Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống mạng truyền thông cho nhà máy xi măng - giải pháp của hãng siemen
ĐH GTVT TP HCM-TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP- TĐ05 2009 ĐỒ ÁN MẠNG TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỂN THÔNG CHO NHÀ MÁY XI MĂNG - GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMEN. GVHD: Trần Hoàng Dũng Nhóm thực hiện: Châu Vĩnh Phú Phan Văn Thi Trịnh Văn Thắng Bùi Thanh Nhẹ S Ố 2,Đ3,VĂN THÁNH BẮC, BÌNH THẠNH,HỒ CHÍ MINH Phục lục: 1. Nội dung đề tài và yêu cầu 2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa. 3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống 4. Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị 5. Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống 6. Phân tích những ưu nhược điểm của giải pháp đã lựa chọn 7. Tài liệu hổ trợ 1. Nội dung đề tài và yêu cầu: Nội dung đề tài: Nhà máy gồm 2 line sản xuất, mỗi line sản xuất gồm một trạm chủ và 5 trạm tớ Trạm tớ 1 : điều khiển các thiết bị đóng cắt hệ thống điện , các motor băng chuyền tải liệu, máy nghiền, quạt gió, hút bụi…. Trạm tớ 2 : điều khiển một hệ thống cân động. Hệ thống này có tác dụng điều khiển khối lượng liệu đầu vào đúng với công suất cài đặt.Liệu vào là xỉ Trạm tớ 3 : tương tự như trạm tớ 2 nhưng liệu vào là clinke. Trạm tớ 4 : tương tự như trạm tớ 3 nhưng liệu vào là đá vôi Trạm tớ 5 : tương tự như trạm tớ 4 nhưng liệu vào là salat. Hệ thống điều khiển cân động cho trạm 2,3,4,5 gồm : - Một biến tần để điều khiển motor - Một motor của băng tải cân - Một encoder để đưa về tốc độ băng tải - Một loadcell để cân khối lượng liệu trên băng tải Hệ thống trạm tớ 1 giả sử bao gồm : - 25 motor liên quan đến quá trình nghiền, tải liệu, quạt gió, hút bụi, cán liệu… ( không có biến tần) - Hệ thống đèn cảnh báo và alarm có 100 input digital, 64 output digital - Hệ thống sensor analog ( 4-20mA) gồm 40 cảm biến ( nhiệt độ, áp suất, độ ồn ….) - Hệ thống sensor giám sát tốc độ máy nghiền ( xung tốc độ cao ) ( 4 sensor) Yêu cầu: Đưa ra giải pháp thiết kế hệ thống, từ điều khiển giám sát đến các trạm. Công việc bao gồm : + Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông + Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống mạng mình đưa ra + Tính năng hỗ trợ cần chú ý của các thiết bị đó + Vẽ cấu hình giải pháp của hệ thống: + Phân tích những ưu điểm nhược điểm của giải pháp đã chọn lựa 2. Tìm hiểu giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa. Giải pháp mạng truyển thông của hãng Siemen: Siemen đưa ra khá đầy đủ các giải pháp cho mạng truyển thông cho các lĩnh vực tự động hóa, đây là một mô hình thể hiện giải pháp của hãng: Mô tả giải pháp mạng truyền thông của hãng Siemen : Các cấp hệt thống mạng và phương pháp truyền thông: Cấp quản lý( Management leave): truyển thông theo chuẩn Enthernet Cấp giám sát (Operations leave) : truyền thông theo chuẩn Industrial Ethernet Cấp điều khiển (Control leave) : chuẩn Profi Net Cấp chấp hành (Field leave): chuẩn Profibus DP, Profibus PA, AS-interface, Hart Nhìn chung hãng Siemen đưa ra rất đầy đủ, và tích hợp rất nhiều các sản phẩm để hỗ trợ cho nhu cầu của khách hàng từ các thiết bị cấp quản lý đến cấp trường, phần mềm và phần cứng. Giải pháp chọn lựa: Dựa trên các giải pháp mà hãng đã đưa ra, ta chọn một giải pháp để xây dựng giải pháp mạng truyền thông cho nhà máy xi măng: Cấp chấp hành: Truyền thông theo chuẩn ProfiBus DP và As-interface + Các thiết bị : Motor, đèn cảnh báo, Alarm, Sensors, biến tần, encoder, loadcell Cấp điều khiển : Truyền thông theo chuẩn Profi-bus DP + Các thiết bị: Plc S7, và các modul truyền thông. Cấp giám sát: Truyển thông theo chuẩn Profi-bus DP +Các thiết bị : Máy tính giám sát, và modul truyền thông, phần mềm: WinCC, SIMATIC Manager . 3. Thống kê các thiết bị phù hợp với hệ thống 3.1 2 máy tính giám sát 2 line: Vì yêu cầu trong nhà máy đòi hỏi các máy tính công nghiệp phải có độ an toàn cao nên không thể dùng các máy tính thông thường. Siemen có đưa ra các máy tính PG/PC khác nhau, dưới đây là một ví dụ. Thông tin của máy được thể hiện rõ trong tài liệu đi kèm của nhà sản xuất. Ngoài ra máy tính để thực hiện giám sát được cần cài đặt phần mềm WinCC. Dưới đây là một thông tin nhỏ về giao thức truyền dẫn Profi-bus DP để hỗ trợ cho việc chọn lựa giải pháp mạng. Ngoài ra còn một số thông tin khác có trong tài liệu đi kèm. 3.2 2 con Simantic S7-400 H, CPU 417-4H: Dòng S7-400 là một dòng CPU cao cấp, thực hiện được một lượng lớn những công việc , và khả năng quản lý rất lớn các cổng I/O. Trong bài, nhóm chọn con CPU-417-4H vì dòng này cho phép thực hiện được chức năng Redundacy, đảm bảo khi một CPU gặp sự cố thì có CPU khác thay thế. Ngoài ra để thực hiện được khả năng giao tiếp giữa hai line sản xuât riêng nhau ta có thể dùng giao tiếp S7-Comunication được hỗ trợ trong dòng này. Vì thế ta cần gắn thêm trên S7-400, hai card mạng, được thể hiện trong phần cấu hình. Trong mỗi rack ta còn gắn thêm một bộ nguồn có khả năng Redundancy. Có tài liệu đi kèm. Bên dưới là thông tin cấu hình: [...]... được cho qua bộ P (bộ tách sườn dương) chỉ cho phép một lệnh được truyền đi ở mỗi cạnh lên của đầu vào EN Đầu vào DRIVE là địa chỉ của biến tần MicroMaster mà lệnh USS_WPM_x được gửi đi Địa chỉ có giá trị từ 0 đến 31 Đầu vào PARAM xác định thông số cần ghi Đầu vào INDEX là giá trị chỉ số của thông số cần ghi Đầu ra VALUE là giá trị cần ghi thông số Khi đầu vào EEPROM được thiết lập bằng 1 thì lệnh này... XMT_REQ nên được cho qua một bộ P (bộ tách sườn dương) chỉ cho phép một yêu cầu được truyền đi ở mỗi cạnh lên của đầu vào EN Đầu vào DRIVE là địa chỉ của biến tần MicroMaster mà lệnh USS_RPM_x được gửi đi Địa chỉ này có giá trị từ 0 đến 31 Đầu vào PARAM xác định thông số cần đọc Đầu vào INDEX là giá trị chỉ số của thông số cần đọc Địa chỉ của một bộ đệm 16 byte phải được đưa vào đầu vào DB_PTR Bộ... bin tn: Lệnh USS_WPM_x ghi một giá trị word không dấu vào một thông số xác định Lệnh USS_WPM_x hoàn tất khi MicroMaster xác nhận hay khi nhận được lỗi Đầu vào EN phải được thiết lập bằng 1 để cho phép truyền một yêu cầu và luôn giữ nguyên trạng thái bằng 1 cho đến khi bit DONE được thiết lập báo hiệu sự hoàn tất Một yêu cầu USS_WPM_x được truyền đến MicroMaster ở mỗi chu kỳ quét khi đầu vào XMT_REQ... USS_RPM_x Lnh ny c thụng s t bin tn Lệnh USS_PRM_x đọc một thông số kiểu word không dấu Lệnh USS_RPM_x hoàn tất khi MicroMaster xác nhận hay khi có lỗi báo về Đầu vào EN phải được thiết lập bằng 1 cho phép truyền yêu cầu xuống MicroMaster và phải luôn được thiết lập bằng 1 cho đến khi bit DONE bằng 1 báo hiệu sự hoàn tất Một yêu cầu USS_RPM_x được truyền tới MicroMaster ở mỗi chu kì vòng quét khi đầu vào... USS_INIT chỉ nên được gọi trong một chu kỳ quét để thiết lập hay thay đổi các thông số giao tiếp của giao thức USS Đặt chỉ một lệnh DRV_CTRL cho mỗi một biến tần tích cực trong chương trình Có thể thêm vào nhiều lệnh USS_RPM_x và USS_WPM_x nếu cần thiết, nhưng chỉ một biến tần được tích cực tại một thời điểm Thiết lập các thông số biến tần để phù hợp với tốc độ baud và địa chỉ của biến tần được dùng... thiết kế sử dụng giao thức USS để giao tiếp với biến tần Với lệnh USS, ta có thể điều khiển biến tần và có thể đọc/ghi các thông số của biến tần Cỏc lnh USS nm trong th vin ca cõy lnh step7/microwin.* Lnh USS_INIT Lệnh này dùng để bắt thiết lập giao thức USS để kết nối PLC và (mạng) biến tần Lệnh USS_INIT được dùng để cho phép và thiết lập hay không cho phép thiết lập giao tiếp với biến tần MicroMaster... thức USS đã được thiết lập, giao thức USS sẽ được loại bỏ bằng cách thực thi một lệnh USS_INIT mới trước khi có sự thay đổi trong các thông số giao tiếp Giá trị của đầu vào USS cho phép chọn giao thức giao tiếp Giá trị 1 cho phép dùng port 0 cho giao thức USS Giá trị 0 gán port 0 cho giao thức ppi và loại bỏ giao thức USS Đầu vào BAUD thiết lập tốc độ baud: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200 hay 3400 baud... cho đến khi động cơ dừng hẳn Bit OFF2 được dùng để cho phép biến tần dừng động cơ nhanh hơn Bit OFF3 được dùng để MicroMaster dừng nhanh chóng Bit F_ACK (Fault Acknowledge) được dùng để xác nhận lỗi truyền thông trong biến tần Biến tần sẽ xóa lỗi (FAULT) khi F_ACK đi từ mức thấp đến mức cao Bit DIR (direction) đảo chiều quay của động cơ Đầu vào DRIVE (drive address) cho biết địa chỉ của biến tần MicroMaster... USS_CTRL được dùng để điều khiển một biến tần MicroMaster được tích cực Lệnh USS_CTRL đặt các lệnh chọn trước trong bộ đệm giao tiếp Các lệnh đặt trong bộ đệm được gửi cho biên tần đó đã được chọn trong thông số ACTIVE của lệnh USS_INIT Mỗi biến tần chỉ có một lệnh DRV_CTRL u ra EN c thit lp bng 1 cho lnh drv_ctr c thit lp (lnh ny phi luụn luụn c thit lp) Ngõ vào RUN (RUN/STOP) được thiết lập bằng 1cho . GTVT TP HCM-TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP- TĐ05 2009 ĐỒ ÁN MẠNG TRUYỀN THÔNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MẠNG TRUYỂN THÔNG CHO NHÀ MÁY XI MĂNG - GIẢI PHÁP CỦA HÃNG SIEMEN.. pháp mạng truyền thông của hãng Siemen và giải pháp chọn lựa. Giải pháp mạng truyển thông của hãng Siemen: Siemen đưa ra khá đầy đủ các giải pháp cho mạng