Đồ án mạng truyền thông

ĐH GTVT TP HCM-TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP- TĐ05

2009
ĐỒ ÁN MẠNG TRUYỀN THÔNG
THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỂN THÔNG
CHO NHÀ MÁY XI MĂNG - GIẢI PHÁP CỦA
HÃNG SIEMEN.
GVHD: Trần Hoàng Dũng
Nhóm thực hiện:
Châu Vĩnh Phú
Phan Văn Thi
Trịnh Văn Thắng
Bùi Thanh Nhẹ

S Ố 2,Đ3,VĂN THÁNH BẮC, BÌNH THẠNH,HỒ CHÍ MINH
Phục lục:
1. Nội dung đề tài và yêu cầu
2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và
giải pháp chọn lựa.
3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống
4. Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị
5. Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống
6. Phân tích những ưu nhược điểm của giải pháp đã lựa chọn
7. Tài liệu hổ trợ

1. Nội dung đề tài và yêu cầu:
Nội dung đề tài:
Nhà máy gồm 2 line sản xuất, mỗi line sản xuất gồm một trạm chủ và 5 trạm tớ
Trạm tớ 1 : điều khiển các thiết bị đóng cắt hệ thống điện , các motor băng chuyền
tải liệu, máy nghiền, quạt gió, hút bụi….
Trạm tớ 2 : điều khiển một hệ thống cân động. Hệ thống này có tác dụng điều
khiển khối lượng liệu đầu vào đúng với công suất cài đặt.Liệu vào là xỉ
Trạm tớ 3 : tương tự như trạm tớ 2 nhưng liệu vào là clinke.
Trạm tớ 4 : tương tự như trạm tớ 3 nhưng liệu vào là đá vôi
Trạm tớ 5 : tương tự như trạm tớ 4 nhưng liệu vào là salat.
Hệ thống điều khiển cân động cho trạm 2,3,4,5 gồm :
- Một biến tần để điều khiển motor
- Một motor của băng tải cân
- Một encoder để đưa về tốc độ băng tải
- Một loadcell để cân khối lượng liệu trên băng tải
Hệ thống trạm tớ 1 giả sử bao gồm :
- 25 motor liên quan đến quá trình nghiền, tải liệu, quạt gió, hút bụi, cán
liệu…..( không có biến tần)
- Hệ thống đèn cảnh báo và alarm có 100 input digital, 64 output digital
- Hệ thống sensor analog ( 4-20mA) gồm 40 cảm biến ( nhiệt độ, áp suất, độ
ồn ….)
- Hệ thống sensor giám sát tốc độ máy nghiền ( xung tốc độ cao ) ( 4 sensor)
Yêu cầu:

Đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống, từ điều khiển giám sát đến các trạm.

Công việc bao gồm :
+ Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông

+ Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống mạng mình đưa ra

+ Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị đó

+ Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống:

+ Phân tích những ưu điểm nhược điểm của giải pháp đã chọn lựa













2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen
và giải pháp chọn lựa.
Giải pháp mạng truyển thông của hãng Siemen:
Siemen đưa ra khá đầy đủ các giải pháp cho mạng truyển thông cho các lĩnh
vực tự động hóa, đây là một mô hình thể hiện giải pháp của hãng:

Mô tả giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen :
Các cấp hệt thống mạng và phương pháp truyền thông:
Cấp quản lý( Management leave): truyển thông theo chuẩn Enthernet
Cấp giám sát (Operations leave) : truyền thông theo chuẩn Industrial Ethernet
Cấp điều khiển (Control leave) : chuẩn Profi Net
Cấp chấp hành (Field leave): chuẩn Profibus DP, Profibus PA, AS-interface, Hart

Nhìn chung hãng Siemen đưa ra rất đầy đủ, và tích hợp rất nhiều các sản phẩm để
hỗ trợ cho nhu cầu của khách hàng từ các thiết bị cấp quản lý đến cấp trường, phần
mềm và phần cứng.
Giải pháp chọn lựa:
Dựa trên các giải pháp mà hãng đã đưa ra, ta chọn một giải pháp để xây
dựng giải pháp mạng truyền thông cho nhà máy xi măng:
Cấp chấp hành: Truyền thông theo chuẩn ProfiBus DP và As-interface
+ Các thiết bị : Motor, đèn cảnh báo, Alarm, Sensors, biến tần, encoder, loadcell....
Cấp điều khiển : Truyền thông theo chuẩn Profi-bus DP
+ Các thiết bị: Plc S7, và các modul truyền thông.
Cấp giám sát: Truyển thông theo chuẩn Profi-bus DP
+Các thiết bị : Máy tính giám sát, và modul truyền thông, phần mềm: WinCC,
SIMATIC Manager...
3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống

3.1 2 máy tính giám sát 2 line:
Vì yêu cầu trong nhà máy đòi hỏi các máy tính công nghiệp phải có
độ an toàn cao nên không thể dùng các máy tính thông thường. Siemen
có đưa ra các máy tính PG/PC khác nhau, dưới đây là một ví dụ. Thông
tin của máy được thể hiện rõ trong tài liệu đi kèm của nhà sản xuất.
Ngoài ra máy tính để thực hiện giám sát được cần cài đặt phần mềm
WinCC.

Dưới đây là một thông tin nhỏ về giao thức truyền dẫn Profi-bus DP để hỗ trợ cho
việc chọn lựa giải pháp mạng.

Ngoài ra còn một số thông tin khác có trong tài liệu đi kèm.

3.2 2 con Simantic S7-400 H, CPU 417-4H:
Dòng S7-400 là một dòng CPU cao cấp, thực hiện được một lượng lớn những
công việc , và khả năng quản lý rất lớn các cổng I/O. Trong bài, nhóm chọn con CPU-
417-4H vì dòng này cho phép thực hiện được chức năng Redundacy, đảm bảo khi
một CPU gặp sự cố thì có CPU khác thay thế.
Ngoài ra để thực hiện được khả năng giao tiếp giữa hai line sản xuât riêng nhau ta có

thể dùng giao tiếp S7-Comunication được hỗ trợ trong dòng này.
Vì thế ta cần gắn thêm trên S7-400, hai card mạng, được thể hiện trong phần cấu
hình.
Trong mỗi rack ta còn gắn thêm một bộ nguồn có khả năng Redundancy.

Có tài liệu đi kèm.
Bên dưới là thông tin cấu hình:





3.3 2 con IM 135-2: là một loại module có khả năng hỗ trợ redundancy
trong trạm S7-400





Hình bên dưới là cấu hình cho trạm:






3.4 10 con Simatic S7-200, CPU 215:
Hình bên dưới là cấu hình 5 con S7-200 CPU215 vào đường truyền
Profi-bus:

3.5 Các trạm as-i:
(Tài liệu đi kèm: AS-Interface_Systemhandbuch_System-
Manual_2008-11_en_A5E01216655-02_3RK2703-3BB02-
1AA1.pdf)
A . Master
Hình bên dưới mô tả một con CP243-2 Master Module, module
này được cài vào S7-200.
Tính toán số lượng I/O và ta lựa chọn được các module tương ứng để có
thể đáp ứng yêu cầu đề bài.