zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 - CHƯƠNG 4 MẠNG AS_I

Chia sẻ: Nguyễn Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:54

Báo xấu

490
lượt xem 96
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Khái niệm: Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) hay giao tiếp actuator / sensor là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa. Các actuator và sensor được nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). Giao tiếp này ra đời vào năm 1994.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: BÀI GIẢNG ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 - CHƯƠNG 4 MẠNG AS_I

Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 CHƯƠNG 4: MẠNG AS_I 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MẠNG AS-I: 4.1.1 Khái niệm: Hệ thống AS-I (Actuator Sensor Interface) hay giao tiếp actuator / sensor là hệ thống kết nối cho cấp thấp nhất trong hệ thống tự động hóa. Các actuator và sensor được nối với trạm hệ thống tự động qua bus giao tiếp AS (AS-I bus). Giao tiếp này ra đời vào năm 1994. Hình vẽ 4.1 giới thiệu vị trí của giao tiếp AS trong hệ thống điều khiển. Caá p quaûn lyù maïng (Supervisory level) Host computer) M . HC Caùt TP ñieàu khieån laäp trình ua c Boä y th Caá p saûn xuaát hoaëc ñieàu K ham (Programmable Controllers) Su p khieån quaù trình g DH ruon (Production or process n©T quye control level) Ban Caáp caû m bieá n/ cô Caû m bieán/ cô caáu caáu chaáp haønh chaáp haø nh Actuator/sensor Actuator/sensor) level Hình 4.1: Vị trí của AS-Interface trong hệ thống tự động hoá AS-I là kết quả phát triển hợp tác của 11 hãng sản xuất thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong công nghiệp, trong đó có SIEMENS AG, Festo KG, Peppert & Fuchs GmbH. Tên gọi của giao tiếp này phần nào diễn tả mục đích sử dụng duy nhất của AS-I là kết nối các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành số với cấp điều khiển. Từ một thực tế là hơn 80% cảm biến và cơ cấu chấp hành trong một hệ thống máy móc làm việc với các biến logic, cho nên việc nối mạng chúng trước hết phải đáp ứng được yêu cầu về giá thành thấp cũng như lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng đơn giản. Vì thế, các tính năng kỹ thuật được đặt ra là: - Khả năng tải dữ liệu và nguồn nuôi cho toàn bộ các cảm biến và một phần lớn các cơ cấu chấp hành phải được truyền tải trên cùng một cáp hai dây. TRANG – 75 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 - Phương pháp truyền phải thật bền vững trong môi trường công nghiệp nhưng không đòi hỏi cao về chất lượng đường truyền. - Cho phép thực hiện cấu trúc mạng đường thẳng cũng như hình cây. - Các thành phần giao diện có thể thực hiện với giá cả rất thấp. - Các bộ nối phải nhỏ, gọn, đơn giản và giá cả hợp lý. Với các hệ thống đường truyền đã có, các yêu cầu trên chưa đáp ứng một cách thỏa đáng đã làm động lực cho việc hợp tác phát triển hệ bus AS-I. Thế mạnh của AS-I là sự đơn giản trong thiết kế, lắp đặt và bảo dưỡng cũng như giá thành thấp nhờ một phương pháp truyền thông đặc biệt một kỹ thuật kết nối điện cơ mới. Hình 4.2 minh họa các hệ thống mạng kết nối giữa các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành trên thực tế. Hình a) là cách kết nối dây theo điểm-điểm cổ điển, trong đó một bộ điều khiển như PLC đóng vai trò là nút trung tâm trong cấu trúc hình sao. Cách này có hạn chế là phức tạp và chi phí cao cho đường truyền. Có thể thay thế cách ghép nối cổ điển này bằng hệ thống bus TP. HCM hơn, thực hiện đơn gian t thua Ky theo hai phương pháp sau : ham up DH S - Sử dụng bus trường nối PLC với các thiết bị vào/ra phân tán như hình b). uong bus Tr Sử dụng một hệ thống yen © như AS-I nối PLC trực tiếp với các cảm biến và cơ - u cấu chấp hành như n q c). Ba hình PLC PS CPU PS CPU PS CPU Cảm biến /cơ cấu cấp hành Cảm biến /cơ cấu cấp hành Cảm biến /cơ cấu cấp hành a) Nối điểm –điểm b) Bus trường vào/ra c) Giao tiếp AS-I Hình 4.2: Ghép nối cảm biến và cơ cấu chấp hành số TRANG – 76 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 4.1.2 Giao tiếp AS-I: a. Đặc tính: - AS-Interface được tối ưu hóa để kết nối các sensor và các actuator nhị phân. Cáp AS-I được sử dụng vừa để trao đổi dữ liệu giữa các sensor, actuator và Master cũng như vừa cung cấp nguồn điện cho các sensor. - Đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị. - Giảm đáng kể giá thành dây nối và công lắp đặt hệ thống. - Nâng cao độ chính xác trong truyền dữ liệu. - Nâng cao độ linh hoạt và tính năng mở của hệ thống. - Đơn giản hoá, tiện lợi trong việc chẩn đoán, định vị lỗi, sự cố các thiết bị. - Nâng cao khả năng tương tác giữa các thành phần (phần cứng và phần mềm) nhờ giao tiếp chuẩn. - Mở rộng nhiều chức năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống ( có khả năng điều khiển phân tán, điều khiển giám sát từ xa qua Internet). CM P. H uat T trao đổi dữ liệu tuần Thời gian đáp ứng nhanh : AS-I Master cần tối đath - 5ms để y am K u ph hoàn đến 31 trạm. DH S Với các standard AS-I Module uong thể lên đến 124 sensor và 124 actuator hoạt © Tr - thì có động trên cáp AS-I. quyen Ban - Nếu sử dụng các AS-I Module có chế độ địa chỉ mở rộng (extended addressing mode) , có thể lên đến 186 actuators và 248 sensors có thể được hoạt động với một Master có chế độ mở rộng . - Các AS-I Master có chế độ mở rộng của Siemens cung cấp việc truy cập cực kỳ đơn giản các analog sensors/actuators hoặc các Modules hoạt động theo profile 7.3/7.4 . Hình 4.3 và Hình 4.4 minh họa việc nối dây thực tế theo phương pháp mới và cổ điển. Hình 4.3 : Kết nối dây cổ điển TRANG – 77 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 Hình 4.4 : Nối dây sử dụng giao tiếp AS-I b. Các thành phần mạng AS-I: Các thành phần hợp thành hệ thống AS-I bao gồm : M P. HC uat T y th - AS-I Master. am K uh AS-I Slave: gồm các Module AS-I và cácpsensor/actuator có tích hợp các bộ nối - DH S g ruon AS-I. n©T quye Ban - Cáp AS-I. - Nguồn AS-I. - Bộ định địa chỉ. - Phần mềm chẩn đoán hệ thống AS-I . Hình 2.5 trình bày các thành phần trong mạng AS-I. Hình 2.6 trình bày sơ đồ một mạng AS-I tiêu biểu. Hình 4. 5 : Các thành phần mạng AS-I TRANG – 78 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 Bảng 4.1 trình bày các AS-I Master trong hệ thống tự động hoá của SIEMENS. System AS-I Master SIMATIC S5 PLC CP 2433 for S5-90U,S5-100U CP 2430 for S5-135U,S5-155U SIMATIC S7 PLC CP 242-2 for S7-200 CP 242-8 for S7-200 CP 342-2 for S7-300 SIMATIC C7 C7-621 AS-I Distributed I/Os DP/AS-Interface Link 20 CP 242-8 for S7-200 CP 2433 for ET 200U CP 342-2 for ET 200M M P. HC uat T CP 142-2 for ET 200X th DP/AS-Interfacem Ky 65 ha Link Su p DHfor PC-AT ng Truo IBM-compatible PCs CP 2413 n© ảng ye Ban qu4.1: Các AS-I Master của Siemens B Hình 4.6 : Sơ đồ một mạng AS-I TRANG – 79 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 c. Cấu trúc mạng AS-I: Các hình vẽ dưới đây cho ta thấy các kiến trúc của hệ thống AS-I. Các thành phần thêm vào có thể được đặt dọc theo đường AS-I hoặc theo các nhóm, thí dụ như các đầu của các nhánh cây khác nhau. Các cấu trúc bao gồm: - Đường dây 100m và một AS-I Slave ở cuối đường dây. - Đường dây 90m và nối hình sao với 31 Slave ở cuối đường dây. - Hình sao với 31 Slave và cùng hoặc không cùng chiều dài cáp đến Master. - Đường thẳng với 31 Slave được phân bố trên mạng. - Tổ hợp của các phần kể trên. Chú ý: Tổng chiều dài cáp bị giới hạn ở 100m. Muốn cho mạng rộng hơn ta phải sử dụng Repeater hay Extender. M P. HC uat T y th K - Kiểu hình sao: pham Các Slave được nối chung vào mộtDH Su controller thông qua cáp AS-I., theo g Master ruon n©T hình vẽ 4.7 quye Ban Cáp AS-I Hình 4.7 : Mạng hình sao - Kiểu đường thẳng: Các Slave được nối nối tiếp với nhau thông qua cáp AS-I và cáp này nối vào Master Controler, theo hình vẽ 4.8 TRANG – 80 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 Cáp AS-I Hình 4.8: Mạng đường thẳng - Kiểu hình nhánh: Các Slave được nối song song với cáp AS-I thông qua các đầu nối T (T connector) và cáp AS-I này được nối vào Master Controler, theo hình vẽ 4.9. M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye Cá p an -I B AS T connector Hình 4.9: Mạng hình nhánh - Kiểu hình cây: Các Slave cũng được nối chung với nhau bằng đầu nối T và từ đầu nối này được nối song song lên cáp AS-I và từ cáp AS-I này được nối với Master Controler. TRANG – 81 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 T connector Cáp AS-I Hình 4.10: Mạng hình cây 4.1.3 Hoạt động của mạng AS-I: M P. HC a. Nguyên tắc hoạt động mạng AS-I: uat T y th K pham - Kỹ thuật truy cập Master – Slave: Su AS-Interface là “hệ thống một Master”, DH này có nghĩa là chỉ có một Master trên g điều ruon Tliệu. Master này sẽ hỏi xoay vòng tất cả các Slave © mạng AS-I điều khiển trao đổindữ uye an q B và đợi trả lời. - Địa chỉ điện tử: Mỗi AS-I Slave có một địa chỉ riêng của nó. Điều này chỉ xảy ra một lần trong hệ thống AS-I. Việc đặt địa chỉ có thể sử dụng bộ định địa chỉ hoặc thông qua AS-I Master. Địa chỉ được lưu trữ cố định trong AS-I Slave. Các AS-I Slave được cung cấp từ nhà sản xuất luôn có địa chỉ “0”. - Hoạt động tin cậy và linh hoạt: Người ta sử dụng kỹ thuật truyền tốc độ cao. Master giám sát điện áp trên cáp và dữ liệu được truyền. Nếu phát hiện có lỗi truyền và hư hỏng trong các Slave, nó truyền thông điệp đến PLC. Người sử dụng có thể xử lý với thông điệp này. Việc trao đổi hay thêm các Slave trong hoạt động bình thường không làm thay đổi, không làm sai truyền thông với các mạng khác. b. Đặc tính vật lý: - Cáp 2 dây cho dữ liệu và nguồn: Sử dụng cáp 2 dây có tiết diện ngang 2x1,5 mm2 trong mạng. Cả dữ liệu và nguồn điện được truyền trên cáp này. Năng lượng khả dụng phụ thuộc vào đơn vị nguồn điện AS-I đang sử dụng. Để nối dây tối ưu , người ta sử dụng cáp được bảo vệ cơ khí để ngăn sự kết nối ngược và làm đơn giản tiếp xúc với các Module ứng dụng AS-I sử dụng kỹ thuật ấn xuyên cách điện (Penetration technique). TRANG – 82 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 - Mạng cấu trúc cây: “Cấu trúc cây” của AS-I cho phép bất kỳ điểm nào trên bộ phận cáp (Cable section) cũng được sử dụng như bắt đầu một nhánh mới. Tổng chiều dài này của tất cả các subsection có thể lên đến 100 m. - Tích hợp trực tiếp: Thực tế tất cả các mạch điện tử cần cho các Slave đã được tích hợp trên một IC đặc biệt. Việc này cho phép bộ kết nối AS-I được tích hợp trực tiếp vào các actuator và các sensor nhị phân. Tất cả các thành phần yêu cầu có thể được cài đặt trong không gian xấp xỉ 2 cm³. - Tích hợp nhiều chức năng cho người sử dụng: Với khả năng tích hợp trực tiếp sẽ cho phép tất cả các thiết bị được trang bị đầy đủ các chức năng trên bốn đường dữ liệu và bốn đường tham số. Các actuator/sensor thông minh như vậy làm tăng thêm các khả năng của mạng như giám sát, gán tham số, kiểm tra ô nhiễm … M P. HC c. Dữ liệu số: uat T y th - Chu kỳ quét: K pham u DS Tối đa 5 ms đối với các standardHAS-I Slaves. o uong Tối đa 10 ms đối với cácrAS-I Slaves có chế độ địa chỉ mở rộng ©T yen o u an q B AS-I sử dụng chiều dài thông điệp không đổi. Với AS-I ta không cần các thủ tục phức tạp để điều khiển việc truyền dữ liệu và nhận dạng các chiều dài thông điệp hoặc các khuôn mẫu dữ liệu. Việc này làm cho các Master có thể hỏi vòng tất cả các Slave kết nối trong vòng tối đa 5ms và cập nhật dữ liệu trên tất cả các Slave và Master. Nếu chỉ một AS-I Slave sử dụng chế độ địa chỉ mở rộng đặt tại một địa chỉ, Slave này được truy cập mỗi lần 5 ms. Nếu hai Slave mở rộng (Slave A và B) phát một địa chỉ, thì chu kỳ truy cập cực đại là 10ms (Slave B chỉ có thể được nối với các Master mở rộng). - Số lượng Slave kết nối: Tối đa 31 standard Slaves. o Tối đa 62 Slaves sử dụng chế độ địa chỉ mở rộng. o Các Slave là các kênh nhập và kênh xuất của hệ thống AS-I. Chúng chỉ tích cực khi được gọi bởi các Master. Chúng kích các hoạt động hoặc truyền các phản ứng đến các Master khi có yêu cầu. Mỗi Slave được nhận dạng bằng một địa chỉ riêng của nó (giá trị từ 1 đến 31). Tối đa 62 Slave sử dụng chế độ địa chỉ mở rộng có thể được kết nối vào một Master có chế độ mở rộng. Cặp Slave sử dụng chế độ địa chỉ mở rộng sẽ sử dụng cùng một địa chỉ. Nói cách khác các địa chỉ từ 1 đến 31 có thể được gán cho hai Slave mở rộng. Nếu các standard Slaves được nối vào một Master có chế độ mở rộng, thì tối đa chỉ đến 31 standard Slaves được nối vào Master có chế độ mở rộng TRANG – 83 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 - Số lượng vào/ra: Tối đa 248 ngõ vào và ngõ ra nhị phân với các standard Module. o Tối đa 248 ngõ vào/186 ngõ ra với các Module sử dụng chế độ địa chỉ o mở rộng. Mỗi Slave có thể nhận 4 bit dữ liệu và truyền 4 bit dữ liệu. Các Module đặc biệt cho phép mỗi bit này sẽ được dùng cho một actuator hay sensor nhị phân. Điều này có nghĩa là có thể kết nối tối đa 248 ngõ vào/ ra ( 124 Input /124 Output ) trên cáp AS-I với các standard AS-I Slaves. Tất cả các actuator hay sensor tiêu biểu có thể kết nối với AS-I theo cách này. Các Module được sử dụng như là các ngõ vào/ra phân tán. Nếu các Modules có chế độ địa chỉ mở rộng được sử dụng, thì tối đa 4 inputs và 3 outputs cho phép ở mỗi Module; nói cách khác là tối đa 248 vào và 186 ra có thể hoạt động với các Modules sử dụng chế độ địa chỉ mở rộng. 4.1.4 Ứng dụng mạng AS-i: M P. HC a. Dây chuyền đóng chai: uat T h Công nghệ đóng chai là một khâu rất quan trọngavà Ky t tạp trong các nhà máy sản hm phức Su p công nghệ nhà máy, việc lắp đặt dây g DH xuất bia, nước ngọt, nước khoáng… Do yêu cầu chuyền rất phức tạp; rất nhiều băngruon cảm biến … để giảm đi sự phức tạp, ta có thể n©T tải, ứng dụng mạng AS-I vào quye nghệ này. Khi đó sơ đồ nối dây giữa các thiết bị điều Ban công khiển cũng như các sensor thông minh trở nên rất đơn giản vì việc kết nối này chỉ dùng cáp AS-I hai dây vừa cung cấp nguồn và truyền dữ liệu giữa các thiết bị mà vẫn đảm bảo đúng yêu cầu công nghệ. TRANG – 84 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo ©T Hình 4.11: yen dụng mạng AS-I trong sản xuất bia u Sử q Ban Hình 4.12: Sử dụng mạng AS-I trong sản xuất và đóng gói bánh Biscuit b. Dây chuyền lắp ráp xe hơi: Dây chuyền lắp ráp xe hơi gồm nhiều công đoạn, hầu hết các công đoạn đều dùng các robot tự động, trên các robot này ta có thể dùng các Module của AS-I để điều khiển và các robot này được kết nối chung nhau qua cáp AS-I, khi đó việc kết nối dây điều TRANG – 85 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 khiển các robot rất đơn giản và truyền về trung tâm điều khiển cũng chỉ bằng cáp AS-I hai dây. Ngoài các ứng dụng trên, ta có thể dùng mạng AS-I trong nhiều ứng dụng khác, tuy nhiên tùy theo yêu cầu công nghệ mà ta có thể lựa chọn việc lắp đặt hệ thống điều khiển tự động cho phù hợp. Vì ở đây không phải là trong bất kỳ lĩnh vực nào ta cũng có thể dùng mạng AS-I được do mạng AS-I có những hạn chế riêng. 4.2 CÁC AS-I MASTER: 4.2.1 Giới thiệu: AS-Interface là hệ thống một Master. AS-I Master tạo ra sự kết nối cho điều khiển của người dùng hay kết nối với một hệ thống bus trường cấp cao hơn. Nó đóng vai trò kiểm soát toàn bộ hoạt động giao tiếp trong mạng. AS-I Master có thể là một máy tính điều khiển như PLC, PC hay IPC hoặc có thể là một bộ nối bus trường (fieldbus coupler). Trong trường hợp trạm chủ là một bộ nối bus trường, nó có nhiệm vụ chuyển đổi giao thức giữa một đoạn bus trường (ví dụ HCM TP. PROFIBUS-DP) với mạng AS-I. t ua y th Ktruyền thông (communications Đối với các hệ thống SIMATIC, các bộ xử am lý ph processors: CPs) điều khiển sự truyền thông ở ucấp trường hoặc đóng vai trò là các AS- HS ng D Truo © I Masters . uyen an q này gồm có các cổng gateway hoạt động giống như AS-I B Các bộ xử lý truyền thông Master và cho phép truy cập các cảm biến và cơ cấu chấp hành. 4.2.2 AS-I Master PLC S7-200: PLC S7-200 được sử dụng làm AS-I Master thông qua các Module mở rộng sau: a. CP242 - 2 (Standard AS-I Master): Module CP 242-2 cho phép kết nối hệ thống AS-I vào PLC S7-200. CP 242-2 cung cấp đầy đủ các chức năng xác định của một standard AS-I Master, theo hình vẽ 4.13 TRANG – 86 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 M P. HC uat T . y th K pham Hình 4.13: Hệ thống AS-I với AS-I Master CP 242-2 H Su ng D ruo T en © Các thông số kỹBan quy - thuật của CP 242-2 : Chu kỳ quét: 5 ms cho 31 Slave . o Thứ tự địa chỉ: 8 Module vào số và 8 Module ra số, 8 Module vào và 8 o Module ra analog . Nguồn cung cấp: 5 VDC o Nguồn cung cấp cho cáp : Tùy thuộc vào loại AS-I o Dòng tiêu thụ tối đa của Master : 200 mA o Nhiệt độ vận hành : 0 – 60 oC o Kích thước : (W – H – D ) 90 x 80 x62 o Trọng lượng: 200 g. o - Trạng thái các đèn báo: SF (red) :Lỗi hệ thống . o APF (red) :Lỗi nguồn cung cấp . o CER (yellow) :Lỗi cấu hình . o AUP (green) :Đang làm việc . o CM (yellow) :Chế độ cấu hình . o SET Button :Đặt cấu hình chuẩn . o DISPLAY Button :Xem trạng thái các Slave trong mạng. o TRANG – 87 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 - Hình dáng và cách nối cáp AS-I: Hình dạng và cách ghép nối cáp AS-I vào Module CP 242-2 trình bày trên hình vẽ 4.14 M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 4.14: Nối cáp AS-I vào CP 242-2 b. CP 243-2 (Extended AS-I Master): Module CP 243-2 cho phép kết nối AS-I vào PLC S7-200 (CPU 222, CPU 224, ...). CP 243-2 là một Master có đầy đủ các chức năng của một extended AS-I Master . c. CP 242-8 (Standard AS-I Master): Module CP 242-8 không chỉ thực hiện chức năng của CP 242-2 mà còn cho phép kết nối với PROFIBUS DP (DP Slave). Điều này làm giảm giá thành kết nối của S7-200 với PROFIBUS DP tại cùng thời điểm. Hình vẽ 4.15 minh họa hệ thống AS-I sử dụng Module CP 242-8 TRANG – 88 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 4.15: Hệ thống AS-I có AS-I Master CP 242-8 4.2.3 AS-I Master PLC S7-300: PLC S7-300 được sử dụng làm AS-I Master thông qua các Module mở rộng sau: a. CP 342-2 (Standard AS-I Master): Module CP 342-2 là standard AS-I Master Module dùng cho các bộ điều khiển S7-300 và Module phân tán ET 200M. CP342-2 chiếm 16 byte inputs và 16 byte outputs trong vùng analog của bộ điều khiển mà qua đó ta có thể đọc và xuất các dữ liệu các Slave. - Các thông số kỹ thuật của CP 342-2: Chu kỳ quét : 5 ms cho 31 Slave o Thứ tự địa chỉ : 16 byte vào và 16 byte ra trong vùng analog o Nguồn cung cấp : 5 VDC o Nguồn cung cấp cho cáp : Tùy thuộc vào loại AS-I o Dòng tiêu thụ tối đa của Master : 200 mA o : 0 – 60 oC Nhiệt độ vận hành o Kích thước : (W – H – D ) 40 x 125 x115 o Trọng lượng : 200 g o TRANG – 89 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 - Trạng thái các đèn báo: ADR (đỏ) :Lỗi địa chỉ o RUN (đỏ) :Master hoạt động o SF (đỏ) :Lỗi hệ thống. o APF đỏ) :Lỗi nguồn AS-I. o CER (vàng) :Lỗi cấu hình. o AUP (xanh) :Chế độ tự động. o CM (vàng) :Chế độ cấu hình. o Hình vẽ 4.16 minh họa hệ thống AS-I sử dụng Module CP 342-2 M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 4.16: Hệ thống AS-I với AS-I Master CP 342-2 b. CP 343-2 (Extended AS-I Master): CP 343-2 là extended AS-I Master Module dùng cho các bộ điều khiển S7-300 và Module phân tán ET 200 M. CP 343-2 chiếm 16 byte inputs và 16 byte outputs trong vùng analog của bộ điều khiển mà qua đó các AS-I standard Slave và AS-I A Slaves có thể được địa chỉ. Các AS-I B Slaves có một vùng địa chỉ I/O thêm vào mà có thể truy cập bằng cách sử dụng các hàm hệ thống SFCs. Khi sử dụng một hàm FC có thể xử lý việc gọi Master TRANG – 90 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 từ chương trình điều khiển. FC được cung cấp theo đĩa cùng với sổ tay sử dụng CP 343-2 4.2.4 AS-I Gateways: Ngay khi sử dụng PROFIBUS DP với các thiết bị ngoại vi phân tán, thì việc sử dụng AS-Interface có thể có nhiều ưu điểm. Việc nối mạng các thiết bị ngoại vi của quá trình có thể được mở rộng vượt ra ngoài PROFIBUS đến tận các actuator/sensor. Các thiết bị sau đây có thể được sử dụng để làm gateway đến PROFIBUS: - DP/AS-Interface Link 20 (kết nối được thiết kế với cấp bảo vệ IP 20 để giao tiếp AS-Interface với PROFIBUS DP). - CP 242-8 (kết nối đồng thời S7-200 với PROFIBUS và AS-Interface) - CP 142-2 cho ET 200X - CP 342-2 cho ET 200M - CP343-2 cho ET 200M (extended Master) M - CP 243-3 cho ET 200U P. HC uat T S5-95U PLC với giao tiếp PROFIBUS và CP 2433 th - y am K ph H Su - S7-300/CPU 315-2DP với CP 342-2 hoặc DP343-2 ng D Tr o DP/AS-Interface Link (kết ©nốiuđược thiết kế với cấp bảo vệ IP 65 để giao tiếp - yen AS-Interface với Ban qu PROFIBUS DP) Hình vẽ 4.17 minh họa hệ thống AS-I sử dụng gateway DP/AS Interface Link 20. Hình 4.17: Hệ thống AS-I với DP/AS-Interface Link 20 TRANG – 91 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 4.3 CÁC THÀNH PHẦN CỦA MẠNG AS-I: Ngoài các AS-I Master được trình bày trong mục 4.2, hệ thống AS-I còn có các thành phần sau đây: 4.3.1 Cáp AS-I: Cáp AS-I được thiết kế là loại cáp 2 dây không vỏ bọc, truyền các tín hiệu và nguồn điện cho các sensor và actuator được kết nối bằng các AS-I Module. Việc kết nối mạng không bị giới hạn với mỗi loại cáp. Khi cần ta có thể thay đổi cáp 2 dây đơn giản bằng Module thích hợp hoặc các bộ nối T. Cáp AS-I gồm hai loại : - Cáp dẫn điện thông thường (cáp tròn): có ưu điểm dể tìm , giá thành thấp. - Cáp AS-I đặc biệt (cáp dẹt): có ưu điểm là dể lắp đặt. Đường kính lõi dây là 1,5mm để đáp ứng yêu cầu cung cấp dòng một chiều tối thiểu 2A (24VDC). M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 4.18: Các loại cáp AS-I TRANG – 92 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 4.3.2 Các Module AS-I: Trong hệ thống AS-I , các AS-I Modules có thể được xem như các Module vào và ra. Cùng với các actuator và sensor, chúng tạo thành các AS-I Slave và kết nối các Slave này vào AS-I Master. Các actuator/sensor được kết nối bằng bộ nối M12. Các chân theo chuẩn DIN IEC 947 5-2. Các Module này với kích thước xấp xỉ 45x45x80 mm được sử dụng ngay bên trong thiết bị. Chúng được kết nối với cáp AS-I và có cấp bảo vệ IP67. a. Các Module AS-I: Được phân thành hai loại: - AS-I Module tích cực (active): Là Module có chip AS-I tích hợp sẵn. Sử dụng Module này ta có thế kết nối được tất cả các sensor và actuator thông thường. Do đó các actuator và sensor bình thường có thể được nối mạng AS-I. - AS-I Module thụ động (passive): Các Module này không chứa trong nó các linh kiện điện tử HCM phép kết nối và cho TP. các AS-I sensor và actuator có tích hợp AS-I chip. thuat Ky ph m Các Module này được thiết kế sao cho có thểutạoara một giao tiếp cơ – điện duy nhất HS gD với cáp AS-I. Việc này đạt được bằngncách tạo phần dưới (lower section) giống nhau Truo © uy n của Module, do đó cũng đượcegọi là Module kết nối (connection Module). q Ban Các phần trên (upper section) của Module được cấu tạo đặc biệt, được gọi là các Module ứng dụng (application Module). Sự thay đổi các thành phần của Module này trãi dài từ các vỏ bọc đơn giản dùng để rẽ nhánh cáp AS-I đến các Module ứng dụng có tích hợp chip AS-I dùng để kết nối với 4 sensor hoặc actuator thông thường. Hình vẽ sau mô tả một Module dùng để kết nối với mạng AS-I cho các sensor/actuator không tích hợp chip AS-I. Hình 4.19: Module kết nối các sensor và actuator không tích hợp AS-I chip TRANG – 93 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn
Truong DH SPKT TP. HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 2 CHƯƠNG 4 Hình vẽ bên dưới minh họa một Module AS-I tích cực có 4 kết nối. M P. HC uat T y th K pham H Su ng D ruo n©T quye an B Hình 4.20: Một AS-I Module tích cực có 4 kết nối b. Các sensor/Actuator có tích hợp AS-I chip: AS-I chip đặc biệt quan trọng trong hệ thống AS-I. Các sensor và actuator có tích hợp AS-I chip có thể kết nối với mạng AS-I mà không cần Module kết nối tích cực. Board mạch dành cho AS-I chip có không gian rất nhỏ (2 cm3). AS-I chỉ cung cấp cho 4 sensor ngõ ra và ngõ vào dữ liệu cũng như 4 ngõ ra tham số. Với các nhóm tham số vào này, ta có thể gán các tham số cho các sensor thông minh qua cáp AS-I. TRANG – 94 Thu vien DH SPKT TP. HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.