BÁO CÁO CUỐI KÌ NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ CHỦ ĐỀ HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN

BÁO CÁO CUỐI KÌ
NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HỐ
CHỦ ĐỀ:

HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP

LỚP HỌC PHẦN: 19.34
NHĨM: 8
Sinh viên thực hiện:
1. Võ Như Thanh Hồng
2. Đỗ Như Nhật Duy
3. Nguyễn Phúc Thịnh


HP : Mạng truyền thông công nghiệp và hệ SCADA

Đà Nẵng, tháng 11/2022

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NƯỚC THẢI TRONG
NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI CÔNG NGHIỆP
1.1 Giới thiệu chung
Xử lí nước thải cơng nghiệp là vấn đề vô cùng quan trọng trong sản xuất công
nghiệp hiện nay bảo đảm cho sự trong sạch của môi trường và tạo sự phát triển bền vững
cho nền kinh tế. Trên thế giới, các hệ thống xử lí nước thải đã được nghiên cứu và ứng
dụng từ rất lâu, và công nghệ xử lí nước thải cũng ngày càng tiên tiến và hiệu quả hơn.
Có thể nói trình độ tự động hoá xử lý nước thải đã đạt mức cao, tất cả các cơng việc giám
sát, điều khiển đều có thể thực hiện được tại một trung tâm, tại đây người vận hành được

hỗ trợ bởi những công cụ đơn giản, dễ sử dụng như giao diện đồ hoạ trên PC, điều khiển
bằng kích chuột,... góp phần nâng hiệu quả cho cơng việc quản lý điều hành dây chuyền
cơng nghệ. Ngồi ra cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin và viễn thông,
khoảng cách về không gian và thời gian đã được rút ngắn, cho phép người vân hành có
thể điều khiển từ cách xa hàng ngàn km với chỉ một máy tính PC hoặc nhận được thơng
tin về hệ thống thông qua sms…
1.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

Hệ thống xử lý nước thải gồm những công đoạn sau:

2


Nước thải từ các nhà máy được thải ra đưa vào bể lắng thô. Từ bể lắng thô, lưới
chắn rác sẽ có nhiệm vụ giúp nước ổn định độ trong, loại bỏ các cặn bùn, cặn thô, nặng
như: cát, sỏi, mảnh kim loại, tro tàn, than vụn, vỏ trứng,… để đảm bảo các thiết bị cơ khí
dễ bị mài mịn, giảm cân nặng ở các cơng đoạn xử lý phía sau.Dùng cảm biến mức nước
để đo được mức nước ở trong bể
Sau khi cảm biến ở bể lắng thơ có tín hiệu nước đầy, van được mở ra nước chảy
vào bể tách dầu để tách các phân tử dầu lẫn trong nước thải qua hệ thống máng gạt ở trên
bề mặt nước thải (do khối lượng riêng của dầu mỡ nhẹ hơn nước nên chúng sẽ nổi lên
trên). Các ván dầu mở được thu gôm lại và đưa về bể chứa dầu và được đưa đến các công
ty xử lý và khử những thành phần độc hại, bể tách dầu có cảm biến mức nước khi nước
đầy máy bơm nước sẽ bơm lượng nước thải này sẽ được đưa qua bể điều hoà.
Nước từ bể tách dầu được bơm sang bể điều hồ làm thay đổi lượng nước có
trong bể điều hoà. Tại đây, đặt một cảm biến đo mức nước có nhiệm vụ đo mức nước
trong bể. Khi mực nước trong bể thấp hơn mức nước trong bình, hai bơm ngừng hoạt
động. Khi mực nước trong bể cao hơn mức trung bình, bơm hoạt động, giúp bơm nước
sang bể trung hịa. Máy sục khí và máy khuấy ln ln hoạt động giúp trộn đều nước
thải, tránh sinh cặn.

Ở bể trung hịa, nước thải chứa acid vơ cơ hoặc kiềm cần được trung hòa về pH
trong khoảng 7 trước khi sử dụng cho cơng đoạn xử lí tiếp theo bằng cách sử dụng tác
nhân hóa học. Các tác nhân hóa học thường sử dụng là NaOH và HCl. Khi pH vượt
ngưỡng dưới thì bơm định lượng DP bổ sung thêm NaOH, khi pH vượt ngưỡng trên thì
DP bổ sung HCl vào cho máy khuấy M1 hoạt động. Máy khuấy tạo điều kiện thuận lợi
cho phản ứng trung hòa và làm đồng đều hóa chất bổ sung với nước thải.Cảm biến đo
mức nước sẽ tác động khi nước đầy làm máy bơm nước sang bể lắng 1. Nước thải sau khi
trải qua bể điều hòa vẫn còn tòn tại một lượng lớn các chất SS (Suspended solids - cặn
rắn lơ lững), phức nhơm-clo (Polyaluminium Chloride – PAC) và các hố chất trợ lắng
khác sẽ được bơm vào bể lắng với liều lượng thích hợp. Sau đó, các cặn li ti sẽ phán ứng,
tạo ra các bông cặn lớn hơn và lắng xuống đáy bể. Phần cận bùn lắng xuống đáy này sẽ
được hút vào hầm chứa bùn và xử lý.
Bể vi sinh là phương pháp xử lý nước thải bằng công nghệ sinh học nhằm xử lý
các chất hịa tan có trong nước thải và một số chất gây ô nhiễm khác: H 2S, N,…Bùn hoạt
tính được bơm vào bể là các bông cặn chứa các chất hữu cơ hấp thụ từ nước thải và là nơi
cư trú của vô số vi khuẩn. Những vi khuẩn này tấn công vào các hợp chất hữu cơ có cấu
trúc phức tạp, sau khi chuyển hóa thì thải ra các hợp chất hữu cơ có cấu trúc đơn giản


hơn. Từ bể vi sinh nước thải được đưa qua bể lắng 2. Bể lắng 2 có cơng dụng giống bể
lắng 1 nhưng lượng bùn trong bể lắng 2 sẽ ít hơn.
- Nước thải sau khi làm sạch sẽ được đưa vào bể hồn thiện, nước được dùng
để ni cá và trồng bèo. Theo dõi cá và bèo trong bể, nhằm mục đích theo dõi chất lượng
nguồn nước sau khi qua bể lắng. Nước từ bể hoàn thiện sẽ chảy qua bể khử trùng bằng
Clo. Tại bể này, nước thải sẽ được tiếp tục xử lý theo nguyên lý hoạt động của các phản
ứng tác dụng hóa chất khử trùng. Clo sẽ được dẫn trực tiếp vào nước với một lượng thích
hợp. Khử trùng giúp ngăn ngừa khả năng tái nhiễm vi sinh vật trong nước thải.
Sau quá trình khử trùng, nước thải hồn tất chu trình xử lý nước thải và sẽ được
phép xả ra môi trường.
1.3 Tổng quan về kiến trúc mạng truyền thông công nghiệp trong xử lý nước thải

Mạng truyền thông công nghiệp (Industrial Communication Network) hay mạng
công nghiệp là một khái niệm chung chỉ các hệ thống mạng truyền thông số, truyền bit
nối tiếp nhằm mục đích ghép nối các thiết bị cơng nghiệp giúp các thiết bị có thể giao
tiếp được với nhau và kiến tạo thành một mạng lưới, một hệ thống đồng nhất có sự phân
cấp và được kiểm sốt chặt chẽ. Với các hệ thống truyền thông công nghiệp hiện nay cho
phép liên kết mạng ở nhiều mức, nhiều cấp khác nhau: từ các cảm biến, cơ cấu chấp hành
(thuộc phân cấp hiện trường) cho đến các máy tính điều khiển, thiết bị quan sát, máy tính
điều khiển giám sát và các máy tính cấp điều hành xí nghiệp, quản lý cơng ty.

Lợi ích việc áp dụng mạng truyền thơng vào xử lý nước thải:
- Thu thập dữ liệu về trạng thái đối tượng điều khiển, trạng thái hoạt động toàn hệ thống
thờigian thực;


- Theo dõi trực quan hoạt động của toàn bộthiết bị trong hệ thống với dữ liệu thời gian
thực thông qua màn hình giao diện giám sát HMI, qua giao diện giám sát trên PC, hoặc
các màn hình LCD...;
- Điều khiển theo thuật tốn đã được lập trình sẵn trong trường hợp ổn định; điều khiển
tức
thời hệ thống khi có yêu cầu thay đổi tại bất kỳ thời điểm nào;
- Tự động xử lý dữ liệu hệ thống theo các giao thức truyền thơng;
- Cấu hình, chuẩn đốn trạm;
- Lưu trữ dữ liệu – báo cáo hệ thống hoàn chỉnh;
- Cảnh báo hệ thống khi có sự cố;
- Giao diện điều khiển giám sát trực quan,
sinh động;
- Tiết kiệm chi phí, tối ưu nguồn nhân lực;
- Cải thiện điều kiện làm việc;
- Nâng cao hiệu quả và tuổi thọ thiết bị;
- Tăng năng suất lao động.

Mơ hình phân cấp chức năng và mạng truyền thông trong hệ thống xử lý nước thải công
nghiệp nhà máy:


CHƯƠNG 2:

THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TRONG XỬ

LÝ NƯỚC THẢI
2.1 Cấu trúc điều khiển
Trong các hệ thống điều khiển tập trung, mọi q trình tính tốn thực hiện chiến
lược điều khiển được thực hiện trên một hệ xử lý trung tâm. Máy tính điều khiển ở đây
(MTĐK) có thể là các bộ điều khiển số trực tiếp(DDC), máy tính lớn, máy tính cá nhân
PC, hoặc cácthiết bị điều khiển khả trình PLC. Trong điều khiển cơng nghiệp, máy tính
điều khiển tập trung thơng thường được đặt tại phịng điều khiển trung tâm, cách xa hiện
trường. Các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành được nối trực tiếp, điểm-điểm với máy


tính điều khiển trung tâm qua các cổng vào/ra của nó. Cách bố trí vào/ra tại máy tính điều
khiển như vậy cũng được gọi là vào/ra tập trung (central I/O).

Ưu điểm: Ưu điểm của hệ thống điều khiển tập trung là hệ cơ sở dữ liệu quá trình
thống nhất, tập trung, do vậy có thể thực hiện các thuật tốn điều khiển q trình cơng
nghệ một cách tập trung và thống nhất.
Nhược điểm: Nhược điểm của hệ thống điều khiển tập trung là khi đối tượng điều
khiển nhiều , phức tạp có thể dẫn tới khối lượng tính tốn lớn và các hệ xử lý không đáp
ứng được yêu cầu tính tốn của hệ thống.
Một nhược điểm nữa là trong phương pháp điều khiển tập trung các giá trị đo
lường phải tập trung về máy tính điều khiển dẫn đến khối lượng dây dẫn lớn làm tăng chi
phí, khó khăn cho cơng tác bảo trì sửa chữa.

2.2 Giải pháp truyền thông
Khi xây dựng một giải pháp ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp, ta phải
quan tâm tới qui mô và đặc thù của lĩnh vực ứng dụng. Có thể kể ra một số lĩnh vựa ứng
dụng tiêu biểu như:
• Tự động hóa các thiết bị và máy móc đơn lẻ
• Tự động hóa q trình
• Tự động hóa xí nghiệp
• Tự động hóa tịa nhà....
Các hệ thống điều khiển và giám sát ở đây thường có quy mơ nhỏ hơn so với trong
công nghiệp chế biến, lượng dữ liệu cần trao đổi thường ít hơn nhưng có u cầu cao hơn
về thời gian phản ứng. Các giải pháp mạng tiêu biểu là INTERBUS, DeviceNet,
PROFIBUS-DP và AS-i.


2.3 Lựa chọn nhà cung cấp
Nhà cung cấp thiết bị sử dụng cho nhà máy xử lý nước thải là hãng SIEMENS.
a.

Thiết bị điều khiển
PLC SIMATIC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC

Tên
Bộ nhớ chương trình
DI/DO tích hợp
Mơ đun tín hiệu mở rộng
Mơ đun truyền thông mở rộng
Giao thức truyền thông
Module SIMATIC S7-1200, Digital
Sink/Source

Đặc điểm
100KB
`14/10
8
3
Profibus DP,Profinet,
input SM 1221, 16 DI, 24 V DC,

Tên
Số lượng đầu vào
Điện áp nguồn cấp
Điện áp đầu vào

Đặc điểm
16 đầu vào
24V DC (min 20,4 max 28,8V DC)
24V DC 15VDC là mức “1” 5V DC là
mức “0”
Đầu vào
Cách li quang
Cáp không chống nhiễu 300m Cáp chống
Chiều dài cáp nối
nhiễu là 500m
Module S7-1200 DIGITAL OUTPUT SM 1222 16 DO
Tên
Số lượng đầu ra
Điện áp nguồn cấp
Điện áp đầu vào

Đặc điểm

16 đầu ra
24V DC (min 20,4 max 28,8V DC)
24V DC 20VDC là mức “1” 0.1V DC là
mức “0”
Đầu vào
Cách li quang
Cáp không chống nhiễu 150m Cáp chống
Chiều dài cáp nối
nhiễu là 500m
Module SM 1231 AI 8 x 13 bit analog input (voltage/current)
Tên
Số lượng đầu ra
Điện áp nguồn cấp
Điện áp cho phép đối với đầu vào điện áp
Dòng điện cho phép đối với đầu vào dòng
điện

Đặc điểm
8 đầu vào
24V DC
0-40mA
Cách li quang


Cáp không chống nhiễu 300m Cáp chống
nhiễu là 500m
SM 1232 DC 4 x 14 bit analog output (voltage/current)

Chiều dài cáp nối cho phép

Tên
Số lượng đầu ra
Điện áp nguồn cấp
Điện áp cho phép đối với đầu vào điện áp
Dòng điện cho phép đối với đầu vào dòng
điện
Chiều dài cáp nối cho phép
b.

Đặc điểm
4 đầu ra
24V DC
0-20mA
Cách li quang
Cáp không chống nhiễu 150m Cáp chống
nhiễu là 500m

Màn hình HMI
Siemens Smart 700iE 6AV6648-0BC11-3AX0

Tên
Loại màn hình
Điện áp
Giao thức truyền thơng
c.

Đặc điểm
TFT kích thước 7 inch
24VDC
RS422,RS485,Ethenet,..

Switch Layer 2 EDS-405A

Tên
Hãng
Số cổng giao tiếp
Giao thức dự phòng

Đặc điểm
Moxa
5 cổng
RSTP, STP, Turbo Chain, Turbo Ring
v1/v2
Giao thức truyền thông
EtherNet/IP , Modbus TCP
EDS-405A-PN models: PROFINET IO
Device (Slave)
d.
Switch Layer 3 RM-G4000-2MSC4TX
Tên
Hãng
Số cổng giao tiếp
Khoảng cách điển hình
Giao thức truyền thơng

Đặc điểm
Moxa
4 cổng
4km
EtherNet/IP,Cáp quang

2.4 Cấu trúc mạng
a)

Cấu trúc bus

Trong cấu trúc này, tất cả các thành viên của mạng đều được nối trục tiếp với một
đường dẫn chung. Đắc điểm cơ bản của cấu truc bus là việc sử dụng chung một đường
duy nhất cho tất cả các trạm, vì thế tiết kiệm được cáp dẫn và công lắp đặt.
Với daisy-chain, mỗi trạm được nối mạng trực tiếp tại giao lộ của hai đoạn dây
dẫn, không qua một đoạn dây nối phụ nào. Ngược lại, trong cấu truc hình trunklink/drop-line, mỗi trạm được nối qua một đường nhánh (drop-line) để đến đường trục
(trunk-line).

Bên cạnh việc tiết kiệm dây dẫn thì tính đơn giản, dễ thực hiện là những ưu điểm
chính của cấu trúc bus, nhờ vậy mà cấu trúc này phổ biến nhất trong các hệ thống mạng
truyền thông công nghiệp. Trường hợp một trạm khơng làm việc (do hỏng hóc, do cắt
nguồn,…) khơng ảnh hưởng tới phần mạng cịn lại.
b)

Cấu trúc mạch vịng tích cực

Cấu truc mạch vong được thiết kế sao cho các switch trong mạng được nối từ
điểm này đến điểm kia một cách tuần tự trong một mạch vòng khép kín. Mỗi switch đều
tham gia tích cực vào việc kiểm sốt dịng tín hiệu. Mỗi trạm nhận được dữ liệu từ trạm
đứng trước và chuyển tiếp sáng trạm lân cận đứng sau.
Mạch vòng được sử dụng trong xử lý nước thải là kiểu mạch vịng khơng điều
khiển trung tâm, các trạm đều bình đẳng như nhau trong quyền nhận và phát tín hiệu.
Như vậy việc kiểm sốt đường dẫn sẽ do các trạm tự phân chia.
Ưu điểm của mạch vòng này thể hiện ở cách giải quyết sự cố đường dây hay sự cố

ở một trạm.Trong trường hợp thứ nhất, các trạm lân cận với điểm xảy ra sự cố sẽ tự phát
hiện lỗi đường dây và tự động chuyển mạch sang đường dây phụ, đi vòng qua vị trí bị lỗi.
Đường cong in nét đậm biểu diễn mạch kín sau khi dùng biện pháp by-pass. Trong
trường hợp hai, khi một trạm bị hỏng, hai trạm lân cận sẽ tự đấu tắt, chuyển sang cấu
hình giống daisy-chain.


CHƯƠNG 3:

GIẢI PHÁP TRUYỀN THÔNG CỦA TỪNG

CẤP
3.1 Sensors & Actuators level
3.1.1 Giải pháp
Mạng AS-I là cấp mạng thấp nhất trong hệ thống tự động hóa. Mạng này giúp thay
thế bó dây điện kết nối từ cảm biến và chấp hành ở dây chuyền sản xuất đến trung tâm
điều khiển bằng cáp điện. Cáp làm hai nhiệm vụ: cung cấp nguồn cho cảm biến và trao
đổi thông tin giữa ASI master với Cảm biến- Chấp hành nhị phân.


Mạng AS-I là mạng một chủ nhiều tớ, mỗi tớ có một địa chỉ, chủ sẽ lần lượt truy
tập thơng tin từ tớ và chờ đợi trả lời. Thông tin truyền trên đường dây cấp điện theo
nguyên lý điều chế dịng. Cáp mạng nối theo cấu truc hình cây với chiều dài lên đến
100m. Nếu chiều dài lớn hơn nên dùng bộ lặp lại repeater. Mỗi mạng ASI có tối đa 31
thiết bị tớ, mỗi thiết bị có địa chỉ từ 1 đến 31, ấn định bởi ASI chủ.

Vị trí của mạng AS-i trong giải pháp truyền thông của Siemens là SensorActuators Level.

3.1.2 Đặc điểm
Đặc điểm chung:

• ASI được tối ưu hóa để kết nối các sensor và các actuator nhị phân. Cáp
ASI được sử dụng để trao đổi dữ liệu giữa các sensor và các actuator và
master cũng như vừa cung cấp nguồn cho các sensor.
• Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị
• Giảm đáng kể giá thành dây nối và cơng lắp đặt hệ thống.
• Nâng cao độ chính xác trong truyền dữ liệu
• Nân cao độ linh hoạt và tính năng mở của hệ thống.
• Đơn giản hóa, tiện lợi trong việc chuẩn đoán, định vị lỗi va (sự cố các thiết
bị).
• Mở rộng nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ
thống. Đặc điểm cụ thể:
• Số lượng thiết bị tham gia trên AS-i Slave là 62
• Chiều dài của cáp < 100m. Khi sử dụng repeater thì chiều dài cáp lên đến
300m
• Chu kỳ giao tiếp của mỗi cảm biến hoặc cơ cấu chấp hành < 5 (10) ms.
• Sử dụng cáp 2 dây khơng xoắn cho cả tín hiệu và nguồn trên cùng một dây.

3.1.3 Cấu trúc mạng
Cấu trúc mạng của AS-i gồm có:
• Đường dây 100m và một ASI slave có một đầu
• Đường dây 90m và hình sao 31 slave ở cuối đường dây
• Hình sao với 31 Slave và chiều dài cáp bằng nhau hay khơng đến Master
• Đường thẳng với 31 Slave được phân bố trên mạng.
Kiểu hình sao: Các Slave được nối chung vào một Master Controller thông
qua cáp ASI.
Kiểu đường thẳng: Các Slave được nối tiếp với nhau thơng qua cáp ASI và
cáp này nối vào Controller
Kiểu hình nhánh: Các Slave được nối song song với cáp ASI thông quá các

đầu nối T (T connector) và cáp ASI này được nối vào Master controller.


Kiểu hình cây: Các Slave cũng được nối chung với nhau bằng đầu nối T và
từ đầu nối này được nối song song lên cáp ASI và từ cáp ASI này được nối
với Master Controller.
3.1.4 Các thiết bị trong mạng AS-i
a)

AS-i Master

Tên thiết bị: AS-i master CM 1243-2

Công dụng dùng để thiết lập địa chỉ cho các Slave hoặc dùng để quản lý các Slave.
b)

AS-i DCM

c)

Module I/O slave 4IN/4OUT

Tên thiết bị: AS-i compact module K60 digital 4 DI/4 DQ - 3RK1400-1CQ000AA3

Công dụng dùng để kết nối 8 cảm biến/cơ cấu chấp hành thông thường.


d)

Power Supply AS-i VDC

Tên thiết bị: AS-i Power 3 A 24 V DC AS-Interface power supply unit –
3RX9501-1BA00

Công dụng dùng để cung cấp nguồn điện một chiều 24V được điều chỉnh không
đổi cho thiết bị Master và thiết bị Slave.
e)

Power Supply AS-i VAC

Tên thiết bị: PSN130S 3A 120V/230VAC IP20 Power supply– 3RX9511-0AA00

Công dụng dùng để cung cấp nguồn điện xoay chiều 220V được điều chỉnh cho
các động cơ.
f)

Cáp truyền

Sử dụng cáp điện là loại cáp điện thơng thường (cáp trịn). Trong khi cáp tròn
thường dễ kiếm và giá thành thấp.


3.1.5 Thiết lập kết nối và cài đặt
Đầu tiên là AS-Interface Master, thiết bị đứng đầu mạng lưới. AS-Interface Master
cung cấp kết nối với hệ thống điều khiển cấp cao hơn đó là PLC. Nó tổ chức tất cả lưu
lượng dữ liệu trên đường truyền và chịu trách nhiệm thiết lập, chuẩn đoán và giám sát
tham số.

Thứ hai là cáp AS-Interface, có hai loại cáp được yêu cầu trong hệ thống AS-i.
Một cáp màu vàng để mang nguồn dữ liệu đến các cảm biến và một cáp màu đen để

mang 24-30V đến các thiết bị truyền động.Mặc dù vậy nhưng hệ thống dây khơng hề
phức tạp để kết nối vì các nút kết nối có thể được bắt chặt vào cáp tại bất kỳ thời điểm
nào.Ta cắm trực tiếp cáp AS-Interface vào AS-Interface Slave như hình.

Cuối cùng là bộ cấp nguồn, thiết bị cung cấp nguồn điện một chiều 30V được điều
chỉnh không đổi để cung cấp điện cho thiết bị Master và thiết bị Slave. Nó cũng hoạt
động như một bộ tách ghép dữ liệu, nghĩa là tách riêng nguồn điện và dữ liệu. Chúng kết
nối trực tiếp với PLC thông qua AS-Interface Master được gắn trên giá đỡ PLC.
a)

Kết nối dây giữa CPU, CM 1243-2, DCM 1271 và Power Supply
1. Cắm dây Power Supply vào phích cắm được cung cấp đưa vào AS-i DCM
1271.
2. Kết nối các cổng ASI+ và ASI- của AS-i Master CM 1243-2 vào cổng cùng
tên của AS-I dât decoupling DCM 1271.


3. Kết nối các cổng phát hiện lỗi đất trên DCM 1271.
4. Bật nguồn điện
5. Đóng tất cả các nắp phía trước của các mơ đun và giữa chúng ở trạng thái
đóng trong khi vận hành.

b)

Thiết lập cài đặt và kết nối giữa AS-i Slave với các thiết bị trường
1. Kết nối giữa các dây.

2. Mở “Device configuaration” sau đó đến “Device view”.

3. Nhấn vào “Communication modules” in catalog. Sau đó tìm và chọn CM
1243-2.

4. Nhấn vào Modul CM 1243-2 chọn vào Properties và I/O addresses. Thay
đổi Start address bắt đầu bằng 288.

5. Tải cấu hình xuống.
6. Ta dùng máy để đặt số slave sử dụng cho địa chỉ AS-i. Số Slave sẽ xác định
theo địa chỉ tuyệt đối của PLC.

• Cắm dây cáp
• Chuyển sang “ADDR”


• Đặt số bằng sử dụng nút mũi tên lên xuống
• Nhấn vào nút Enter
• Nhấn vào nút Esc
• Rút dây cáp
• Chuyển sang OFF
7. Xác định địa chỉ tuyệt đối của PLC bằng cách sử dụng bảng AS-i slave.

c)

Thiết lập cài đặt và kết nối giữa AS-i Slave
1. Nhấn vào “Network view”.Tìm kiếm thiết bị AS-i Slave K60 4DI/DO trên
catalog sau đó thêm vào Network.

2. Sau đó kéo chuột để kết nối giữa các AS-i Slave và CM 1243-2 với nhau.

3. Nhấn vào từng thiết bị AS-i K60 sau đó nhấn vào “Properties”. Nhấn vào
I/O addresses-Digital I/O thiết lập địa chỉ cho từng Input và Ouput từ bảng
AS-i.
Địa chỉ Slave:
• Các Slave lẻ (1, 3, 5 …) có địa chỉ Byte theo thứ tự tăng dần
từ 256 chứa Slave (được quy định như hình dưới) và Bit từ 0
đến 3.
• Các Slave chẵn (2, 4, 6 …) có địa chỉ Byte theo thứ tự tăng
dần từ 256 chứa Slave (được quy định như hình dưới) và Bit
từ 4 đến 7.

4. Làm tương tự với các Slave khác.
5. Đặt tên cho các Input/Output với các thiết bị trường cần để lập trình.


6. Nháy vào Connections kết nối và sử dụng các địa chỉ để lập trình PLC.
d)

Các bước sau để vận hành AS-i master CM 1243-2:
1. Tất cả các Slave phải được gán địa chỉ bằng thiết bị gán địa chỉ
2. Cung cấp nguồn cho tất cả các Slave và Master
3. Nếu có u cầu thêm nguồn phụ 24VDC thì nối nguồn này đến các AS-I
Slave với cáp AS-I đen.
4. Cuối cùng kết nối sensor cho các AS-I slave.
5. Mạng AS-I đã sẵn sàng và CM 1243-2 có thể được cài đặt và gán tham số.
6. Cho S7-1200 có CM 1243-2 vào hoạt động, bật công tắc chọn chế độ trên
CPU về vị trí STOP.
7. Đưa CM 1243-2 vào chế độ cấu hình (configuration mode) bằng cách nhấn
vào Configuration mode ở Tia Portal của CM 1243-2. Đèn CM sáng màu
xanh và các Slaves có thể trao đổi dữ liệu với AS-i Master.

8. Nhấn lại Protected operation trên Tia Portal trên CM 1243-2. Bây giờ CM
sẽ lưu các slave được kích hoạt và chỉ thị “ Cấu hình thực” (actual
configuration) này khơng bị mất đi khi chuyển sang chế độ bảo vệ.
9. Bây giờ chuyển công tắc chọn chế độ CPU sang RUN. Việc khởi động CM
1243-2 đã thực hiện xong.
3.2 Field level
3.2.1 Profinet
Profinet dựa trên Ethernet tiêu chuẩn, cùng một loại Ethernet mà bạn có thể đã gặp
trong nhà hoặc văn phịng của mình. Cáp Ethernet tiêu chuẩn phù hợp với mạng
PROFINET. Tuy nhiên, hầu hết người dùng sử dụng cáp PROFINET, chỉ là cáp Ethernet
nhưng được làm chắc chắn, được chế tạo để chịu được môi trường khắc nghiệt của nhà
máy.CPU S7-1200 có một cổng PROFINET được tích hợp, hỗ trợ cả tiêu chuẩn truyền
thông Ethernet và dựa trên TCP/IP.
3.2.2 Các thiết bị trong mạng Profinet
a)

Cáp truyền

Tên dây cáp: Profinet 6XV1840-2AH10

• Cáp Ethernet cơng nghiệp tiêu chuẩn FC.
• Profinet loại A
• Dây cáp được gắn TP để kết nối với hệ thống IE, FC.
• Có 4 lõi cáp đồng trục với 3 lớp bảo vệ: Lớp lưới nhôm – lớp lá nhôm và
lớp PE.


3.2.3 Thiết lập kết nối và cài đặt

Cách kết nối: có nhiều hơn 2 thiết bị được kết nối với nhau, bằng cáh sử dụng một
bộ Switch,
Một bộ Switch chỉ được yêu cầu/ cho một mạng với nhiều hơn 2CPU hay các thiết
bị HMI. Bộ Switch có thể kết nối các CPU và các thiết bị HMI.Cổng Profinet trên CPU
S7-1200 chỉ chứa một thiết bị chuyển mạch Ethernet.

Các bước kết nối mạng giữa 2CPU:
1. Tạo 2 CPU S7-1200
2. Thiết lập địa chỉ IP cho từng CPU bằng cách vào cửa sổ Properties và
chọn “Ethernet address” và điền địa chỉ.
3. Lựa chọn “Network view” để hiển thị các thiết bị dùng để kết nối
4. Lựa chọn cổng trên một thiết bị và kéo kết nối đến cổng trên thiết bị thứ 2
5. Thả chuột để tạo ra kết nối.
6. Sử dụng 2 khối GET/PUT để thành lập các kết nối giữa 2 CPU.


Cách kết nối mạng giữa CPU VÀ HMI:
1. Tạo 1 CPU và HMI
2. Thiết lập địa chỉ IP cho CPU và HMI bằng cách vào cửa sổ Properties
và chọn “Ethernet address” và điền địa chỉ.
3. Lựa chọn “Network view” để hiển thị các thiết bị dùng để kết nối
4. Lựa chọn cổng trên một thiết bị và kéo kết nối đến cổng trên thiết bị thứ 2
5. Thả chuột để tạo ra kết nối.

Việc tạo kết nối giữa nhiều PLC và HMI cũng làm tương tự như trên nhưng việc
mô phỏng không thể thực hiện trên Tia Portal.


3.3 Cell Level
3.3.1 Giải pháp

Ethernet là kiểu mạng cục bộ LAN được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Thực
chất, Ethernet chỉ là mạng cấp dưới (lớp vật lý và một phần lớp liên kết dữ liệu), trong đó
TCP/IP là tập giao thức phổ biến nhất. Tuy vậy, mỗi nhà cung cấp sản phẩm có thể thực
hiện giao thức riêng hoặc theo một chuẩn quốc tế cho giải pháp của mình trên cơ sở
Ethernet. Ethernet dùng phương pháp truy cập tranh chấp CSMA/CD, nó tuân theo chuẩn
IEEE 802.3 và hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu trên mạng từ 10Mbps đến 100Mbps. Ethernet
có cấu trúc mạng dạng đường thẳng hoặc hình sao. Ethernet thường dùng trên các mạng
có lưu lượng lưu thơng nhẹ đến trung bình.
3.3.2 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn
Về mặt logic, Ethernet có cấu trúc bus. Cấu trúc mạng vật lý có thể là đường thẳng
hoặc hình sao tùy theo phương tiện truyền dẫn. Bốn loại cáp thơng dụng nhất cùng các
đặc tính được liệt kê trong bảng sau:

Trong giải pháp lần này ta chỉ sử dụng 2 loại cáp 10BASE-T và 10BASE-F.