu hình phần cứng cho SIMOCODE-DP 133

Bảng 7.14 Chức năng các thiết bị trong đề tài 135

xix

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ES: Engineering Station

OS: Operator Station

AS: Automation Station

PH: Plant Hierarchy

CFC: Continuous Function Chart

SFC: Sequential Function Chart

SCL: Structured Control Language

IEA: Import Export Assistant

WinCC: Windows Control Centre

OLM: Optical Link Module

OSM: Optical Switch Module

OSI: Open Systems Interconnection

ISO: International Standards Organization

TDMA: Time Division Multiple Access

CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection

CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance

EIA: Electronic Industry Association

TIA: Telecommunication Industry Association

DTE: Data Terminal Equipment

DCE: Data Communication Equipment

FMS: Fieldbus Message Specification

LLI: Lower Layer Interface

FDL: Fieldbus Data Link

DDLM: Direct Data Link Mapper

SDN: Send Data with No Acknowledge

SDA: Send Data with Acknowledge

SRD: Send and Request Data with Reply

CSRD: Cyclic Send and Request Data with Reply

EDD: Electronic Device Description

FDT: Field Device Tool

LAN: Local Area Network

SFD: Start of Frame Delimiter

xx

IP: Internet Protocol

ARP: Adress Resolution Protocol

BEB: Binary Exponential Backoff

LLC: Logical Link Control

MAC: Medium Access Control

xxi

Documents

PHAN DAU (i-xxi)