Chæång 3. Kãút näúi caïc thiãút bë âo læåìng vaì âiãöu khiãøn trong hãû thäúng maûng
Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 34
Ch"¬ng 3
KÕt nèi c¸c thiÕt bÞ ®o l"êng vµ ®iÒu khiÓn
trong hÖ thèng m¹ng
3.1. Tæng quan chung
§Ó ® a ra gii ph¸p kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ trong hÖ thèng m¹ng hîp lÝ thùc
chÊt lµ thùc hiÖn bµi to¸n tÝch hîp. CÇn thiÕt phi xÐt ®Õn c¸c yÕu tè sau:
Bµi to¸n c«ng nghÖ
§©y lµ mét nhiÖm vô quan träng trong tÝch hîp hÖ thèng, cÇn thiÕt phi
cã c¸c hiÓu biÕt s©u s¾c ®Ó lùa chän c¸c gii ph¸p phï hîp, ch¼ng h¹n víi
mét øng dông cã thêi gian ®¸p øng nhanh th× gii ph¸p truyÒn th«ng còng
phi t ¬ng thÝch vµ ng îc l¹i, do ®ã cÇn n¾m v÷ng c«ng nghÖ tr íc khi thùc
hiÖn bµi to¸n tÝch hîp
C¸c yÕu tè kü thuËt
Khi thiÕt kÕ hÖ thèng m¹ng còng cÇn quan t©m ®Õn tÝnh æn ®Þnh, kh
n¨ng lµm viÖc l©u dµi còng nh kh n¨ng thay thÕ cña c¸c thiÕt bÞ trong
m¹ng...
VÊn ®Ò kinh tÕ
§©y lµ vÊn ®Ò cùc kú quan träng trong bÊt cø thiÕt kÕ m¹ng nµo. Víi
c¸c yªu cÇu kü thuËt ®Ò ra cã thÓ ®¸p øng b»ng nhiÒu ph ¬ng ¸n nh ng
ph ¬ng ¸n lùa chän phi lµ ph ¬ng ¸n ngoµi viÖc tho m·n c¸c yªu cÇu vµ
c«ng nghÖ vµ kü thuËt th× phi tho m·n yªu cÇu vÒ kinh tÕ. Ch¼ng h¹n
trong mét nhµ m¸y Xi m¨ng nä hÖ thèng m¹ng dïng cña Siemens víi c¸c
bé ®iÒu khiÓn PLC S7-400 nh ng tÊt c¶ c¸c Module I/O kÕt nèi víi c¸c bé
®iÒu khiÓn nµy l¹i lµ lo¹i cña S7-300, tho¹t nhiªn chóng ta sÏ rÊt ng¹c
nhiªn, t¹i sao kh«ng ®ång bé ho¸ ??. C©u tr¶ lêi ®ã lµ vÊn ®Ò kinh tÕ
3.2. Giao diÖn m¹ng
Giao diÖn m¹ng lµ mét thµnh phÇn ghÐp nèi chÝnh cña mét thiÕt bÞ víi
m«i tr êng truyÒn th«ng, trong ®ã c¶ phÇn cøng vµ phÇn mÒm ®Òu cã nhiÖm
vô quan träng. Mét thµnh phÇn giao diÖn m¹ng cã thÓ ® îc thùc hiÖn ®éc
lËp hoÆc tÝch hîp víi thiÕt bÞ. Card giao diÖn m¹ng cho m¸y tÝnh c¸ nh©n,
module xö lÝ truyÒn th«ng trªn PLC hay c¸c module giao diÖn m¹ng trªn
c¸c I/O ph©n t¸n.
3.2.1. GhÐp nèi PLC (Programable Logic Controller)
§Ó ghÐp nèi c¸c PLC trong m¹ng cã thÓ sö dông c¸c Module truyÒn
th«ng riªng hoÆc trùc tiÕp trªn c¸c CPU cã tÝch hîp s½n c¸c Module giao
Chæång 3. Kãút näúi caïc thiãút bë âo læåìng vaì âiãöu khiãøn trong hãû thäúng maûng
Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 35
diÖn m¹ng. H×nh sau tr×nh bµy vÒ ghÐp nèi cña PLC trong m¹ng:
PS
CPU
IM
IM
IM
DI
DO
AI
AO
3.2.2. GhÐp nèi PC
Giao diÖn trªn PC còng ® îc thùc hiÖn t ¬ng tù nh PLC, chóng ® îc
thùc hiÖn theo c¸c c¸ch sau:
- Card ghÐp nèi qua khe c¾m ISA, PCI...
- Bé thÝch øng m¹ng (Adapter) qua cæng song song vµ nèi tiÕp
- Card PCMCIA
Card giao diÖn m¹ng
Trªn Card th êng cã bé vi xö lÝ ®m nhiÖm chøc n¨ng xö lÝ giao thøc,
tuy nhiªn phÇn xö lÝ nµy cã thÓ lµ toµn bé hoÆc cã san sÎ cïng víi phÇn
mÒm. Tuy nhiªn ®Ó ®¹t ®é tin cËy cao trong c¸c cuéc trao ®æi tin c¸c Card
giao diÖn th êng ® îc thiÕt kÕ cã dù phßng.
Bé thÝch øng m¹ng (Adaptor) qua cæng song song vµ nèi tiÕp
Bé thÝch øng th êng ® îc sö dông ®Ó chuyÓn ®æi tÝn hiÖu. Ch¼ng h¹n
khi giao tiÕp víi PLC S7-200 th«ng qua cæng truyÒn th«ng RS485 th× cÇn cã
bé chuyÓn ®æi RS485/RS232 ®Ó ghÐp nèi víi PC
Card PCMCIA
§èi víi m¸y tÝnh x¸ch tay kh«ng cã kh n¨ng më réng qua c¸c khe
c¾m, bªn c¹nh ph ¬ng ph¸p sö dông bé thÝch øng m¹ng, cã thÓ ghÐp nèi
qua khe c¾m PCICIA víi kÝch cì t ¬ng ®èi nhá. Ph ¬ng ph¸p nµy thÝch hîp
víi c¸c m¸y lËp tr×nh (PG) dïng ®Ó ®Æt cÊu h×nh, tham sè ho¸ vµ chuÈn
®o¸n hÖ thèng
3.3. GhÐp nèi c¸c thiÕt bÞ trong Simatic
1. C¸c dÞch vô truyÒn th«ng trong Profibus CP.
Bus hÖ thèng
Ethernet
Bus tr êng
H×nh 3.0.
Giao diÖn m¹ng cña PLC
PLC
Chæång 3. Kãút näúi caïc thiãút bë âo læåìng vaì âiãöu khiãøn trong hãû thäúng maûng
Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 36
Trong qu¸ tr×nh trao ®æi th«ng tin dÞch vô truyÒn th«ng ®ãng vai trß rÊt
quan träng, Profibus ® a ra mét sè dÞch vô truyÒn th«ng nh»m hç trî c¸c
thiÕt bÞ trao ®æi th«ng tin trªn m¹ng. H×nh sau tr×nh bµy vÒ c¸c dÞch vô
trong Profibus CP
H×nh 3.1. C¸c dÞch vô truyÒn th«ng cña Profibus CP
2. Kh n¨ng truyÒn th«ng cña S7
C¸c thiÕt bÞ tham gia m¹ng trong Simatic rÊt phong phó vµ ®a d¹ng vÒ
chñng lo¹i, viÖc kÕt nèi c¸c thiÕt bÞ nµy ®ßi hái cÇn cã c¸c giao diÖn chung,
®iÒu ®ã còng nh h ëng ®Õn kh n¨ng truyÒn th«ng cña Simatic.
H×nh 3.2. Kh¶ n¨ng truyÒn th«ng cña Simatic S7
Chæång 3. Kãút näúi caïc thiãút bë âo læåìng vaì âiãöu khiãøn trong hãû thäúng maûng
Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 37
3. TruyÒn th«ng S7 víi Profibus
Nh ®· tr×nh bµy trªn phÇn tr íc, Profibus lµ hÖ thèng Bus ® îc øng dông rÊt
phæ biÕn trong c¸c øng dông cña Simatic, trong ®ã c¸c thiÕt bÞ tham gia trong
m¹ng cã thÓ lµ PLC-S7-300, S7-400 còng nh c¸c PC vµ PG. CÊu h×nh truyÒn
th«ng cña S7 trong øng dông Profibus ® îc tr×nh bµy trªn h×nh 5.3
H×nh 3.3. TruyÒn th«ng S7 víi Profibus
4. CÊu h×nh cho ho¹t ®éng cña PG
Thùc chÊt PG lµ mét m¸y tÝnh c«ng nghiÖp, nh ng vÞ trÝ quan träng cña nã
l¹i chÝnh lµ phÇn mÒm ® îc cµi ®Æt trong ®ã. §©y lµ c¸c phÇn mÒm cã b¶n quyÒn
nh : Step 7- V5.2, WinCC ... Nãi chung gi¸ cña c¸c phÇn mÒm nµy v ît nhiÒu
lÇn gi¸ cña phÇm cøng. Thùc tÕ PG ® îc dïng lµm c«ng cô ®Ó cµi ®Æt phÇn mÒm,
®Æt l¹i cÊu h×nh cho hÖ thèng còng nh tham gia vµo tham sè ho¸ chuÈn ®o¸n...
CÊu h×nh ho¹t ®éng cña PG ® îc tr×nh bµy trªn h×nh 5.4
H×nh 3.4. CÊu h×nh cho ho¹t ®éng cña PG
Chæång 3. Kãút näúi caïc thiãút bë âo læåìng vaì âiãöu khiãøn trong hãû thäúng maûng
Nguyãùn Kim AÏnh & Nguyãùn Maûnh Haì - Tæû âäüng hoïa - BKÂN 38
5. C¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng trªn kÕt nèi FDL
ViÖc thùc hiÖn c¸c giao thøc truyÒn th«ng trong Bus tr êng chØ ® îc
thùc hiÖn trªn líp lªn kÕt d÷ liÖu (FDL) vµ trªn líp vËt lÝ. ViÖc kÕt nèi c¸c
®èi t¸c truyÒn th«ng trªn kÕt nèi FDL ® îc chØ ra trªn h×nh 5.5
H×nh 3.5. C¸c ®èi t¸c truyÒn th«ng trªn kÕt nèi FDL
6. C¸c tr¹m Slave cña Siemens vµ c¸c nhµ cung cÊp kh¸c trªn Profibus-DP
Profibus cung cÊp c¸c dÞch vô cho c¸c thiÕt bÞ chñ còng nh cho c¸c
thiÕt bÞ tí ®Ó trao ®æi th«ng tin trong m¹ng, vÒ nguyªn t¾c c¸c tr¹m tí cña
c¸c h·ng kh¸c nhau hoµn toµn cã thÓ trao ®æi th«ng tin nÕu tu©n thñ c¸c
quy t¾c vµ thñ tôc cña Profibus. H×nh sau m« t m¹ng truyÒn sè liÖu cña c¸c
thiÕt bÞ tí víi c¸c thiÕt bÞ chñ
H×nh 3.6. C¸c Slave cña Siemens vµ c¸c nhµ cung cÊp kh¸c trªn Profibus-DP