Tiểu luận môn học PLC & Mạng công nghiệp

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

42
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiểu luận môn học "PLC & Mạng công nghiệp" trình bày các nội dung về: Hệ thống gia công; Biểu diễn hệ thống bằng Grafcet; Xác định hàm logic; Xây dựng hàm logic; Lập trình ladder trên PLC; Truyền thông giữa PC và PLC. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận môn học PLC & Mạng công nghiệp

U H M U O IE .C IL ST TA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI M VIỆN CƠ KHÍ O .C ---🙠🕮🙢--- ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U Môn học IE IL TA PLC & Mạng Công nghiệp – ME4501 M O .C Mã lớp: ST U Giảng viên hướng dẫn H : PGS.TS Lê Giang Nam M U O Nhóm: IE .C IL Sinh viên thực hiện : ST TA M U O H .C EU ST U H M U O IE Hà Nội 7/2022 .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA Nhiệm vụ dự án M O Nội dung Nhóm 2 .C Sơ đồ công nghệ Hệ thống gia công ST Biểu diễn hệ thống Grafcet U Xác định hàm logic X H M Xây dựng mạch logic X U O IE Lập trình ladder trên PLC S7-1200 X .C IL 1214 DC/DC/DC ST TA Truyền thông giữa PC và PLC X U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA Các phần đã làm được : M O • Lập trình mô phỏng trên automation .C Gồm :Thiết kế mạch khí nén ST Thiết kế mạch điện U LẬp trình ladder for AB PLC H M • Lập trình trên PLC s7-1200 1214C DCDCDC U O IE • Truyền thông giữa PC và PLC .C IL ST Do dung phiên bản Automation studio 5.0 nên không hỗ trợ ( hoặc chưa biết TA sử dụng) phần SFC nên không lập được Grafcet thay vào đó là lập trình U H ladder for AB PLC trên Automation luôn. U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA MỤC LỤC M O Contents .C 1. Hệ thống gia công .................................................................................................................................... 5 ST 2. Biểu diễn hệ thống bằng Grafcet ........................................................................................................... 5 U H 3. Xác định hàm logic.................................................................................................................................. 8 M U O 4. Xây dựng mạch logic............................................................................................................................... 9 IE .C IL 5. Lập trình ladder trên PLC S7-1200 1214 DC/DC/DC ......................................................................... 9 ST TA 5.1. Tìm hiểu về S7-1200 1214 DC/DC/DC (6ES7214-1AG40-0XB0) ................................................... 9 U 5.2. Lập trình Ladder .............................................................................................................................. 10 H U 6. Truyền thông giữa PC và PLC ............................................................................................................ 11 IE 6.1 Truyền thông modbus ....................................................................................................................... 11 IL TA 6.2. Truyền thông ethernet ...................................................................................................................... 13 M U 6.3. RS232............................................................................................................................................... 16 O IE .C 6.3.1. Nguyên lý hoạt động của RS232............................................................................................... 17 IL ST TA 6.3.2. Ưu điểm của cáp RS232............................................................................................................ 17 U 6.3.3. Nhược điểm của cáp RS232 ...................................................................................................... 17 H U 6.4. RS485............................................................................................................................................... 18 IE 6.4.1. Nguyên lý hoạt động của RS485............................................................................................... 18 IL 6.4.2. Ưu điểm .................................................................................................................................... 20 TA M 6.4.3. Nhược điểm............................................................................................................................... 20 O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE M U H U Mạch khí nén IE ST U .C H O U M 1. Hệ thống gia công ST TA .C IL O IE 2. ladder for AB PLC M U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE M U H U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE M U H U Mạch điện IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE 3. Xác định hàm logic IL 𝑆1+ = 𝑏0. 𝑆5 𝑆3+ = 𝑎1. 𝑆2 TA 𝑆1− = 𝑆2 𝑆3− = 𝑆4 M O .C 𝑆2+ = 𝑆1 . 𝑂𝑁. 𝐶𝐵. 𝑎0 𝑆4+ = 𝑆3 . 𝑏0. 𝑎0 ST 𝑆2− = 𝑆3 𝑆4− = 𝑆5 U 𝑆5+ = 𝑆4 . 𝑏1 H M U 𝑆5− = 𝑆1 O IE .C IL 𝑺𝟏 = (𝑺𝟓 . 𝒃𝟎 + 𝑺𝟏 ). ̅̅̅ 𝑺𝟐 ST TA 𝑺𝟐 = (𝑶𝑵. 𝑪𝑩. 𝒂𝟎. 𝑺𝟏 + 𝑺𝟐 ). ̅̅̅ 𝑺𝟑 M U O H ̅̅̅𝟒 .C 𝑺𝟑 = (𝒂𝟏. 𝑺𝟐 + 𝑺𝟑 ). 𝑺 EU ST 𝑺𝟒 = (𝑺𝟑 . 𝒃𝟎. 𝒂𝟎 + 𝑺𝟒 ). ̅̅̅ 𝑺𝟓 U 𝑺𝟓 = (𝑺𝟒 . 𝒃𝟏 + 𝑺𝟓 ). ̅̅̅ 𝑺𝟏 H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA 4. Xây dựng mạch logic M O 5. Lập trình ladder trên PLC S7-1200 1214 DC/DC/DC .C 5.1. Tìm hiểu về S7-1200 1214 DC/DC/DC (6ES7214-1AG40-0XB0) ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE - Kích thước vật lý(mm): 110x100x75 .C IL Bộ nhớ người dùng: ST - TA U + Bộ nhớ làm việc: 50KB H + Bộ nhớ nạp: 2MB U + Bộ nhớ giữ lại: 2KB IE + I/O tích hợp cục bộ: IL - Kiểu số: 14 đầu vào (I0.0 – I0.7; I1.0 – I1.7); 10 đầu ra (Q0.0 – Q0.7; Q1.0 - Q1.7) TA - Kiểu tương tự: 2 đầu ra M O - Kích thước ảnh tiến trình: 1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q) .C ST - Bộ nhớ bit (M): 8192 byte U - Các module truyền thông: 3 (mở rộng về bên trái) H M - Thẻ nhớ: thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn) U O IE - Thời gian lưu trữ đồng hồ thời gian thực: thông thường là 10 ngày .C IL ST - PROFINET: 1 cổng truyền thông Ethernet TA - Tốc độ thực thi tính toán thực: 18 μs/lệnh M U O H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE M U H U IE ST U .C H O U 5.2. Lập trình Ladder ST TA M .C IL O IE M U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H 6. Truyền thông giữa PC và PLC .C EU 6.1 Truyền thông modbus ST Một hệ thống giao tiếp qua MODBUS TCP/IP có thể bao gồm các loại thiết bị khác nhau như: U (1) Thiết bị máy khách và máy chủ MODBUS TCP/IP được kết nối với mạng TCP/IP; (2) Các H M thiết bị kết nối như cầu nối, bộ định tuyến hoặc cổng để kết nối giữa mạng TCP/IP; (3) mạng con U O nối tiếp cho phép kết nối các thiết bị đầu cuối, máy khách và máy chủ nối tiếp qua giao thức IE .C IL MODBUS qua cáp RS 485 hay RJ45. ST TA U H U IE
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE M U H U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C Mã định danh giao thức: Nó được sử dụng để ghép nối các thiết bị máy chủ MODBUS và IL - ST TA máy tớ trong việc lấy dữ liệu và phản hồi trên đường truyền theo yêu cầu. U + Xác định giao thức : Nó được sử dụng để ghép kênh trong hệ thống. Giao thức H MODBUS được xác định bởi giá trị 11. U IE + Trường chiều dài: Trường độ dài là số byte của các khối dữ liệu cần truyền, bao gồm Mã nhận dạng đơn vị và trường dữ liệu. IL TA + Địa chỉ Client: Sử dụng để khai báo các máy tớ (Client) trên đường truyền có nhiều thiết bị M O + Mã chức năng hay định danh đơn vị: Trường này được sử dụng cho mục đích định .C tuyến trong hệ thống. Nó thường được sử dụng để liên lạc với MODBUS Server và ST Client nối tiếp trong mạng MODBUS thông qua các cổng mạng Ethernet TCP-IP hoặc U đường nối tiếp MODBUS RTU. Trường này được thiết lập bởi máy khách MODBUS H trong yêu cầu đọc và ghi các giá trị trong với sự phản hồi của máy chủ. M U O IE 6.2. Truyền thông ethernet .C IL - Ethernet là một dạng công nghệ truyền thống dùng để kết nối các mạng LAN cục bộ, cho ST TA phép các thiết bị có thể giao tiếp với nhau thông qua một giao thức - một bộ quy tắc hoặc M U O H ngôn ngữ mạng chung. .C EU - Là một lớp giao thức data-link trong tầng TCP/IP, Ethernet cho thấy các thiết bị mạng có ST thể định dạng và truyền các gói dữ liệu như thế nào, sao cho các thiết bị khác trên cùng U H phân khúc mạng cục bộ có thể phát hiện, nhận và xử lý các gói dữ liệu đó. Cáp Ethernet M U O IE là một hệ thống dây vật lý để truyền dữ liệu qua. .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H - Giao thức Ethernet được xác định là hoạt động trên cả Layer 1 (Physical layer) - lớp vật M U O IE lý - và Layer 2 (Data link layer) - lớp liên kết dữ liệu - trên mô hình giao thức mạng OSI. .C IL Ethernet xác định hai đơn vị truyền: packet và framework. Framework không chỉ có nội ST TA dung của dữ liệu được truyền mà còn bao gồm: M U O + Địa chỉ truy cập vật lý (MAC) của cả người gửi và người nhận. H .C EU + Thông tin sửa lỗi để phát hiện sự cố truyền ST - Mỗi frame sẽ nằm trong một gói chứa một vài byte thông tin để thiết lập kết nối và đánh U dấu vị trí framework bắt đầu. H M U - Cáp Ethernet kết nối các thiết bị mạng với các bộ định tuyến hoặc modem phù hợp với O IE .C chúng, các loại cáp khác nhau sẽ hoạt động với các tiêu chuẩn và tốc độ khác nhau IL ST TA U H U IE
EU ST H .C U O ST TA M .C IL O IE - M U H U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U H U Một số loại cáp thông dụng hiện nay ST TA .C IL O IE M U TA H IL U IE U H U TA ST .C IL O IE M U TA H IL U IE ST U .C H O U TA M ST .C IL O IE M U
U H M U O IE .C IL ST TA 6.3. RS232 M - O RS232 là một chuẩn truyền dữ liệu nối tiếp rất phổ biến trong các thiết bị công nghiệp. .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU - RS232 sử dụng cổng DB-9 hay còn gọi là cổng COM. RS232 được sử dụng để kết nối ST máy tính và các thiết bị ngoại vi để cho phép trao đổi dữ liệu nối tiếp giữa chúng. U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA 6.3.1. Nguyên lý hoạt động của RS232 M - Được sử dụng với các kết nối point-to-point, tức là chỉ kết nối được một thiết bị Master O .C với một thiết bị Slave. ST - Sử dụng 3 dây để TX, RX, GND để trao đổi dữ liệu và hoạt động dựa trên điện áp chênh U H lệch giữa TX, RX với GND. M U O - Chuẩn vật lý RS232C thường sử dụng loại 9 chân như hình dưới, tuy nhiên về cơ bản các IE .C IL bạn chỉ cần sử dụng chân 2 (RXD), chân 3 (TXD) và chân 5 (GND) ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C 6.3.2. Ưu điểm của cáp RS232 ST - RS232 phổ biến, dễ kiếm và chi phí rẻ U - Tương thích nhiều thiết bị H M U - Kết nối giao tiếp đơn giản O IE .C - Tốc độ truyền khá nhanh IL ST TA - Khả năng chống nhiễu tốt M U O - Có thể tháo lắp nóng H .C EU - Có thể cấp nguồn cho thiết bị luôn ST 6.3.3. Nhược điểm của cáp RS232 U H - Tốc độ truyền dữ liệu. Dữ liệu có thể được chuyển ở mức khoảng 20 kbyte/s. Đó là khá M U O chậm so với những gì mọi người đang sử dụng cho đến nay. IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA - Một vấn đề khác với RS232 là chiều dài tối đa của cáp là khoảng 15 mét. Điện trở dây và M sụt điện áp trở thành một vấn đề với cáp dài hơn thế này. Đây là một lý do khiến RS232 O .C không được sử dụng nhiều để kéo đi xa. ST U H 6.4. RS485 M U O RS485 là một đường truyền tương tự như RS232. Tuy nhiên, do có một số đặc tính nổi trội hơn IE .C RS232 nên giao thức Modbus RTU chủ yếu sử dụng đường truyền RS485 IL ST TA 6.4.1. Nguyên lý hoạt động của RS485 U - Được sử dụng với các mạng đa điểm, kết nối được nhiều thiết bị Master và nhiều thiết bị H U Slave. IE - Các dây tín hiệu được xoắn lại với nhau nên nếu có nhiễu tác động thì sẽ xảy ra đồng thời IL trên các dây. Đồng thời nó sử dụng hệ thống truyền dẫn cân bằng nên điện áp giữa 2 dây TA M U sẽ ngược nhau và mức logic sẽ được xác định dựa trên điện áp chênh lệch giữa các cặp O IE .C dây nên khả năng chống nhiễu tốt. IL ST TA - Có 2 chế độ truyền: U H + Chế độ truyền half-duplex chỉ một cặp dây đối xứng A-B (chế độ truyền 2 dây) : Đối với U cấu hình 2 dây, dữ liệu sẽ được truyền đi theo một hướng, khi đó tín hiệu TX và RX sẽ sử IE dụng chung một cặp dây duy nhất, điều này giúp người sử dụng tiết kiệm được chi phí cài IL đặt. TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA M U O H .C EU ST + Chế độ truyền full-duplex cần 2 cặp dây A-B, X-Y (chế độ truyền 4 dây): Khác với nguyên U lý hoạt động của sơ đồ 2 dây, dữ liệu sẽ được truyền đi và đến đồng thời từ các nút. Tại đó, 2 H M dây sẽ đảm nhận nhiệm vụ truyền và 2 dây sẽ đảm nhận nhiệm vụ nhận tín hiệu U O IE .C IL ST TA U H U IE
U H M U O IE .C IL ST TA M O .C ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE IL TA M U O IE .C IL ST TA U H 6.4.2. Ưu điểm U - Được sử dụng phổ biến IE - RS485 chuẩn giao tiếp duy nhất có thể kết nối cùng lúc nhiều máy và thu trên cùng một IL TA hệ thống mạng. M Có thể kết nối max lên tới 32 thiết bị. Ngoài ra với các đầu vào khác, RS485 có thể kết O - .C nối tối đa lên đến 256 thiết bị. ST - Khả năng truyền và nhận tín hiệu riêng biệt nên tín hiệu truyền và nhận nhanh hơn, đỡ bị U nhiễu đường truyền. H M U O 6.4.3. Nhược điểm IE .C - Cần phải có đủ kiến thức về truyền thông Mobus RS485 để sử dụng hiệu quả. IL ST TA - Các thiết bị cần phải sử dụng chung RS485 thay cho Analog hiện hữu M U O - Tránh quá nhiều thiết bị đường truyền đáp ứng chậm. H .C EU ST U H M U O IE .C IL ST TA U H U IE