Đồ án Thiết kế hệ thống mạng truyển thông cho nhà máy xi măng - Giải pháp của hãng Siemen

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)

pdf 37 trang chauphong 19/08/2022 60
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế hệ thống mạng truyển thông cho nhà máy xi măng - Giải pháp của hãng Siemen", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Đồ án Thiết kế hệ thống mạng truyển thông cho nhà máy xi măng - Giải pháp của hãng Siemen

Đồ án Thiết kế hệ thống mạng truyển thông cho nhà máy xi măng - Giải pháp của hãng Siemen
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 , Đ 3 , V Ă N T H Á N H B Ắ C , B Ì N H T H Ạ N H , H Ồ C H Í M I N H 
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. 
Hình bên dưới hướng dẫn cách cài đặt module As-i vào S7-200 thông 
qua chức năng As-I Wizard. ( Thế nhưng yêu cầu phải có S7-200 thật và 
module thật được nối vào máy tính có phần mền STEP 7- Micro/WIN) 
Vì không có module nên cũng không thể cấu hình được 
B . slave trong mạng AS-i. 
B1. Module vào ra số: 
 F90 module . để đảm bảo có 100 ngõ vào và 64 ngõ ra 
số ta dùng 16 module loại này trong loại 16 input ,2 bộ 
loại 4DI/DO 14 bộ, mã số của hai loại này là (3RG9002-
0DE00-16input, 3RG9002-0DA00-4DI/DO). 
B2. Module vào analog: 
K60 analog module, mã số sản phẩm ta dùng là 3RK1207-1BQ44-
0AA3- loại này có 4 ngõ vào analog, tín hiệu dòng, hình minh họa bên 
dưới. 
 B 3. Bộ khởi động cho động cơ: 
Đây là bộ Ecofast motor starter dùng trong mạng AS-i cấp độ bảo vệ IP65 
dùng cho loại động cơ 3 pha xoay chiều, 
công suất của động cơ mà ecofast hỗ trợ 
lên tới 5,5 Kw. Hình bên cạnh là ví dụ 
về cấu hình cho 2 động cơ trong mạng. 
như vậy theo yêu cầu của bài thì ta chọn 
25 bộ này , mã sản phẩn cụ thể ta chọn 
là 3RK1323-2AS54-1AA3- là loại 0.3A- 
9A(4kw), loại này có cảm biến nhiệt 
bảo vệ quá tải . 
 3.6 4 Bộ đọc xung tốc độ cao: 
Trong trạm này cần có thiết bị đọc xung tốc độ cao của 4 sensor vì 
vậy mạng AS-i không đáp ứng được do đó ta gắn module vào mạng dp 
master và xung tốc độ cao được đưa về module đó . hình dưới thể hiện 
cách 
cài đặt 
của 
module trong mạng. 
3.7 Biến tần: 
Việc chọn lựa biến tần còn tùy thuộc vào công suất của động cơ, và chế 
độ làm việc của động cơ. 
Ở đây vì không có công suất cụ thế nên nhóm chọn một loại biến tần khá 
mạnh: 
Ta dùng biến tần loại 
micromaster 440(MM440) 
trong các trạm cân động. là 
dòng biến tần mạnh mẽ nhất 
trong các dòng tiêu chuẩn. 
hình bên thể hiện các loại 
biến tần khác nhau thuộc dòng MM440. 
1 Nguyên tắc hoạt động của biến tần: 
Bộ chỉnh lưu biến điện xoay chièu thành điện một chiều, bộ nghịch 
lưu có điều khiển biến điện một chiều thành xoay chiều với tần số khác 
nhau. 
2 Một số thông số kỹ thuật: 
điện áp vào công suất 
200V đến 240V 1 AC ± 10% 0.12 ¸ 3kW 
200V đến 240V 3 AC ± 10% 0.12 ¸ 45kW 
380V đến 480V 3 AC ± 10% 0.37 ¸ 75kW 
200V đến 240V 1 AC ± 10% 0.75 ¸ 75kW 
tần số vào 47 đến 63hz 
tần số ra 0 đến 650hz 
hệ số công suất 0.7 
Dòng khởi động thấp hơn dòng dịnh mức 
khả năng quá tải Quá dòng 1,5Iđịnh mức trong 60 giây 
Quá dòng 2Idịnh mức trong 3 giây 
tần số điều chế xung 2 khz đến 16khz 
 3 Kết nối với plc: 
 Kết nối qua cổng rs485, cổng com. Và dùng giao thức Uss 
3.8 Load cell: 
Hình bên thể hiện cấu tạo của cảm biến 
khối lượng ta dùng cho các băng tải. tên 
sản phẩm: 
Compuscale III. Có ngõ ra từ 4-20mA, tần 
số đáp ứng 3khz, các tính năng khác. 
Module nhận tín hiệu từ load cell: 
Siwarex ms đọc tín hiệu từ cân, sau đó gửi tín 
hiệu dưới dạng số nguyên về plc xử lý. Siwarex 
ms thể hiện được khối lượng qua màn hình 
hiển thị, nó hoạt động nhờ phần mềm nạp vào 
nó từ máy tính. 
Hình bên dưới thể hiện việc đọc khối lượng: 
3.9 Encoder: 
A. Encoder được dùng trong các trạm cân động để 
theo dõi bang tải ta dùng loại encoder tương đối 
vì băng tải chạy với tốc độ không cao do vậy ta 
chọn encoder của hãng rotalpuls có số xung trên 1 
vòng là 360. 
Các đầu dây ra: 
B. Module hổ trợ chuyển đổi tín hiệu từ encoder về PLC xử lý: T1505 High 
Speed Counter Encoder Module 
Đèn led chỉ thị kết nối dây: 
Hình thể hiện các kết nối encoder vào module: 
 3.10 Động cơ: 
Tuỳ theo nhu cầu sử dụng mà ta chọn loại động cơ có công suất phù hợp. 
4. Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị: 
S7-400 H, CPU 417-4H có khả năng Redundancy. 
Biến tần: Trong mục lựa chọn thiết bị ta chọn dòng biến tần micromaster 
440(MM440) đây là dòng có hỗ trợ giao thức USS protocol 
Dưới đây là một số thông tin khi dùng giao thức này: 
§iÒu kiÖn ®Ó sö dông giao thøc USS: 
Th­ viÖn lÖnh STEP7 – Micro/Win cung cÊp 14 thñ tôc con 3 thñ tôc ng¾t vµ 8 
lÖnh ®­îc tÝch hîp trong giao thøc USS. C¸c lÖnh USS sö dông ph­¬ng thøc sau 
trong S7 – 200. 
Giao thøc USS ®­îc thiÕt lËp trªn Port 0 cho giao tiÕp USS. 
 LÖnh USS_INIT cho phÐp lùa chän giao tiÕp kiÓu USS hoÆc PPI trªn port 0. 
Sau khi lùa chän giao thøc USS ®Ó giao tiÕp víi biÕn tÇn nãi riªng ta kh«ng 
thÓ sö dông port 0 cho bÊt kú môc ®Ých nµo kh¸c, kÓ c¶ giao tiÕp víi phÇn 
mÒm STEP7 – Micro/Win. 
C¸c lÖnh USS ®­îc t¹o ra chiÕm kho¶ng 3600 byte. Tuú thuéc vµo c¸c lÖnh 
mµ ta sö dông, ph¶i dµnh riªng cho giao thøc USS mét vïng nhí V kho¶ng 
400 byte. 
C¸c lÖnh USS kh«ng ®­îc dïng trong thñ tôc ng¾t. 
Tr×nh tù lËp tr×nh sö dông c¸c lÖnh USS nh­ sau: 
§Æt lÖnh USS_INIT trong ch­¬ng tr×nh. LÖnh USS_INIT chØ nªn ®­îc gäi 
trong mét chu kú quÐt ®Ó thiÕt lËp hay thay ®æi c¸c th«ng sè giao tiÕp cña 
giao thøc USS. 
§Æt chØ mét lÖnh DRV_CTRL cho mçi mét biÕn tÇn tÝch cùc trong ch­¬ng 
tr×nh. Cã thÓ thªm vµo nhiÒu lÖnh USS_RPM_x vµ USS_WPM_x nÕu cÇn 
thiÕt, nh­ng chØ mét biÕn tÇn ®­îc tÝch cùc t¹i mét thêi ®iÓm. 
ThiÕt lËp c¸c th«ng sè biÕn tÇn ®Ó phï hîp víi tèc ®é baud vµ ®Þa chØ cña 
biÕn tÇn ®­îc dïng trong ch­¬ng tr×nh. 
Nèi c¸p giao tiÕp gi÷a CPU vµ c¸c biÕn tÇn. 
Thêi gian cÇn thiÕt ®Ó giao tiÕp: 
Giao tiÕp víi c¸c thiÕt bÞ cã vßng quÐt kh«ng cïng víi S7 – 200. S7 – 200 
thùc hiÖn ®­îc vµi vßng quÐt th× thiÕt bÞ giao tiÕp míi hoµn thµnh. Thêi gian cÇn 
thiÕt ®Ó giao tiÕp phô thuéc vµo sè thiÕt bÞ giao tiÕp, tèc ®é baud vµ thêi gian quÐt 
cña S7 – 200 
Sö dông c¸c lÖnh USS Protocol: 
Th­ viÖn lÖnh STEP7 – Micro/Win cho phÐp ®iÒu khiÓn c¸c bé biÕn tÇn 
MicroMaster mét c¸ch dÔ dµng b»ng c¸c hµm lÖnh ®Æc biÕt ®­îc thiÕt kÕ sö dông 
giao thøc USS ®Ó giao tiÕp víi biÕn tÇn. Víi lÖnh USS, ta cã thÓ ®iÒu khiÓn biÕn tÇn 
vµ cã thÓ ®äc/ghi c¸c th«ng sè cña biÕn tÇn. 
Các lệnh USS nằm trong thư viện của cây lệnh step7/microwin.* Lệnh 
USS_INIT 
LÖnh nµy dïng ®Ó b¾t thiÕt lËp giao thøc USS ®Ó kÕt nèi PLC vµ (m¹ng) biÕn 
tÇn. 
LÖnh USS_INIT ®­îc dïng ®Ó cho phÐp vµ thiÕt 
lËp hay kh«ng cho phÐp thiÕt lËp giao tiÕp víi biÕn 
tÇn MicroMaster. LÖnh USS sÏ ®­îc thùc hiÖn khi 
kh«ng cã lçi nµo xuÊt hiÖn. LÖnh nµy hoµn thµnh 
th× bit DONE ®­îc set lËp tøc tr­íc khi tiÕp tôc thùc hiÖn c¸c lÖnh kÕ tiÕp. 
LÖnh nµy ®­îc thùc hiÖn mçi khi ®Çu vµo EN ®­îc thiÕt lËp b»ng 1. LÖnh 
USS_INIT ®­îc thùc hiÖn mçi khi cã sù thay ®æi tr¹ng th¸i giao tiÕp. Khi giao thøc 
USS ®· ®­îc thiÕt lËp, giao thøc USS sÏ ®­îc lo¹i bá b»ng c¸ch thùc thi mét lÖnh 
USS_INIT míi tr­íc khi cã sù thay ®æi trong c¸c th«ng sè giao tiÕp. 
Gi¸ trÞ cña ®Çu vµo USS cho phÐp chän giao thøc giao tiÕp. Gi¸ trÞ 1 cho phÐp 
dïng port 0 cho giao thøc USS. Gi¸ trÞ 0 g¸n port 0 cho giao thøc ppi vµ lo¹i bá 
giao thøc USS. 
§Çu vµo BAUD thiÕt lËp tèc ®é baud: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 hay 3400 
baud. 
§Çu vµo ACTIVE chØ ra biÕn tÇn nµo ®ang ®­îc tÝch cùc. §èi víi MicroMaster 
th× hç trî ®Þa chØ tõ 0 ®Õn 30. 
Khi lÖnh USS_INIT ®­îc hoµn tÊt, bit DONE ®­îc thiÕt lËp b»ng 1, ®Çu ra ERR 
(byte) chøa kÕt qu¶ cña viÖc thùc hiÖn lÖnh. 
* Lệnh USS_CTRL. 
LÖnh nµy dïng ®Ó ®iÒu 
khiÓn biÕn tÇn ch¹y, dõng, ®¶o 
chiÒu vµ thay ®æi tèc ®é. 
LÖnh USS_CTRL ®­îc 
dïng ®Ó ®iÒu khiÓn mét biÕn 
tÇn MicroMaster ®­îc tÝch cùc. 
LÖnh USS_CTRL ®Æt c¸c lÖnh 
chän tr­íc trong bé ®Öm giao 
tiÕp. C¸c lÖnh ®Æt trong bé ®Öm 
®­îc göi cho biªn tÇn ®ã ®· 
®­îc chän trong th«ng sè 
ACTIVE cña lÖnh USS_INIT. 
Mçi biÕn tÇn chØ cã mét lÖnh 
DRV_CTRL. 
Đầu ra EN được thiết lập bằng 
1 để cho lệnh drv_ctr 
được thiết lập (lệnh này phải luôn luôn được thiết lập). 
 Ngâ vµo RUN (RUN/STOP) ®­îc thiÕt lËp b»ng 1cho phÐp ®iÒu khiÓn biÕn 
tÇn vµ b»ng 0 kh«ng cho phÐp ®iÒu khiÓn biÕn tÇn. Khi Run ®­îc thiÕt lËp b»ng 1, 
bé biÕn tÇn MicroMaster nhËn ®­îc lÖnh b¾t ®Çu ch¹y t¹i tèc ®é vµ chiÒu ®· ®Þnh 
tr­íc. §Ó biÕn tÇn ch¹y th×: 
* DRIVER ph¶i ®­îc chän tÝch cùc trong ACTIVE trong USS_INIT. 
* OFF2 vµ OFF3 ph¶i ®­îc ®Æt b»ng 0. 
* FAUL vµ INHIBIT ph¶i b»ng 0. 
Khi RUN b»ng 0 th× mét lÖnh ®­îc göi ®Õn MicroMaster ®Ó gi¶m tèc ®é xuèng 
cho ®Õn khi ®éng c¬ dõng h¼n. 
Bit OFF2 ®­îc dïng ®Ó cho phÐp biÕn tÇn dõng ®éng c¬ nhanh h¬n. Bit OFF3 
®­îc dïng ®Ó MicroMaster dõng nhanh chãng. 
Bit F_ACK (Fault Acknowledge) ®­îc dïng ®Ó x¸c nhËn lçi truyÒn th«ng trong 
biÕn tÇn. BiÕn tÇn sÏ xãa lçi (FAULT) khi F_ACK ®i tõ møc thÊp ®Õn møc cao. 
Bit DIR (direction) ®¶o chiÒu quay cña ®éng c¬. 
§Çu vµo DRIVE (drive address) cho biÕt ®Þa chØ cña biÕn tÇn MicroMaster mµ 
lÖnh DRV_CRTL ®· ®iÒu khiÓn. §Þa chØ cã gi¸ trÞ tõ 0 ®Õn 30. 
§Çu vµo TYPE chän lo¹i biÕn tÇn. Víi biÕn tÇn MicroMaster 3 chän TYPE = 0, 
víi biÕn tÇn MICROMASTER 4 chän TYPE = 1. 
§Çu vµo Speed_SP (speed setpoint) ®Æt tèc ®é cña ®éng c¬ d­íi d¹ng phÇn tr¨m 
cña tèc ®é tèi ®a (-200% ®Õn 200%). Gi¸ trÞ ©m cña Speed_SP lµm ®éng c¬ ®¶o 
chiÒu quay. 
Bit Error lµ mét byte l­u kÕt qu¶ cña lÇn giao tiÕp míi nhÊt víi biÕn tÇn. 
§Çu ra STATUS chøa tr¹ng th¸i cña biÕn tÇn. 
§Çu ra SPEED l­u tèc ®é cña ®éng c¬ d­íi d¹ng phÇn tr¨m cña tèc ®é ®Þnh 
møc (-200% ®Õn 200%). 
§Çu ra RUN_EN (DRIVE RUN ENable) cho biÕt biÕn tÇn ®ang ch¹y (b»ng 1) 
hay ®· dõng (b»ng 0). 
§Çu ra D_DIR cho biÕt chiÒu quay cña ®éng c¬. 
§Çu ra INHIBIT cho biÕt tr¹ng th¸i cÊm trong biÕn tÇn (0 – not inhibited, b»ng 
1 inhibited). §Ó xãa bit cÊm th× bit FAULT ph¶i ®­îc OFF vµ c¸c bit vµo 
RUN,OFF2 vµ OFF3 ph¶i b»ng 0. 
§Çu ra FAULT cho biÕt tr¹ng th¸i cña bit lçi (0 – kh«ng cã lçi, 1 – cã lçi). 
Bé biÕn tÇn sÏ hiÓn thÞ m· lçi. §Ó xãa bit FAULT th× ph¶i söa lçi vµ thiÕt lËp b»ng 
1 bit F_ACK. 
* Lệnh USS_RPM_x. 
 Lệnh này đọc thông số từ biến tần. 
LÖnh USS_PRM_x ®äc mét th«ng sè kiÓu word kh«ng dÊu. LÖnh USS_RPM_x 
hoµn tÊt khi MicroMaster x¸c nhËn hay khi cã lçi b¸o vÒ. 
§Çu vµo EN ph¶i ®­îc thiÕt lËp b»ng 1 cho phÐp truyÒn yªu cÇu xuèng 
MicroMaster vµ ph¶i lu«n ®­îc thiÕt lËp b»ng 1 cho ®Õn khi bit DONE b»ng 1 b¸o 
hiÖu sù hoµn tÊt. Mét yªu cÇu USS_RPM_x ®­îc truyÒn tíi MicroMaster ë mçi chu 
k× vßng quÐt khi ®Çu vµo EN ®­îc thiÕt lËp b»ng 1. V× thÕ ®Çu vµo XMT_REQ nªn 
®­îc cho qua mét bé P (bé t¸ch s­ên d­¬ng) chØ cho phÐp mét yªu cÇu ®­îc truyÒn 
®i ë mçi c¹nh lªn cña ®Çu vµo EN. 
§Çu vµo DRIVE lµ ®Þa chØ cña biÕn tÇn MicroMaster mµ lÖnh USS_RPM_x 
®­îc göi ®i. §Þa chØ nµy cã gi¸ trÞ tõ 0 ®Õn 31. 
§Çu vµo PARAM x¸c ®Þnh th«ng sè cÇn ®äc. §Çu vµo INDEX lµ gi¸ trÞ chØ sè 
cña th«ng sè cÇn ®äc. 
§Þa chØ cña mét bé ®Öm 16 – byte ph¶i ®­îc ®­a vµo ®Çu vµo DB_PTR. Bé 
®Öm nµy ®­îc sö dông bëi lÖnh READ_PM ®Ó l­u kÕt qu¶ nhËn ®­îc tõ biÕn tÇn. 
Khi lÖnh READ_PM hoµn tÊt thi ®Çu ra DONE ®­îc thiÕt lËp b»ng 1 vµ ®Çu ra 
ERROR (kÝch th­íc byte) chøa kÕt qu¶ cña viÖc thùc hiÖn lÖnh. 
đầu ra value là giá trị thông số đọc về. 
* Lệnh USS_WPM_x. 
 Lệnh ghi thông số xuống biến tần: 
LÖnh USS_WPM_x ghi mét gi¸ trÞ word kh«ng dÊu vµo mét th«ng sè x¸c ®Þnh. 
LÖnh USS_WPM_x hoµn tÊt khi MicroMaster x¸c nhËn hay khi nhËn ®­îc lçi. 
§Çu vµo EN ph¶i ®­îc thiÕt lËp b»ng 1 ®Ó cho phÐp truyÒn mét yªu cÇu vµ lu«n 
gi÷ nguyªn tr¹ng th¸i b»ng 1 cho ®Õn khi bit DONE ®­îc thiÕt lËp b¸o hiÖu sù hoµn 
tÊt. Mét yªu cÇu USS_WPM_x ®­îc truyÒn ®Õn MicroMaster ë mçi chu kú quÐt 
khi ®Çu vµo XMT_REQ b»ng 1. V× thÕ XMT_REQ nªn ®­îc cho qua bé P (bé t¸ch 
s­ên d­¬ng) chØ cho phÐp mét lÖnh ®­îc truyÒn ®i ë mçi c¹nh lªn cña ®Çu vµo EN. 
§Çu vµo DRIVE lµ ®Þa chØ cña biÕn tÇn MicroMaster mµ lÖnh USS_WPM_x 
®­îc göi ®i. §Þa chØ cã gi¸ trÞ tõ 0 ®Õn 31. 
§Çu vµo PARAM x¸c ®Þnh th«ng sè cÇn ghi. §Çu vµo INDEX lµ gi¸ trÞ chØ sè 
cña th«ng sè cÇn ghi. §Çu ra VALUE lµ gi¸ trÞ cÇn ghi th«ng sè. 
Khi ®Çu vµo EEPROM ®­îc thiÕt lËp b»ng 1 th× lÖnh nµy ®­îc ghi vµo c¶ RAM 
vµ EEPROM cña biÕn tÇn. Khi ®Çu vµo nµy bÞ mÊt ®i th× lÖnh chØ ®­îc khi vµo 
RAM cña biÕn tÇn. 
§Þa chØ cña mét bé ®Öm 16 – byte ph¶i ®­îc ®­a vµo ®Çu vµo DB_PTR. Bé 
®Öm nµy ®­îc sö dông bëi lÖnh USS_WPM_x ®Ó l­u kÕt qu¶ nhËn ®­îc tõ biÕn tÇn 
MicroMaster. 
Khi lệnh USS_wpm_ hoàn tất đầu ra done được thiết lập 1, đầu ra erro(byte) chứa 
kết quả thực hiện 
S7-200, CPU 215 :có hỗ trợ sẵn kết nối Profi-bus, có hỗ trợ module mở rộng 
As-i Master. 
5. Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống: 
Trong Sinmantic chỉ cho phép cấu hình xuống tới S7-200, để cấu hình cho cấp 
trường bên dưới S7-200 ta sẽ tiến hành cấu hình trong phần mềm STEP7-
Micro/Win. 
Cấu hình địa chỉ trên CPU 215-2DP để có thể liên lạc với trạm chủ có thể là 
S7-300 hay S7-400 
Một số hình ảnh thể hiện giao tiếp giữa S7-200 với S7-300 và S7-200 với 
nhau trên cùng một đường truyền Profibus. Việc thực hiện cấu hình này trong phân 
cài đặt của Step 7 Micro /Win có hổ trợ nhưng không hổ trợ cấu hình bằng đồ họa. 
 Hình bên dưới chỉ cách cấu hình một module mạng truyền thông vào một 
máy tính có phần mềm Micro/Win và cấu hình module truyền thông khi gắn vào 
S7-200. 
Một số trường hợp yêu cầu phải có thiết bị và phân mềm hỗ trợ mới cài đặt được. 
Trong trường hợp cấu hình cho module truyền thông Profi-bus DP không có nên 
chưa thực hiện được 
Hình trên là cách cài đặt module CP5411 vào S7-200, xong trong quá trình 
thực hiện thì module này không có nên không thể tiến hành cài đặt. 
Hình thể hiện cấu hình các trạm As-master và các các trạm As-i slaver: F90 
module in/out analog , Ecofast motor starter bộ khởi động cho động cơ, 
Hình bên dưới vẽ cấu hình cài đặt load cell tín hiệu gửi về modull Siwarex ms, và 
biến tần kết nối về cổng com điều khiển qua giao thức USS 
6. Phân tích những ưu nhược điểm của giải pháp đã lựa chọn: 
Chưa có số liệu chính xác khoảng cách các trạm. 
Chưa tính toán giá thành 
Chưa đưa ra được giải pháp giảm số trạm s7-200 xuống , để tập trung xử lý ngay 
tại trạm s7-400 
Chỉ mới redundancy cho 2 trạm chủ , chưa đưa ra giải pháp redundancy cho các 
cấp trường, nếu đưa ra thì số lượng thiết bị sẽ rất lớn, giá thành sẽ rất cao. 
Trong quá trình cấu hình chỉ có thể cấu hình tới trạm s7-200 chưa tìm ra cách cấu 
hình thấp hơn, nên làm giảm độ tường minh, 
Thực tế s7-200 CPU 215 có thể dùng modum mở rộng Profibus và tiếp tục cấu 
hình cho các thiết bị dưới, như trạm chủ AS-i và các trạm tớ AS-i 
Giả sử IM 153-2 bị hỏng coi như trạm sẽ bị lỗi nặng. 
Chưa lập trình được cách giao tiếp gửi thông tin từ s7-200 lên s7-400, chỉ mới có 
tài liệu tham khảo . 
Chưa xác định công suất của hệ thống để lựa chọn biến tần cho hợp lý. 
7. Tài liệu hổ trợ: 
Tài liệu Totally Intergrated Automation : EM 277 PROFIBUS DP module (trang 
101/764), CP 243-2(103/764) 
Tài liệu Configuring Hardware and Communication Connections with Step 7 
Tài liệu Process Control System PCS 7,V7.0 SP1 ,Fault-tolerant Process Control 
System 
Tài liệu S7-200, S7-300, S7-400 
Tài liệu cho mạng As-i: AS-Interface_Systemhandbuch_System-Manual_2008-
11_en_A5E01216655-02_3RK2703-3BB02-1AA1.pdf 

File đính kèm:

  • pdfdo_an_thiet_ke_he_thong_mang_truyen_thong_cho_nha_may_xi_man.pdf