ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
TRẦN PHI SƠN
NGHIÊN CỨU ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
CÁC THIẾT BỊ TRONG TRẠM VIỄN
THÔNG
QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
THÁI NGUYÊN 2010
2
ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thời gian vừa qua, công nghệ thông tin, truyền thông nói chung và
ngành viễn thông nói riêng đã có những bước phát triển vô cùng mạnh mẽ. Đã
có rất nhiều trạm viễn thông, trạm BTS được xây dựng với các trang thiết bị
hiện đại đắt tiền nhằm phục vụ cho nhu cầu không ngừng tăng cao của dịch vụ
để phục vụ khách hàng. Sự tốn kém, phức tạp trong việc giải quyết hậu quả
cũng như những chi phí, mất mát không lường trước có thể xảy ra mỗi khi các
thiết bị nhà trạm viễn thông xảy ra sự cố dẫn đến nhu cầu phải có sự giám sát
nhà trạm viễn thông một cách liên tục, tin cậy và hiệu quả.
Để nâng cao chất lượng dịch vụ và tối ưu hoá chi phí quản lý, tăng cường
việc kiểm soát an ninh đối với các nhà trạm thiết bị, cần phải có một giải pháp
giám sát quản lý nhà trạm tập trung từ xa, tự động hoá toàn bộ hoạt động của
các thiết bị phụ trợ để tăng tuổi thọ các thiết bị chính, giảm bớt nhân tố con
người trông coi, qua đó giảm được rất nhiều chi phí quản lý, và tận dụng được
nguồn nhân lực đó để phục vụ cho các nhu cầu khác. Có như vậy mới có thể
tăng sức mạnh cạnh tranh trong nền kinh tế mở như hiện nay.
Xây dựng một hệ thống giám sát, quản lý tập trung không những tạo ra
khả năng quản lý phân vùng, phòng ngừa và xử lý các sự cố một cách chủ
động, từ xa,… mà còn giúp giảm thiểu những chi phí gây ra do sự lãng phí điện
năng.
Với đề tài “ Nghiên cứu điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm viễn
thông qua mạng truyền thông”, phương án kỹ thuật có thể đáp ứng được công
việc giám sát quản lý tập trung từ xa đối với các nhà trạm thiết bị Viễn thông
đó là sử dụng bộ điều khiển Logic lập trình PLC (Prgrammaple Logic
Controller). Tôi mong rằng trên cơ sở đó có thể xây dựng các hệ thống điều
khiển, giám sát với quy mô lớn hơn.
Luận văn gồm bốn chương với những nội dung cơ bản là:
Chương 1: Tổng quan về điều khiển giám sát các thiết bị trong trạm
viễn thông.
Nêu ra khái quát về điều khiển Logic lập trình PLC và mạng truyền thông.
Chương 2: Các giải pháp xây dựng hệ thống điều khiển giám sát các
thiết bị trong trạm viễn thông qua mạng truyền thông.
Đưa ra các yêu cầu chung, sơ đồ khối đối với hệ thống, chức năng và mục
tiêu của hệ thống giám sát.
Chương 3: Giải pháp đề xuất thực hiện xây dựng hệ thống.
Đề cập về tổng quan thiết kế, lựa chọn giải pháp chi tiết, cấu hình kỹ
thuật, thiết kế tủ điều khiển và phương án xây dựng phần mềm tích hợp giám
sát điều khiển từ xa.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị.
Đưa ra kết luận và các kiến nghị.
3
Chương 1
TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT CÁC THIẾT BỊ
TRONG TRẠM VIỄN THÔNG
Nội dung chính của chương này là trình bày một số kiến thức cơ bản về
điều khiển Logic lập trình bao gồm:
- Định nghĩa về hệ thống điều khiển PLC.
- Vai trò, cấu trúc, hoạt động, đặc điểm, ưu điểm và ứng dụng của bộ điều
khiển lập trình PLC.
4
Hình 1.1. Hệ thống điều khiển bằng PLC
Hình 1.2. Sơ đồ cấu trúc của bộ điều khiển lập trình
Kiến thức cơ bản về mạng truyền thông với PLC:
- Khái niệm về mạng truyền thông công nghiệp, vai trò ứng dụng của
mạng truyền thông: Mạng ASI, mạng PROFIBUS, mạng ETHERNET công
nghiệp.
- Các mạng máy tính thông dụng: Mạng cục bộ - LAN, mạng Internet.
Hình 1.15a: Mạng Internet dưới con mắt người sử dụng. Các máy được
nối với nhau thông qua một mạng duy nhất
Hình 1.15b: Kiến trúc tổng quát của mạng Internet. Các router cung cấp
các kết nối giữa các mạng.
Những kiến thức trên sử dụng làm cơ sở cho việc nghiên cứu các vấn đề
về lý thuyết cũng như các giải pháp công nghệ sẽ được trình bày trong những
chương tiếp theo của luận văn.
Chương 2
CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT
TRẠM VIỄN THÔNG QUA MẠNG TRUYỀN THÔNG
Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra các hệ thống giám sát, điều khiển
chuyên dụng để đáp ứng nhu cầu giám sát từ xa và kiểm soát an ninh như
camera, thẻ từ, đầu đọc vân tay, Phương tiện truyền dữ liệu giám sát cũng rất
khác nhau: đường điện thoại, GPRS, mạng IP, trong đó giải pháp truyền dẫn
qua mạng IP được ưa chuộng hơn cả.
2.1. YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI HỆ THỐNG
- Thông tin giám sát quản lý phải được truyền từ trạm lên trung tâm qua
mạng IP đã có sẵn, đảm bảo thời gian thực.
5
Hình 1.15. Kiến trúc tổng thể của Internet
Hình 2.2. Mô hình tổng thể của hệ thống điều khiển giám sát trạm viễn thông
Trạm viễn thông Trung tâm giám sát
- Có khả năng quản lý tập trung nhiều nhà trạm trên diện rộng.
- Hệ thống phải có độ ổn định và tính chính xác cao.
- Hệ thống phải đáp ứng được các nhu cầu giám sát điều khiển sau:
+ Giám sát tức thời các cảnh báo cháy nổ: khói, cháy, nhiệt gia tăng
+ Giám sát tức thời các cảnh báo môi trường: nhiệt độ, độ ẩm, nước
ngập
+ Giám sát tức thời các cảnh báo về nguồn điện: điện lưới, điện tải, sự cố
điện 3 pha
+ Giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị phụ trợ: điều hòa, máy
nổ, ATS
+ Đo đạc chính xác từ xa các thông số: đo nhiệt độ, điện áp DC/AC, dòng
điện, tần số
+ Điều khiển tự động các thiết bị phụ trợ theo đúng quy trình: điều hòa,
ATS, máy nổ
+ Điều khiển từ xa các thiết bị phụ trợ.
- Hệ thống có khả năng tích hợp được tất cả các nhu cầu giám sát trên vào
cùng một giao diện quản lý.
- Hệ thống phải đảm bảo tính mở và độ linh hoạt để thích ứng được với
các nhà trạm khác nhau và dự phòng mở rộng trong tương lai.
2.2. SƠ ĐỒ KHỐI CỦA HỆ THỐNG
Hệ thống điều khiển giám sát trạm viễn thông gồm một hay nhiều Trung
tâm giám sát và Các trạm viễn thông (trạm vệ tinh).
6
2.3. CHỨC NĂNG VÀ MỤC TIÊU CỦA HỆ THỐNG GIÁM SÁT
2.3.1. Thu thập dữ liệu
- Điện áp nguồn điện lưới 220VAC/3 pha (hoặc một pha) và điện áp
nguồn máy phát điện 220VAC.
- Nhiệt độ phòng đài trạm tại từng thời điểm.
- Trạng thái ON/OFF của thiết bị sensor báo khói.
- Trạng thái ON/OFF của thiết bị sensor báo cháy.
- Thời gian sử dụng máy nổ.
- Phát hiện nguồn điện đang sử dụng là máy nổ hay điện lưới đây là một
trong nhứng điểm tương đối đặc trưng giúp nhà quản lý chủ động phát hiện
gian dối trong việc quản lý sử dụng nguồn điện.
Ghi chú: những thông tin trên sẽ được chuyền về trung tâm giám sát theo
thời gian định kỳ được cài đặt.
2.3.2. Cảnh báo
2.3.2.1. Sự cố cảnh báo
- Báo khói, Báo cháy, Báo quá nhiệt cho phép.
2.3.2.2. Phương tiện cảnh báo
- Cảnh báo lên hệ thống quản lý trung tâm, Cảnh báo qua tin nhắn tới nhân
viên kỹ thuật, Cảnh báo qua email tới bộ phận kỹ thuật.
Ghi chú: Khi có sự cố hệ thống cảnh báo tức tời về hệ thống quán lý
trung tâm theo các phương tiện cảnh báo trên.
2.3.3. Điều khiển
2.3.3.1. Chế độ tự động
- Để điều khiển máy ĐHKK và quạt thông gió hoạt động theo nhiệt độ, độ
ẩp của môi trường nhà trạm theo chế độ cài đặt được lập trình theo yêu cầu của
người sử dụng.
2.3.3.2. Chế độ manual
- Điều khiển đóng ngắt điều hoà, Các quạt thông gió, Điều khiển một số
thiết bị khác (có thể điều khiển lên hàng trăm thiết bị).
Ghi chú: Hệ thống điều khiển tức thời bằng phần mềm trên trung tâm.
2.3.4. Cấu hình các tham số hệ thống
Cho phép nhà khai thác hệ thống cấu hình các tham số ngưỡng: Nhiệt độ,
độ ẩm, AC, DC, thời gian chạy máy phát liên tục, …
Có nhiều hình thức cấu hình hệ thống: thông qua tin nhắn, thông qua
chương trình giám sát, mạng LAN, Internet, E1.
2.3.4.1. Truyền qua đường E1
- Ưu điểm: Nhanh, ổn định, Đường E1sẵn có cho tất cả các trạm.
- Nhược điểm: Lãng phí rất lớn tài nguyên đường truyền.
7
2.3.4.2. Truyền thông không dây (GPRS, SMS)
- Ưu điểm: Dễ lắp đặt, Tự khôi phục khi gặp vấn đề về đường truyền, Phù
hợp với tất các trạm (không phụ thuộc outdoor hay indoor), Không phải cấp địa
chỉ IP tĩnh hay động, Kết nối thu thập và điều khiển online 2 chiều, Chi phí vận
hành thấp, Đón đầu công nghệ 3G cho camera IP (Công nghệ 3G đã và đang
được triển khai).
- Nhược điểm: Khả năng điều khiển giám sát hạn chế, không trực quan.
2.3.4.3. Truyền qua mạng LAN
- Ưu điểm: Mạng có tốc độ cao và ít lỗi.
- Nhược điểm: Mạng có quy mô nhỏ, thường là bán kính dưới vài km.
2.3.4.4. Truyền qua đường Internet (ADSL)
- Ưu điểm:Dễ lập trình phần mềm server. Có sẵn tại tất cả các trạm viễn
thông, Giao tiếp 2 chiều bằng cách: Quản lý IP động của các trạm.
- Nhược điểm: Khi mất tín hiệu phải trực tiếp khởi động lại.
Ghi chú: Trong luận văn này ta sử dụng truyền thông qua đường Internet
(ADSL) và có thể được phát triển mở rộng Truyền thông không dây (GPRS,
SMS)
2.3.5. Khả năng quản trị hệ thống
2.3.5.1. Quản trị tập trung tại trung tâm
- Cho phép nhiều người dùng đăng nhập vào hệ thống quản trị.
- Cho phép phân quyền theo mức đối với người vận hành/giám sát
2.3.5.2. Lưu trữ và quản lý thông tin
- Hệ thống cơ sở dữ liệu lưu trữ toàn bộ trạng thái hoạt động của trung tâm
và hệ thống tại từng trạm.
- Tìm kiếm thông tin, Thống kê/báo cáo.
2.3.6. Khả năng lưu trữ
2.3.6.1. Lưu trữ tại trung tâm
- Tại trung tâm lưu trữ các thông tin sau trong CSDL cài đặt trên máy tính.
- Các sự kiện cảnh báo/xóa cảnh báo từ các sensor, đầu dò, thiết bị.
- Các tín hiệu điều khiển mà bộ vi xử lý gửi đến thiết bị.
- Có thể được phát triển, mở rộng:
+ Các hình ảnh lưu lại từ camera.
+ Các lượt truy cập vào/ra của nhân viên qua hệ thống quản lý vào/ra bằng
thẻ từ.
2.3.6.2. Lưu trữ tại trạm khi mất đường truyền
- Hệ thống lưu trữ các sự kiện tại trạm khi mất kết nối với trung tậm
- Các sự kiện cảnh báo/xóa cảnh báo từ các sensor, đầu dò, thiết bị.
- Số lượng lưu trữ sự kiện là 1024. Khi đường truyền được khôi phục thì
các sự kiện này được gửi lên trung tâm.
8
2.3.7. Khả năng bảo mật
- Bảo mật theo tiêu chuẩn của Internet.
- Hệ thống hỗ trợ các công cụ tìm kiếm, thống kê và in ấn sự kiện, hình
ảnh, các lượt truy cập vào/ra trạm theo nhiều lựa chọn: Theo trạm, Theo thời
gian, Theo nội dung sự kiện.
2.3.8. Quản trị hệ thống và phân quyền người sử dụng
- Hệ thống quản lý trung tâm cho phép thêm mới người sử dụng, số lượng
không hạn chế.
- Hệ thống cho phép admin có quyền cao nhất trong hệ thống.
- Hệ thống cho phép phân quyền cụ thể từng người sử dụng.
- Hệ thống hỗ trợ việc thiết lập cấm hoặc cho phép điều khiển từ xa đối
với một thiết bị.
Kết luận: Trong chương 2 đã đưa ra các giải pháp xây dựng hệ thống điều
khiển giám sát; các yêu cầu, xây dựng mô hình sơ đồ khối tổng quát, chức năng
và mục tiêu của hệ thống điều khiển giám sát, từ đó để có sự lựa chọn giải pháp
cụ thể và thiết kế hệ thống trong chương 3 của luận văn.
Chương 3
GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT THỰC HIỆN XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.1. TỔNG QUAN THIẾT KẾ
Trong việc giám sát từ xa, có các vấn đề sau được quan tâm:
- Giám sát cảnh báo: cháy nổ, điều hoà tắt, mất điện,
- Đo đạc chính xác các thông số: nhiệt độ,
- Điều khiển tự động các thiết bị phụ trợ theo các tổ hợp sự kiện, theo lịch
- Điều khiển từ xa.
Như vậy tại mỗi trạm sẽ có một số phần tử (thiết bị) đặc thù để đảm trách
được các chức năng nói trên, đồng thời tất cả đều phải có khả năng kết nối lên
trung tâm qua IP và tích hợp chung vào để quản lý trên cùng một phần mềm.
Mô hình thiết kế được đưa ra như hình 3.1 tổng quan dưới đây:
9
Hình 3.1. Mô hình thiết kế tổng quan
VSE
MCE
ACE
VS-Server
VS
-
Storage
MC-Server
MC
-
Storage
AC
-
Server
AC
-
Storage
OEs-Server
OEs
-
Storage
OEs EA
Files
SQL
SQL
SQL, Files
VS-P
MC- P
AC- P
OEs-P
Video Surveilance Entity
Monitoring
&
Control Entity
Access Control Entity
Other Equipments
Ethernet Adapter
(if needed)
Video Surveilance
Protocol
Monitoring & Control
Protocol
Access Control
Protocol
Other Equipments
Protocols
IMS-Server
(Intergrated Monitoring Server
)
IMS
Client
(Web based
,
java
applet)
IMS
-
P
(
IMS-Protocol)
GSM modem
(
SMS or Call
)
Speaker
Monitor
SMTP Client
(E-mail)
Remote Site to be Monitored
Monitoring and Control Center
Monitoring User
Giải thích các từ viết tắt:
IMS (Intergrated Monitoring System) : Hệ thống giám sát tích hợp.
VSE (Video Surveilance Entity) : Thiết bị giám sát hình ảnh.
MCE (Monitoring & Control Entity) : Thiết bị giám sát và điều khiển.
ACE (Access Control Entity) : Thiết bị quản lý vào ra (dùng thẻ, vân
tay, ).
OEs (Other Equipments) : Các thiết bị khác cần giám sát từ xa
qua hệ thống IMS.
EA (Ethernet Adapter) : Bộ thích ứng mạng Ethernet để kết
nối thiết bị vào hệ thống IMS (nếu
thiết bị chưa có giao diện Ethernet).
VS-P (Video Surveilance Protocol) : Giao thức giám sát hình ảnh.
MC-P (Monitoring & Control Protocol): Giao thức giám sát và điều khiển.
AC-P (Access Control Protocol) : Giao thức quản lý vào ra.
OEs-P (Other Equipments Protocols) : Các giao thức quản lý thiết bị khác
(SNMP, Telnet, Serial Console, ).
IMS-P (IMS-Protocol) : Giao thức IMS giữa máy trạm quản lý
và máy chủ.
Theo như hình 3.1, mỗi trạm sẽ có 3 loại thiết bị chính là đầu mối kết nối
IP lên trung tâm:
- MCE: là thiết bị đảm trách việc thu thập các thông tin cảnh báo, đo đạc
chính xác, hỗ trợ điều khiển tự động và từ xa cho các thiết bị phụ trợ. Nó kết
nối đến tất cả các cảm biến, đầu đo, và các thiết bị phụ trợ.
- VSE: là thiết bị đảm trách việc giám sát hình ảnh từ xa (mở rộng).
- ACE: là thiết bị đảm trách việc giám sát vào ra dùng thẻ (mở rộng).
Các thiết bị này đều nối mạng IP về trung tâm để phục vụ đúng nhu cầu
giám sát và điều khiển. Mỗi thiết bị sẽ trao đổi thông tin 2 chiều với máy chủ
IMS tại trung tâm theo đúng giao thức mà nó hỗ trợ. Phần mềm IMS-server
phải có nhiệm vụ làm việc được với tất cả các phần tử thực thi tại tất cả các
trạm xa qua một loạt các giao thức với hiệu quả cao nhất. Trong cấu trúc của
phần mềm IMS-Server, mỗi loại giao thức sẽ được đảm trách bởi một modul
phần mềm xử lý giao thức riêng. Theo sơ đồ trên:
- Modul MC-Server dùng để xử lý giao thức MC-P của các thiết bị giám
sát và điều khiển.
10
- Modul VS-Server dùng để xử lý giao thức VS-P của các thiết bị giám sát
hình ảnh.
- Modul AC-Server dùng để xử lý giao thức AC-P của các thiết bị quản lý
vào ra dùng thẻ.
- Các modul OEs-Server để xứ lý các giaothức OEs-P của các thiết bị khác
nếu muốn tích hợp thêm vào hệ thống IMS.
Vì các modul đều được xây dựng trong một gói phần mềm IMS duy nhất
cho nên chúng có khả năng tương tác trao đổi thông tin với nhau rất dễ dàng để
có thể phát triển thêm được một loạt các tiện ích khác có khả năng liên kết điều
phối hoạt động giữa các thiết bị khác nhau một cách nhịp nhàng.
Đối với mỗi loại thiết bị, đều có một kho dữ liệu (dùng chung hoặc riêng
tuỳ theo đặc tính kỹ thuật của thiết bị) đặt trên máy chủ để thực hiện việc lưu
trữ thông tin từ thiết bị.
Phần mềm IMS-Server được xây dựng để hỗ trợ giám sát từ xa qua WEB,
như vậy tránh được công việc cài đặt phần mềm giám sát trên máy trạm và rất
dễ dàng khi cần nâng cấp hệ thống, đồng thời rất tiện lợi cho việc sử dụng.
- Các máy trạm sử dụng để giám sát chính là các WEB Client được xây
dựng trên Java Applet, làm việc với máy chủ qua giao thức IMS-P là giao thức
tự định nghĩa.
Đối với một trạm giám sát điều khiển từ xa không người trực của đơn vị
Viễn thông, đối tượng giám sát là các nhà trạm thiết bị Viễn thông Tỉnh/TP
nằm rải rác trên mạng, cần phải có một hệ thống giám sát và điều khiển có độ
an toàn cao và hoạt động ổn định, vì vậy các phần tử thực thi (Entity) ở các
trạm cần được chọn lựa cẩn thận khi triển khai hệ thống, tránh sử dụng các thiết
bị có độ ổn định thấp.
3.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CHI TIẾT
3.2.1. Thiết bị giám sát và điều khiển MCE
Đối với nhà trạm Viễn thông, có rất nhiều thông tin cần giám sát từ xa:
cháy nổ, cửa mở, kính vỡ, nguồn, ăcquy, điều hoà, máy nổ, dòng điện, điện
áp, Và một số thiết bị cần điều khiển từ xa và điều khiển tự động như: điều
hoà, máy nổ, ATS, máy nạp ăcquy, hệ thống đèn chiếu sáng, Trong tương
lai, vẫn còn có thể phát sinh thêm các nhu cầu giám sát và điều khiển khác nữa
để hỗ trợ cho việc quản lý từ xa đạt hiệu quả cao hơn.
Căn cứ vào các nhu cầu thực tế, tôi nghiên cứu sản phẩm MCE dựa trên
nền phần cứng điều khiển logic lập trình (PLC- Programmable Logic
Controller) của hãng Siemens.
Dưới đây sẽ mô tả thiết bị PLC được sử dụng cho hệ thống IMS phục vụ
thích hợp nhất để giám sát điều khiển từ xa cho các nhà trạm Viễn thông.
11
MC - Server
MC - P
Các cổng DI
(Digital Input)
Các cổng AI
(Analog Input)
Các cổng DO
(Digital Output)
PLC
DIs
AIs
DOs
Các cảm biến có đầu ra dạng
tiếp điểm (kh cháy )
Các cảm biến đo giá trị chính
xác có đầu ra dạng tín hiệu
tương tự (đầu đo nhiệt độ, độ
ẩm, điện áp, dòng điện )
Các thiết bị điều khiển bằng
điện (máy nổ, điều hòa, ATS )
Hình 3.2. Sơ đồ mô tả thiết bị PLC
- Cổng DI (Digital Input):
Cổng DI chấp nhận 2 mức tín hiệu điện: 24V tương đương logic "1" và 0V
tương đương logic "0". Việc đấu nối đầu ra tiếp điểm của các cảm biến đến
cổng DI rất đơn giản như sau:
Trong trường hợp muốn tiết kiệm số cổng DI sử dụng của PLC và không
cần thiết phân biệt chính xác từng sensor chúng ta có thể thực hiện việc đấu nối
song song các sensor có đầu ra tiếp điểm thường mở (N.O.) hoặc đấu nối tiếp
các sensor có đầu ra tiếp điểm thường đóng (N.C.) rồi đưa vào 1 cổng DI duy
nhất như hình dưới đây:
- Cổng AI (Analog Input):
Cổng AI của PLC chấp nhận 2 kiểu tín hiệu điện tương tự đưa đến:
Kiểu dòng: chấp nhận dòng điện vào trong khoảng từ 0-20mA.
12
Hình 3.3. Nguyên tắc đấu nối các cổng DI
PLC
24V
Cổng DI
Cảm biến (sensor)
Hình 3.4. Nguyên tắc đấu nối tiếp, song song các cổng DI
PLC
Tiếp điểm thường mở
Cổng DI
24V DC
PLC
Tiếp điểm thường đóng
Cổng DI
24V DC
Kiểu áp: chấp nhận điện áp vào trong khoảng từ 0-5V.
Khi nối với cảm biến có đầu ra kiểu dòng, PLC đóng vai trò như một
Ampe kế.
Khi nối với cảm biến có đầu ra kiểu áp, PLC đóng vai trò như một Vôn
kế.
PLC thực hiện việc chuyển đổi tương tự sang số (A/D) để chuyển các tín
hiệu điện sang dạng số nguyên trong dải 0-32767 một cách tuyến tính để truyền
về trung tâm (qua giao thức MC-P).
- Cổng DO (Digital Output):
Mỗi cổng ra DO của PLC ứng với một cặp tiếp điểm kiểu N.O.
Người lập trình PLC có thể lập trình để điều khiển đóng (ứng với logic 1
của DO) hay mở (ứng với logic 0 của DO) cặp tiếp điểm này. Thông qua cặp
tiếp điểm DO và có thể qua một vài rơle trung gian, điện áp điều khiển bất kỳ
có thể được gửi đến để điều khiển thiết bị với công suất mong muốn. Qua rơle,
thực hiện được việc phân cách hoàn toàn về điện giữa PLC và thiết bị cần điều
khiển, do đó bảo vệ được PLC. Dưới đây là hình vẽ mô tả cách thức đấu nối để
gửi 1 điện áp điều khiển Vdk đến thiết bị, Vdk có thể là điện áp 1 chiều hoặc
xoay chiều.
Theo cách này, PLC có khả năng điều khiển được tất cả các thiết bị có
giao tiếp điều khiển bằng điện áp cố định như: máy nổ, điều hoà, ATS, đèn
chiếu sáng, còi báo động, là các thiết bị cần kết nối trong nhà trạm không
người của Viễn thông.
Lập trình PLC:
Để PLC đáp ứng được tất cả các tính năng cần thiết cho việc giám sát và
điều khiển các nhu cầu đã đặt ra, công việc quan trọng nhất là phải tiến hành
lập trình cho PLC. Chương trình điều khiển nạp vào PLC phải đáp ứng được
các nhóm chức năng cơ bản sau:
- Giao tiếp với trung tâm qua một giao thức xác định trước (chính là giao
thức MC-P giữa MCE và MC-Server như đã mô tả ở trên) để nạp cấu hình cho
PLC và điều khiển từ xa.
- Tự động gửi sự kiện cảnh báo/xoá cảnh báo lên trung tâm ở tất cả các
cổng DI và AI.
- Hỗ trợ chức năng điều khiển tự động và điều khiển từ xa theo cấu hình
đã được nạp.
13
Hình 3.5. Gửi điện áp điều khiển Vdk đến thiết bị
PLC
24V DC
V1
Vdk
Cổng DO
Thiết bị
Giao thức MC-P bao gồm các luồng thông tin trao đổi qua lại giữa PLC và
trung tâm và được phân nhóm và mô tả như hình 3.6:
Nhóm 1: Nạp cấu hình các cổng DI, AI, DO
Luồng thông tin trao đổi 2 chiều để nạp cấu hình các cổng từ xa cho PLC,
mỗi gói tin gửi từ trung tâm cần có một gói tin phúc đáp. Thông tin nạp cấu
hình các cổng của PLC bao gồm:
- Định nghĩa các cổng sử dụng của PLC.
- Ngưỡng cảnh báo cho từng cổng DI hoặc AI.
- Định nghĩa cổng DO là dạng duy trì hay xung, nếu là dạng xung, đặt độ
rộng xung cần thiết.
Nhóm 2: Nạp các lưu đồ điều khiển tự động
Nhóm này dùng để thiết lập các quy trình điều khiển tự động đối với các
thiết bị như máy nổ, ATS, điều hoà, đèn chiếu sáng, căn cứ theo các tổ hợp
sự kiện kèm theo các độ trễ thời gian đối với từng sự kiện lấy từ các cổng của
PLC theo đúng yêu cầu vận hành của người sử dụng. Các "mạch điều khiển"
này đã được thiết kế để có thể đáp ứng được bất cứ một nhu cầu điều khiển tự
14
Hình 3.6. Mô tả giao thức MC-P
PLC
Trung tâm
Phúc đáp
(1)
(2)
Điều khiển từ xa
(4)
(6)
(7)
Gửi định kỳ ID của trạm
(8)
Đặt thời gian thực
(3)
Đọc các giá trị từ các cổng
(5)
Nạp cấu hình các cổng DI, AI, DO
Nạp các lưu đồ điều khiển tự động
Phúc đáp
Phúc đáp
Phúc đáp
Phúc đáp
Sự kiện cảnh báo/xóa cảnh báo từ
các cổng DI, AI
Sự kiện ON/OFF củac cổng DO
động nào của nhà trạm với số lượng và chủng loại thiết bị cần điều khiển là
không hạn chế.
Nhóm này còn bao gồm các thông tin nạp cấu hình cho việc điều khiển tự
động định kỳ theo thời gian (ví dụ như nạp ăcquy máy nổ định kỳ hay phân lịch
hoạt động của từng điều hoà).
Mỗi gói tin nạp cấu hình gửi từ trung tâm cũng có một phúc đáp tương
ứng từ PLC.
Nhóm 3: Đặt thời gian thực
Thông tin đặt thời gian thực gửi từ trung tâm bao gồm ngày, tháng, năm,
giờ, phút, giây để đồng bộ đồng hồ thời gian của PLC với trung tâm.
Mỗi gói tin đặt thời gian thực có một phúc đáp tương ứng từ PLC
Nhóm 4: Điều khiển từ xa
Nhóm này được sử dụng để trung tâm thực hiện việc điều khiển từ xa đối
với các thiết bị điều khiển tại nhà trạm, ví dụ như: đề/tắt máy nổ, bật/tắt điều
hoà, bật/tắt đèn điện,
Nhờ có các lưu đồ điều khiển như đã mô tả ở nhóm 2, việc điều khiển vận
hành thiết bị theo một quy trình phức tạp vẫn có thể thực hiện được một cách
đơn giản. Nhờ các lưu đồ thích hợp, chỉ cần một lệnh điều khiển bật hoặc tắt
một cổng DO từ trung tâm là có thể vận hành được một loạt các thiết bị ở nhà
trạm theo đúng một quy trình mong muốn bằng cách liên kết tất cả các tín hiệu
lấy từ các cổng của PLC vào các lưu đồ thích hợp.
Mỗi gói tin điều khiển từ xa cũng có một gói tin phúc đáp tương ứng từ
PLC.
Nhóm 5: Đọc sự kiện từ các cổng
Đây là các gói tin gửi từ trung tâm yêu cầu PLC gửi trả lại các trạng thái,
giá trị của tất cả các cổng mà nó đã được cấu hình.
Nhóm 6: Sự kiện cảnh báo/xoá cảnh báo từ các cổng DI, AI
Đây là các gói tin được tự động gửi đi từ PLC một cách tức thời khi một
cổng DI (tất nhiên cổng này phải nằm trong danh sách các cổng sử dụng được
nạp từ trung tâm theo nhóm 1) thay đổi giá trị từ 0 lên 1 hoặc từ 1 về 0, hoặc
khi giá trị chính xác đo được từ cổng AI thay đổi từ miền không cảnh báo sang
miền cảnh báo và ngược lại. Khi gửi sự kiện lên trung tâm, PLC sẽ gửi kèm
theo giá trị thời gian thực tại thời điểm xảy ra sự kiện.
Nhóm 7: Sự kiện ON/OFF của các cổng DO
Khi một cổng DO thay đổi trạng thái từ OFF lên ON (sườn lên của tín
hiệu điều khiển) hoặc từ ON xuống OFF (sườn xuống của tín hiệu điều khiển),
PLC cũng gửi tức thời lên trung tâm nội dung của sự kiện này kèm theo giá trị
thời gian tại thời điểm xảy ra sự kiện.
Nhóm 8: Gửi định kỳ ID của trạm
15
Khi triển khai nhiều trạm PLC, mỗi PLC được đặt riêng 1 chỉ số ID duy
nhất để phân biệt với các trạm khác. Thông tin về ID của PLC được định kỳ gửi
lên trung tâm để xác nhận PLC vẫn đang hoạt động tốt.
3.2.2. Các cảm biến và thiết bị kết nối với PLC
3.2.2.1. Tủ ATS (Atomatic Transfer Syster)
Có thể nói, trong việc điều khiển tự động của nhà trạm Viễn thông, phần
nguồn đóng vai trò quan trọng hàng đầu, trong đó ATS và hệ thống các mạch
điều khiển máy nổ phải hoạt động chính xác và tin cậy, các thiết bị đều phải có
độ bền cao và dư thừa khả năng chịu dòng, riêng phần chuyển đổi nguồn của tủ
ATS giữa nguồn máy nổ và nguồn điện lưới phải có liên động cơ khí đề phòng
chập lưới vào máy nổ.
Khi được tích hợp vào hệ thống giám sát điều khiển từ xa, hệ thống ATS
và các mạch điều khiển máy nổ ngoài khả năng vận hành tự động độc lập (chế
độ Auto), cần phải có thêm chế độ vận hành từ xa (chế độ Remote) và chế độ
nhân công hoàn toàn (chế độ Manual), có như vậy hệ thống mới có khả năng
dự phòng cao, giảm thiểu rủi ro được tối đa.
- Chế độ Auto: ATS và các mạch điều khiển máy nổ có thể hoạt động tự
động độc lập hoàn toàn với PLC.
- Chế độ Remote: ATS và các mạch điều khiển máy nổ bị cắt khỏi các
mạch điều khiển độc lập ở chế độ Auto, chuyển sang hệ thống mạch điều khiển
khác hoạt động tuân theo sự điều khiển từ PLC. Ở chế độ này, PLC có thể tự
16
Hình 3.7. Vị trí của ATS
ATS
K1
K2
Hình 3.8. Sơ đồ mô tả khả năng dự phòng và chuyển đổi
giữa 2 chế độ Auto và Remote
Hệ thống mạch
điều khiển ATS
và máy nổ cho
chế độ Auto
Máy nổ
PLC
Cơ cấu
chuyển
điện của
ATS
Hệ thống mạch
điều khiển ATS
và máy nổ cho
chế độ Remote
động điều khiển ATS và máy nổ theo hệ thống các lưu đồ đã được nạp hoặc
cho phép người sử dụng vận hành từ xa từ trung tâm giám sát.
- Chế độ Manual: Người sử dụng tại hiện trường có thể chuyển ATS sang
chế độ Manual để vận hành hệ thống hoàn toàn bằng tay. Khi đó 2 hệ thống
mạch điều khiển cho chế độ Auto và Remote bị cách li hoàn toàn.
Ngoài chức năng chuyển điện, ATS còn hỗ trợ thêm chức năng cắt điện từ
xa hoàn toàn vào tải (ví dụ trong trường hợp người giám sát thấy có cháy nổ tại
trạm).
3.2.2.2. Thiết bị điều khiển điều hoà
Thiết bị điều khiển điều hoà có 2 chức năng:
- Phát hiện trạng thái bật/tắt của điều hoà và gửi đến cổng DI của PLC qua
tiếp điểm.
- Phát hiện trạng thái nguồn 220V cấp cho điều hoà (sau Automat).
- Nhận lệnh điều khiển bật/tắt điều hoà từ PLC qua cổng DO.
Để phát hiện trạng thái bật/tắt của điều hoà, có thể có một số phương pháp
như sau tuỳ theo từng loại điều hoà:
- Phát hiện nguồn cấp cho quạt gió: khi điều hoà hoạt động, quạt gió phải
được cấp nguồn. Phương pháp này buộc phải can thiệp vào mạch điều khiển
của điều hoà để tìm được chân cấp nguồn cho quạt gió.
- Phát hiện có dòng điện qua điều hoà theo nguyên lý cảm ứng từ trường
mà không cần phải đấu nối trực tiếp vào dây nguồn cấp cho điều hoà.
- Phát hiện bằng đèn báo: sử dụng mạch cảm ứng quang để phát hiện đèn
báo của điều hoà là sáng hay tắt, qua đó quyết định là điều hoà đang hoạt động
17
Hình 3.9. Mặt máy tủ ATS
K1 K2
Đo điện
áp pha
Dòng pha 1
Dòng pha 2
Tần số máy
nổ
Chọn chế độ
(Chỉ ở chế độ Manual)
Đồng hồ kim
Đồng hồ số
Lưới
500
700
Lưới
Máy nổ
Remote
Đèn báo
Chuyển mạch Vôn
Dòng pha 3
3 pha
Máy nổ
Cắt
Auto
Manual
K1 K2
Chuyển điệnPhát hiện sự cố
1 pha
khay đang tắt. Vì là cảm ứng quang nên mạch này đảm bảo cách ly hoàn toàn
về điện với điều hoà.
Điều khiển bật/tắt điều hoà: có thể thực hiện theo một trong những
phương pháp sau:
- Đối với những điều hoà có khả năng tự bật khi có nguồn cấp (nếu không
có thì có thể đấu tắt công tắc hoặc nút nhấn bật điều hoà), có thể dùng khởi
động từ để thực hiện đóng / cắt nguồn cấp cho điều hoà tương tự như với mạch
nạp ăcquy hay điều khiển đèn chiếu sáng.
- Với các điều hoà không có khả năng tự bật khi có nguồn cấp thì có thể
có các phương án sau:
+ Nếu điều hoà có nút nhấn hoặc switch gạt điều khiển bằng tay (thường
thì điều hoà nào cũng có) thì có thể đấu nối trực tiếp cặp tiếp điểm của rơle
điều khiển đến cặp tiếp điểm của nút nhấn.
+ Sử dụng điều khiển từ xa: tôi đã thiết kế được một mạch điều khiển từ
xa có khả năng điều khiển được mọi chủng loại điều hoà. Với mạch này, sẽ có
thể bật điều hoà từ PLC với một chế độ làm lạnh xác định trước.
Việc điều khiển tự động hệ thống điều hoà có thể được thực hiện như sau
(bằng các lưu đồ điều khiển thích hợp nạp cho PLC):
- Thiết lập thời gian hoạt động trong ngày cho từng điều hoà (đặt lệch
nhau)
- Đọc giá trị nhiệt độ từ đầu đo nhiệt độ (như sẽ mô tả dưới đây) để quyết
định tăng cường điều hoà để tăng công suất làm lạnh cho phòng máy.
- Với các trạm mà máy nổ không đủ công suất để chạy tất cả các điều hoà,
chỉ định các điều hoà cần phải tắt khi chạy máy nổ.
3.2.2.3. Đầu đo nhiệt độ phòng máy
Để đo chính xác nhiệt độ
phòng máy, cần phải sử dụng đầu đo
có dải đo phù hợp (khoảng từ 0-
50
o
C), và có đầu ra dòng 4-20mA
tuyến tính để đưa đến cổng AI của
PLC. Có thể chọn thêm loại đầu đo
có thêm cổng ra kiểu tiếp điểm để tạo thêm các cấp cảnh báo nhiệt độ khác nếu
cần thiết.
3.2.2.4. Cảm biến khói, cháy
Sử dụng 02 loại cảm biến treo trần:
- Đầu báo khói.
- Đầu báo nhiệt gia tăng.
Cả 2 loại này đều sử dụng nguồn cấp 24V.
Chúng ta có thể đấu song song cả 2 cảm biến này với nhau để đưa vào
cùng 1 cổng DI, cảnh báo cho trạng thái khói cháy của nhà trạm.
18
Hình 3.10. Đầu đo nhiệt độ Dixell
Hình 3.12. Đầu báo khói Đầu báo nhiệt gia tăng
3.2.3. Đặc tính kỹ thuật của một số thiết bị chính
3.2.3.1. Tủ điều khiển logic LC
- Số cổng giao tiếp điện:+ 24DI kiểu DC 24V.
+ 16DO kiểu rơle.
+ 4AI kiểu 4-20mA/0-5V.
- Khả năng mở rộng: 256 cổng I/O số, 16 cổng I/O tương tự.
- Giao diện truyền thông: + 02 cổng RS232/485.
+ 01 cổng Ethernet 10/100BaseT.
- Nguồn cấp: 220VAC/24VDC.
- Ngôn ngữ lập trình: LAD, FBD, STL.
3.2.3.2. Đầu đo nhiệt độ chính xác
- Dải đo: 0-50
o
C.
- Có màn hiển thị và phím lập trình.
- Đầu ra: 01 cổng ra 4-10mA, 01 cổng ra rơle.
3.2.3.3. Đầu báo khói
- Nguyên lý: quang điện.
- Kiểu 2 dây.
- Dải điện áp làm việc: 15-30V (danh định 24V).
- Có 01 LED báo.
- Dòng tiêu thụ trong chế độ chờ: 0.045mA.
- Dòng tiêu thụ khi báo khói: 100mA/24VDC.
- Phương thức lắp đặt: treo trần.
- Diện tích bảo vệ: 150m2 với trần cao dưới 4m, 75m2 trần cao 4m - 8m.
3.2.3.4. Đầu báo cháy (nhiệt gia tăng)
- Kiểu 2 dây.
- Dải điện áp làm việc: 15-30V (danh định 24V).
- Có 01 LED báo.
- Dòng tiêu thụ khi báo cháy: 75mA/30VDC.
- Phương thức lắp đặt: treo trần.
- Diện tích bảo vệ: 90m2 với trần cao dưới 4m, 45m2 trần cao từ 4m - 8m.
3.2.3.6. Tủ ATS
- Kiểu: 3 pha, 3 cực.
- Cho phép hoạt động với cả điện 3 pha và 1 pha. Dễ dàng chuyển ATS
sang sử dụng từ 1 pha sang 3 pha với khả năng phát hiện các sự cố 3 pha như
mất pha, đảo pha, quá áp, sụt áp.
- Dòng chịu đựng: 100A.
19
- Khoỏ liờn ng: c khớ.
- Cỏc giao tip in:
- Ch hot ng: Manual, Auto, Remote.
- Khoỏ ch : Manual / Auto.
Cho phộp chuyn t Auto sang Remote hay ngc li theo lnh iu khin
t PLC.
- H thng mch iu khin cho 2 ch Auto v Remote l riờng bit
hon ton m bo tớnh d phũng cao.
- Cú th chn ch vn hnh vi in 1 pha hoc 3 pha bng khoỏ 2 v trớ.
3.3. CU HèNH K THUT
Mi trm cn giỏm sỏt bao gm:
- 01 t iu khin logic chuyờn dng (gi tt l LC - Logic Controller)
thu thp cỏc tớn hiu cnh bỏo t cỏc sensor v kt ni n cỏc thit b cn iu
khin t ng hoc t xa. T iu khin ny cú giao din Ethernet ni qua
mng Internet v trung tõm.
- Mt lot cỏc cm bin, cỏc u o, cỏc mch giao tip iu khin thit b
kt ni n t iu khin logic tp trung.
Tu theo tng ng dng c th m cu hỡnh phn cng xõy dng cho trm
c a ra thớch hp ch khụng nht thit phi s dng mt cu hỡnh c nh.
20
Hỡnh 3.12. Cỏc giao tip in iu khin ATS
Logic
Controller
S
T
H
Ta
E
D
Ai
C
LAN/WAN
Logic
Controller
S
T
H
Ta
E
D
Ai
C
Server
GSM modem
Si
Si
L
L
RFID
RFID
Switch
Switch
Máy giám sát trên Web
Máy nổ Điều hoà
Máy nổ Điều hoà
Các cảm biến, đầu đo
Các cảm biến, đầu đo
3.4. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN
3.4.1. Giám sát mất đường truyền
- Giám sát mất kết nối IP đến các thiết bị trên mạng, bao gồm PLC, máy
tính và phát cảnh báo đến người sử dụng qua hình ảnh và âm thanh.
3.4.2. Giám sát cảnh báo, trạng thái
- Giám sát tức thời theo thời gian thực tất cả các sự kiện cảnh báo/ xoá
cảnh báo lấy từ các cảm biến của trạm xa. Các cảnh báo được thể hiện bằng
màu sắc và âm thanh dễ nhận biết. Cho phép giám sát trên sơ đồ mặt bằng thực
của hiện trường. Mỗi cảnh báo được phân theo 3 cấp quan trọng ứng với 3 màu
sắc khác nhau.
3.4.3. Đo đạc các thông số từ xa
- Đo đạc chính xác các thông số môi trường, thông số điện, và gửi giá
trị đo được về trung tâm khi có yêu cầu.
- Gửi tức thời sự kiện cảnh báo/ xoá cảnh báo về trung tâm khi giá trị vượt
ra ngoài mức ngưỡng cảnh báo.
3.4.4. Điều khiển tự động
- Tự động điều khiển theo tình huống, sự kiện: Bộ điều khiển Logic có
khả năng tự động điều khiển các thiết bị tuỳ theo các sự kiện hoặc tổ hợp các sự
kiện lấy từ các cảm biến, đầu đo giá trị mà người sử dụng đặt ra.
- Tự động điều khiển theo lịch: người sử dụng có thể đặt chế độ hoạt động
của các thiết bị theo thời gian trong ngày hoặc theo chu kỳ lặp đi lặp lại.
3.4.5. Điều khiển từ xa
Người sử dụng từ trung tâm có thể ra lệnh điều khiển từ xa các thiết bị của
trạm bằng phần mềm.
3.4.6. Chức năng tra cứu lý lịch sự kiện
Các sự kiện từ tất cả các trạm gửi lên đều được lưu lại trong cơ sở dữ liệu
của hệ thống, giúp cho người sử dụng dễ dàng tra cứu lại. Chương trình hỗ trợ
tra cứu theo nhiều lựa chọn: theo thời gian, theo trạm, theo cấp cảnh báo, theo
loại cảnh báo,
3.5. THIẾT KẾ TỦ ĐIỀU KHIỂN LOGIC
3.5.1. Chọn sử dụng PLC
21
Hình 3.13. Cấu hình kỹ thuật hệ thống
Theo yêu cầu của hệ thống tôi chọn sử dụng 1 PLC S7-300 CPU 314C-
2DP với các đặc tính như phần cấu hình, hình 3.15 trên (có thể ghép nối mở
rộng tùy theo sự phát triển, mở rộng các chức năng điều khiển giám sát):
3.5.1.1. Module CPU
Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ
định thì, bộ đếm, cổng truyền thông (RS 485) … và có thể còn có một vài cổng
vào/ra số. Các cổng vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào/ra
onboard như CPU 314IFM.
3.5.1.2. Các loại module mở rộng
- PS (Power Supply): Module nguồn nuôi, có 3 lọai 2A, 5A và 10A.
- SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có:
22
Hình 3.14. PLC S7 - 300
+ DI (Digital Input): Module mở rộng cổng vào số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và 120/230V AC.
+ DO (Digital Output): Module mở rộng cổng ra số với số lượng cổng có
thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module. Gồm 24VDC và ngắt điện từ.
+ DI/DO (Digital Input/Digital Out): Module mở rộng cổng vào/ra số với
số lượng cổng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy theo từng loại module.
+ AI (Anolog Input): Module mở rộng cổng vào tương tự. Về bản chất
chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu
tương tự được chuyển đổii thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bits. Số
các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín hiệu vào
có thể là áp, dòng, điện trở.
+ AO (Anolog Output): Module mở rộng cổng ra tương tự. Chúng là
những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (DA). Số các cổng ra tương tự có thể
là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module. Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng.
+ AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra
tương tự. Số các cổng tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy theo
từng loại module.
- IM (Interface Module): Module ghép nối. Đây là lại module chuyên
dùng có nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một
khối và được quản lý chung bởi một module CPU. Thông thường các module
mở rộng được gá liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack. Trên mỗi thanh
rack chỉ có thể gá tối đa 8 module mở rộng (không kể module CPU, nguồn
nuôi). Một module CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks
và các racks này phải được nối với nhau bằng module IM.
- FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ
như module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bước,
module PID, module điều khiển vòng kín, Module đếm, định vị, điều khiển hồi
tiếp …
- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng
(MPI, PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC
với máy tính.
3.5.2. Kết nối PLC và mạng Internet
Để kết nối PLC với mạng Internet sử dụng qua module
eWON nhằm phối hợp giữa giao diện cổng truyền thông
RS232/485 của PLC S7 – 300 với giao diện RJ45 của Modem
ADSL mạng Internet.
- Module giao tiếp eWON (MPI/Profibus - ISOTCP):
Module này thực hiện giao tiếp giữa S7-300 với mạng
Internet. Cài đặt giao tiếp bằng mày tính thông qua phần mềm
(eBuddy.exe) của hãng eWON.
23
Hình 3.15. Module giao tiếp eWON
3.5.3. Lập trình cho PLC
3.5.3.1. Lập trình báo khói
a. Lưu đồ thuật toán:
24
Begin
ON =1 ?
Khởi tạo giá trị tác động của cảm
biến khi có khói trong trạm.
- Đọc giá trị analog từ cảm biến về.
- Tính toán và đổi giá trị đó sang
giá trị điện áp.
Giá trị ≥ giá
trị tác g?
- Báo có khói.
- Tắt hệ thống.
- Thông báo cho hệ thống.
OFF = 1?
END
Y
N
Y
N
Y
N
Hình 3.16. Kết nối PLC S7-300 với mạng Internet qua module eWON
b. Lập trình SIMATIC S7 báo khói:
Chương trình viết trên SIMATIC Manager như sau:
25