THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT KHÁCH SẠN

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 1

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH 4
DANH MỤC CÁC BẢNG 5
MỞ ĐẦU 6
LỜI GIỚI THIỆU 7
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN NĂNG LƢỢNG TRONG KHÁCH SẠN 8
1.1 Tiêu tốn năng lƣợng trong các tòa nhà 8
1.2 Mô hình cung cấp năng lƣợng cho toàn khách sạn 11
1.3 Giải pháp tiết kiệm quản lý năng lƣợng 11
1.3.1 Giải pháp tiết kiệm điện năng 11
1.3.2 Giải pháp sử dụng công nghệ mới BMS – hệ thống quản lý tòa nhà 11
CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU DDC, PLC S7-300 VÀ GIAO THỨC BACnet. 15
2.1 Giới thiệu chung bộ điều khiển số trực tiếp DDC. 15
2.1.1 Một số thông tin cơ bản DDC 15
2.1.2 Một số ứng dụng DDC 16
2.1.3 Ƣu, nhƣợc điểm DDC 17
2.2 Tổng quan về thiết bị khả trình PLC 19
2.2.1 Giới thiệu chung 19
2.2.2 Bộ nguồn 19
2.2.3 CPU 20
2.2.4 Bộ nhớ 22
2.2.5 Vòng quét chƣơng trình 22
2.2.6 Cấu trúc chƣơng trình 23
2.2.7 Truyền thông với thiết bị khác 24
2.3 Giới thiệu chung về giao thức BACnet. 27
2.3.1 Giới thiệu chung 28
2.3.2 Phạm vi ứng dụng 29

2.3.3 Tổng quan về kiểu dữ liệu BACnet 29
CHƢƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ HỆ SCADA VÀ PHẦN MỀM WinCC 31
3.1 Tổng quan về hệ thống SCADA 31
3.2 Các chức năng cơ bản của hệ SCADA 32
3.3 Phân loại hệ thống SCADA 32
3.4 Cấu trúc cơ bản của hệ thống SCADA. 33
3.5 Hệ thống SCADA hiện đại 36
3.5.1 Cấu trúc hệ thống 36
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 2

3.5.2 Các đặc tính chính của hệ thống 37
3.6 Các ứng dụng của một hệ thống SCADA 37
3.7 Lựa chọn phần mềm thiết kế WinCC 38
3.7.1 Giới thiệu chung 38
3.7.2 Các đặc điểm chính 39
3.7.3 Các chức năng SCADA cơ bản 39
3.7.4 Các chức năng cơ bản 40
CHƢƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG SCADA TRONG KHÁCH SẠN 44
4.1.Quy trình thiết kế hệ thống điều khiển tự động 44
4.2.Quy trình lập kế hoạch bổ sung hệ thống điều khiển tự động 45
4.3 Các hệ thống điều khiển chính. 46
4.3.1 Hệ thống điện 47
4.3.2 Hệ thống báo cháy 54
4.3.3 Hệ thống chữa cháy 55
4.3.4 Hệ thống lạnh 58
4.3.5 Hệ thống thông gió 60
4.3.6 Hệ thống bơm nƣớc 62
4.3.7 Hệ thống chiếu sáng. 64

4.3.8 Giám sát điều khiển quản lý hệ thống thang máy. 68
4.4 Lựa chọn mạng điều khiển 69
4.4.1 Mạng điều khiển cấp cao, điều khiển – giám sát 69
4.4.2 Mạng điều khiển cấp trƣờng 69
4.4.3 Cấu trúc mạng của hệ thống SCADA một khách sạn 70
4.4.4 Mạng và cách thức truyền thông 71
4.5 Cấu hình phần cứng 72
4.5.1 Tổng quát 72
4.5.2 Mạng truyền thông 75
4.5.3 Bộ điều khiển 76
4.5.4 Bộ điều khiển số trực tiếp (DDC) 77
4.6 Thiết bị cấp trƣờng 78
4.6.1 Cảm biến 78
4.6.2 Thiết bị đầu cuối ngƣời sử dụng 80
4.6.3 Bộ truyền động và van điều khiển 80
4.6.4 Động cơ. 81
4.7 Yêu cầu phần mềm 81
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 3

4.7.1 Đồ họa 81
4.7.2 Báo động 82
4.7.3 Đồ thị 83
4.7.4 Báo cáo 84
CHƢƠNG 5: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐẠT ĐƢỢC 85
5.1 Kết quả đạt đƣợc về vấn đề điều khiển 85
5.2 Kết quả đạt đƣợc về vấn đề giám sát 88
5.3 Kết quả đạt đƣợc về vấn đề thu thập dữ liệu 92
KẾT LUẬN 100

TÀI LIỆU THAM KHẢO 101
PHỤ LỤC 102

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
AHU Air Handing Unit (Máy điều hòa không khí)
BACnet Building Automation and Control Networks
(Giao thức truyền thông dữ liệu cho mạng điều khiển và tự
động hóa tòa nhà)
BMS Building Management System (Hệ thống quản lý tòa nhà)
DDC Direct Digital Controller (Bộ điều khiển số trực tiếp)
HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning (Điều hòa lƣu
thông không khí)
I/O Input/Output (Đầu vào/đầu ra)
IBMS Intelligent Building Management System (Hệ thống quản
lý tòa nhà thông minh)
MODBUS Giao thức modbus
MV Motorized Two-way Valve (Van hai ngả)
PLC Programmable Logic Controller (Bộ điều khiển logic lập
trình đƣợc)
HMI Human Machine Interface (Giao diện Ngƣời-Máy)
DEM Digital Electric Meter (Bộ đo đếm điện năng kĩ thuật số)
FLN Floor Level Network (Mạng cấp nền hay cấp tầng)
BLN Building Level Network (Mạng cấp tòa nhà)
MLN Management Level Network (Mạng cấp quản lý)
MBA Máy biến áp
PC Máy tính
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 4

SCADA Supervisory Control and Data Acquisition (Hệ thống giám
sát, điều khiển và thu thập dự liệu)
ĐHKK Điều hòa không khí
VP Văn phòng
PHT Phòng hội thảo
NH Nhà hàng
HL Hành lang
PN Phòng nghỉ
KVCC Khu vực công cộng
PCCC Phòng cháy chữa cháy
ACB Air Circuit Breaker (Máy cắt không khí hạ áp)
MCCB Moulded Case Circuit Breaker (Aptomat khối)
MEC Modular Equipment Controller (Mô đun điều khiển thiết
bị)
MBC Modular Building Controller (Mô đun điều khiển tòa nhà)
VRV Variable Air Volume (Bộ điều khiển lƣu lƣợng gió)
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Mô hình cung cấp năng lượng cho toàn khách sạn………………… 9
Hình 1.2: Mô hình hệ thống quản lý tòa nhà BMS……………………………… 12
Hình 2.1: Mô hình kết nối của SIMATIC S7-300…………………………… 22
Hình 2.2: Vòng quét chương trình………………………………………… 23
Hình 2.3: Cấu trúc mạng Ethernet………………………………………… 25
Hình 2.4:PC đọc thông tin về bộ nhớ và trạng thái hoạt động của PLC……….26
Hình 2.5: PC ghi dữ liệu về bộ nhớ và trạng thái hoạt động của PLC………….27
Hình 2.6: PLC gửi dữ liệu đến máy tính…………………………………………….27
Hình 3.1: Cấu hình của một hệ SCADA điển hình…………………………………34
Hình 3.2: Đặc tính mở của phần mềm WinCC…………………………………… 38
Hình 4.1: Mô hình các hệ thống kĩ thuật trong khách sạn…………………… 46
Hình 4.2:Mô hình tương tác giữa các hệ thống kĩ thuật trong khách sạn…… 47
Hình 4.3: Mô hình giám sát điện năng tiêu thụ……………………………… 49

Hình 4.4: Mô hình giám sát máy phát dự phòng………………………………… 50
Hình 4.5: Sơ đồ kết nối các thiết bị DEM…………………………………… 53
Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý kết nối các thiết bị báo cháy………………………… 55
Hình 4.7: Mô hình điều khiển giám sát hệ thống HVAC………………………….58
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 5

Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý điều khiển giám sát hệ thống HVAC…………… 60
Hình 4.9: Mô hình giám sát điều khiển chiếu sáng……………………………… 64
Hình 4.10: Cấu trúc hệ thống chiếu sáng LITROL……………………………… 67
Hình 4.11: Cấu trúc mạng chung của một khách sạn…………………………… 70
Hình 5.1: Giao diện giới thiệu……………………………………………………… 85
Hình 5.2: Giao diện điều khiển hệ thống AHU……………………………… 86
Hình 5.3: Giao diện điều khiển hệ thống chiếu sáng………………………… 86
Hình 5.4: Giao diện điều khiển hệ thống thang máy………………………… 87
Hình 5.5: Giao diện điều khiển hệ thống bãi đỗ xe……………………………….87
Hình 5.6: Giao diện điều khiển hệ thống cửa………………………………………88
Hình 5.7: Giao diện giám sát hệ thống AHU……………………………………….89
Hình 5.8: Giao diện giám sát hệ thống đèn…………………………………………90
Hình 5.9: Giao diện giám sát hệ thống thang máy……………………………… 90
Hình 5.10: Giao diện giám sát hệ thống bãi đỗ xe……………………………… 91
Hình 5.11: Giao diện giám sát hệ thống cửa………………………………… 91
Hình 5.12: Giao diện thu thập dữ liệu toàn bộ hệ thống………………………….92
Hình 5.13: Giao diện thu thập dữ liệu nhiệt độ trong ống gió hệ thống AHU…93
Hình 5.14: Giao diện thu thập dữ liệu nhiệt độ trong ống gió hệ thống AHU…93
Hình 5.15: Giao diện thu thập dữ liệu áp suất trong ống gió hệ thống AHU….94
Hình 5.16: Giao diện thu thập dữ liệu quạt gió của hệ thống AHU…………… 94
Hình 5.17: Giao diện thu thập dữ liệu vị trí tầng của hệ thống thang máy…….95
Hình 5.18: Giao diện thu thập dữ liệu động cơ của hệ thống thang máy………96

Hình 5.19: Giao diện quản lý số lượng xe trong bãi đỗ xe……………………….97
Hình 5.20: Giao diện thu thập dữ liệu động cơ hệ thống cửa……………………97
Hình 5.21: Giao diện thông báo sự cố các thiết bị……………………………… 98
Hình 5.22: Giao diện thông báo sự cố các thiết bị……………………………… 99

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Bảng thống kê số lượng đèn và điện năng tiêu thụ các loại đèn… 9
Bảng 1.2: Bảng thống kê hệ thống điều hòa không khí…………………………… 9
Bảng 1.3: Bảng thống kê hệ thống nước nóng…………………………………… 10
Bảng 1.4: Bảng thống kê hệ thống bơm nước………………………………………10
Bảng 1.5: Bảng thống kê hệ thống thang máy…………………………………… 10

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 6

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Các tỉnh duyên hải Miền Trung với nhiều địa điểm du lịch hấp dẫn, là điểm
đến của rất nhiều khách du lịch ở trong và ngoài nƣớc. Do đó số lƣợng khách
sạn phát triển không ngừng để phục vụ du khách nghĩ dƣỡng.
Đối với nhiều doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực khách sạn, chi phí
cho việc sử dụng năng lƣợng hằng năm là tƣơng đối lớn. Để nâng cao tính tự
động hóa quản lý năng lƣợng chặt chẽ hơn, tăng sức cạnh tranh cho doanh
nghiệp. Chính vì lẽ đó tôi thực hiện đề tài “Thiết kế hệ thống Scada điều khiển,
giám sát khách sạn”.
2. Đối tƣợng và phạm vi đề tài
 Tìm hiểu một số giải pháp sử dụng năng lƣợng hiệu quả trong khách
sạn và ứng dụng PLC, WinCC và mini SCADA điều khiển và giám sát
một số thiết bị điện hiệu quả.

 Phân tích đánh giá đƣa ra giải pháp ứng dụng tự động hóa.
3. Mục tiêu chính của đề tài
 Tạo ra một giao diện trên máy tính kết nối một số thiết bị điện trong
khách sạn giúp cho ngƣời vận hành điều khiển thuận tiện.
 Từ đó điều khiển, giám sát và vận hành hợp lý các thiết bị điện để tiết
kiệm năng lƣợng.
 Ứng dụng kiến thức về tự động hóa đã học vào thực tế.

Bình Định, ngày 05 tháng 05 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Bùi Duy Phƣơng

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 7

LỜI GIỚI THIỆU
Tự động hóa, trong những năm gần đây khái niệm này đã trở nên quen
thuộc. Tự động hóa đã góp mặt trong mọi lĩnh vực từ sản xuất cho đến phục vụ
cuộc sống hằng ngày. Mục tiêu của công nghệ tự động hóa là xây dựng một hệ
thống mà trung tâm là con ngƣời, ở đó con ngƣời thực hiện việc đặt ra các yêu
cầu còn mọi thao tác thực hiện đƣợc đảm nhận bởi những hệ thống kỹ thuật đặc
trƣng. Hệ quả là giải phóng sức lao động con ngƣời, nâng cao hiệu quả sản xuất.
Trên thế giới, các hệ thống thông minh, tự động điều khiển đã đƣợc áp
dụng từ rất sớm và cho thấy những đóng góp quan trọng không thể phủ nhận.
Với các công trình xây dựng công nghiệp và dân dụng, các hệ thống kỹ thuật tự
động gọi chung là hệ thống tự động hóa tòa nhà đóng một vai trò quan trọng
trong việc duy trì một điều kiện làm việc lý tƣởng cho công trình, cho con ngƣời
và các thiết bị hoạt động bên trong công trình. Một hệ thống tự động hoàn chỉnh
sẽ cung cấp cho công trình giải pháp điều khiển, quản lý điều kiện làm việc nhƣ

nhiệt độ, độ ẩm, lƣu thông không khí, chiếu sáng, các hệ thống an ninh, báo
cháy, quản lý hệ thống thiết bị kỹ thuật, tiết kiệm năng lƣợng tiêu thụ cho công
trình, thân thiện hơn với môi trƣờng.
Ở Việt Nam, những năm gần đây cũng không khó để nhận ra những đóng
góp của các hệ thống tự động trong các công trình công nghiệp và dân dụng.
Những khái niệm về quản lý tòa nhà, tiết kiệm năng lƣợng công trình, bảo vệ
môi trƣờng không còn quá mới mẻ. Tuy nhiên, mức độ áp dụng các hệ thống
này nói chung vẫn có giới hạn, chƣa thực sự sâu và rộng. Điều này sẽ thay đổi
nhanh chóng trong những năm tới đây, khi nhịp độ xây dựng những công trình
hiện đại ngày càng cao, khi những hệ thống tự động hóa tòa nhà ngày càng có
năng lực và độ tin cậy lớn hơn, lợi ích của việc áp dụng những hệ thống này
ngày càng rõ nét.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 8

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN NĂNG LƢỢNG TRONG KHÁCH SẠN
1.1 Tiêu tốn năng lƣợng trong các tòa nhà
Trong một tòa nhà, cơ cấu sử dụng tiêu tốn năng lƣợng bao gồm: năng
lƣợng tiêu tốn cho hệ thống chiếu sáng chiếm khoảng 15 – 20%, hệ thống điều
hòa không khí chiếm 40 – 60%, các thiết bị động cơ chiếm 10 – 15%, phần còn
lại dành cho các thiết bị phụ trợ khác.
 Tiêu tốn năng lượng cho chiếu sáng
Kết quả khảo sát, năng lƣợng cho chiếu sáng tại Hà Nội chiếm 20% điện
tiêu thụ trong các trung tâm thƣơng mại, văn phòng cho thuê, 15% trong các
khách sạn, 20% trong các tòa nhà hỗn hợp và tại Hồ Chí Minh năng lƣợng cho
chiếu sáng tại văn phòng công sở là 11,5%; trung tâm thƣơng mại là 24%; khách
sạn là 9,11%.
 Tiêu tốn năng lượng cho hệ thống điều hòa không khí

Năng lƣợng tiêu tốn cho điều hòa không khí của một tòa nhà là rất lớn
chiếm khoảng 40-60% tổng năng lƣợng tiêu thụ, với khách sạn có thể đạt đến
60-80%.
 Tiêu tốn năng lượng cho hệ thống nước nóng
Hiện nay, đa số các tòa nhà sử dụng máy nƣớc nóng bằng điện trở, một số
tòa nhà đã chuyển sang sử dụng máy năng lƣợng mặt trời.
 Tiêu tốn năng lượng cho các hệ thống phụ trợ khác
Trong các tòa nhà các hệ thống nhƣ: bơm nƣớc, thang máy, các máy thiết
bị chuyên dùng…tiêu tốn một năng lƣợng khoảng 10-15% đồng thời các hệ
thống này thƣờng làm phát sinh một lƣợng năng lƣợng vô ích rất lớn.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 9

1.2 Mô hình cung cấp năng lƣợng cho toàn khách sạn

Hình 1.1: Mô hình cung cấp năng lượng cho toàn khách sạn
Thống kê các hệ thống tiêu thụ năng lƣợng trong khách sạn Hải Âu Quy
Nhơn.
Loại đèn
Số lƣợng
(bóng)
Công
suất/bóng
(kW)
Tổng công
suất
(kW)
Giờ sử

dụng điện
năng
(giờ/ngày)
Nơi sử dụng
Huỳnh quang
100
0,036
3,6
10
VP,PHT,NH
Sợi đốt
504
0,04
20,16
1,5
PN,PHT,NH
Cao áp
10
0,45
4,5
8
KVCC
Đèn comact
1613
0,011
177,43
8
PN,HT,NH,HL
Tổng công
suất lắp đặt

2227
0,537
194,58


Bảng 1.1: Bảng thống kê số lượng đèn và điện năng tiêu thụ các loại đèn
Loại
Công suất
làm lạnh
(kW)
Số lƣợng
Tổng công
suất làm
lạnh (kW)
Giờ sử
dụng điện
(giờ/ngày)
Nơi lắp đặt
ĐHKK cục bộ
1,875
70
131,25
10
Phòng
nghỉ,VP
Hệ thống
ĐHKK trung
tâm
60
10

600
10
Tòa nhà
mới
Bảng 1.2: Bảng thống kê hệ thống điều hòa không khí

Hệ thống
ĐHKK
Máy phát dự
phòng
Hệ thống thang
máy
TBA của khách
sạn
Hệ thống
chiếu sáng
Hệ thống nƣớc
nóng
Hệ thống khác
Hệ thống bơm
nƣớc
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 10

Loại
Công suất
(kW)
Số lƣợng
Tổng công

suất (kW)
Giờ sử
dụng điện
(giờ/ngày)
Nơi lắp đặt
Máy nƣớc
nóng dùng
điện
2,5
172
430
3
Phòng
nghỉ, VP
Bảng 1.3: Bảng thống kê hệ thống nước nóng
Thiết bị
Công
suất
(kW)
Số
lƣợng
Tổng
công
suất
(kW)
Giờ sử
dụng điện
(giờ/ngày)
Nơi lắp đặt
Động cơ dùng cho

tƣới cây
1,125
01
1,125
3
Trạm bơm nƣớc
Động cơ bơm
nƣớc sinh hoạt
10,5
03
31,5
3
Trạm bơm nƣớc
Động cơ dùng cho
ĐHKK
11
02
22
10
Trạm bơm nƣớc
Động cơ dùng cho
ĐHKK
5,5
02
10
10
Trạm bơm nƣớc
Động cơ dùng cho
cứu hỏa
22,5

01
22,5

Trạm bơm nƣớc
Tổng công suất lắp
đặt


87,125


Bảng 1.4: Bảng thống kê hệ thống bơm nước
Loại
Công suất
(kW)
Số
lƣợng
Tổng
công
suất
(kW)
Giờ sử
dụng điện
(giờ/ngày)
Nơi lắp đặt
Thang máy
Fuji
15
4
60

10
Trong khách sạn
Bảng 1.5: Bảng thống kê hệ thống thang máy

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 11

1.3 Giải pháp tiết kiệm quản lý năng lƣợng
1.3.1 Giải pháp tiết kiệm điện năng
- Quản lý điện năng tiêu thụ của khách sạn
- Thay đèn cao áp bằng đèn compact
- Sử dụng biến tần để điều khiển động cơ bơm cấp nƣớc cung cấp cho hệ
thống điều hòa trung tâm
- Đầu tƣ hệ thống nƣớc nóng năng lƣợng mặt trời kết hợp với máy nƣớc
nóng có sẵn của khách sạn
- Cắt giảm số lƣợng thang máy hoạt động trong các giờ nhất định để tiết
kiệm điện năng.
1.3.2 Giải pháp sử dụng công nghệ mới BMS – hệ thống quản lý tòa nhà
 Cấu trúc tiêu chuẩn cho một hệ BMS
Hệ thống điều khiển tự động tòa nhà BMS đƣợc thiết kế theo mô hình điều
khiển phân lớp. Một hệ thống BMS thƣờng đƣợc thiết kế theo mô hình 4 lớp:
- Lớp hiện trƣờng.
- Lớp điều khiển.
- Lớp vận hành giám sát.
- Lớp quản lý.
 Thiết bị hiện trường
Các thiết bị nhƣ cảm biến (sensor): Sensor nhiệt, ánh sáng, chuyển động,
hồng ngoại bộ chấp hành (actuator): Điều hoà không khí, quạt thông gió, thang
máy các bộ field controller để giao tiếp trục tiếp với các khu vực có các ứng

dụng cần điều khiển. Các thiết bị hiện trƣờng có khả năng tự giao tiếp với nhau,
hoặc qua bộ điều khiển (Local controler). Sensor sẽ gửi thông số của hệ thống,
của môi trƣờng tới bộ điều khiển. Bộ điều khiển sẽ xử lý thông điệp đó và gửi
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 12

tới thiết bị chấp hành. Thiết bị chấp hành có thể nhận ngay yêu cầu từ các thiết
bị cảm biến, hoặc từ hệ thống BMS.

Hình 1.2: Mô hình hệ thống quản lý tòa nhà BMS
 Khối điều khiển
Kết nối từ trung tâm điều khiển tới mức điều khiển các ứng dụng trong tòa
nhà thông qua các điều khiển BAS với giao diện BACnet TCP/IP, bao gồm các
bộ DDC (Digital Direct Controller - điều khiển số trực tiếp), các bộ điều khiển
địa phƣơng, khu vực, các giao diện tới các hệ thống phụ trợ nhƣ: điều hòa không
khí, báo cháy, chữa cháy, hệ thống điện Khối điều khiển có chức năng:
- Nhận lệnh điều khiển từ khối vận hành giám sát gửi tới thiết bị chấp hành.
- Xử lý thông điệp khi có yêu cầu tại địa phƣơng.
- Gửi thông điệp, kết quả tới khối vận hành giám sát.
 Khối vận hành giám sát (SCADA)
Trung tâm điều khiển, mức quản lý bao gồm các hệ thống máy chủ dữ liệu,
trạm làm việc đƣợc cài đặt các phần mềm quản lý bảo dƣỡng, máy in và máy
tính dành cho việc lập trình và cấu hình hệ thống. Nó có chức năng chính:
- Quản lý toàn bộ toà nhà
- Giám sát vận hành của các thiết bị, giám sát sự cố xảy ra.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 13

- Gửi yêu cầu đến bộ điều khiển hiện trƣờng. BMS quản lý các thành phần
hệ thống toà nhà theo cơ chế đánh địa chỉ. Mỗi thiết bị, bộ điều khiển địa
phƣơng đƣợc gắn một địa chỉ. Các thiết bị hiện trƣờng có thể trực tiếp giao
tiếp với nhau hoặc qua bộ điều khiển địa phƣơng. Giao tiếp thƣờng đƣợc sử
dụng ở bus trƣờng là ARCnet và ở Bus điều khiển là BACnet TCP/IP. Một
điều thuận lợi khi tích hợp hệ thống đó là các thiết bị hiện trƣờng nhƣ thang
máy, điều hoà, quạt thống gió đều hỗ trợ chuyển truyền thông TCP/IP.
Rất thuận lợi cho nhà tích hợp hệ thống.
 Khối quản lý
Khối này thực ra đƣợc cài đặt ngay ở khối vận hành giám sát. Chức năng
chính của nó là cài đặt kế hoạch làm việc. Kết nối vận hành từ xa qua mạng viễn
thông, internet Ví dụ: Khi ta cần một phòng họp cho 100 ngƣời vào X giờ,
ngày Y tháng Z. Ngƣời quản trị có thể tự tìm và ấn định nó hoặc gõ lệnh để máy
tự tìm. Khi đó Hệ thống vận hành giám sát sẽ tự động gửi lệnh điều khiển bao
gồm: Thời gian mở phòng họp, bật đèn, điều hoà, thông gió trƣớc thời gian ấn
định nào đó. Ánh sáng trong phòng đƣợc mặc định là phòng họp. Khi yêu cầu
một phòng khách sẽ có phòng khách với không gian của nó Với mục đích đem
lại sự thoải mái cho ngƣời sử dụng, tiết kiệm năng lƣợng, giảm sự vận hành của
con ngƣời đối với các thiết bị trong toà nhà. Hiện nay, các phần mềm điều khiển
BMS đƣợc tích hợp hoàn hảo với các thiết bị hỗ trợ khác nhƣ: Hệ thống truyền
hình hội nghị, điều khiển và giám sát qua mạng, các thiết bị cầm tay PDA

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 14

KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Hiện nay các tòa nhà cao tầng hay khách sạn chiếm 10% lƣợng tiêu thụ
năng lƣợng và có thể tăng 3,6 lần trong khoảng vài năm tới. Qua một số thống
kê trên từ đó xác định đƣợc các yếu tố tiêu thụ điện năng. Tiến tới xây dựng hệ

thống miniSCADA điều khiển và quản lý một số hệ thống kỹ thuật giúp cho
việc vận hành trở nên hiệu quả góp phần tiết kiệm năng lƣợng cho khách sạn.
Vấn đề quản lý vẫn là then chốt. Thực tế chứng minh rằng ngoài yếu tố
công nghệ thì mức độ tổn thất năng lƣợng phụ thuộc rất nhiều và ý thức và trách
nhiệm của nhân viên, của ngƣời vận hành. Mong muốn của ngƣời quản lý là làm
sao cho tất cả nhân viên, công nhân vận hành phải có ý thức tiết kiệm năng
lƣợng. Ở đây không đề cập tới các chính sách quản trị của các doanh nghiệp mà
chỉ xin nêu ra một giải pháp công nghệ giúp cho nhà quản lý có thể kiểm soát
đƣợc mức tiêu hao năng lƣợng hỗ trợ cho các chính sách quản lý tiết kiệm điện
năng của mình.
Đó là giải pháp kiểm soát mức tiêu hao điện năng đến từng ca sản xuất của
doanh nghiệp. Để có thể kiểm soát đƣợc mức độ tiêu hao điện năng đến từng ca,
từng tổ và từng máy sản xuất ta có thể trang bị các thiết bị đo đếm điện thông
minh và thiết lập một mạng giám sát (SCADA). Các thiết bị này hiện nay có bán
trên thị trƣờng với các chuẩn truyền thông công nghiệp nhƣ Profibus, RS485 sẽ
cho phép ta kết nối các thiết bị đo đếm thông minh thành mạng. Thông qua một
máy tính kết nối với mạng truyền thông này ngƣời quản lý có thể giám sát đƣợc
mức tiêu hao điện năng của từng khu vực và công đoạn sản xuất tới từng ca sản
xuất để từ đó có cái nhìn tổng quan về mức độ tổn thất năng lƣợng của toàn
doanh nghiệp và từ đó có những điều chỉnh hợp lý nhằm nâng cao khả năng tiết
kiệm điện năng.
Tiết kiệm điện năng hiện nay là vấn đề thời sự nóng bỏng không chỉ với
các doanh nghiệp Việt Nam mà còn cả đối với các doanh nghiệp ở các nƣớc
công nghiệp phát triển. Xây dựng thành công chiến lƣợc tiết kiệm điện năng và
có những quyết định đầu tƣ đúng đắn sẽ giúp cho doanh nghiệp tăng sức cạnh
tranh của mình trên thị trƣờng.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 15

CHƢƠNG 2
GIỚI THIỆU DDC, PLC S7-300 VÀ GIAO THỨC BACnet

2.1 Giới thiệu chung bộ điều khiển số trực tiếp DDC.
2.1.1 Một số thông tin cơ bản DDC
- Các bộ điều khiển số DDC: các bộ này có thể nằm tại nhiều phân lớp
mạng khác nhau trong hệ thống: FLN-mạng tầng tòa nhà, BLN-mạng tổng thể
tòa nhà. Có thể giao tiếp qua các chuẩn TCP/IP, BACnet/IP…làm nhiệm vụ điều
khiển cho các hệ thống, thu thập và lƣu trữ dữ liệu hoạt động.
- Tất cả DDC sẽ có mạch vi xử lý là 32 bit dựa trên cơ sở hoạt động của hệ
thống EPROM và cho phép thực hiện nhanh nhƣ yêu cầu vận hành trong ứng
dụng công nghiệp. Chƣơng trình DDC và các dữ liệu sẽ phải ổn định trong
EPROM để cho phép một vài điều kiện khác có sự thay đổi. Mỗi DDC sẽ có
năng lƣợng sử dụng tối thiểu trong vòng 30 ngày. DDC sẽ giám sát pin và cảnh
báo nếu nhƣ năng lƣợng còn dƣới mức tối thiểu. Bộ DDC điều khiển từ xa sẽ
đƣợc cung cấp kỹ thuật vào ra theo yêu cầu của mục đích ứng dụng. Những
bảng mạch này sẽ đƣợc định dạng số hóa đầu vào, đầu ra để tƣơng thích với bộ
vi xử lý và để kết nối mạng.
- Các bộ DDC có thể điều khiển đƣợc trên một phạm vi rộng từ 18 – 100
đầu nút. Mỗi DDC sẽ đƣợc cung cấp 1 rack cắm vào 1 POT (Portable Operators
Terminal). Mỗi đầu ra DDC là bít nhị phân cho điều khiển On – Off với dải điện
áp thực từ 0 – 10V.
- Các bộ DDC đƣợc thiết kế phức hợp và giao tiếp tay đôi với các DDC
khác. Mỗi DDC có đồng hồ thời gian thực cho việc vận hành độc lập. Mỗi DDC
có ít nhất 256KB RAM, 512KB OS EPROM và 256KB bộ nhớ dữ liệu.
- Mỗi bộ DDC sẽ điều khiển đƣợc hơn 40 module. Nếu có sự hƣ hại nào đó
ở nhiều hay ít thiết bị đó sẽ đƣợc tách ra và thay thế lại. Yêu cầu tối thiểu trong
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 16

điều khiển các module bao gồm các cổng vào ra số và tƣơng tự. Những module
này có thể nhận về và đƣa ra các tín hiệu theo tiêu chuẩn công nghiệp.
- Tất cả các bộ DDC sẽ có hệ thống LED để chỉ dẫn chức năng và vận
hành. Tất cả hệ thống LED đều có thể nhìn đƣợc mà không cần mở panel. DDC
này truyền thông với DDC khác và với PC điều khiển với tốc độ tối thiểu
1Mbps.
- Mỗi DDC là một cá nhân thông minh trong quá trình giao tiếp với giao
thức tay đôi. Bộ điều khiển DDC có tụ tích điện để hỗ trợ RAM trong vòng 72
giờ để cấp năng lƣợng khi mất nguồn.
- DDC sẽ cung cấp ít nhất 200 sự kiện cho một trong số 20 đầu nút. Tất cả
các sự kiện đó sẽ đƣợc truy cập trong bất kỳ thời gian nào. Nếu dữ liệu đệm
trong DDC đầy thì dữ liệu lâu nhất sẽ bị bỏ và thay thế vào đó là dữ liệu mới.
Những dữ liệu có giá trị của DDC sẽ luôn sẵn sàng.
2.1.2 Một số ứng dụng DDC
DDC có thể điều khiển thiết bị khí nén. Sự điều khiển linh hoạt này cho
phép thay đổi bất kỳ điểm đặt của chiến lƣợc kiểm soát mà không gián đoạn
hoạt động của hệ thống. Phần mềm DDC để kiểm soát hệ thống HVAC và xây
dựng các hệ thống khác.
Xây dựng các chƣơng trình đọc cảm biến nhiệt độ, đo lƣờng, độ ẩm tƣơng
đối, lƣu lƣợng, áp suất, mức độ ánh sáng và làm những việc khác bao gồm
chuyển đổi tuyến tính. Ngoài ra dùng để đo năng lƣợng tiêu thụ.
Xây dựng các chƣơng trình bật /tắt thiết bị kiểm soát hoạt động start-stop
theo giá trị cảm biến tƣơng tự.
Điều chỉnh chƣơng trình kiểm soát hoạt động các thiết bị biến vị trí, nhƣ
van và van điều tiết dựa trên một hằng số, điểm đặt cố định, và một thiết lập lại
lịch trình.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 17

2.1.3 Ưu, nhược điểm DDC
Quyết định sử dụng DDC có thể dựa trên các giá trị kỳ vọng của cả năng
lƣợng và tiết kiệm chi phí lao động. DDC tiết kiệm năng lƣợng đáng kể thông
qua kiểm soát chính xác và bằng cách duy trì điều chỉnh điểm đặt mà không thay
đổi theo thời gian. Từ DDC tích hợp điều khiển nhiệt độ và quản lý năng lƣợng
trong cùng một hệ thống, thoải mái xem xét có thể đƣợc đƣa vào chƣơng trình
quản lý năng lƣợng phức tạp hơn, chẳng hạn nhƣ nhu cầu hạn chế bởi nhiệt độ
và giới hạn điểm đặt. Chức năng điều khiển tiên tiến có sẵn với các bộ vi xử lý
DDC.
Một ví dụ điển hình sẽ đƣợc tính toán tối thiểu phần trăm không khí bên
ngoài, sử dụng ngoài trời, hồi khí trở lại, và cảm biến nhiệt độ không khí hỗn
hợp. Năng lƣợng lớn tiết kiệm có thể đƣợc thực hiện theo cách này, vì hầu nhƣ
tất cả các hệ thống điều khiển khác luôn sử dụng quá nhiều không khí bên ngoài.
Độ tin cậy, chính xác, và tiện lợi của DDC giảm lao động cần thiết để bảo
trì HVAC và cho phép nhân viên thực hiện chức năng quan trọng khác. DDC
đòi hỏi cả phần cứng và phần mềm. Phần cứng phải đáng tin cậy, chuẩn công
nghiệp, và thiết kế để giao tiếp với thiết bị. Phần mềm phải có một thiết kế đã
đƣợc chứng minh để đƣợc toàn diện, linh hoạt, và dễ sử dụng. DDC cải thiện
hoạt động xây dựng trong bốn cách. Nó làm giảm tiêu thụ năng lƣợng, giảm lao
động bảo trì HVAC, cải thiện và đảm bảo sự thoải mái tiện nghi, và cung cấp
tiện lợi hoạt động lớn hơn. DDC cung cấp sự linh hoạt rất lớn kiểm soát và
thông tin rất chính xác. Nó cho phép các nhà khai thác xây dựng để giảm chi phí
và cung cấp dịch vụ tốt hơn cùng một lúc. Và độ chính xác lâu dài của DDC
vƣợt qua sự phân rã không thể tránh khỏi của các điều khiển khác. Công nghệ
máy tính hiện nay có khả năng đơn giản hóa và cải thiện xây dựng hệ thống
kiểm soát. Chi phí cho mỗi điểm cho hệ thống DDC thƣờng cao hơn so với các
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 18

lớp khác, nhƣng những lợi ích bổ sung sau đây thƣờng đủ để bù lại chi phí hệ
thống DDC.
1. Đƣợc mở rộng về số lƣợng điểm có thể để đƣợc theo dõi, các gói phần
mềm có sẵn, và hoạt động chức năng.
2. DDC đáng tin cậy hơn khi điều khiển hệ thống khí nén.
3. Sự cố của máy tính trạm điều hành trung ƣơng không làm đảo lộn đơn vị
điều khiển cá nhân vì bộ vi xử lý vệ tinh đƣợc lập trình để đứng một mình trong
trƣờng hợp nhƣ vậy.
4. Điều hành trạm bộ nhớ máy tính lớn hơn cho phép quản lý tòa nhà,
khách sạn để sử dụng một chƣơng trình bảo dƣỡng dự phòng và thực hiện kiểm
toán năng lƣợng cho các tòa nhà, khách sạn khác nhau hoặc các khu vực của một
tòa nhà, khách sạn duy nhất.
5. Khách hàng không phải phụ thuộc vào một công ty cụ thể để bảo trì thiết
bị, và trong nhiều trƣờng hợp, kết quả trong việc giảm chi phí hoạt động của hệ
thống.
6. Mặc dù chi phí ban đầu của hệ thống DDC là tƣơng đối cao hơn, thời
gian hoàn vốn là tƣơng đƣơng với các hệ thống nhỏ hơn.
7. Trong hầu hết các trƣờng hợp, DDCs không làm giảm yêu cầu nhân lực,
nhƣng một hệ thống điều hành kiểm soát trung tâm có thể hỗ trợ trong việc xây
dựng quản lý và bảo dƣỡng hiệu quả hơn, đặc biệt là khi thực hiện chƣơng trình
bảo dƣỡng phòng ngừa hiệu quả.

Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 19

2.2 Tổng quan về thiết bị khả trình PLC
2.2.1 Giới thiệu chung

PLC là viết tắt của Programmable Logic Control là thiết bị điều khiển
Logic lập trình đƣợc, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển
logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.
Trong lĩnh vực tự động điều khiển, bộ điều khiển PLC là thiết bị có khả
năng lập trình đƣợc sử dụng rộng rãi. Kỹ thuật PLC đƣợc sử dụng chủ yếu để
điều khiển và tự động hoá quá trình công nghệ hoặc các quá trình sản xuất trong
công nghiệp. Đặc trƣng của PLC là sử dụng vi mạch để xử lý thông tin, nó cũng
giống nhƣ con vi xử lý xong việc lập trình và tốc độ thuận tiện hơn, xử lí nhanh
hơn và dễ dàng thay đổi công nghệ, cải tạo dựa trên chƣơng trình và phần mở
rộng.
Các ƣu thế của PLC trong tự động hoá:
- Thời gian lắp đặt công trình ngắn
- Dễ dàng thay đổi mà không tốn kém về mặt kinh tế.
- Do phần mềm linh hoạt nên mở rộng và cải tạo công nghệ dễ dàng
- Ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng
- Dễ bảo trì, các chỉ thị vào ra giúp xử lý sự cố dễ dàng và nhanh hơn
- Độ tin cậy cao, chuẩn hoá đƣợc phần cứng điều khiển
- Thích ứng với môi trƣờng khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động,
tiếng ồn.
2.2.2 Bộ nguồn
Bộ nguồn cung cấp điện cho PLC hoạt động, việc chọn bộ nguồn dựa trên
dòng tiêu thụ của điện áp một chiều (5 VDC hoặc 24 VDC). Dòng tiêu thụ của
các phân tử PLC phải nhỏ hơn dòng điện cấp của bộ nguồn để không bị quá tải.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 20

2.2.3 CPU
Thành phần cơ bản của PLC là khối vi xử lý CPU. Tốc độ xử lí của CPU là
tốc độ xử lý từng bƣớc lệnh của chƣơng trình. PLC đòi hỏi CPU phải có tốc độ

xử lý nhanh để có thể mô phỏng các hiện tƣợng logic vật lý xảy ra nhanh trong
thế giới thực, CPU có tần số nhịp càng cao thì xử lí càng cao.
 Module mở rộng
Các module mở rộng chia thành 5 loại chính:
1. Module nguồn nuôi (PS - Power supply)
Có 3 loại: 2A, 5A, 10A.
2. Module xử lý vào/ra tín hiệu số (SM - Signal module)
Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:
- DI (Digital input): Module mở rộng các cổng vào số. Số các cổng vào số
mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module.
- DO (Digital output): Module mở rộng các cổng ra số. Số các cổng ra số
mở rộng có thể là 8, 16, 32 tuỳ từng loại module.
- DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra
số Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ
từng loại module.
- AI (Analog input): Modulee mở rộng các cổng vào tƣơng tự. Số các cổng
vào tƣơng tự có thể là 2, 4, 8 tuỳ từng loại module.
- AO (Analog output): Modulee mở rộng các cổng ra tƣơng tự. Số các cổng
ra tƣơng tự có thể là 2, 4 tuỳ từng loại module.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 21

- AI/AO (Analog input/Analog output): Modulee mở rộng các cổng vào/ra
tƣơng tự. Số các cổng vào/ra tƣơng tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tuỳ
từng loại module.
3. Module ghép nối (IM - Interface module)
Module ghép nối nối các module mở rộng lại với nhau thành một khối và
đƣợc quản lý chung bởi 1 module CPU. Một module CPU S7-300 có thể làm
việc trực tiếp với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải đƣợc nối với nhau bằng

module IM.
Các module ghép nối (IM) cho phép thiết lập hệ thống S7_300 theo nhiều
cấu hình. S7-300 cung cấp 3 loại module ghép nối sau:
- IM 360: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8
module trên đó với khoảng cách tối đa là 10 m lấy nguồn từ CPU.
- IM 361: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm ba tầng, với một tầng
chứa 8 module với khoảng cách tối đa là 10 m đòi hỏi cung cấp một nguồn 24
VDC cho mỗi tầng.
- IM 365: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8
module trên đó với khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU.
4. Module chức năng (FM - Function module)
Module có chức năng điều khiển riêng. Ví dụ nhƣ module PID, module
điều khiển động cơ bƣớc…
5. Module truyền thông (CP - Communication module)
Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữa
PLC với máy tính.
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 22

M
COIL
VALE
PS CPU
SM:
DI
SM:
DO
FM
SM:

AI
SM:
AO
IM CP

Hình 2.1: Mô hình kết nối của SIMATIC S7-300
2.2.4 Bộ nhớ
Dung lƣơng bộ nhớ nói lên khả năng nhớ của PLC đo bằng đơn vị Kbyte
nhƣng cũng có thể là số tối đa dòng lệnh có khi đƣợc viết chƣơng trình.
- Bộ nhớ của S7 -300 đƣợc chia làm ba vùng:
+ Vùng chƣơng trình: là miền nhớ để lƣu giữ các lệnh chƣơng trình.
+ Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chƣơng trình ứng dụng.
+ Vùng dữ liệu: là miền để sử dụng để cất giữ các khối dữ liệu của chƣơng
trình bao gồm kết quả của các phép tính, hằng số đƣợc định nghĩa trong chƣơng
trình bộ đệm truyền thông.
2.2.5 Vòng quét chương trình
PLC thực hiện chƣơng trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp đƣợc gọi là
vòng quét (scan). Thời gian cần thiết để PLC thực hiện đƣợc một vòng quét gọi
là thời gian vòng quét (Scan time). Thời gian vòng quét không cố định, không
phải vòng quét nào cũng thực hiện trong một khoảng thời gian nhƣ nhau. Mà tuỳ
thuộc vào số lệnh trong chƣơng trình đƣợc thực hiện, vào khối lƣợng dữ liệu
đƣợc truyền thông trong vòng quét đó.

Màn hình PC
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 23

Hình 2.2: Vòng quét chương trình
2.2.6 Cấu trúc chương trình
- Lập trình tuyến tính:
Kĩ thuật lập trình tuyến tính là phƣơng pháp lập trình mà toàn bộ chƣơng
trình ứng dụng sẽ chỉ nằm trong một khối OB1. Kĩ thuật này có ƣu điểm là gọn,
rất phù hợp với những bài toán điều khiển đơn giản, ít nhiệm vụ.
- Lập trình có cấu trúc:
Chƣơng trình đƣợc chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng và
các phần này nằm trong những khối chƣơng trình khác nhau. Loại hình cấu trúc
này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và phức tạp. PLC
S7-300 có 4 loại khối cơ bản:
+ Loại khối OB (Oganization block): Khối tổ chức và quản lý chƣơng trình
điều khiển.
+ Loại khối FC (Program block): Khối chƣơng trình với những chức năng
riêng giống nhƣ một chƣơng trình con hoặc một thủ tục (chƣơng trình con có
biến hình thức).
+ Loại khối FB (Function block): Là loại khối FC đặc biệt có khả năng trao
đổi một lƣợng dữ liệu lớn với các khối chƣơng trình khác. Các dữ liệu này phải
đƣợc tổ chức thành khối dữ liệu riêng có tên gọi là Data block.
Truyền thông và
kiểm tra nội bộ
Chuyển dữ liệu từ
cổng
vào tới I
Thực hiện

chƣơng trình
Chuyển dữ liệu từ
cổng vào Q
VÒNG
QUÉT
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 24

+ Loại khối DB (Data block): Khối chứa các dữ liệu cần thiết để thực hiện
chƣơng trình. Các tham số của khối do ngƣời dùng tự đặt.
2.2.7 Truyền thông với thiết bị khác
2.2.7.1 Các phương thức truyền thông
- Điểm đối điểm: Point-to-Point Interface (PPI) (Đối với S7-200)
- Đa điểm: Multi Point Interface (MPI) (Đối với S7-300)
- PROFIBUS (Process Field Bus)
- Ethernet
- ASI (Actuator Sensor Interface)
- Internet
2.2.7.2 Phương thức PPI
PPI là phƣơng thức chủ tớ. Các thiết bị chủ (CPU, thiết bị lập trình,…) gửi
yêu cầu đến các trạm và các trạm trả lời. Các trạm không bao giờ tự gửi thông
tin lên mạng mà chỉ chờ nhận các yêu cầu của các thiết bị chủ để trả lời.
2.2.7.3 Phương thức MPI
MPI có thể là phƣơng thức chủ/tớ hay chủ/chủ. Cách thức hoạt động phụ
thuộc vào loại thiết bị. Nếu thiết bị đích là CPU S7-300 thì MPI tự động trở
thành chủ/chủ vì các CPU S7-300 là các thiết bị chủ trong mạng. Nếu thiết bị
đích là CPU S7-200 thì MPI lại là chủ/tớ vì các CPU S7-200 lúc đó đƣợc coi
nhƣ là trạm.
Khi hai thiết bị trong mạng kết nối nhau bằng phƣơng thức MPI, chúng tạo

nên một liên kết riêng, không thiết bị chủ khác nào có thể can thiệp vào liên kết
này. Thiết bị chủ trong hai thiết bị kết nối thƣờng giữ mối liên kết đó trong một
khoảng thời gian ngắn hoặc huỷ liên kết vô thời hạn (giải phóng đƣờng truyền).
Mạng MPI có giá thành thấp, đƣợc ứng dụng với số lƣợng đối tác truyền
thông ít (tối đa 32 trạm), lƣợng dữ liệu nhỏ.
1. Phƣơng thức truy cập
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Lê Thái Hiệp

SVTH: Bùi Duy Phương-ĐKT32B Trang 25

MPI sử dụng phƣơng thức truy cập Token-Passing. Token là một bức điện
ngắn không mang dữ liệu, có cấu trúc đặc biệt với các bức điện mang thông tin
nguồn, đƣợc dùng tƣơng tự nhƣ một chìa khoá. Một trạm đƣợc quyền truy cập
bus và gửi thông tin đi chỉ trong thời gian nó đƣợc giữ Token.
2. Môi trƣờng truyền dẫn
MPI sử dụng cáp hai dây. Chiều dài tối đa của cáp cho một đoạn bus là
50m. Sử dụng bộ lặp RS-485 làm tăng chiều dài tối đa lên đến 1100m. Tốc độ
truyền thƣờng là 187.5 Kbit/s.
2.2.7.4 Industrial Ethernet (IE )
Mạng Industrial Ethernet (IEEE 802.3) dựa trên cơ sở Ethernet thƣờng
nhƣng đƣợc thiết kế lại cho sử dụng phù hợp trong môi trƣờng công nghiệp và
do tổ chức IEA (Industrial Ethernet Assciation) quản lý.


Hình 2.3: Cấu trúc mạng Ethernet

Industrial Ethernet là một mạng dành cho cấp giám sát và cấp trạm của
mạng truyền thông giữa các máy tính và những bộ điều khiển logic khả trình nó
đƣợc sử dụng để truyền dữ liệu với lƣợng lớn và có thể đƣợc sử dụng để truyền
qua khoảng cách lớn.

1. Kiến trúc giao thức ISO và TCP/IP đƣợc sử dụng trong Industrial Ethernet.