Tài liệu hướng dẫn thực hành PLC và mạng TTCN&SCADA - Trường Đại học Quy Nhơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:307

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu hướng dẫn thực hành "PLC và mạng TTCN&SCADA" gồm có 6 chương như sau: Chương 1: Mạng TTCN và SCADA - Modbus; Chương 2: Mạng TTCN và SCADA - Profibus; Chương 3: Mạng TTCN và SCADA - Profinet; Chương 4: Mạng TTCN và SCADA - Ethernet Opc UA; Chương 5: Truyền thông Opc UA; Chương 6: Nội dung thực hành mạng TTCN và SCADA – IOT 221. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tài liệu hướng dẫn thực hành PLC và mạng TTCN&SCADA - Trường Đại học Quy Nhơn

KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ Lưu hành nội bộ HƯỚNG DẪN THỰC HÀNH PLC VÀ MẠNG TTCN&SCADA Bình Định, 2024 1
MỤC LỤC Chương 1. MẠNG TTCN VÀ SCADA – MODBUS ...................................... 5 Điều khiển biến tần độc lập ......................................................................... 5 1.1.1 Cài đặt biến tần V20 chạy trên màn hình BOP ................................ 5 1.1.2 Cài đặt biến tần V20 sử dụng setpoint từ ngõ vào Analog ............. 11 Lập trình PLC truyền thông điều khiển biến tần V20 ............................. 14 Lập trình giao diện người-máy (HMI)...................................................... 24 1.3.1 Thêm HMI mới vào chương trình ................................................. 24 1.3.2 Các lệnh lập trình HMI ................................................................. 26 1.3.3 Tạo nút nhấn ................................................................................. 26 1.3.4 Tạo vùng nhập, hiển thị dữ liệu ..................................................... 28 1.3.5 Tạo đèn báo .................................................................................. 29 Chương 2. MẠNG TTCN VÀ SCADA – PROFIBUS ................................. 31 Điều khiển biến tần G120 .......................................................................... 31 2.1.1 Cài đặt điều khiển biến tần G120 chạy trên màn hình BOP ........... 31 2.1.2 Điều khiển biến tần G120 sử dụng Setpoint ngõ vào tương tự ....... 33 Lập trình PLC truyền thông Profibus điều khiển biến tần G120 ........... 37 Chương 3. MẠNG TTCN VÀ SCADA - PROFINET ................................. 50 Truyền thông profinet giữa PLC S7-1200 VÀ PLC S7-1500. .................. 50 3.1.1 Cài đặt phần cứng truyền thông giữa 2 PLC Seimens .................... 50 3.1.2 Tạo dữ liệu truyền nhận ................................................................ 51 3.1.3 Lập trình truyền thông Profinet giữa 2 PLC Seimens .................... 52 3.1.4 Chương trình truyền thông Profinet PLC S7-1200 và PLC S7-1500 53 Điều khiển biến tần G120C ....................................................................... 58 3.2.1 Cài đặt điều khiển biến tần G120 chạy trên màn hình BOP ........... 58 3.2.2 Điều khiển biến tần G120 sử dụng Setpoint ngõ vào tương tự ....... 60 Lập trình PLC truyền thông Profinet điều khiển biến tần G120C ......... 63 3.3.1 Tạo project mới ............................................................................. 63 3.3.2 Cài đặt biến tần ............................................................................. 69 3.3.3 Lập trình plc điều khiển ................................................................ 75 Lập trình giao diện người-máy (HMI)...................................................... 79 3.4.1 Thêm HMI mới vào chương trình ................................................. 79 3.4.2 Các lệnh lập trình HMI ................................................................. 81 Chương 4. MẠNG TTCN VÀ SCADA – ETHERNET OPC UA ................ 86 Lập trình truyền thông giữa PLC S7-1200 VÀ PLC S7-1500. ................ 86 2
4.1.1 Cài đặt phần cứng truyền thông giữa 2 PLC Siemens .................... 86 4.1.2 Tạo dữ liệu truyền nhận ................................................................ 87 Lập trình truyền thông Profinet giữa 2 PLC Siemens ............................. 88 4.2.1 Giới thiệu lệnh truyền thông.......................................................... 88 Lập trình giao diện người-máy (HMI)...................................................... 94 4.3.1 Tạo màn hình điều khiển ............................................................... 94 4.3.2 Chèn chữ vào HMI........................................................................ 94 4.3.3 Chèn hình ảnh vào HMI ................................................................ 96 4.3.4 Tạo nút nhấn để chuyển trang ....................................................... 99 4.3.5 Tạo nút nhấn điều khiển .............................................................. 103 4.3.6 Tạo Bar điều khiển ...................................................................... 108 4.3.7 Tạo đèn báo hiển thị .................................................................... 112 4.3.8 Tạo nút Switch điều khiển ........................................................... 115 4.3.9 Tạo Gauge hiển thị ...................................................................... 117 4.3.10 Smart Screen HMI ...................................................................... 119 Chương 5. TRUYỀN THÔNG OPC UA .................................................... 122 Truyền thông OPC UA PLC S7-1500 và HMI MTP700........................ 122 Cấu hình PLC S7-1500 và IOT 2050 ...................................................... 127 5.2.1 Cấu hình Iot 2050 ....................................................................... 127 5.2.2 Cấu hình S7-1500 ....................................................................... 131 Nội dung giao tiếp thực hành .................................................................. 133 5.3.1 Sơ đồ tổng quan kết nối IOT 2050 .............................................. 133 5.3.2 Chương trình PLC tham khảo ..................................................... 133 5.3.3 Truyền và nhận dữ liệu lên Cloud Ubidot.................................... 137 5.3.4 Nhận dữ liệu từ Cloud xuống PLC .............................................. 157 Truyền cảnh báo và điều khiển thông qua Gmail .................................. 187 5.4.1 Truyền cảnh báo cho gmail ......................................................... 187 5.4.2 Điều khiển tín hiệu thông qua Gmail ........................................... 191 5.4.3 Truyền dữ liệu ra cho Google Sheet ............................................ 201 5.4.4 Chương trình Node tham khảo .................................................... 217 5.4.5 Một số lỗi thường gặp ................................................................. 218 Chương 6. NỘI DUNG THỰC HÀNH MẠNG TTCN VÀ SCADA – IOT 221 Giới thiệu chung ...................................................................................... 221 6.1.1 Mô tả chung ................................................................................ 221 6.1.2 Sơ đồ công nghệ ......................................................................... 222 Giới thiệu chung về phần mềm V-Net Client ......................................... 222 3
6.2.1 Trang đăng nhập ......................................................................... 223 Cấu hình thiết bị ...................................................................................... 225 VPN Truyền qua thiết bị ......................................................................... 227 1.1.1. Đám mây: Ethernet VPN: Tĩnh .................................................. 230 1.1.2. Đám mây: WIFI VPN: DHCP .................................................... 231 6.4.1 Công cụ ...................................................................................... 232 6.4.2 Cấu hình ..................................................................................... 233 6.4.3 Trợ giúp ...................................................................................... 234 Hướng dẫn sử dụng V-NET Client ........................................................ 235 6.5.1 Cấu hình thiết bị IOT vào Cloud ................................................. 235 6.5.2 Cấu hình kết nối PLC với thiết bị IOT ........................................ 241 6.5.3 Cảnh báo (Alarm) ....................................................................... 249 6.5.4 Thông báo lỗi qua Email ............................................................. 253 6.5.5 Historical Data ............................................................................ 256 Cloud SCADA .......................................................................................... 260 6.6.1 Tạo Project.................................................................................. 260 6.6.2 Tạo Time cho màn hình Scada .................................................... 266 6.6.3 Tạo nút Switch điều khiển ........................................................... 268 6.6.4 Tạo đèn báo chỉ thị...................................................................... 270 6.6.5 Tạo đồ thị thời gian thực ............................................................. 271 6.6.6 Tạo bảng cảnh báo ...................................................................... 274 6.6.7 Tạo khung hiển thị ...................................................................... 276 6.6.8 Tạo Dashboard ............................................................................ 279 6.6.9 Tạo Bargraph .............................................................................. 281 6.6.10 Tạo trang và nút chuyển trang ..................................................... 284 Các bài thực hành tham khảo ................................................................. 289 6.7.1 Kết nối thiết bị IOT V-Box với đồng hồ Shimax MAC10D ........ 289 1.1.1. Mục đích: .................................................................................... 289 1.1.2. Danh mục thiết bị cần chuẩn bị ................................................... 289 1.1.3. Sơ đồ một sợi kết nối .................................................................. 289 6.7.2 Trình tự thực hành: ..................................................................... 289 6.7.3 Về phần IOT V - BOX ................................................................ 291 6.7.4 Kết quả ....................................................................................... 307 4
PHẦN II THỰC HÀNH MẠNG TTCN VÀ SCADA Chương 1. MẠNG TTCN VÀ SCADA – MODBUS Điều khiển biến tần độc lập 1.1.1 Cài đặt biến tần V20 chạy trên màn hình BOP Chức năng các phím: ảnh của thời chức năng phím gian nhấn 3s Tắt động cơ khẩn cấp theo OFF2 ở chế độ Hand Chạy động cơ ở chế độ Hand 2s của biến tầnĐược hướng dẫn cụ thể trong các phần 2s Chuyển giữa các chế độ Hand, Auto, Jog Tăng giá trị setpoint ở chế độ Hand, tăng giá trị parameter cần cài đặt 5
Giảm giá trị setpoint ở chế độ Hand, Giảm giá trị parameter cần cài đặt đảo chiều động cơ ở chế độ Hand Ý nghĩa các biểu tượng trạng thái: Biến đang bị lỗi Biến tần hiện cảnh báo Hiện luôn động cơ đang chạy nhấp nháy Biến tần đang ở chế độ bảo vệ động cơ đang chạy ngược hiện luôn biến tần đang ở chế độ Hand nhấp nháy Biến tần đang ở chế độ Jog Ý nghĩa các đèn LED: Trạng thái Ý nghĩa Sáng vàng Đang cấp nguồn Sáng xanh Biến tần ở trạng thái sẵn sàn Nháy xanh 0.5Hz Biến tần đang ở chế độ cài đặt Nháy đỏ 2Hz Biến tần đang bị lỗi Nháy cam 1Hz Đang sao chép dữ liệu Bước 1: Sử dụng dây cắm nguồn để cấp nguồn 220VAC 1 pha cho biến tần 6
STT Cụm Mô tả 1 Cụm cấp nguồn Cấp nguồn 220VAC cho module có công tắc 2 Cụm ngõ ra động cơ Điện áp lối ra điều khiển động cơ Tín hiêu vào số, vào tương tự điều khiển biến tần, Cụm ngõ vào biến 3 được tích hợp các công tắc sắt để thuận tiện cho việc tần điều khiển 4 Cụm ngõ ra biến tần Tín hiệu ngõ ra của biến tần Chiết dùng để điều khiển biến tần bằng tín hiệu tương 5 Cụm biến trở tự 6 Cụm cổng RS485 Ngõ ra DB9 cho cổng truyền thông qua RS485 7 Cụm biến tần Biến tần SINAMICS V20 ½ HP Bước 2: Khôi phục biến tần về cài đặt mặc định của nhà máy (Reset Factory) - Cấp nguồn cho biến tần hoạt động: - Nhấn phím để vào phần Menu cài đặt: - Nhấn phím tìm đến thanh ghi P0010 và nhấn phím : - Sử dụng phím cài đặt P0010 giá trị 30, sau đó nhấn phím : 7
- Tiếp tục nhấn phím tìm đến thanh ghi P0970 và cái đặt giá trị là 1, nhấn phím để biến tần bắt đầu Reset: - Đến lúc này là đã khôi phục lại cài đặt gốc cho biến tần SINAMIC V20: Bước 3: Cài đặt chế độ hoạt động cho biến tần V20 - Từ màn hình sau khi Reset Factory xong, nhấn phím để thực hiện cài đặt, hoặc từ màn hình hoạt động nhấn giữ phím : 8
- Nhấn phím để chuyển đổi giữa các thanh ghi cài đặt và nhấn xác nhận để cài đặt thông số, hoặc nhấn để trở lại không thay đổi thông số đó . Ví dụ: động cơ 3 pha điện áp hoạt động 380V có công suất 750W và dòng điện định mức 1A, thực hiện cài đặt như sau: Thông số Ý nghĩa và giá trị P0100 Chọn chuẩn đơn vị và tần số hoạt động của biến tần: - 0: đơn vị Kw, 50Hz - 1: đơn vị HP, 60Hz - 2: đơn vị Kw, 60Hz P0304 Điện áp định mức của động cơ (V) P0305 Dòng điện định mức của động cơ (A) P0307 Công suất định mức của động cơ (đơn vị Kw khi P0100 = 0 hoặc 2, đơn vị HP khi P0100 = 1) P0308 Hệ số cos φ của động cơ (chỉ hiện ra khi P0100 = 0 hoặc 2) P0309 Hiệu suất của động cơ (chỉ hiện ra khi P0100 = 1) Nên đặt giá trị 0 để biến tần tự tính toán nội bộ P0310 Tần số định mức của động cơ (Hz) P0311 Tốc độ định mức của động cơ (RPM) P1900 Nhận dạng động cơ: - 0: không nhận dạng động cơ - 2: nhận dạng động cơ ở trạng thái đứng yên 9
- Sau khi cài đặt xong các thông số động cơ nhấn phím để chuyển tiếp sang cài đặt các Macro - Thực hiện cài đặt thông số cho biến tần theo động cơ điện áp 220V, dòng 0.68A, công suất 100W - Sử dụng các phím để cài đặt Macro, nhấn để chọn Macro :  Connection Marco Cn001: - Nguồn điều khiển và nguồn Setpoint điều từ màn hình BOP - Sơ đồ đấu dây: 10
- Các thông số trong Macro: Thông Giá trị Ý nghĩa số P0700 1 chọn nguồn điều khiển từ BOP P1000 1 chọn nguồn Setpoint từ BOP P0731 52.2 động cơ đang chạy P0732 52.3 động cơ báo lỗi P0771 21 tần số thực tế P0810 0 Hand mode Bước 4: Vận hành - Nhấn phím để khởi động động cơ, để tắt động cơ - Nhấn phím để tang giảm tốc độ động cơ 1.1.2 Cài đặt biến tần V20 sử dụng setpoint từ ngõ vào Analog a/ Tín hiệu analog lấy từ biến trở Bước 1: Cài đặt thông số cho biến tần - Từ màn hình sau khi Reset Factory xong, nhấn phím để thực hiện cài đặt, hoặc từ màn hình hoạt động nhấn giữ phím : 11
- Nhấn phím để chuyển đổi giữa các thanh ghi cài đặt và nhấn xác nhận để cài đặt thông số, hoặc nhấn để trở lại không thay đổi thông số đó . Ví dụ: động cơ 3 pha điện áp hoạt động 380V có công suất 750W và dòng điện định mức 1A, thực hiện cài đặt như sau: Thông số Ý nghĩa và giá trị P0100 Chọn chuẩn đơn vị và tần số hoạt động của biến tần: - 0: đơn vị Kw, 50Hz - 1: đơn vị HP, 60Hz - 2: đơn vị Kw, 60Hz P0304 Điện áp định mức của động cơ (V) P0305 Dòng điện định mức của động cơ (A) P0307 Công suất định mức của động cơ (đơn vị Kw khi P0100 = 0 hoặc 2, đơn vị HP khi P0100 = 1) P0308 Hệ số cos φ của động cơ (chỉ hiện ra khi P0100 = 0 hoặc 2) P0309 Hiệu suất của động cơ (chỉ hiện ra khi P0100 = 1) Nên đặt giá trị 0 để biến tần tự tính toán nội bộ P0310 Tần số định mức của động cơ (Hz) P0311 Tốc độ định mức của động cơ (RPM) P1900 Nhận dạng động cơ: - 0: không nhận dạng động cơ - 2: nhận dạng động cơ ở trạng thái đứng yên - Sau khi cài đặt xong các thông số động cơ nhấn phím để chuyển tiếp sang cài đặt các Macro - Thực hiện cài đặt thông số cho biến tần theo động cơ điện áp 220V, dòng 0.68A, công suất 100W - Sử dụng các phím để cài đặt Macro, nhấn để chọn Macro :  Connection Marco Cn002: - Nguồn điều khiển từ các chân ngõ vào của biến tần (dạng công tắc) - Nguồn Setpoint từ Analog ngõ vào 1 - Sơ đồ đấu dây theo: 12
- Các thông số trong Macro: Thông Giá trị Ý nghĩa số P0700 2 chọn nguồn điều khiển từ chân điều khiển ngõ vào P1000 2 chọn nguồn Setpoint từ Analog ngõ vào 1 P0701 1 ON/OFF1 P0702 12 xoay ngược P0703 9 reset lỗi P0704 10 chạy Jog P0771 21 tần số thực tế P0731 52.2 động cơ đang chạy P0732 52.3 động cơ báo lỗi Bước 4: Vận hành - Đấu nối biến tần theo sơ đồ Macro Cn002 - DI1 để điều khiển Start/Stop động cơ 13
- DI2 để đảo chiều động cơ - Vặn biến trở để tăng giảm tốc độ động cơ b/ Tín hiệu điều khiển từ PLC Các bước cài đặt tương tự như ở phần lấy tín hiệu từ biến trở Đấu nối biến tần với PLC: Module biến tần G120 Module PLC S7-1200 DI0 Q0.0 DI1 Q0.1 AIO AQ0 GND GND - Tạo PLC tag - Lập trình PLC xuất tín hiệu Analog điều khiển biến tần: Lập trình PLC truyền thông điều khiển biến tần V20 - Dựa vào bảng tra ta có: + Control Word (CTW): có địa chỉ 40100 + Speed Setpoint (HSW): có địa chỉ 40101 + Status Word (ZSW): có địa chỉ 40110 + Actual Speed (HIW): có địa chỉ 40111 14
Cài đặt thông số biến tần theo bảng: 15
- Lập trình PLC truyền thông điều khiển biến tần Trong mục Device Configure Cài đặt RS485 PLCS7-1200 16
Tại phần Program Blocks tạo 1 khối Function và 2 khối datablock Khối Datablock “Data_Read” Khối Datablock “Data_Write” 17
Phải chuột vào khối datablock nhấp chuột bỏ dấu tích phần “Optimized Block Access” để gắn địa chỉ tuyệt đối cho các dữ liệu trong khối Viết chương trình cho khối Function “S7_1200_ModbusRTU_V20” Sử dụng các khối trong mục Intruction/Communication/Modbus 18
Khối MB_COMN_LOAD để khởi tạo tham số Khối MB_MASTER để đọc hoặc ghi đến thông số biến tần Tạo các Interface cho khối Function 19
20