TKMH Mạng truyền thông công nghiệp

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

A. GIỚI THIỆU PLC WENCON LX3V-2416MR
I. Giới thiệu PLC WENCON LX3V
LX3V là dòng PLC chất lượng cao, lập trình dễ dàng được ứng dụng rộng rãi
trong tất cả các ngành công nghiệp sản xuất và chế tạo máy với tốc độ xử lý dữliệu
nhanh, khả năng truyền thông mạnh mẽ.
-

Lập trình dễ dàng, ngôn ngữ lập trình dễ học
Gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản, sửa chữa.
Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.
Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các
môi Modul mở rộng.

II. Tổng quan về PLC WENCON LX3V-2416MR
1. Thông tin cấu hình CPU
PLC WENCON có nhiều loại như :

- CPU sử dụng là STM32 CPU
- STM32 là một bộ vi điều khiển vi điều khiển 32-bit của STMicroelectronics. Các
chip STM32 được nhóm lại thành các series có liên quan dựa trên bộ vi xử lý
ARM 32-bit giống như Cortex-M7F, Cortex-M4F, Cortex-M3, Cortex-M0 +
Page 1


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
hoặc Cortex-M0. Bên trong, mỗi vi điều khiển bao gồm bộ xử lý lõi, bộ nhớ
RAM tĩnh, bộ nhớ flash, gỡ lỗi giao diện, và các thiết bị ngoại vi khác nhau.
2. Cấu trúc bộ nhớ , đầu vào , đầu ra , modun mở rộng ,…..

- I/O : PLC WENCON LX3V-2416MR là PLC có 40 I / O .Trong đó gồm
24xDI ,16xDO ( Relay-type , R viết tắt của từ relay ) , ( X0~X27 Y0~Y17 )
- Cổng giao tiếp: 2 cổng nối tiếp (RS422 / RS485, RS485) .
- Nguồn điện cấp nguồn hoạt động : điện AC 100-240V, điện DC 24 (tùy chọn) .
- Công suất : Công suất 20W.
- Lưu trữ hệ thống : 16K
- Điện áp đầu vào : AC85V~264V hoặc DC 24V ± 10%
- Dòng tín hiệu đầu vào : 7mA / DC 24V (phía sau X002, 3,5 mA / DC24V)
- Điện áp đầu ra : thấp hơn AC 250/DC 30V
- Cấu trúc : WECON PLC có tích hợp pin, CPU và các điểm I / O. CPU PLC có
thể kết nối với các module mở rộng I / O để tăng số điểm I / O hoặc kết nối với
một số các module mở rộng chức năng đặc biệt.

Page 2


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Lỗ
① gắn (

⌀: 4.5) ; Nguồn
②
cung cấp và đầu vào tín hiệu đầu vào

Nguồn
③
cung cấp đầu ra 24v và đầu ra đầu ra ; Chỉ
④ báo nhập

Chỉ
⑤ báo sản lượng ; Chỉ
⑥ báo trạng thái PLC:
a) PWR: ánh sáng điện
b) RUN: chạy ánh sáng
c) BAT: đèn năng lượng thấp
d) ERR: nhấp nháy khi chương trình sai;
e): luôn bật khi lỗi CPU xảy ra
Đoạn
⑦
đường ray DIN ; ⑧
Bìa tấm ; Cổng
⑨
Com1 ; RUN
⑩
/ STOP
chuyển
Cổng
⑪
COM1 / COM2 và cổng rs485 ; ⑫
Giao diện mô đun mở rộng
Cổng
⑬
USB Micro-USB ; khe
⑭ cắm bảng BD
- Modun mở rộng :

Page 3

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

+ WECON PLC có nhiều loại module mở rộng, bao gồm mô đun I / O, analog
module đầu vào và đầu ra, mô đun đầu ra tốc độ cao và truyền thông Ethernet
giao thức.
Cáp
① mở rộng
Đèn
② com: luôn bật khi truyền kỹ thuật số là bình thường
24v:
③ luôn hoạt động khi kết nối với nguồn 24v bên ngoài
Đèn
④ trạng thái công suất của mô đun: Luôn bật khi bình thường
Tên
⑤ của mô-đun mở rộng
Đầu
⑥ ra tín hiệu đầu ra tương tự
Giao
⑦ diện mở rộng
Đoạn
⑧
đường ray DIN
móc
⑨ treo DIN
Lỗ
⑩ gắn ( ⌀: 4.5)
+ CPU PLC và mô đun mở rộng có cùng kích thước về chiều cao và chiều sâu,
nhưng chiều rộng khác nhau. Vì vậy, họ có thể kết nối với nhau một cách
gọn gàng, cũng là cấu hình linh hoạt.

2. Chương trình lập trình
- Sử dụng 2 ngôn ngữ lập trình : Ladder và Instructions list

Page 4


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Ladder

Instructions list
-

Sử dụng phần mềm : Wecon PLC Editor

- Các bước lập trình :
Bước 1 : Tạo 1 project mới với CPU là LX3V

Bước 2 : Viết chương trình

Page 5


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Page 6


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Bước 3 : Down load xuống PLC
- Chọn Compile
- Nhấn vào nút down xuống
- Chọn cổng COM tốc độ truyền rồi chọn Connection test

Page 7


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

- Tích vào Program và Parameter rồi chọn Execute

Page 8


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

B. GIỚI THIỆU PLC S7-1200

1.Giới thiệu chung về PLC S7-1200
1.1.Khái niệm chung PLC s7-1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200.
PLC S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn S7-200 và sau đây là một vài đặc
điểm của dòng sản phẩm S7-1200
S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát

Page 9

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp và một tập lệnh mạnh
làm cho bạn có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng của mình với S71200.
S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các
đầu vào/ra (DI/DO).
S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Ngoài
ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc
RS232.
- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hổ trợ ba
ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA
Portal 11 của Siemens.
Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal, vì phần mềm này đã bao
gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.
- Vòng quét chương trình trong S7-1200
- Cấu hình S7-1200 rất dễ dàng trong project của bạn với phần mềm TIA Portal
- Truyền thông với Programming device, HMI device, và các thiết bị khác một cách
dễ dàng qua mạng PROFINET.
Qua các thông số kỹ thuật trên, việc sử dụng S7-1200 là xu thế tất yếu để thay thế
dần dòng S7-200. Có thể trong thời gian tới Siemens sẽ cho khai tử dòng S7-200 vì
vậy trong các dự án mới chúng ta nên thiết kế hệ thống sử dụng dòng S7-1200 cho
các dự án vừa và nhỏ.
1.2.Các module trong hệ PLC S7-1200
1.2.1.Giới thiệu về các module CPU

Page 10


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Page 11

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Page 12


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Page 13


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

3.Phần mềm tia portal
Được thiết kế với giao diện thân thiện người sử dụng, TIA Portal thích hợp cho cả
những người mới lẫn những người nhiều kinh nghiệm trong lập trình tự động hóa.
Là phần mềm cơ sở cho các phần mềm dùng để lập trình, cấu hình, tích hợp các
thiết bị trong dải sản phẩm Tích hợp tự động hóa toàn diện (TIA) của Siemens. Ví
dụ như phầm mềm mới Simatic Step 7 V13 để lập trình các bộ điều khiển Simatic,
Simatic WinCC V13 để cấu hình các màn hình HMI và chạy Scada trên máy tính.
Để thiết kế TIA portal, Siemens đã nghiên cứu rất nhiều các phần mềm ứng dụng
điển hình trong tự động hóa qua nhiều năm, nhằm mục đích hiểu rõ nhu cầu của
khách hàng trên toàn thế giới. Là phần mềm cơ sở để tích hợp các phần mềm lập
trình của Siemens lại với nhau, TIA Portal giúp cho các phần mềm này chia sẽ cùng
một cơ sở dữ liệu, tạo nên sự thống nhất trong giao diện và tính toàn vẹn cho ứng
dụng. Hướng ứng dụng, các khái niệm về thư viện, quản lý dữ liệu, lưu trữ dự án,

Page 14

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
chẩn đoán lỗi, các tính năng online là những đặc điểm rất có ích cho người sử dụng
khi sử dụng chung cơ sở dữ liệu TIA Portal.
Tất cả các bộ đều khiển PLC, màn hình HMI, các bộ truyền động của Siemens đều
được lập trình, cấu hình trên TIA portal. Việc này giúp giảm thời gian, công sức
trong việc thiết lập truyền thông giữa các thiết bị này.
Phần mềm mới Simatic Step 7 V13, tích hợp trên TIA Portal, để lập trình cho S71200, S7-300, S7-400 và hệ thống tự động PC-based Simatic WinAC. Simatic Step
7 V13 được chia thành các module khác nhau, tùy theo nhu cầu của người sử dụng.
Simatic Step 7 V13 cũng hỗ trợ tính năng chuyển đổi chương trình PLC, HMI đang
sử dụng sang chương trình mới trên TIA Portal.
Phần mềm mới Simatic WinCC V13, cũng được tích hợp trên TIA Portal, dùng để
cấu hình cho các màn hình TP và MP hiện tại, màn hình mới Comfort, cũng như để
giám sát điều khiển hệ thống trên máy tính (SCADA).
1.2.2.Sign board của PLC SIMATIC S7-1200

Sign board: SB1223 DC/DC
-Digital inputs / outputs
-DI 2 x 24 VDC 0.5A
-DO 2x24 VDC 0.5A
Sign boards : SB1232AQ
-Ngõ ra analog
-AO 1 x 12bit

Page 15


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
-+/-10VDC, 0 –20mA
Cards ứng dụng:

-CPU tín hiệu để thích ứng với các ứng dụng
-Thêm điểm của kỹthuật sốI/O hoặc tương tự với CPU như các yêu cầu ứng dụng
-Kích thước của CPU sẽkhông thay đổi

1.2.3.Module xuất nhập tín hiệu số

Page 16


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

1.2.4.Module xuất nhập tín hiệu tương tự

1.2.5.Module truyền thông

Page 17


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

2. Làm việc với phần mềm Tia Portal
2.1.Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic –tích hợp lập trình PLC và HMI
Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo.
Một hệ thống kỹ thuật mới
Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình,
chẩn đoán và nhiều hơn nữa
Lợi ích với người dùng:
-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động
-Hiệu quả: tốc độ về kỹ thuật
-Chức năng bảo vệ: Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi

mới trong tương lai.
2.2.Kết nối qua giao thức TCP/IP
-Đểlập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP
-Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các địa
chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau
2.3.Cách tạo một Project
Bước 1 : Tạo 1 project mới chọn loại CPU giống với thực tế

Page 18


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Bước 2 : Viết chương trình

Page 19


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Bước 3 : Down load chương trình xuống PLC
- Chọn vào Compile
- Chọn vào biểu tượng down load
- Chọn cáp kết nối

- Chọn start search để tìm địa chỉa PLC
- Chọn Load

Page 20

THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

Page 21


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

- Chọn ở hàng stop modules là stop all
- Chọn Load

Page 22


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

- Ở hàng start modules chọn Start all
- Chọn Finish

Page 23


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

C . KẾT NỐI PLC S7-200 VÀ S7-300 THÔNG QUA MẠNG
PROFIBUS-DP

I.
-

Mạng profibus
1. Sơ lược về mạng profibus :
Profibus là mạng trong vùng cell và field của hệthống truyền thông
SIMATIC NET
Mạng được dựđịnh thực hiện đầu tiên trong môi trường công nghiệp.
Là hệthống truyền thông hiệu quảđối với các ứng dụng giá thấp.
Profibus dựa vào tiêu chuẩn EN 50 170 và mô hình mạng ISO.
Profibus không thực hiện đầy đủ7 lớp của mạng ISO, chỉcó lớp 1, 2 và 7.
2. Cấu trúc mạng :

Page 24


THIẾT KẾ MÔN HỌC MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
3. Phân loại :

- FMS – Fieldbus Messaging System : Truyền đồng cấp (peer to peer).
- DP – Decentralized Periphery : Trao đổi dữ liệu rất nhanh.
- PA – Process Automation : Môi trường an toàn.
4. Xử lý bus Profibus :
- Mạng Profibus xử lý bus theo cách kết hợp truyền Multi-Master và MasterSlave

Page 25