Tìm hiểu các thiết bị cơ bản 1 1 PLC controllogix5571

01/10/2019

Chương I : Tìm hiểu các
thiết bị cơ bản
Chương II : Các phương
thức truyền thông
Chương III: Ghép nối PLC,
biến tần và HMI
Chương IV: Cấu hình cho
các Flex I/O
1

I. Tìm hiểu các thiết bị cơ bản
1.1. PLC Controllogix5571

- Là dòng PAC cỡ lớn của
Rockwell Automation
- Ứng dụng:
+ Điều khiển phức tạp, tích
hợp hệ thống như DCS, Batch
+ u cầu Redundant (cấu
hình dự phòng sự cố)
+ Số lượng IO lớn, phân
tán (tối đa 128.000 I/O)
+ Sử dụng nhiều loại
truyền thông công nghiệp
khác nhau như Controlnet,
Ethernet, DeviceNet, DH+….

2

1


01/10/2019

1.4.1.Module nguồn 1756- PA75B
• Điện áp đầu vào
: 85- 265V AC
• Điện áp vào chuẩn : 120V/ 220 VAC
• Dải tần số đầu vào : 47- 63 Hz
• Dịng vào tối đa
: 20 A
• Cơng suất vào cực đại: 100 VA/100W
• Cơng suất ra cực đại: 75 W
• Cơng suất tiêu thụ: 25 W khi nhiệt độ từ 0- 60℃

3

1.4.2. CPU 1756- L71

- Bộ nhớ trong 2MB
- Khả năng giao tiếp: 128000 IO Digital, 4000 IO
Analog
- Cơ chế giao tiếp: hỏi đáp tuần tự
- Các lựa chọn truyền thông: Ethernet/IP, ControlNet,
DeviceNet, Data Highways Plus, Remote I/O, SynchLink
- Phần mềm lập trình: RSXLogix 5000
- Các ngơn ngữ lập trình: Ladder, Structured Text,
Function Block, SFC

4

2


01/10/2019

1.4.3. Module Ethernet 1756- EN2T/D
+ Tốc độ truyền thông EtherNet / IP: 10/100 Mbps
+ Kết nối truyền thông logix: 256
+ Kết nối giao tiếp TCP / IP: 128
+ Cổng Ethernet: 1 Ethernet RJ45 Loại 5
+ Công suất tiêu thụ: 3.65 W
+ Cổng USB: USB 1.1, tốc độ tối đa (12 Mb / giây)
+ Giao tiếp nối tiếp USB, cho phép máy tính truy cập
và lập trình bộ điều khiển Logix5000.

5

1.4.4. Module DeviceNet
1756- DNB/C
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 ... 60 ° C (32 ... 140 ° F)
+ Tốc độ truyền thông: 125 Kbps với khoảng cách
tối đa 500m, 250 Kbps với khoảng cách tối đa
250m, 500 Kbps với khoảng cách tối đa 100 m
+ Số node kết nối tối đa: 64
+ Giao diện: Đầu nối 5 chân Phoenix
+ Cổng lập trình cục bộ: 1 USB
+ Cơng suất tiêu thụ: 5.8 W

6

3


01/10/2019

1.4.5. Module ControlNet 1756-CNBR/E
+ Hiển thị: Kỹ thuật số
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 ... 60 ° C (32 ... 140 ° F)
+ Truyền thông: ControlNet
+ Giao diện: 2 BNC của ControlNet
+ Cổng lập trình cục bộ: 1 RJ45
+ Cơng suất tiêu thụ: 6.6 W

7

1.4.6. Module 1756- IB16D/ A

8

4


01/10/2019

+ Số đầu vào: 16
+ Công suất tiêu thụ tối đa: 5.8 W
+ Dải điện áp trạng thái ON: 10- 30 V
+ Điện áp vào chuẩn: 24 VDC

+ Dòng trạng thái ON: 10 mA đối với 10
VDC, 13 mA đối với 30 VDC
+ Điện áp trạng thái OFF: 5 V
+ Dòng trạng thái OFF: 1.5 mA
+ Nhiệt độ hoạt động: 0- 60℃ (32- 140℉)

9

1.4.7. Module 1756- OB16D/ A

10

5


01/10/2019

Thông số kỹ thuật:
+ Số đầu ra: 16
+ Công suất tiêu thụ tối đa : 3.3 kW
+ Dải điện áp ra: 19.2- 30 VDC
+ Sụt áp lớn nhất trạng thái ON: 1.2 VDC đối
với dòng 2 A
+ Dòng rò lớn nhất trạng thái OFF: 1 mA/ điểm

11

1.4.8. Module 1756- IA16/ A

12

6


01/10/2019

+ Số đầu vào: 16
+ Công suất tiêu thụ cực đại : 5.8 W
+ Dải điện áp trọng thái ON: 74- 132 VAC, tần số 47- 63 Hz
+ Điện áp vào chuẩn: 120 VAC
+ Dòng trạng thái ON: 5 mA đối với 74 VAC, 13 mA đối với
132 VAC
+ Điện áp trạng thái OFF: 20 V
+ Dòng lớn nhất trạng thái OFF: 2.5 mA

13

1.4.9. Module 1756- OA16/A

14

7


01/10/2019

+ Số đầu ra: 16
+ Công suất tiêu thụ cực đại: 6.5 W ở 60℃
+ Dải điện áp ra: 74- 265 VAC, tần số 47- 63 Hz
+ Dòng tải tối thiểu: 10 mA/điểm

+ Sụt áp lớn nhất trạng thái ON: 1.5 V đối với
dòng tải 0.5 A; 5.7 V đối với dòng tải < 50 mA
+ Dòng rò lớn nhất trạng thái OFF: 3 mA/ điểm

15

1.4.10. Module nguồn cấp 1794- PS13
1 Module nguồn cấp PS13
2 Chỉ tiêu
3 Đầu nối đất 120/230 VAC
4 Đầu nối chung L2/N nguồn 120/230 VAC
5 Đầu nối L1 nguồn 120/230 VAC
6 Kết nối nguồn +24 VDC
7 Kết nối nguồn – 24VDC
8 Kết nối Flexbus

16

8


01/10/2019

1.4.10. Module nguồn cấp 1794- PS13
• Thơng số đầu vào:
+ Điện áp nguồn lớn nhất: 120 VAC, 47-63 Hz, 0.6 A
230 VAC, 47- 63 Hz, 0.42A
+ Dải điện áp: 85- 265 VAC
• Thơng số đầu ra:
+ Điện áp ra: 24 VDC

+ Dải điện áp: 20.4- 27.6 VDC
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 1.3 A

17

1.4.11. Module 1794- IB32
+ Số đầu vào: 32 points
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2VDC
+ Nguồn cấp: 24VDC
+ Trạng thái OFF:
* Umax = 5 VDC
* Imax = 1.5 mA
+ Trạng thái ON:
* Imin = 2 mA, Umin = 19.2 V
* Imax = 6 mA, Umax = 31.2 V

18

9


01/10/2019

1.4.12. Module 1794- OB16
+ Nguồn cấp

: 24 VDC

+ Số đầu ra

: 16

+ Dải dòng điện đầu ra: 20- 65 mA
+ Dải điện áp đầu ra: 10 – 31.2 VDC
+ Công suất tiêu thụ: 5.3 W ở 31.2V
+ Nhiệt độ hoạt động: 0 – 55° C

19

1.4.13. Module ControlNet 1794- IB16D
+ Số đầu vào

: 16

+ Nguồn cấp
:24VDC
+ Dải điện áp đầu vào : 10- 31.2 VDC
+ Dải dòng điện đầu vào: 56- 78 mA
+ Công suất tiêu thụ
: 8.5 W ở 31.2 VDC

20

10


01/10/2019

1.4.14. Module ControlNet 1794- ACN15
1

2
3
4
5
6
7
8
9

Module bộ điều khiển ControlNet
Chỉ tiêu
Đầu nối BNC cáp mạng ControlNet
ControlNet Node lựa chọn công tắc ngón cái
Cổng kết nối lập trình
Tab khóa module
Kết nối nguồn +24VDC
Kết nối chung 24V
Kết nối Flexbus

21

1.4.14. Module Ethernet1794- ACN15

+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 5 Mbps
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131℉)

+ Đầu nối ControlNet: Belden RG-6/U

22

11


01/10/2019

1.4.15. Module Ethernet 1794- AENT
+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 10/100 Mbps
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131℉)
+ Đầu nối Ethernet: RJ-45 Cat.5

23

1.4.16. Module DeviceNet 1794- ADN
+ Số I/O tối đa: 8
+ Dải điện áp đầu vào: 19.2- 31.2 VDC
+ Điện áp đầu vào chuẩn: 24 VDC
+ Tốc độ truyền thông: 125 KB, 250 KB, 500 KB
+ Công suất tiêu thụ lớn nhất: 9.6 W
+ Dòng điện đầu ra lớn nhất: 640 mA tại 5 VDC
+ Nhiệt độ hoạt động: 0-55℃ (32- 131℉)
+ Cáp DeviceNet: Belden YR 29832

24

12


01/10/2019

1.2. Biến tần PowerFlex 525
1.2.1. Giới thiệu về biến tần

• Biến tần Powerflex 525 là một series
nằm trong dòng biến tần 520 của
Rockwell, đây là dòng biến tần
component thế hệ mới của AllenBradley. dòng biến tần Powerflex 520
ra đời nhằm đáp ứng nền tảng Logix
của Rockwell trong những ứng dụng
phổ thơng địi hỏi dùng biến tần.

25

1.2.2. Thơng số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• Dải cơng suất :
- PowerFlex 525 AC drives: 0.2...22 kW/0.25...30 Hp in global voltages from
100-600V
- PowerFlex 525 AC drives: 0.4...22 kW/0.5...30 Hp in global voltages from
100-600V
• Đặc điểm nổi bật là chức năng powerfree, có nghĩa là mình có thể upload,
download, flash firmware cho biến tần qua cổng USB, Ethernet.

26

13


01/10/2019

1.2.2. Thơng số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• + Tích hợp sẵn Truyền thơng RS485, cổng RJ45
• + Tích hợp sẵn Truyền thơng Ethernet IP, cổng RJ45
• + PTC input : 1 cổng
• + Digital Input: 7 cổng
• +Tích hợp sẵn Safe Torque-Off, SIL2, PLd, Cat 3
• + Ứng dụng cho tải nặng chịu quá tải 150% trong 60s và 180% trong 3s
• + Tích hợp sẵn cổng RS485 (Modbus RTU)

27

1.2.2. Thơng số kĩ thuật biến tần PowerFlex 525
• + Các option hỗ trợ: Dual-port EtherNet/IP, DeviceNet, PROFIBUS- DP
• + Phần mềm lập trình, online: Rslogix 5000, Studio 5000, Connected Component
Workbench
• + 2 cổng Analog Input
• + 1 Analog output
• + Sản phẩm đạt các chứng chỉ quốc tế: UL, CE, cUL, C-Tick, TVU, ATEX,
GOST-R, Semi-F47,
• Marine (Lloyds), ACS156, REACH, RoHS, KCC
• + Chế đọ điều khiển động cơ: Volts per Hertz • Sensorless Vector Control • Closed
Loop
• Velocity Vector Control • Permanent Magnet Motor Control

28

14


01/10/2019

1.2.3. Sơ đồ đấu dây của biến tần.
• Ở đây ta để ý ln có sẵn sợi dây cầu
từ chân số 1 qua 11, nếu tháo sợi dây
này ra sẽ khởi động không được, lý do
chân 1 cầu qua 11 dùng khi cần dừng
khẩn cấp,nối với nút dừng khẩn giữa 2
chân này.
• - Các terminal 2,3,5,6,7,8 là các chân
đa nhiệm,có thể cài đặt nhiều chức
năng
• - Powerflex 525 có 2 ngõ vào analog,
ngõ vào số 13 mặc định là 0-10V. Ngõ
vào só 15 mặc định là 4-20mA

29

1.2.4. Các thao tác cơ bản với biến tần

30

15

01/10/2019

1.2.5. Cấu hình các thơng số cơ bản cho biến tần

31

1.3. Màn hình HMI Panelview Plus 7 Standard
1.3.1. Giới thiệu về HMI
- HMI là từ viết tắt của Human-MachineInterface.
- Có 2 loại chính:
+ HMI trên nền PC và Windows/MAC:
SCADA.
+ HMI trên nền các máy tính nhúng:
HMI chuyên dụng

32

16


01/10/2019

* Các ưu điểm của HMI:
• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của
thơng tin.
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung
thơng tin cần thiết.
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở
rộng, dễ vận hành và sửa chữa.

• Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh,
kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại
giao thức.
• Khả năng lưu trữ cao.
33

1.3.2. Cấu trúc phần cứng
1. Màn hình hiển thị
2. Nguồn
3. Cổng Ethernet
4. Khe cắm
5. Cổng USB máy chủ
6. Cổng USB thiết bị
7. Khe cắm thẻ SD và vỏ bảo vệ
8. Pin
9. Chỉ số trạng thái

34

17


01/10/2019

1.3.3. Các thơng số kỹ thuật cơ bản
Thuộc tính

Thơng số

Kích thước hiển thị

5.7 in

Độ phân giải

640 x 480 VGA, 18- bit color graphics

Tỷ lệ khung hình

4:3

Độ sáng

300 nits

Bộ nhớ

512 MB RAM và lưu trữ
100MB lưu trữ cho các ứng dụng

Cổng USB

Một cổng máy chủ tốc độ cao USB 2.0 (loại A) hỗ trợ
ổ đĩa flash loại bỏ để lưu trữ
Một cổng thiết bị 1.0 tốc độ cao (loại B) hỗ trợ kết nối
với máy tính chủ

Cổng Ethernet

Một cổng Ethernet 10 / 100Base-T, MDI / MDI-X tự

động có hỗ trợ IEEE1588

Nguồn cấp

24 VDC
85…265V AC, 47…63 Hz

Phần mềm hỗ trợ

FactoryTalk View Studio for Machine Edition, version
8.0 or later,FactoryTalk ViewPoint, version 2.6 or later

35

II. Các phương thức truyền thông
2.1. Mạng truyền thông trong công nghiệp
Các hệ thống mạng
truyền thông số

INDUSTRIAL
COMUNICATION
NETWORK
Để ghép nối các thiết bị
công nghiệp

Truyền bit nối tiếp

36

18

01/10/2019

* Ưu điểm:
+ Chi phí lắp đặt thấp
+ Ít nhạy với hiện tượng tương tác điện từ
+ Khả năng linh hoạt cao
+ Dễ dàng chuẩn đoán lỗi
+ Dễ dàng thay thế các thiết bị hỏng

37

* Các mạng công nghiệp thường được sử dụng
+ Truyền thông nối tiếp: RS232, RS422,
RS485,…
+ HART( Highway Adressable Remote
Transducer)
+ DeviceNet
+ ControlNet
+ Modbus
+ Profibus: Profibus- PA, Profibus- DA,
Profibus- FMS
+ Foundation Fieldbus: H1 tốc độ thấp, tốc độ
cao H2 và tốc độ cao Ethernet HSE

38

19

01/10/2019

* So sánh mạng công nghiệp với các hệ thống mạng khác

39

2.2. Mạng Ethernet

2.2.1. Khái niệm cơ bản
Là kiểu mạng cục bộ (LAN) được sử
dụng rộng rãi nhất hiện nay. Thực chất chỉ là
mạng cấp dưới . Vì vậy có thể sử dụng các giao
thức khác nhau ở phía trên ,trong đó TCP/IP là
tập giao thức được sử dụng phổ biến nhất
Ethernet có xuất xứ là tên gọi một sản phẩm của
công ty Xerox được sử dụng đầu tiền vào năm
1975 để kết nối 100 mạng máy tính với cáp đồng
trục dài 1km tốc độ truyền 2.94 Mbit/s và áp
dụng phương pháp truy nhập bus CSMA/CD

40

20


01/10/2019

* Đặc tính kỹ thuật:

41

* Thơng số kỹ thuật

42

21


01/10/2019

2.2.2. Kiến trúc giao thức
+ Chia thành 2 lớp con là LLC( Logical Link control) và MAC( medium access
control)
+ Tốc độ truyền 1- 10Mb/s đối với chuẩn IEEE 802.3; 100Mb/s đối với chuẩn IEEE
802.3u

43

2.2.3. Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
- Về mặt logic Ethernet có cấu trúc bus
- Về mặt vật lý có thể là đường thẳng hoặc hình sao tùy vào phương tiện truyền dẫn
- 4 loại cap thông thông dụng

44

22


01/10/2019

2.2.4. Cơ chế giao tiếp
- Trong mạng Ethernet có tính năng mở . không kể bộ chia hoặc bộ chuyển mạch thì
tất cả các trạm đều bình đẳng như nhau và có một địa chỉ Ethernet riêng biệt,
thống nhất tồn cầu.
- Việc giao tiếp giữa các trạm thông qua các giao thức NetBUI, IPX/SPX, TCP/IP.
- Bên cạnh cơ chế giao tiếp tay đơi, Ethernet cịn hỗ trợ phương pháp gửi thông báo
đồng loạt( multicast và broadcast)
- Một thông báo multicast gửi tới 1 nhóm các trạm trong khi đó 1 thông báo
broadcast gửi tới tất cả các trạm.
- Các loại thông báo này được phân biệt bởi kiểu địa chỉ.

45

2.2.5. Mạng Ethernet/IP

- Ethernet/IP thực chất là gồm 2 phần - EtherNet và IP - ghép lại. Phần “EtherNet”
đề cập đến Ethernet thương mại phổ dụng trên thị trường, còn “IP” là viết tắt của
cụm từ ‘Industrial Protocol’ (giao thức công nghiệp).
- Ethernet/IP sử dụng giao thức mở sẵn có, đã được chấp nhận rộng rãi như CIP. ->
Có thể gọi Ethernet/IP là hiện thân của CIP trong mạng Ethernet TCP/IP. Giao
thức điều khiển truyền dẫn dữ liệu.( Transmission Control Protocol) . IP là giao
thức Internet ( Internet Protocol)
- Kiến trúc giao thức của Ethernet/IP dựa trên Ethernet (lớp vật lý-physical, lớp liên
kết dữ liệu-Data Link, lớp vận chuyển-Transport và lớp mạng-Network), phần trên
gồm các lớp kiểm soát nối-Sesion, lớp biểu diễn dữ liệu-Presentation và lớp ứng
dụng-Application tuân theo CIP (Common Industrial Protocol).

46

23


01/10/2019

2.2.5 Mạng EtherNet/IP
Mỗi lớp có mỗi chức năng
riêng và sau khi nó thực hiện
và hồn thành sẽ chuyển đến
các lớp tiếp theo . Cuối cùng
tạp thành Ethernet Packet.
Trước khi truyền qua thiết bị
cung cấp dịch vụ internet.
Chúng ta có thể thêm phần IP vào
Ethernet/IP (Industrial Protocol)

47

2.2.5 Mạng EtherNet/IP

48

24


01/10/2019

49

2.3. Mạng DeviceNet

2.3.1. Giới thiệu chuẩn truyền thông DeviceNet.
DeviceNet là một giao thức truyền thông
cấp ứng dụng thường được sử dụng
trong lĩnh vực tự động hóa. được hãng
AlLen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở
của CAN(Controller Area NetWork
được phát triển bởi Intel và Bosch được
định nghĩa là lớp liên kết dữ liệu gồm
hai lớp MAC và LLC)

50

25