Đề tài ‘‘Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát trên nền WinCC sử dụng mạng Profibus” pptx

Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
LỜI NÓI ĐẦU 4
CHƯƠNG 1: 6
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 6
1.1Trạm phân phối gia công 6
1.1.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm phân phối gia công 6
1.1.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 6
1.2Trạm kiểm tra sản phẩm 7
1.2.1Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm kiểm tra sản phẩm 7
1.2.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 8
1.3Trạm xử lý gia công phôi 8
1.3.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi 8
1.3.2 Kết cấu thiết bị bao gồm : 9
1.4Trạm Rôbôt 5 bậc tự do Scara 10
1.4.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot 5 bậc tự do Scara 10
1.4.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 10
1.5Trạm lắp ráp sản phẩm 11
1.5.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lắp ráp sản phẩm 11
1.5.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 11
1.6Trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển sản phẩm 12
1.6.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển
vật 12
1.6.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 12
1.7Trạm lưu kho sản phẩm 13
1.7.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lưu kho sản phẩm 13
1.7.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 13
1.8Trạm điều khiển và giám sát trung tâm 14
Đồ án tốt nghiệp 1
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3

1.8.1Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm điều khiển và giám sát trung tâm 14
1.8.2Kết cấu thiết bị bao gồm: 15
1.8.3Bộ điều khiển PLC S7 300 điều khiển các trạm qua mạng PROFIBUS-
DP 15
1.8.4Màn hình giao tiếp Người – Máy TP 177A và giao diện điều khiển giám
sát 16
CHƯƠNG 2: 17
THIẾT LẬP MẠNG PROFIBUS-DP, XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT TOÁN
VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 17
2.1. Cấu hình mạng PROFIBUS-DP với phần mềm STEP 7 17
2.1. Chương trình điều khiển trạm Master (PLC S7 300) 26
2.2 Chương trình điều khiển trạm Slave (PLC S7 200) 36
2.2.1 Trạm phân phối vật gia công 36
2.2.2 Trạm kiểm tra sản phẩm 45
2.2.3 Trạm xử lý gia công 58
2.2.4 Trạm Robot 5 bậc tự do 66
2.2.5 Trạm lắp ráp sản phẩm 71
2.2.6 Trạm Robot cánh tay khí nén 77
2.2.7 Trạm lưu kho sản phẩm 84
CHƯƠNG 3 : 94
THIẾT KẾ GIAO DIỆN GIÁM SÁT HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM
WINCC V7.0 94
4.1. Khởi tạo Project và cấu hình trong WinCC 94
4.2. Kết nối biến của PLC trong WinCC 97
4.2.1 Kết nối các biến của PLC S7 300 với WinCC 97
4.2.2 Kết nối các biến của PLC S7 200 với WinCC 100
4.2.3 Thiết kế giao diện điều khiển giám sát cho WinCC 103
KẾT LUẬN 109
TÀI LIỆU THAM KHẢO 111
Đồ án tốt nghiệp 2

Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
PHỤ LỤC 112
PHỤ LỤC 1: 112
GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TRONG DÂY CHUYỀN SẢN
XUẤT 112
1.1. Giới thiệu chung về hệ thống điều khiển PLC 112
1.2. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 300 114
1.3. Thiết Bị Điều Khiển Lập Trình PLC Simatic S7 – 200 132
1.4. Module truyền thông PROFIBUS EM 277 và module mở rộng vào/ra số
EM 223 145
1.5. Một số thiết bị điều khiển khác trong dây chuyền 147
PHỤ LỤC 2: 150
GIỚI THIỆU VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP VÀ LẬP
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG CÁC TRẠM QUA MẠNG TRUYỀN
THÔNG PROFIBUS 150
PHỤ LỤC 3: 154
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC V7.0 154
Đồ án tốt nghiệp 3
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
LỜI NÓI ĐẦU
Trong nền sản xuất hiện đại việc thành lập các hệ thống sản xuất linh hoạt đóng
một vai trò hết sức quan trọng. Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS) cho phép tự động
hóa ở mức độ cao đối với sản xuất hàng loại nhỏ và hàng loại vừa trên cơ sở sử dụng
các máy CNC, các Rôbốt công nghiệp để điều khiển các đối tượng lao động, các đồ gá
và các dụng cụ, các hệ thống vận chuyển, tích trữ phôi với mục đích tối ưu hóa quá
trình công nghệ và quá trình sản xuất.
Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản
phẩm mới. Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hàng khối, hàng loại lớn
mà còn cho sản xuất hàng loại vừa và hàng loại nhỏ, thậm chí cả sản xuất đơn chiếc.
Tuy nhiên phân tích FMS trong điều kiện sản xuất đơn chiếc cho thấy sự không

ăn khớp giữa năng suất của FMS và phương pháp chuẩn bị sản xuất bằng tay. Cũng do
việc sữ dụng không đồng bộ các hệ thống tự động hóa mà quá trình chuẩn bị sản xuất
kéo dài.
Sự nối kết các hệ thống tự động riêng lẻ thành một hệ thống duy nhất với sự trợ
giúp của mạng máy tính nội bộ cho phép tăng năng suất lao động của các nhà thiết kế,
các nhà công nghệ và các nhà tổ chức sản xuất và do đó nâng cáo năng suất và chất
lượng sản phẩm. Các hệ thống sản xuất như vậy được gọi là hệ thống sản xuất tích hợp
có sự trợ giúp của máy tính.
Hiện nay ở nước ta nghiên cứu về FMS mới chỉ được bắt đầu tài liệu về lĩnh vực
này bằng tiếng Việt hầu như chưa có. Các hệ thống FMS và mô hình mới chỉ được
trang bị ở một số trường ĐH. Trong tương lai các hệ thống này tiếp tục được đầu tư ở
nhiều các cơ sở đào tạo khác trên cả nước. Song song với cơ sở hiện đại là việc rất cần
có giáo trình giảng dạy.
Bằng vốn kiến thức hiểu biết và được sự hướng dẫn tần tình của thầy Thái Hữu
Nguyên và thầy Nguyễn Khắc Tuấn cùng các cô, thầy trong khoa đã giúp em tìm
hiểu và nghiên cứu về để tài.
Với đề tài ‘‘Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát trên nền WinCC sử dụng
mạng Profibus” sử dụng bộ PLC S7-300 và PLC S7-200 của siemens liên hệ với nhau
qua mạng truyền thông PROFIBUS mà em trình bày trong đồ án tốt nghiệp này, em hy
vọng sẽ đóng góp một phần nhỏ bé vào quá trình tìm hiểu công nghệ sản xuất.
Trong quá trình làm đồ án còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu tham khảo cho
vấn đề này đang rất ít và hạn hẹp, nhưng được sự hướng dẫn của thầy Thái Hữu
Nguyên và
toàn

thể

các thầy

cô

giáo

trong
khoa Điện
đã hướng dẫn và

giúp

đỡ
em
Đồ án tốt nghiệp 4
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp
. Mặc dù đã rất cố gắng nhưng về thời gian và khả
năng của em còn có hạn nên không thể tránh khỏi những sai sót rất mong sự đóng góp
ý kiến bổ sung của các thầy, cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn !
Vinh, ngày … tháng … năm 2012.
Sinh viên thực hiện
Phan Thanh Tuyên
Đồ án tốt nghiệp 5
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
1.1 Trạm phân phối gia công
1.1.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm phân phối gia công
Trạm phân phôi vật gia công có chức năng lưu trữ và phân phối phôi cho toàn bộ
hệ thống. Phôi được chứa trong hộp đựng phôi và được đẩy xuống băng tải nhờ Xi
lanh đẩy phôi. Cảm biến quang điện sẽ phát hiện sự có mặt của phôi trên băng tải và

bật tín hiệu cho băng tải hoạt động, di chuyển phôi đến cuối băng tải. Khi phôi đến
cuối băng tải nhờ cảm biến quang đặt trên băng tải phát hiện và sau một thời gian trễ
thì tín hiệu gọi cánh tay rôbốt hai bậc được bật lên. Cánh tay rôbốt sẽ ghắp phôi từ
băng tải trạm 1 đặt sang trạm kế tiếp để chuẩn bị cho các quá trình gia công tiếp theo.
Hình 1.1: Trạm phân phối vật gia công.
1.1.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Mô hình băng tải : Di chuyển phôi.
• Cơ cấu cấp phôi : Cung cấp phôi xuống băng tải.
• Phôi với 3 loại khác nhau : Phôi nhựa với 2 màu trắng, đen và phôi sắt.
Ngoài ra, có một số phôi bị lỗi được đưa vào để phân biệt với những phôi trên.
• Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống Băng tải khi có tín hiệu từ van điện.
• Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC.
• Cánh tay Robot : Cánh tay 2 bậc xoay và ghắp phôi sang trạm tiếp theo
Đồ án tốt nghiệp 6
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222.
• Module mở rộng EM 223.
• Module truyền thông PROFIBUS EM 277.
• Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cơ cấu cấp phôi va
cuối băng tải.
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch và đèn báo.
1.2 Trạm kiểm tra sản phẩm
1.2.1 Tìm hiểu về quy trình công nghệ trạm kiểm tra sản phẩm
Khi trạm cấp phôi hoàn thành công đoạn cấp phôi, trạm kiểm tra sản phẩm có
nhiệm vụ kiểm tra phôi bị lỗi hay không (dài quá hoặc ngắn quá coi là phôi lỗi - phế
phẩm) nhờ hai cảm biến từ đo độ cao của phôi. Bảng chân lý để nhận biết phôi thành
phẩm và phôi phế phẩm như sau:
Đặc điểm phôi Cảm biến từ 1 Cảm biến từ 2

Kết luận
Phôi ngắn 0 0
Phế phẩm ngắn
Phôi dài 1 1
Phế phẩm dài
Phôi vừa 1 0
Thành phẩm
Phế phẩm sẽ bị đẩy xuống thùng chứa phía dưới. Phôi không bị lỗi sẽ được đẩy
xuống băng tải. Trên băng tải lắp đặt ba loại cảm biến gồm: Cảm biến quang điện phát
hiện tất cả các loại phôi, cảm biến tiệm cận phát hiện phôi có tính chất từ tính, cảm
biến mầu sắc phát hiện những phôi màu trắng. Bảng chân lý để nhận biết phôi như sau:
Đặc điểm phôi Cảm biến quang Cảm biến tiệm cận Cảm biến màu sắc
Phôi sắt 1 1 1
Phôi nhựa trắng 1 0 1
Phôi nhựa đen 0 0 1
Khi phôi di chuyển qua các cảm biến, nhờ tín hiệu ba cảm biến này sẽ xác định
từng loại phôi và truyền tín hiệu sang trạm Gia công sản phẩm để gia công theo yêu
cầu công nghệ của từng loại phôi.
Đồ án tốt nghiệp 7
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 1.2: Trạm kiểm tra sản phẩm.
1.2.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Mô hình băng tải : Di chuyển phôi.
• Cơ cấu kiểm tra phôi : Nâng và hạ phôi lên xuống để kiểm tra phôi có phải
là thành phẩm hay phế phẩm.
• Xy lanh khí : Đẩy phôi xuống băng tải hoặc thùng đựng phế phẩm khi có tín
hiệu từ van điện.
• Van điện : Điều khiển đóng/mở xy lanh khi có tín hiệu yêu cầu từ PLC.
• Bộ nguồn 24 VDC : Cấp nguồn 24 VDC cho mạch điện tử, cảm biến, van điện.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222.

• Module mở rộng EM 223.
• Module truyền thông PROFIBUS EM 277.
• Cảm biến quang : Sử dụng loại khuếch tán, phát hiện phôi ở cuối băng tải.
• Cảm biến từ : Giới hạn trên/dưới cho cơ cấu kiểm tra phôi và phân biệt
phôi có bị lỗi hay không.
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch và đèn báo.
1.3 Trạm xử lý gia công phôi
1.3.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm xử lý gia công phôi
Đồ án tốt nghiệp 8
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Trạm xử lý gia công nhận phôi từ trạm kiểm tra phôi. Phôi sau khi được xác định
không bị lỗi sẽ bắt đầu quá trình gia công ở trạm này theo yêu cầu công nghệ của từng
loại phôi theo bảng chân lý như sau:
Đặc điểm phôi Khoan lỗ trên bề mặt Kiểm tra lỗ của phôi
Phôi sắt có có
Phôi nhựa trắng có có
Phôi nhựa đen có có
Mâm xoay sẽ xoay từng bước phù hợp với yêu cầu nhờ tín hiệu từ cảm biến và
động cơ một chiều Hamonic. Động cơ khoan sẽ di chuyển lên xuống nhờ cơ cấu xy
lanh. Khi phôi dừng tại vị trí khoan, động cơ khoan sẽ được hạ xuống và khoan lỗ, quá
trình này thực hiện trong vài giây sau đó động cơ khoan trở về vị trí ban đầu nhờ xy
lanh đẩy lên. Tiếp theo, quá trình kiểm tra lỗ vừa khoan nhờ một xy lanh.
Hình 1.3: Trạm xử lý gia công phôi.
1.3.2 Kết cấu thiết bị bao gồm :
• Cơ cấu mâm xoay 6 vị trí : Di chuyển phôi lần lượt đến các vị trí gia công.
• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến, động
cơ khoan.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222 : Bộ điều khiển lập trình.
• Module mở rộng EM 223 : Module mở rộng vào/ra số.

• Module EM 277 : truyền thông PROFIBUS – DP.
Đồ án tốt nghiệp 9
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ Băng tải.
• Cảm biến tiệm cận : Phát hiện loại phôi có tính chất từ tính.
• Cảm biến màu : Phát hiện phôi có màu đen hoặc trắng.
• Cơ cấu khoan : Gia công phôi.
• Xy lanh khí : Giữ phôi để khoan dễ dàng.
• Van điện : Nhận tín hiệu từ PLC để đóng/mở xy lanh.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo.
1.4 Trạm Rôbôt 5 bậc tự do Scara
1.4.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot 5 bậc tự do Scara
Hình 1.4: Trạm Robot 5 bậc tự do
Robot SCARA gồm 5 bậc tự do sử dụng cơ cấu truyền động động cơ bước và cơ
cấu gắp sản phẩm được điều khiển bằng khí nén. Robot được lập trình và mô tả tọa độ
trên phần mềm OpenGL. Robot sẽ gắp sản phẩm từ trạm gia công phôi chuyển đến
trạm lắp ráp sản phẩm.
1.4.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222 : Bộ điều khiển lập trình.
Đồ án tốt nghiệp 10
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Module mở rộng EM 223 : Module mở rộng vào/ra số.
• Module EM 277 : Module truyền thông PROFIBUS – DP.
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC
• Robot SCARA.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo.
• Phần mềm điều khiển Robot Scara
1.5 Trạm lắp ráp sản phẩm
1.5.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lắp ráp sản phẩm

Phôi được chuyển đến trạm lắp ráp sản phẩm nhờ Robot SCARA. Khi phôi được
đưa đến đầu băng tải, cảm biến quang sẽ phát hiện, gửi tín hiệu về PLC S7 200 yêu
cầu cơ cấu giữ sản phẩm thực hiện nguyên công giữ. Khi sản phẩm được giữ chắc
chắn, cơ cấu lắp ráp sản phẩm sẽ thực hiện. Sau khí lắp ráp xong, cơ cấu kẹp vật nhả
ra, sản phẩm chạy đến cuối băng tải, sẵn sàng cho trạm tiếp theo
Hình 1.5 Trạm lắp ráp sản phẩm
1.5.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, cảm biến.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222.
• Module mở rộng EM 223.
• Module truyền thông PROFIBUS EM 277.
Đồ án tốt nghiệp 11
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và điều khiển tốc độ động cơ
băng tải
• Cảm biến quang : Phát hiện sản phẩm đã có trên băng tải.
• Cơ cấu lắp ráp sản phẩm.
• Xy lanh khí : Giữ phôi để lắp ráp.
• Van điện : Nhận tín hiệu từ PLC để đóng/mở xy lanh.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo.
1.6 Trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển sản phẩm
1.6.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm Robot cánh tay khí nén di chuyển
vật
Sau khi sản phẩm được lắp ráp hoàn thiện ở trạm lắp ráp, một tín hiệu sẽ được
bật lên để gọi cánh tay khí nén hoạt động, chuyển động sang trái về phía sản phẩm cần
gắp. Cánh tay khí nén di chuyển bằng cơ cấu khí nén hành trình được điều khiển chính
xác tại vị trí của sản phẩm. Sau khi kẹp được sản phẩm, tay khí nén di chuyển sang
phải và đặt sản phẩm cho trạm kế tiếp.
Hình 1.6 Cánh tay khí nén di chuyển vật
1.6.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:

• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, van điện.
Đồ án tốt nghiệp 12
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222 : Bộ điều khiển lập trình.
• Module mở rộng EM 223 : Module vào/ra số.
• Module EM 277 : Module truyền thông PROFIBUS – DP.
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và van điện.
• Xy lanh khí : Kẹp sản phẩm
• Cánh tay khí nén : Ghắp vật sang trạm tiếp theo.
• Van điện : Nhận tín hiệu từ PLC để đóng/mở xy lanh.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo.
1.7 Trạm lưu kho sản phẩm
1.7.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm lưu kho sản phẩm
Sản phẩm lắp ráp hoàn thiện được cánh tay khí nén gắp sang băng tải của trạm
lưu kho. Băng tải di chuyển sản phẩm đến cuối hành trình. Trên băng tải có 3 loại cảm
biến để phân loại sản phẩm : Cảm biến tiệm cận phát hiện sản phẩm từ tính, cảm biến
màu sắc phát hiện sản phẩm màu trắng, cảm biến quang phát hiện sản phẩm màu đen.
Tương ứng với mỗi sản phẩm đó, sẽ có tín hiệu gọi Robot lưu kho và lưu vào các hàng
tương ứng 1, 2 hoặc 3.
Hình 1.7 trạm lưu kho sản phẩm
1.7.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Bộ nguồn 24VDC : Cấp nguồn 24VDC cho mạch điện tử, van điện, cảm
biến, động cơ băng tải.
Đồ án tốt nghiệp 13
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 200 CPU 222 : Bộ điều khiển lập trình.
• Module mở rộng EM 223 : Module vào/ra số.
• Module EM 277 : Module truyền thông PROFIBUS – DP.
• Mạch điện tử : Bộ đệm cho đầu vào/ra PLC và van điện, động cơ băng tải
• Robot lưu kho tự động.

• Xy lanh khí : Kẹp sản phẩm.
• Van điện : Nhận tín hiệu từ PLC để đóng/mở xy lanh.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo.
1.8 Trạm điều khiển và giám sát trung tâm
1.8.1 Tìm hiểu quy trình công nghệ trạm điều khiển và giám sát trung tâm
Trạm điều khiển và giám sát sử dụng bộ điều khiển PLC S7 300 CPU 313C-2DP
và màn hình giám sát HMI – TP 177A. Bộ PLC S7 300 sẽ nhận tín hiệu từ 8 bộ PLC
S7 200 truyền lên và xuất tín hiệu điều khiển xuống các trạm thông qua mạng
PROFIBUS. Đồng thời, màn hình HMI – TP 177A sẽ điều khiển và giám sát các biến
nhớ, các đầu vào/ra, tín hiệu từ cảm biến hiển thị lên màn hình.
Hình 1.8.1 Trạm điều khiển và giám sát trung tâm
Đồ án tốt nghiệp 14
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
1.8.2 Kết cấu thiết bị bao gồm:
• Bộ nguồn PS 2A : Cung cấp nguồn cho PLC S7 300 và màn hình
• TP 177A.
• Bộ điều khiển lập trình PLC S7 300 CPU 313C-2DP.
• Màn hình giao tiếp HMI – TP 177A.
• Nút bấm, khóa điện, chuyển mạch, đèn báo
Hình 1.8.2 Màn hình giám sát TP 177A và PLC S7 300
1.8.3 Bộ điều khiển PLC S7 300 điều khiển các trạm qua mạng PROFIBUS-
DP
PLC S7 300 CPU 313C-2DP có 16 đầu vào số, 16 đầu ra số, 1 cổng truyên thông
MPI, 1 cổng truyền thông PROFIBUS (cổng DP). PLC S7 300 giao tiếp với các trạm
thông qua mạng PROFIBUS, nó sẽ nhận các tín hiệu gửi lên từ các trạm và ra lệnh
điều khiển xuống đảm bảo đúng yêu cầu công nghệ và tính thời gian thực.
Đồ án tốt nghiệp 15
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 1.8.3 Bộ điều khiển lập trình PLC S7 300
1.8.4 Màn hình giao tiếp Người – Máy TP 177A và giao diện điều khiển giám

sát
Màn hình TP 177A là thiết bị giao tiếp Người – Máy (HMI)do hãng Siemens sản
xuất. Nó có khả năng giao tiếp với các loại PLC của Siemens thông qua chuẩn PPI,
MPI và PROFIBUS.
Màn hình TP 177A sẽ điều khiển và giám sát các biến của PLC trong các trạm
thông qua mạng PROFIBUS. Cho phép hiển thị trạng thái của các biến, các đầu
vào/ra, tín hiệu từ cảm biến về lên màn hình. Đồng thời, có thể điều khiển từ màn
hình với chức năng đa điểm chạm (Touch Panel).
Hình 1.8.4 Màn hình điều khiển TP 177A
1. Rãnh tháo lắp màn hình.
2. Màn hình hiển thị và điều khiển với chức năng đa điểm.
3. Gờ cạnh ngoài cùng của màn hình.
4. Chỗ lắp cơ cấu gá.
Đồ án tốt nghiệp 16
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
CHƯƠNG 2:
THIẾT LẬP MẠNG PROFIBUS-DP, XÂY DỰNG LƯU ĐỒ THUẬT
TOÁN VÀ VIẾT CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
2.1. Cấu hình mạng PROFIBUS-DP với phần mềm STEP 7
Các bước lập trình và cấu hình mạng truyền thông lần lượt thực hiện như sau:
Vào START  SIMATIC  SIMATIC Manage để kích hoạt phần mềm lập
trình STEP 7 V5.5
Hình 3.1: Cách vào phần mềm lập trình STEP 7 V5.5.
Phần mềm STEP7 được mở ra, vào File  New trên giao diện chính.
Đồ án tốt nghiệp 17
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 3.2: Cách tạo một Project mới
Tiếp theo kích chọn Insert  Station  SIMATIC 300 Station để tạo một trạm
PLC S7 300 trong Project.
Hình 3.3: màn hình thiết lập trạm S7 - 300

Đồ án tốt nghiệp 18
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Khi nhấn chọn trạm sẻ xuất hiện biểu tượng Hardware.
Hình 3.4.: Chọn biểu tượng Hardware
Project có tên DOANTOTNGHIEP_FMS_2012 đã được thêm phần cứng bên
trong là một trạm PLC S7 300. Kích đúp trái chuột vào SIMATIC 300(1) bắt đầu cấu
hình phần cứng cho Project.
Cửa sổ HW_config cho phép người lập trình thiết lập cấu hình phần cứng của
toàn bộ hệ thống ngoài thực tế bao gồm trạm chủ PLC S7 300, các trạm tớ PLC S7
200 và chuẩn kết nối trong mạng truyền thông
Trong mục SIMATIC 300 chọn RACK-300, kích và giữ trái chuột vào Rail và thả
vào phần trống bên trái
Hình 3.5 : Chọn biệu tượng giá đỡ (Rail)
Ta theo quy tắc để lựa các khay Slot:
• Slot 1: Nguồn PS 307 2A
Đồ án tốt nghiệp 19
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
• Slot 2: CPU 313C-2DP
• X2 DP
• 2.2 DI16/DO16
• 2.4 Count
Lần lượt kéo thả các phần cứng đó vào đúng Slot sẽ được cấu hình như hình dưới
Hình 3.6: Giao diện sau khi cài xong phần cứng
Khi ta kéo chọn CPU 313C – 2DP vào Rail, sẽ xuất hiện hộp thoại
Hình 3.7 : Màn hình sau khi đặt CPU vào Slot 2
Tiếp theo chọn New ta làm theo như các hình vẽ sau:
Đồ án tốt nghiệp 20
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 3.8: Cấu hình mạng Profibus
Hình 3.9: Chọn tốc độ truyền cho mạng Profibus

Nhấn OK để kết thúc thiết lập địa chỉ và tốc độ truyền cho mạng Profibus, ta
được kết quả như sau:
Đồ án tốt nghiệp 21
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 4.0: Mạng Profibus được thiết lập
Hình 4.1: Mạng Profibus được thiết lập hoàn chỉnh
Để gán các bộ PLC S7 200 vào mạng và thực hiện quá trình trao đổi dữ liệu giữa
PLC S7 300 ta cấu hình module EM 277 vào mạng như sau:
Chọn PROFIBUS DP  Additional Field Devices  PLC  SIMATIC 
EM 277 PROFIBUS – DP. Kéo và thả module EM 277 vào “cable profibus” bên trái.
Đồ án tốt nghiệp 22
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Hình 4.2: Chọn các Module EM 277
Chọn địa chỉ các module EM 277 cho PLC S7 200 trên các mạng. Ta có cấu hình
tất cả các module EM 277 cho tất cả trạm PLC S7 200 như sau:
Hình 4.3: Chọn địa chỉ cho PLC S7-200
Việc cấu hình ở trên đảm bảo Project vừa tạo ra đã được khai báo đầy đủ phần
cứng và chuẩn truyền thông. Để hệ thống hoạt động và kết nối được với nhau, trên
PLC S7 300 cần lập trình cho việc “truyền và nhận” dữ liệu mà các trạm PLC S7 200
gửi lên và đợi lệnh. Việc lập trình đó đã được thực hiện ở chương trên.
Đồ án tốt nghiệp 23
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Sau khi lập trình xong 7 trạm, tiến hành download cho trạm Master PLC S7 300
trước với cấu hình mạng MPI. Sau đó, chuyển sang cấu hình mạng PROFIBUS và
download cấu hình này xuống PLC S7 300. Các bước tiến hình như sau:
Vào Options  SetPG/PC Interface
Trong cửa sổ tiếp theo chọn chuẩn giao tiếp MPI => PC Adapter(MPI), kích chọn
Properties, chọn cổng truyền thông của Cable USB hoặc COM
Kích OK kết thúc quá trình chọn chuẩn giao tiếp. Sau đó, tiến hành Download
chương trình của PLC S7 300 vào CPU(qua cổng MPI_COM1). Kích vào biểu tượng

Download:
Đồ án tốt nghiệp 24
Khoa Điện Lớp ĐH Điện A K3
Sau khi toàn bộ chương trình của PLC S7 300 đã được Download vào CPU của
PLC S7 300 qua cổng MPI, tiếp theo để toàn bộ hệ thống giao tiếp được với nhau qua
mạng PROFIBUS, tiến hành chọn chuẩn giao tiếp PROFIBUS. Bắt đầu với việc cấu
hình trên phần mềm PLC S7 200 như hình sau:
Chọn cổng truyền thông của Cable với máy tính tùy thuộc vào loại Cable sử dụng
(USB hoặc COM).
Đồ án tốt nghiệp 25