Mạng truyền thông công nghiệp Simatic Net

[Tommy]

SIMATIC NET

Simatic Net là mạng truyền thông cho phép kết nối các bộ điều khiển của hãng Siemens, các máy tính chủ, các trạm làm việc. Simatic Net bao gồm các mạng truyền thông, các thiết bị truyền dữ liệu, các phương pháp truyền thông dữ liệu, các giao thức và dịch vụ truyền dữ liệu giữa các thiết bị, các mô đun cho phép kết nối mạng LAN (CP-Communication Processor hoặc IM-Interface Module).
Với hệ thống Simatic Net, hãng Siemens cung cấp hệ thống truyền thông mở cho nhiều cấp khác nhau của các quá trình tự động hoá trong môi trường công nghiệp. Hệ truyền thông Simatic Net dựa trên nhiều tiêu chuẩn quốc tế ISO/OSI (International Standardization Organisation/ Open System Interconnection). Cơ sở của các hệ thống truyền thông này là các mạng cục bộ (LANs), có thể thực hiện theo nhiều cách khác nhau: điện học, quang học, không dây hoặc kết hợp cả ba cách trên.
Theo các yêu cầu về chức năng các lớp trong tổ chức điều hành, quản lý sản xuất thì mạng công nghiệp được chia thành nhiều cấp bao gồm: cấp điều hành quản lý, cấp phân xưởng, cấp trường và cấp cơ cấu chấp hành (cảm biến, đối tượng điều khiển). Theo phương pháp tổ chức hệ thống như trên, Simatic Net cung cấp các loại sub-net như sau:
o Mạng PPI
o Mạng MPI
o Mạng AS-I
o Mạng Profibus
o Mạng Ethernet công nghiệp

[Tommy]

Các bạn có tài liệu, hay những mạng liên quan hoặc kinh nghiệm thì chia sẽ nha.

Cảm ơn các bạn

[Tommy]

2.3.1 Mạng MPI (multi point interface)
Mạng MPI (multi point interface) là một sub-net của Simatic Net. Mạng MPI được sử dụng cho cấp trường hay cấp phân xưởng với yêu cầu về khoảng cách giữa các trạm không lớn. Mạng chỉ cho phép liên kết với một số thiết bị của Simatic như S7/M7 và C7. Thiết lập mạng MPI phục vụ cho mục đích ghép nối một số lượng hạn chế các trạm (không quá 32 trạm) và dung lượng truyền thông nhỏ với tốc độ truyền tối đa là 187,5 Kbps. Phương pháp thâm nhập đường dẫn được chọn cho mạng MPI là Token Passing.
Các thông số kỹ thuật của mạng MPI:
 Số trạm cho phép tối đa là 32.
 Phương pháp thâm nhập đường dẫn Token Passing
 Tốc độ truyền thông tối đa 187,5 Kbps.
 Môi trường truyền dẫn: đôi dây kép có bọc kim chống nhiễu, cáp quang (thuỷ tinh hoặc chất dẻo).
 Chiều dài lớn nhất của mạng là 50m, với Repeater là 1100 m, với cáp quang là 100Km.
 Cấu trúc mạng: đường thẳng, cây, hình sao và vòng tròn.
 Dịch vụ truyền thông: các hàm chức năng của S7, bảng dữ liệu truyền thông toàn cục.

[Tommy]

Uploaded with ImageShack.us

[anhlv.ddt]

2.3.1 Mạng MPI (multi point interface)
Mạng MPI (multi point interface) là một sub-net của Simatic Net. Mạng MPI được sử dụng cho cấp trường hay cấp phân xưởng với yêu cầu về khoảng cách giữa các trạm không lớn. Mạng chỉ cho phép liên kết với một số thiết bị của Simatic như S7/M7 và C7. Thiết lập mạng MPI phục vụ cho mục đích ghép nối một số lượng hạn chế các trạm (không quá 32 trạm) và dung lượng truyền thông nhỏ với tốc độ truyền tối đa là 187,5 Kbps. Phương pháp thâm nhập đường dẫn được chọn cho mạng MPI là Token Passing.
Các thông số kỹ thuật của mạng MPI:
 Số trạm cho phép tối đa là 32.
 Phương pháp thâm nhập đường dẫn Token Passing
 Tốc độ truyền thông tối đa 187,5 Kbps.
 Môi trường truyền dẫn: đôi dây kép có bọc kim chống nhiễu, cáp quang (thuỷ tinh hoặc chất dẻo).
 Chiều dài lớn nhất của mạng là 50m, với Repeater là 1100 m, với cáp quang là 100Km.
 Cấu trúc mạng: đường thẳng, cây, hình sao và vòng tròn.
 Dịch vụ truyền thông: các hàm chức năng của S7, bảng dữ liệu truyền thông toàn cục.

Anh nói cụ thể hơn đc không ạ. anh có thể cho em xin một ví dụ anh đã cấu hình không? em làm rồi mà ko đc. và cáp sử dụng có yêu cầu loại gì không anh. em dùng thử cái cáp Profibus anh ạ

[Steven.TA]

Cái này em ko được học nhưng rất muốn tìm hiểu.
Thanks for share.

[Tommy]

Chào bạn;

Lý thuyết hoặc tài liệu mạng MPI các bạn tham khảo thêm các tài liệu E, or google tìm thêm.

Tôi gửi các bạn file hướng dẫn setup mạng MPI cho 02 PLC S7-300;

Các bạn theo hướng và thực hiện, chắc chắm sẽ được.

http://www.ziddu.com/download/145280...C-2DP.pdf.html

Các bạn trao đổi tiếp, hoặc chia sẽ nha.

Các mạng khác sẽ tiếp tục up cho các bạn.

[Tommy]

2.3.2 Mạng Profibus
Kỹ thuật mạng PROFIBUS.
Giao thức Profibus được một nhóm các nhà cung cấp tự động hóa thành lập năm 1989 tại Đức. Ban đầu, giao thức này được phát triển cho sản xuất phân tán. Sau đó nó dần mở rộng sang tự động hóa quá trình và các ứng dụng trên toàn doanh nghiệp.
Profibus là một tiêu chuẩn mạng trường mở, quốc tế theo chuẩn mạng trường châu Âu EN 50170 và EN 50254. Trong sản xuất, các ứng dụng tự động hóa quá trình công nghiệp và tự động hóa tòa nhà, các mạng trường nối tiếp (serial fieldbus) có thể hoạt động như hệ thống truyền thông, trao đổi thông tin giữa các hệ thống tự động hóa và các thiết bị trường phân tán. Chuẩn này cũng cho phép các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau giao tiếp với nhau mà không cần điều chỉnh giao diện đặc biệt.
Profibus sử dụng phương tiện truyền tin xoắn đôi và RS485 chuẩn công nghiệp trong các ứng dụng sản xuất hoặc IEC 1158-2 trong điều khiển quá trình. Profibus là một mạng Fieldbus được thiết kế để giao tiếp giữa máy tính và PLC. Dựa trên nguyên tắc token bus không đồng bộ ở chế độ thời gian thực, Profibus xác định mối quan hệ truyền thông giữa nhiều master và giữa master-slave, với khả năng truy cập theo chu kì và không theo chu kì, tốc độ truyền lên tới 12Mbp và khoảng cách truyền tối đa có thể đạt được là 800m.
Profibus bao gồm 3 kiểu giao thức, mỗi kiểu được sử dụng cho những tác vụ khác nhau. Tất nhiên, các thiết bị có cả ba giao thức vẫn có thể giao tiếp với nhau trong một hệ thống phức tạp thông qua một mạng Profibus. Có 3 kiểu giao thức truyền thông đó là Profibus FMS, DP, PA.
 Profibus-PA là một fieldbus có chức năng toàn diện thường được sử dụng cho thiết bị cấp quá trình. Profibus PA truyền thông với tốc độ 31,25 Kbp với phạm vi tối đa 1.900m/phân đoạn (segment). Chuẩn này được thiết kế cho những ứng dụng yêu cầu độ an toàn cao.
 Profibus-FMS là một bus điều khiển được sử dụng để giao tiếp giữa DCS và các hệ thống PLC.
 Profibus-DP là bus cấp thiết bị hỗ trợ cả tín hiệu tương tự (analog) và tín hiệu phân tán (discrete). Profibus DP được sử dụng rộng rãi cho các đối tượng như hệ thống I/O. Profibus DP truyền thông với tốc độ từ 9,6 Kbp – 12 Mbp trong phạm vi từ 100 – 1.200m. PROFIBUS-DP được thiết kế để truyền dữ liệu tốc độ cao tại cấp thiết bị. Trong trường hợp này, các bộ điều khiển trung tâm (PLC, PC) giao tiếp với các thiết bị hiện trường phân tán của chúng (I/O, truyền động – drive, van…) qua một liên kết nối tiếp tốc độ cao. Hầu hết quá trình truyền dữ liệu với các thiết bị phân tán này được thực hiện theo chu kì.
Mạng Profibus DP.
Profibus-DP được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu cao về tính năng thời gian trong trao đổi dữ liệu dưới cấp trường. Việc trao đổi dữ liệu ở đây chủ yếu được thực hiện tuần hoàn theo cơ chế chủ/tớ. Các dịch vụ truyền thông cần thiết được định nghĩa qua các chức năng DP cơ sở theo chuẩn EN 50 170. Bên cạnh đó, DP còn hỗ trợ các dịch vụ truyền thông không tuần hoàn, phục vụ tham số hoá, vận hành và chuẩn đoán các thiết bị trường thông minh.
Cấu hình mạng Profibus-DP.
Profibus -DP cho phép sử dụng cấu hình một trạm chủ (Mono-Master) hoặc nhiều trạm chủ (Multi-Master). Trong cấu hình nhiều chủ, tất cả các trạm chủ đều có thể đọc dữ liệu đầu vào/ra của các trạm tớ. Tuy nhiên, duy nhất một trạm chủ được quyền ghi dữ liệu đầu ra. Việc đặt cấu hình hệ thống được thực hiện bằng các công cụ phần mềm.
Đặc tính vận hành của mạng Profibus DP.
Chuẩn DP mô tả chi tiết đặc tính vận hành hệ thống để đảm bảo tính tương thích và khả năng thay thế lẫn nhau của các thiết bị.
Trước hết, đặc tính vận hành của hệ thống được xác định qua các trạng thái hoạt động của các thiết bị chủ:
 STOP: Không truyền dữ liệu sử dụng trạm chủ và trạm tớ, chỉ có thể chuẩn đoán và tham số hoá.
 CLEAR: Trạm chủ đọc thông tin đầu vào từ các trạm tớ và giữ các đầu ra ở giá trị an toàn.
 OPERATE: Trạm chủ ở chế độ trao đổi dữ liệu đầu vào và đầu ra tuần hoàn với các trạm tớ.Trạm chủ cũng thường xuyên gởi thông tin trạng thái của nó tới các trạm tớ bằng cách sử dụng lệnh gởi đồng loạt vào các khoảng thời gian đặt trước.
Các hàm DP cơ sở cho phép đặt trạng thái làm việc cho hệ thống, phản ứng của hệ thống đối với một lỗi xảy ra trong quá trình truyền dữ liệu của trạm chủ (ví dụ khi một trạm tớ có sự cố) được xác định bằng tham số cấu hình “auto-clear”. Nếu tham số này được chọn đặt, trạm chủ sẽ đặt đầu ra cho tất cả các trạm tớ của nó về trạng thái an toàn trong trường hợp một trạm tớ có sự cố, sau đó trạm chủ sẽ tự chuyển về trạng thái CLEAR. Nếu tham số này không được đặt, trạm chủ sẽ vẫn tiếp tục giữ ở trạng thái OPERATE.

[Tommy]

2.3.3 Mạng Ethernet
IE (industrial Ethernet)_mạng Ethernet công nghiệp là mạng phục vụ cho cấp quản lý và cấp phân xưởng để thực hiện truyền thông giữa máy tính và các hệ thống tự động hoá. Nó phục vụ cho việc trao đổi một lượng thông tin lớn, truyền thông trên một phạm vi rộng. Các bộ xử lý truyền thông dung trong mạng luôn kiểm tra xem đường dẫn có bị chiếm dụng không. Nếu không thì một trạm nào đó trong mạng có thể gửi tín hiệu đi, khi xảy ra xung đột trên mạng vì có hai trạm gửi thì ngừng ngay lại và quá trình gửi điện tín được thực hiện lại sau một thời gian nhất định, thời gian này được xác định theo luật toán học ngẫu nhiên. Mạng Ethernet công nghiệp sử dụng thủ tục truyền thông ISO và TCP/IP (Transmissin Control Protocol / Internet Protocol). Phương pháp thâm nhập đường dẫn CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detecion) thì các thành viên trong mạng Ethernet công nghiệp đều bình đẳng với nhau. Theo tiêu chuẩn truyền thông ISO và ISO trên TCP thì các trạm không phải của SIEMENS cũng có khả năng tích hợp vào mạng, nói một cách khác Ethernet công nghiệp là mạng truyền thông mở.
Các thông số của mạng Ethernet công nghiệp:
• Chuẩn truyền thông: IEEE 802.3
• Số lượng trạm tối đa 1024.
• Phương pháp thâm nhập đường dẫn CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detecion).
• Môi trường truyền thông: dây dẫn dùng cáp đồng, cáp đôi dây xoắn, cáp quang (thuỷ tinh hoặc chất dẻo).
• Kiểu nối: đường thẳng, cây, hình sao và vòng tròn.
• Dịch vụ truyền thông : S7-FunctionISO-TransportISO-on-TCP.

[anhlv.ddt]

bác đưa ví dụ cụ thể bác cấu hình cho anh em học hỏi với ^^!