Đồ án Mô hình điều khiển-Giám sát hệ thống mạng truyền thông trong công nghiệp

Đất nước ta đang trên đà phát triển thành một nước công nghiệp, từ đó những ứng dụng khoa học công nghệ cũng được áp dụng một cách rộng rãi hơn để thay thế dần sức lao động của con người nhằm nâng cao năng suất lao động, đồng thời cũng cắt giảm được số lượng lao động. Đối với nền giáo dục Việt Nam nói chung và các trường dạy nghề nói riêng, việc áp dụng các trang thiết bị, máy móc hiện đại vào các trường học cũng là một vấn đề hết sức cần thiết nhằm mục đích giúp sinh viên tiếp thu kiến thức một cách tốt hơn, được tiếp cận với các trang thiết bị sớm hơn, không còn bỡ ngỡ, đồng thời hoàn thiện các kĩ năng và trở thành các kĩ sư, công nhân kĩ thuật cao sau khi ra trường.

Tuy nhiên, trong các trường học, các cơ sở dạy nghề, việc sử dụng các trang thiết bị hiện đại để hỗ trợ công tác giảng dạy vẫn còn chưa phổ biến vì nhiều lí do. Chính vì thế mà nhiều sinh viên ra trường không đủ kỹ năng, kiến thức thực tế để làm việc hoặc vẫn chưa có thể hòa nhập được ngay với môi trường làm việc.

Trong công nghiệp hiện nay, việc ứng dụng mạng truyền thông để kết nối việc điều khiển và giám sát các thiết bị, các cơ cấu chấp hành ngày càng được sử dụng nhiều trong các nhà máy, xí nghiệp, các dây chuyền sản xuất. Việc điều khiển cả hệ thống bằng máy tính giúp việc giám sát cũng như lưu giữ các giá trị được thuận tiện hơn. Một thuận lợi là càng ngày càng có nhiều các thiết bị, cơ cấu chấp hành hoặc thiết bị điều khiển như PLC, biến tần được sử dụng kết nối và giao tiếp trong các chuẩn truyền thông như: Profibus, Modbus, Uss Protocol… Từ những nhu cầu và thực trạng đã trình bày ở trên, nhóm đã thực hiện việc tìm hiểu về mạng truyền thông công nghiệp theo giao thức truyền thông Modbus và Uss Protocol, từ đó ứng dụng để xây dựng mô hình điều khiển và giám sát truyền thông giữa máy tính, PLC và các biến tần với các động cơ làm các cơ cấu chấp hành: “Mô hình điều khiển-giám sát hệ thống mạng truyền thông trong công nghiệp”. Việc xây dựng nên mô hình vừa có mục đích tìm hiểu, vừa mang lại cái nhìn trực quan về một hệ thống mạng công nghiệp. Ngoài ra, mô hình còn được ứng dụng trong việc giảng dạy trong các trường học, trung tâm dạy nghề.

Đồ án “Mô hình điều khiển-giám sát hệ thống mạng truyền thông trong công nghiệp” của nhóm em gồm những nội dung và các phụ lục sau:

Chương 1: Tổng quan về mạng truyền thông trong công nghiệp.

Chương 2: Thiết kế và xây dựng bài toán mạng truyền thông trong công nghiệp.

Chương 3: Kết quả thực nghiệm.

Phụ lục 1: Các sơ đồ, bản vẽ thiết kế.

Phụ lục 2: Chương trình điều khiển, giao diện giám sát.

Phụ lục 3: Các thao tác vận hành giám sát mạng truyền thông công nghiệp, kết luận và khuyến nghị, tài liệu tham khảo.

Trong quá trình thực hiện, các thành viên đã tích cực nghiên cứu, tìm hiểu để mô hình hoàn thiện nhất. Nhưng do thời gian hạn hẹp và kiến thức vẫn còn hạn chế và chưa có kinh nghiệm nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót, rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung của các thầy cô và các bạn để đồ án của nhóm em được hoàn thiện hơn.

NỘI DUNG:

DANH MụC BẢNG 3

DANH MụC HÌNH 4

LỜI NÓI ĐẦU 5

LỜI CẢM ƠN 7

CHƯƠNG 1TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 8

1.1 KHÁI QUÁT CHUNG 8

1.1.1 Khái niệm mạng truyền thông công nghiệp 8

1.1.2Vai trò của mạng truyền thông công nghiệp. 8

1.1.3 Mô hình phân cấp trong mạng truyền thông công nghiệp 8

1.2 CƠ SỞ KỸ THUẬT THỰC HIỆN MẠNG TRUYỀN THÔNG TRONG CÔNG NGHIỆP 10

1.2.1 Các khái niệm cơ bản 10

1.2.2 Chế độ truyền tải 11

1.2.3 Truyền đồng bộ và không đồng bộ 12

1.2.4 Truyền một chiều và truyền hai chiều 12

1.3 CấU TRÚC MạNG – TOPOLOGY 13

1.3.1 Cấu trúc bus 13

1.3.2 Kiến trúc giao thức 15

1.3.3 Truy nhập bus 15

1.3.4 Bảo toàn dữ liệu 17

1.3.5 Kỹ thuật truyền dẫn 19

1.4 CÁC Hệ THốNG BUS TIÊU BIểU 20

1.4.1 PROFIBUS 20

1.4.2 CAN 21

1.4.3 DEVICENET 21

1.4.4 MODBUS 21

1.4.5 INTERBUS 21

1.4.6 AS-I 21

1.4.7 ETHERNET 22

CHƯƠNG 2THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG BÀI TOÁN MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 23

2.1 ĐặT BÀI TOÁN 23

2.2. MạNG TRUYềN THÔNG MODBUS 23

2.2.1 Cơ chế giao tiếp 23

2.2.2 Chế độ truyền 24

2.3 CÁC GIAO THứC VÀ CHUẩN TRUYềN THÔNG TRONG MạNG. 25

2.3.1 Chuẩn truyền thông RS-232 25

2.3.2Giao thức USS và các lệnh trong giao thức (USS Protocol) 28

2.3.3 Chuẩn truyền thông RS-485 32

2.4 GIớI THIệU CHUNG Về PLC S7-200 VÀ BIếN TầN MICROMASTER 420 CủA HÃNG SIEMENS. 33

2.4.1 PLC S7-200 33

2.4.2 Biến tần MicroMaster 420. 41

2.5 KHÁI QUÁT Về PHầN MềM WINCC, Sử DụNG PC ACCESS VÀ GIAO THứC OPC Để KếT NốI S7-200 VớI WINCC. 43

2.5.1 Phần mềm WinCC (Windows Control Center) 43

2.5.2 Kết nối S7-200 với WinCC 44

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ THỰC HIỆN 48

3.1 LắP ĐặT THIếT Bị VÀ ĐấU NốI DÂY DẫN CHO MÔ HÌNH. 48

3.1.1 Danh mục các thiết bị sử dụng trên mô hình. 48

3.1.2 Lắp đặt thiết bị 49

3.2 CÁC BƯớC CÀI ĐặT THAM Số BIếN TầN 50

PHỤ LỤC 1 CÁC BẢN VẼ 51

PHỤ LỤC 2CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIAO DIệN GIÁM SÁT HMI 52

PHỤ LỤC 3 QUY TRÌNH VẬN HÀNH MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN - GIÁM SÁT HỆ THỐNG MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP 71

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

LINK DOWNLOAD