Download - PHAN DAU (i-xxi)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY
BỘ MÔN CƠ ĐIỆN TỬ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
ỨNG DỤNG ỨNG DỤNG
MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNHTRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
GVHD : ThS. Nguyễn Xuân Quang
SVTH : Nguyễn Vũ Thanh Hoài
MSSV : 06111038
SVTH : Nguyễn Minh Huyền
MSSV : 06111050
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2011
i
NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Họ và tên: NGUYỄN MINH HUYỀN MSSV: 06111050
NGUYỄN VŨ THANH HOÀI MSSV: 06111038
Lớp : 061112
Ngành : Cơ Điện Tử
Khóa : 2006
Tên đề tài:
ỨNG DỤNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP TRONG ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
Nhiệm vụ thực hiện cụ thể:
Nghiên cứu lý thuyết mạng AS-I, Modbus, Profibus, Ethernet.
Tìm hiểu các thiết bị mạng của hãng Siemens, Wago, Pepperl_Fuchs.
Tìm hiểu cách cấu hình địa chỉ cho các thiết bị trong mạng.
Xây dựng một số bài tập mẫu về mạng AS-I, Modbus, Profibus.
Thiết kế và thi công mô hình mạng truyền thông trong điều khiển quá trình.
Xây dựng giao diện giám sát bằng công cụ WINCC 6.0 qua mạng Ethernet.
Kết nối phần cứng và chạy chương trình giám sát để kiểm chứng kết quả đạt được.
Ngày giao đồ án: Ngày tháng năm 2011
Ngày hoàn thành đồ án: Ngày tháng năm 2011
Họ và tên giảng viên hướng dẫn: Th.S NGUYỄN XUÂN QUANG
Giảng viên hướng dẫn Thông qua bộ môn
Ngày tháng 01 năm 2011
Chủ nhiệm bộ môn
ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Tp.HCM, ngày tháng 01 năm 2011
Giáo viên hướng dẫn
ThS. Nguyễn Xuân Quang
iii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Tp.HCM, ngày tháng 01 năm 2011
Giáo viên phản biện
GV. Đồng Sỹ Linh
iv
LỜI CẢM ƠN
Luận văn tốt nghiệp là cơ hội quý báu để sinh viên nghiên cứu, ứng dụng kiến thức tích lũy trong quá trình học tập tại trường. Đó là kết quả của sự nỗ lực không ngừng của nhóm, cùng với sự hướng dẫn của Thầy/Cô, sự giúp đỡ ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian qua.
Sau quá trình thực hiện đề tài với nhiều cố gắng và nỗ lực, cuối cùng tập đồ án này đã được hoàn thành đúng thời gian quy định với tên đề tài là:
“Ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp trong điều khiển quá trình”.
Qua thời gian làm đề tài, nhóm đã học hỏi, thu nhận thêm được nhiều kiến thức bổ ích. Nhóm thực hiện đề tài xin cảm ơn tất cả các quý Thầy/Cô ở trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Tp.Hồ Chí Minh đã trang bị cho chúng em những kiến thức quý báu, tận tình giúp đỡ chúng em trong suốt thời gian học tập tại trường.
Chúng em xin chân thành cảm ơn ThS. Nguyễn Xuân Quang – giáo viên hướng dẫn đề tài đã tận tình giúp đỡ nhóm và tạo mọi điều kiện thuận lợi trong quá trình thực hiện đề tài.
Nhóm cũng cảm ơn đến các thầy trong Bộ môn Cơ điện tử và bạn bè cùng niên khóa đã nhiệt tình giúp đỡ nhóm để hoàn thành đề tài này đúng thời gian quy định một cách tốt nhất có thể.
Cuối cùng, nhóm thực hiện xin kính tặng những kết quả đạt được đến cha mẹ và những người thân của chúng em, những người đã luôn ở bên cạnh và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho chúng em có được ngày hôm nay.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh khỏi những sai lầm thiếu sót không mong muốn. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến góp ý từ thầy cô và bạn bè.
Tp. HCM, ngày 14 tháng 01 năm 2011
Nhóm thực hiện đề tài
v
TÓM TẮT ĐỒ ÁN
Mục tiêu của đồ án này là nghiên cứu và ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp trong điều khiển quá trình.
Bắt đầu từ việc xây dựng một mô hình mạng cho hệ thống điều khiển quá trình gồm các hệ thống mạng tiêu biểu như MODBUS, ETHERNET, PROFIBUS, AS–i với các cấp quản lý, cấp giám sát điều khiển và cấp chấp hành.
Tiếp theo là nghiên cứu các Module, các thiết bị tiêu biểu ứng với từng hệ thống mạng, như CP341 hỗ trợ truyền thông trong mạng MODBUS, CP443-1 hỗ trợ truyền thông trong mạng ETHERNET, CP342-5 hỗ trợ truyền thông trong mạng PROFIBUS, các thiết bị cơ cấu chấp hành AS-I, các thiết bị tương thích chuẩn PROFIBUS của SIEMENS như bộ lặp REPEATER, thiết bị liên mạng DP/DP COUPLER, thiết bị giám sát động cơ SIMOCODE, và kể cả Module WAGO 750-303 (không phải là thiết bị của SIEMENS) nhưng hỗ trợ chuẩn PROFIBUS nên tương thích trong hệ thống mạng của toàn bộ hệ thống. Từ đó tích hợp các thiết bị và các module trong một hệ thống điều khiển quá trình.
Cuối cùng xây dựng mô hình mạng tổng thể và dùng phần mềm WinCC để giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển toàn bộ quá trình.
vi
ABSTRACT
The target of this project is to research and apply industrial communication network in a project control system .
Firstly, construct a typical network including Modbus, Ethernet, Profibus, AS-i with the management, controlling and supervisor levels
Secondly, research some relevant Modules such as CP341 supports for MODBUS protocol, CP343-2 supports for AS-I protocol, CP443-1 supports for Ethernet protocol and CP342-5 supports for Profibus DP. Moreover, some devices of SIEMENS PROFIBUS such as Repeater, DP/DP coupler, SIMOCODE and Module WAGO 750-303 (not a device of SIEMENS).
Finally, monitor the entire system through WinCC software.
vii
MỤC LỤC
Trang bìa i
Nhiệm vụ đồ án tốt nghiệp ii
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii
Nhận xét của giáo viên phản biện iv
Lời cảm ơn v
Tóm tắt đồ án vi
Abstract vii
Mục lục viii
Danh mục hình vẽ xiii
Danh mục bảng biểu xviii
Danh mục từ viết tắt xx
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1
1.1 Hiện trạng nghiên cứu 1
1.2 Lý do chọn đề tài 1
1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1
1.4 Phương pháp nghiên cứu 2
1.5 Giới hạn đề tài 2
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN 3
2.1 Tổng quan về hệ thống PCS 7 3
2.1.1 Cấu trúc hệ thống PCS 7 42.1.2 Trạm thiết kế kỹ thuật – ES 5
2.1.3 Trạm tự động hóa – AS 6
2.1.4 Trạm vận hành – OS 6
2.1.5 Thiết bị trường 7
2.2 Tổng quan về mạng truyền thông công nghiệp 8
2.2.1 Mạng truyền thông công nghiệp là gì 8
2.2.2 Mô hình phân cấp chức năng của mạng truyền thông công nghiệp 9
2.2.3 Các khái niệm cơ bản về truyền thông công nghiệp 11
2.2.4 Cơ sở thực hiện mạng truyền thông công nghiệp 14
2.2.5 Cấu trúc mạng (Topology) 16
viii
2.2.6 Truy nhập bus 18
2.2.7 Mã hóa bit 20
2.2.8 Giao thức (Protocol) 21
2.2.9 Các chuẩn truyền dẫn 21
2.3 Các hệ thống mạng tiêu biểu 26
CHƯƠNG 3: MẠNG AS-i 28
3.1 Cơ sở lý thuyết 28
3.1.1 Giới thiệu chung 28
3.1.2 Đặc điểm 29
3.1.3 Mã hóa bit 30
3.1.4 Cấu trúc bức điện 30
3.1.5 Các thành phần trong mạng AS-i 31
3.1.6 Ứng dụng của mạng AS-i trong công nghiệp 31
3.2 Giới thiệu các thiết bị trong mạng AS-i 32
3.2.1 AS-i Master 32
3.2.2 Module I/O Slave 2IN/2OUT 32
3.2.3 Module I/O Slave 4IN/4OUT 33
3.2.4 Cảm biến tiệm cận điện cảm có tích hợp giao diện AS-i 33
3.2.5 Nguồn AS-i 34
3.2.6 PROFIBUS DP Connector 34
3.2.7 Cáp AS-i 34
3.2.8 Module AS-i Master CP343-2 35
CHƯƠNG 4: MẠNG MODBUS 36
4.1 Cơ sở lý thuyết 36
4.1.1 Giới thiệu chung 36
4.1.2 Cơ chế giao tiếp 37
4.1.3 Chế độ truyền 40
4.1.4 Cấu trúc bức điện 40
4.1.5 Bảo toàn dữ liệu 41
4.2 Giới thiệu Module CP 341 42
4.2.1 Giới thiệu 42
4.2.2 Nguyên lý truyền dữ liệu 43
ix
4.2.3 Các khối chức năng chính của CP 341 44
4.2.4 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 47
4.2.5 Chọn cáp kết nối cho CP 341 với đối tác truyền thông 48
CHƯƠNG 5: MẠNG PROFIBUS 49
5.1 Cơ sở lý thuyết 49
5.2 Kiến trúc giao thức 50
5.3 Kỹ thuật truyền dẫn 52
5.3.1 Truyền dẫn với RS – 485 52
5.3.2 Truyền dẫn bằng cáp quang 53
5.3.3 Truyền dẫn theo IEC 1158 – 2 53
5.4 Truy nhập bus 53
5.5 Dịch vụ truyền dữ liệu 54
5.6 Cấu trúc bức điện 54
5.7 Giới thiệu giao thức PROFIBUS – DP 55
5.7.1 Cấu hình hệ thống và kiểu thiết bị 56
5.7.2 Đặc tính vận hành hệ thống 57
5.7.3 Trao đổi dữ liệu tuần hoàn 57
5.7.4 Đồng bộ hóa dữ liệu 58
5.7.5 Tham số hóa và chẩn đoán hệ thống 59
5.7.6 Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ 59
5.7.7 Chế độ đẳng thời 60
5.8 Các hệ thống được kết nối vào mạng PROFIBUS 60
5.9 Giới thiệu một số thiết bị trong mạng PROFIBUS 61
5.9.1 Module truyền thông CP 342-5 61
5.9.2 Bộ chuyển tiếp Repeater RS – 485 64
5.9.3 Thiết bị liên mạng DP/DP Coupler 69
5.9.4 SIMOCODE – DP 73
5.9.5 WAGO I/O System 80
CHƯƠNG 6: MẠNG ETHERNET 86
6.1 Tổng quan về mạng LAN 86
6.2 Mạng ETHERNET 86
x
6.2.1 Kiến trúc giao thức 87
6.2.2 Cấu trúc mạng và kỹ thuật truyền dẫn 88
6.2.3 Cơ chế giao tiếp 91
6.2.4 Cấu trúc bức điện 92
6.2.5 Truy nhập bus 93
6.2.6 Hiệu suất đường truyền và tính năng thời gian thực 93
6.3 Giới thiệu Module CP 443-1 cho Ethernet công nghiệp 94
CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 96
7.1 Thiết kế mô hình mạng MODBUS 96
7.1.1 Sơ đồ phần cứng 96
7.1.2 Yêu cầu 96
7.1.3 Thiết lập cấu hình phần cứng trong phần mềm STEP 7 96
7.1.4 Chương trình 99
7.2 Thiết kế mô hình mạng AS-i 100
7.2.1 Sơ đồ phần cứng 100
7.2.2 Yêu cầu 100
7.2.3 Cơ sở để chọn vùng nhớ giao tiếp và địa chỉ Slave 100
7.2.4 Quy định địa chỉ Slave 101
7.2.5 Cấu hình địa chỉ các Slave bằng phần mềm AS-i Control Tool 32 101
7.2.6 Chương trình điều khiển 106
7.3 Thiết kế mô hình mạng PROFIBUS 107
7.3.1 Module hỗ trợ truyền thông CP 342-5 107
7.3.2 Mô hình mạng với bộ chuyển tiếp Repeater RS – 485 114
7.3.3 Mô hình mạng với thiết bị liên mạng DP/DP Coupler 117
7.3.4 Mô hình mạng với Module PROFIBUS WAGO 750-303 121
7.3.5 Mô hình mạng với SIMOCODE – DP 127
7.4 Ứng dụng mạng truyền thông trong điều khiển quá trình 135
7.4.1 Giao diện sơ đồ tổng thể của hệ thống 136
7.4.2 Hoạt động của hệ thống 140
7.4.3 Cách thức trao đổi dữ liệu giữa các trạm qua vùng nhớ tham chiếu 141
7.4.4 Cấu hình mạng trong phần mềm STEP 7 143
CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 144
xi
8.1 Kết luận 144
8.2 Kiến nghị 144
8.3 Hướng phát triển đề tài 144
Tài liệu tham khảo 146
xii
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1 Hệ thống PCS 7 3
Hình 2.2 Cấu trúc cơ bản của Hệ thống PCS 7 4 Hình 2.3 Trạm thiết kế kỹ thuật 5
Hình 2.4 Trạm tự động hóa 6
Hình 2.5 Trạm OS Single User 6
Hình 2.6 Trạm OS Multi User 7
Hình 2.7 Các cấp thiết bị trong hệ thống PCS 7 7
Hình 2.8 Mô hình phân cấp chức năng của hệ thống
mạng truyền thông công nghiệp 9
Hình 2.9 Nguyên tắc cơ bản của truyền thông 11
Hình 2.10 Truyền bit song song 12
Hình 2.11 Truyền bit nối tiếp 13
Hình 2.12 Truyền một chiều 13
Hình 2.13 Truyền hai chiều gián đoạn 13
Hình 2.14 Truyền hai chiều toàn phần 14
Hình 2.15 Mô hình OSI 14
Hình 2.16 Cấu trúc bus 17
Hinh 2.17 Cấu trúc mạch vòng 17
Hình 2.18 Cấu trúc hình sao 18
Hình 2.19 Cấu trúc cây 18
Hình 2.20 Các phương pháp truy nhập bus 19
Hình 2.21 Mã hóa kiểu NRZ 20
Hình 2.22 Mã hóa kiểu Manchester II 20
Hình 2.23 Truyền dẫn không đối xứng (3 kênh, 4 dây dẫn) 22
Hình 2.24 Truyền chênh lệch đối xứng (3 kênh, 7 dây dẫn) 22
Hình 2.25 Ghép nối với RS-232 23
Hình 2.26 Đầu nối RS-232 kiểu 9 chân (DB9) 23
Hình 2.27 Mạng MPI 26
Hình 2.28 Mạng Ethernet 26
Hình 2.29 Mạng Profibus 27
Hình 2.30 Mạng AS-I 27
xiii
Hình 3.1 Vị trí mạng AS-I 28
Hình 3.2 Cách kết nối mạng As-i 28
Hình 3.3 Cấu trúc đường thẳng, hình cây, hình sao 29
Hình 3.4 Mặt cắt của cáp As-i 29
Hình 3.5 Mã hoá tín hiệu trong mạng AS-i 30
Hình 3.6 Cấu trúc bức điện của Master 30
Hình 3.7 Cấu trúc bức điện của Slave 30
Hình 3.8 Các phần tử mạng AS-i 31
Hình 3.9 Các phần tử AS-i của hãng Pepperl+Fuchs 31
Hình 3.10 Ứng dụng AS-i trong hệ thống băng tải 31
Hình 3.11 AS-i Master 32
Hình 3.12 Module 2I/2O và sơ đồ đấu dây 32
Hình 3.13 Module 4I/4O và sơ đồ đấu dây 33
Hình 3.14 Cảm biến tiệm cận tích hợp AS-i 33
Hình 3.15 Nguồn AS-i 34
Hình 3.16 Profibus DP Connector 34
Hình 3.17 Cáp truyền AS-i 34
Hình 3.18 Module AS-i Master CP343-2 35
Hình 3.19 Địa chỉ các Slave trong vùng nhớ tham chiếu của CP343-2 35
Hình 4.1 Vị trí mạng Modbus trong mô hình ISO 36
Hình 4.2 Phân loại mạng Modbus 36
Hình 4.3 Mô hình peer-to-peer 37
Hình 4.4 Chu trình yêu cầu-đáp ứng 38
Hình 4.5 Các thành phần của khung thông báo 38
Hình 4.6 Tổ chức vùng nhớ của Modbus 39Hình 4.7 Khung truyền ASCII 40Hình 4.8 Khung truyền RTU 40
Hình 4.9 Khung thông báo Modbus ở chế độ ASCII 41
Hình 4.10 Khung thông báo Modbus ở chế độ RTU 41
Hình 4.11 Kiểm soát LRC 41
Hình 4.12 Kiểm soát CRC 42
Hình 4.13 Vị trí các chế độ kết nối trong mô hình OSI 42Hình 4.14 Hình dạng thực tế và sơ đồ nối dây của CP341 43Hình 4.15 Sơ đồ chân khối FB8 44
xiv
Hình 4.16 Giản đồ xung kích khối FB8 45
Hình 4.17 Sơ đồ chân khối FB7 45
Hình 4.18 Giản đồ xung kích khối FB7 46
Hình 4.19 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 47
Hình 4.20 Sơ đồ chân truyền thông của CP341 48
Hình 4.21 Sơ đồ nối dây chuẩn RS422 giữa hai đối tác 48
Hình 5.1 Vị trí của PROFIBUS trong mạng truyền thông công nghiệp 49
Hình 5.2 Kiến trúc giao thức PROFIBUS 50
Hình 5.3 Cấu hình PROFIBUS – FMS tiêu biểu 51
Hình 5.4 Cấu hình PROFIBUS – DP tiêu biểu 51
Hình 5.5 Cấu hình PROFIBUS – PA tiêu biểu 52
Hình 5.6 Cấu hình Multi Master trong PROFIBUS 53
Hình 5.7 Các dịch vụ truyền dữ liệu 54
Hình 5.8 Khung UART 55
Hình 5.9 Nguyên tắc trao đổi dữ liệu tuần hoàn Master/Slave 58
Hình 5.10 Giao tiếp trực tiếp giữa các trạm tớ 60
Hình 5.11 Hình dáng thực tế của CP 342-5 61
Hình 5.12 Trạng thái đèn tín hiệu của CP 342-5 61
Hình 5.13 Vị trí của CP trong cấu hình mạng Profibus 62
Hình 5.14 CP 342-5 đóng vai trò là DP master 62
Hình 5.15 CP 342-5 đóng vai trò là DP slave 62
Hình 5.16 Vùng nhớ giao tiếp của CP 342-5 63
Hình 5.17 Khối DP_SEND 63
Hình 5.18 Khối DP_RECV 64
Hình 5.19 Hoạt động của bộ chuyển tiếp RS-485 trong mô hình OSI 65
Hình 5.20 Cấu hình mạng có sử dụng bộ chuyển tiếp RS-485 66
Hình 5.21 Cấu hình mạng PROFIBUS với RS-485 66
Hình 5.22 Hình ảnh thực tế và các kí hiệu trên Repeater RS-485 67
Hình 5.23 Cấu hình Repeater 1 68
Hình 5.24 Cấu hình Repeater 2 68
Hình 5.25 Cấu hình Repeater 3 68
Hình 5.26 Mô hình mạng sử dụng DP/DP Coupler 69
Hình 5.27 DP/DP Coupler 70
xv
Hình 5.28 Connector và Cáp PROFIBUS 70
Hình 5.29 Mặt trước của DP/DP Coupler 71
Hình 5.30 Công tắc chọn địa chỉ trên DP/DP Coupler 72
Hình 5.31 Vùng nhớ giao tiếp của DP/DP Coupler 72
Hình 5.32 Vị trí của SIMOCODE – DP trong mạng công nghiệp 74
Hình 5.33 Module SIMOCODE – DP 74
Hình 5.34 Cáp kết nối PROFIBUS – DP 75
Hình 5.35 Mặt trước của khối Basic Unit 75
Hình 5.36 Các khối chức năng của SIMOCODE – DP 79
Hình 5.37 Module series 750 80
Hình 5.38 WAGO I/O SYSTEM 80
Hình 5.39 Buscoupler 750-303 82
Hình 5.40 Mặt trước của Buscoupler 750-303 83
Hình 5.41 Sơ đồ đấu dây của Buscoupler 750-303 83
Hình 5.42 Thiết lập địa chỉ 84
Hình 5.43 Ý nghĩa các đèn hiển thị 84
Hình 6.1 Đầu nối BNC và BNC – T 86
Hình 6.2 Đầu nối RJ45 87
Hình 6.3 Ethetnet/IEEE 802.3 trong tập chuẩn IEEE 802 87
Hình 6.4 Kí hiệu cáp truyền 88
Hình 6.5 Mạng 10BASE5 89
Hình 6.6 Mạng 10BASE2 89
Hình 6.7 Mạng 10BASE – T 90
Hình 6.8 Phân đoạn mạng 10BASE – F 90
Hình 6.9 Cấu trúc khung MAC theo chuẩn IEEE 802.3/Ethernet 92
Hình 6.10 Module CP 443-1 và các đèn hiển thị 94
Hình 6.11 Ý nghĩa các đèn trên CP 443 – 1 95
Hình 7.1 Sơ đồ phần cứng mạng Modbus 96
Hình 7.2 Mô hình mạng As-i tiêu biểu 100
Hình 7.3 Bảng đồ lưu trữ dữ liệu của Slave 100
Hình 7.4 Kết nối giữa Module As-i Master và các Slave 101
Hình 7.5 Quy đổi địa chỉ Slave 106
xvi
Hình 7.6 Cấu hình mạng sử dụng CP 342-5 107
Hình 7.7 Các đèn Led trên PLC 114
Hình 7.8 Cấu hình mạng không Repeater 116
Hình 7.9 Cấu hình mạng với Repeater 116
Hình 7.10 Ví dụ cấu hình mạng sử dụng DP/DP Coupler 117
Hình 7.11 Mô hình mạng với WAGO 121
Hình 7.12 Mô hình mạng với SIMOCODE – DP 127
Hình 7.13 Sơ đồ tổng thể của hệ thống 136
Hình 7.14 Sơ đồ trạm SIMOCODE 137
Hình 7.15 Sơ đồ FLOW STATION 138
Hình 7.16 Sơ đồ AS-i STATION 139
Hình 7.17 Sơ đồ trạm WAGO `140
Hình 7.18 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 400 với SIMOCODE,
trạm lưu lượng 141
Hình 7.19 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 300, WAGO và trạm AS-i 141
Hình 7.20 Vùng nhớ tham chiếu giữa MASTER 300 và MASTER 400 142
Hình 7.21 MOVE data từ trạm lưu lượng ra vùng nhớ tham chiếu 142
Hình 7.22 Cấu hình mạng của hệ thống trong STEP 7 143
xvii
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1 Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài cáp truyền tối đa 23
Bảng 2.2 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS-232 24
Bảng 2.3 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS-422 24
Bảng 2.4 Tóm tắt các thông số quan trọng của RS – 485 25
Bảng 3.1 Cấu trúc dữ liệu của Module 2I/2O 32
Bảng 3.2 Cấu trúc dữ liệu của Module 4I/4O 33
Bảng 4.1 Các mã chức năng 38
Bảng 4.2 Sơ đồ chân khối FB8 44
Bảng 4.3 Sơ đồ chân khối FB7 46
Bảng 4.4 Vùng trao đổi dữ liệu giữa 2 CPU 71
Bảng 5.1 So sánh các chuẩn PROFIBUS 50
Bảng 5.2 Quan hệ giữa tốc độ truyền và chiều dài tối đa của đoạn mạng 52
Bảng 5.3 Ý nghĩa các trường trong khung 55
Bảng 5.4 Chức năng khối DP_SEND và DP_RECV 63
Bảng 5.5 Chức năng các chân khối DP_SEND 64
Bảng 5.6 Chức năng các chân khối DP_RECV 64
Bảng 5.7 Các chế độ hoạt động của SIMOCODE – DP 78
Bảng 5.8 Các kiểu thiết lập truyền nhận dữ liệu 79
Bảng 6.1 Một số loại cáp truyền Ethernet thông dụng 88
Bảng 7.1 Cấu hình phần cứng cho CP 341 trong STEP 7 96
Bảng 7.2 Qui định địa chỉ của Slave As-I 101
Bảng 7.3 Cấu hình địa chỉ cho các Slave trong trạm 102
Bảng 7.4 Cấu hình phần cứng cho trạm S7-300 như một Slave 107
Bảng 7.5 Cấu hình phần cứng cho trạm S7-400 như một Master 111
Bảng 7.6 Số liệu cho hệ thống mạng PROFIBUS chuẩn truyền RS485 114
Bảng 7.7 Ý nghĩa các đèn trên PLC 115
Bảng 7.8 Bảng kết quả thực nghiệm 117
xviii
Bảng 7.9 Cấu hình phần cứng cho DP/DP Coupler 118
Bảng 7.10 Cài đặt file GSD cho WAGO 121
Bảng 7.11 Thiết lập địa chỉ mạng cho WAGO 123
Bảng 7.12 Cấu hình địa chỉ cho SIMOCODE-DP 128
Bảng 7.13 Cấu hình phần cứng cho SIMOCODE-DP 133
Bảng 7.14 Chức năng các thiết bị trong đề tài 135
xix
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ES: Engineering Station
OS: Operator Station
AS: Automation Station
PH: Plant Hierarchy
CFC: Continuous Function Chart
SFC: Sequential Function Chart
SCL: Structured Control Language
IEA: Import Export Assistant
WinCC: Windows Control Centre
OLM: Optical Link Module
OSM: Optical Switch Module
OSI: Open Systems Interconnection
ISO: International Standards Organization
TDMA: Time Division Multiple Access
CSMA/CD: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
EIA: Electronic Industry Association
TIA: Telecommunication Industry Association
DTE: Data Terminal Equipment
DCE: Data Communication Equipment
FMS: Fieldbus Message Specification
LLI: Lower Layer Interface
FDL: Fieldbus Data Link
DDLM: Direct Data Link Mapper
SDN: Send Data with No Acknowledge
SDA: Send Data with Acknowledge
SRD: Send and Request Data with Reply
CSRD: Cyclic Send and Request Data with Reply
EDD: Electronic Device Description
FDT: Field Device Tool
LAN: Local Area Network
SFD: Start of Frame Delimiter
xx
IP: Internet Protocol
ARP: Adress Resolution Protocol
BEB: Binary Exponential Backoff
LLC: Logical Link Control
MAC: Medium Access Control
xxi