BÀI 5 K ẾT NỐ NỐI TRUYỀN TRUYỀN THÔNG, GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU ĐIỀ U KHIỂ KHIỂN SỬ SỬ DỤ DỤNG PROFINET S7 - 1200 MỤC TIÊU - Giúp sinh viên nắm bắt các đặc trưng cơ bả n của mạng truyền thông Profinet S7-1200. - Rèn luyện cho sinh viên k ỹ
năng cấu hình mạng truyền thông Profinet S7-1200
dùng các thiết bị Siemens.
NỘI DUNG CHÍNH 5.1. Giớ Giớ i thiệ thiệu chuẩ chuẩn truyề truyền thông Profinet S7 – S7 – 1200 1200 Mong muốn có một tiêu chuẩn truyền thông trên một mạng cho các ngành công nghiệ p, có khả
năng chuẩn đoán rộ ng và các chức năng dịch vụ r ộng khắ p mạng lướ i
đã dẫn tớ i sự gia tăng của việc sử dụng Ethernet công nghiệ p. Tổ chức PROFIBUS, PROFINET quốc tế (PI) cung cấ p một chuẩn truyền thông toàn diện thông qua Ethernet công nghiệp
để đáp ứng mọi yêu cầu, câu tr ả lờ i là PROFINET.PI đã phát
triển 1 chuẩn qua các kinh nghi ệm
thu đượ c từ nhiều năm phát triể n của Profibus để
thích hợ p vớ i Ethernet công nghiệ p cho các yêu cầu chuyên biệt trong công nghiệ p. K ết quả chính là Profinet, m ột chuẩn công nghiệ p toàn diện dựa trên chuẩn Ethernet công nghiệ p cho truy ền thông mở, độc lậ p vớ i các nhà cung cấp. PROFINET đáp ứ ng tất cả các yêu c ầu sử d ụng Ethernet ở t tất c ả các cấp
độ và trong mọi ứng dụng tự động
hóa. Điều này làm cho PROFINET tr ở ở nên r ất linh hoạt, đáng tin cậy và thiết thực trong môi trườ ng ng công nghiệ p. ofinet CPU S7-1200 có một cổng Pr ofinet
đượ c tích hợ p. Các giao thức ứng dụng sau đây
đượ c hỗ tr ợ ợ b bở i CPU S7-1200: - TCP (truyền thông tin và đả m bảo tin cậy). - ISO on TCP. - UDP (gởi thông tin nhưng không bảo đảm đến được đích). Giao thức TCP đượ c mô tả theo chuẩn RFC 793, truyền dữ liệu tin cậy và theo thứ tự. Giao thức
ISO on TCP đượ c mô tả theo chuẩn RFC 1006. Sử dụng địa chỉ IP là
192.168.x.x và subnet mask là 255.255.255.0. Giao thức UDP
89
đượ c mô tả theo chuẩn
RFC 768,
đượ c sử dụng để gửi các bức điện ngắn đảm bảo về mặt thờ i gian thực,
nhưng không đảm bảo dữ liệu có đến được đích hay không. 5.2. K ết nối truyền thông, giám sát và điều khiển sử dụng Profinet S7 – 1200 K ết nối tr ực tiế p: sử dụng k ết nối tr ực tiếp
khi ta đang sử dụng một thiết bị lậ p trình,
HMI hay một CPU khác đượ c k ết nối đến một CPU riêng lẻ. K ết n ối m ạng: sử d ụng các truyền thông mạng
khi ta đang kết n ối v ới hơn hai thiết b ị
(ví dụ các CPU, HMI, các thi ết bị lậ p trình, và các thiết bị không phải của Siemens). Dùng bộ chuyển mạch Ethernet 4 cổng CSM 1277 của Siemens.
Hình 5.1. Thiết bị lập trình đượ c k ết nối đến CPU S7-1200.
Hình 5.2. K ết nối HMI-CPU S7-1200
Hình 5.3. K ết nối tr ực tiế p một CPU S7-1200 k ết nối vớ i một CPU S7-1200 khác
Hình 5.4. K ết nối mạng có nhiều hơn 2 thiết bị đượ c k ết nối vớ i nhau, bằng cách sử dụng một bộ chuyển mạch Ethernet CSM1277. 90
5.3. Thự c hành 5.3.1. Giớ i thiệu mô hình truyền thông Profinet S7 – 1200 Máy tính k ết nối vớ i PLC và HMI b ằng 1 bộ chuyển mạch (Switch). Thông qua việc lậ p trình bằng phần mềm, analog sẽ
đượ c xuất ra ở ngõ PQWY hoặc PQWY+2 (trên
mô hình) dùng để điều khiển biến tần.
Hình 5.5. Sơ đồ truyền thông và cách k ết nối biến tần với động cơ theo kiểu analog. Sơ đồ nối dây của mô hình thí nghiệm:
Hình 5.6. Sơ đồ nối dây của HMI và biến tần. 91
Hình 5.7. Sơ đồ nối dây của CPU S7-1200. Ghi chú : - L – M : Nguồn cung cấ p 220 VAC - L+ M
: Nguồn cung cấ p 24 VDC 92
5.3.2. Các bước cơ bản cấu hình truyền thông Profinet S7 – 1200 Sau khi cấu
hình cho CPU đượ c gi ớ i thiệu ở bài 1, ở bài học này chúng ta s ẽ c ấu hình
cho các ngõ vào/ra mở r ộng và cách khai báo màn hình HMI. Việc lấy các module mở r ộng và màn hình HMI đượ c tóm gọn trong 4 bước như sau:
Bướ c 1: Lần lượ t lấy các modul mở r ộng theo thứ tự sau: - Modul giao tiế p 422/485 CM1241 (6ES7241-1CH30-0XB0). - Modul 8DI 1221 (6ES7221-1BF30-0XB0). - Modul 16DQ 1222 (6ES7222-1BH30-0XB0. - Modul 4AI (6ES7231-4HD30-0XB0). - Modul 2AQ (6ES7232-4HB30-0XB0). Lưu ý : B ộ ngu ồn và biến t ần không phải là module mở r ộng nên không cần khai báo
trong phần mềm Tia Portal.
Thực hiện việc lấy module giao tiế p bằng cách kéo thả.
Thực hiện việc lấy module mở r ộng
ngõ vào “DI”
bằng cách kéo thả.
Thực hiện việc lấy các module còn lại.
93
Ngõ vào analog là 13 bits và ngõ ra analog là 14 bits.
Lưu ý : Khi download xuống mô hình, nếu cấu hình sai module nào thì đèn báo trạng
thái module đó sẽ nhấp nháy màu đỏ và ta cần kiểm tra lại mã module đó. Bướ c 2: Khai báo màn hình HMI KTP600 Basic color PN. Chọn vào
Devices & network để vào Network view, sau đó kéo màn hình HMI vào
vùng làm việc. Thực hiện các bước như hình vẽ sau:
94
Bướ c 3: Thiết lậ p k ết nối PLC và HMI.
K ết quả: Thành lập đượ c 1 k ết nối PN/IE.
Bướ c 4: Định địa chỉ cho màn hình HMI. Click đúp vào chỗ k ết nối Ethernet như hình sau:
Đặt địa chỉ tương ứng với địa chỉ có trên mô hình và subnet mask phải trùng lớ p vớ i PLC.
95
5.3.3. Bài tập thự c hành số 1 a. Yêu cầu Chỉnh giá tr ị Analog bằng biến tr ở và hiển thị giá tr ị Analog. Kiểm ch ứng bằng cách
đo trên đồng hồ.
b. Các bướ c thự c hiện: Bướ c 1: Xem địa chỉ của các khối mở r ộng.
96
Bướ c 2:Viết chương trình.
Bướ c 3: Điều chỉnh biến tr ở về bên trái hết cỡ để tránh hiện tượng quá dòng trướ c khi thực hiện đấu dây như hình sau .
5.3.4. Bài tập thự c hành số 2 a. Yêu cầu Lậ p trình cho màn hình HMI, nhấn nút ON/OFF trên màn hình thì đèn sáng/ tắt.
b. Các bướ c thự c hiện: Bướ c 1: Viết chương trình bên PLC như sau Lưu ý : Sử dụng biến nhớ M cho ngõ vào
ON/OFF.
97
Bướ c 2: Thiết lậ p các nút nhấn và đèn trên HMI Vào Add new screen
để thiết lậ p 1 dao
diện mớ i.
Lấy
các đèn và nút nhấn trong “Basic
object” của Toolbox.
Sinh viên tham khảo thêm các tr ạng thái
đèn và nút nhấn mà Siemens cung cấ p trong thư viện “Global libraries”.
Giao diện sau khi thiết k ế sẽ giống như hình sau:
98
Bướ c 3: Thiết lậ p các tr ạng thái cho nút nhấn để điều khiển đèn.VD đối với nút “ON”.
Thiết lậ p tr ạng thái cho
nút “ON” bằng lệnh “Setbit WhileKey Pressed” Có nghĩa là khi ta nhấ n nút “ON”, bit M10.0=1
Sinh viên tham khảo thêm các tr ạng thái
SetBit và ReSetBit.
Chọn
Edit bits
sau đó chọn lệnh như trong hình vẽ
Bướ c 4: Đặt Tag cho các nút nh ấn. Thực hiện theo các bướ c trong hình vẽ sau:
99
Làm tương tự bước 3 và bước 4 đối vớ i nút “OFF”. Bướ c 5: Thiết lậ p tr ạng thái cho đèn.
100
Bướ c 6: Đặt tag và thiết lậ p các tr ạng thái khi đèn sáng/tắt
101
Bướ c 7: Compile và Download chương trình.
Thực hiện việc
Compile và Download cấu hình PLC xuống mô hình.
Thực hiện việc Compile
chương trình HMI.
Thực
hiện
việc
chương
Download
trình HMI xuống mô hình. Lưu ý : Khi download
chương trình của HMI xuống màn hình, ta phải bấm nút
Transfer
(trên màn hình) hoặc
thoát ra chương trình hiện
tại
r ồi
bấm
Transfer. Nếu không máy sẽ bị treo. 102
5.3.5. Bài tập thự c hành số 3 a. Yêu cầu Sử d ụng
màn hình HMI để điều khiển động cơ 3 pha thông qua biế n tần G110, vẽ đồ
thị. Nhậ p giá tr ị vào màn hình HMI để
điều khiển tốc độ động cơ. Nhấn Start thì động
cơ chạy và đèn sáng, Stop thì động cơ dừ ng và đèn tắt. b. Các bướ c thự c hiện: Bướ c 1: Đặt Tag và viết chương trình mẫu như sau.
Bướ c 2: Thiết k ế giao diện HMI và đặ t Tag cho đồ thị.
103
Bướ c 3: Đặt Tag cho các nút nhấn và ngõ vào analog và Exit là Stop Runtime.
Chúng ta có thể chữ số nhậ p
thay đổi số lượ ng các
vào cũng như giá tri thậ p
phân hay nhị phân ở khung Format.
Bướ c 4: Download chương trình và thực hiện đấu dây biến tần như hình sau. Reset về thông số nhà máy. P0010=30 P970=1
Cài đặt cho biến tần chạy ở chế độ chạy nguồn ngoài. P700=2 P1000=2
104
5.3.6. Bài tập làm thêm a. Yêu cầu 1: Viết chương trình điều khiển tất cả các Led trên mô hình sáng d ần b. Yêu cầu 2: Sử dụng
màn hình HMI để điều khiển động cơ 3 pha thông qua biế n tần G110, giớ i
hạn thông số nhậ p vào từ màn hình, vẽ đồ thị. Sử dụng lệnh Normal và Scale.
c. Yêu cầu 3: Viết chương trình lưu kho sản phẩm, khi đủ 9 sản phẩm thì băng chuyề n dừng và động
cơ tắt.
d. Yêu cầu 4: Thực hiện các chương trình con theo bướ c sau: -
FC1: Điều khiển tất cả led sáng/tắt.
-
FC2: Điều chỉnh analog từ biến tr ở hiển thị giá tr ị lên HMI.
-
FC3: Điều khiển đèn giao thông.
-
FC4: Điều khiển tốc độ động cơ .
-
FC5: Đếm sản phẩm trên băng chuyề n.
105
106
