Thiết kế mạng truyền thông công nghiệp với TIA portal
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (7.94 MB, 282 trang )
XC
hange E
O
W
U
B
ac
.c
tr
om
to
k
lic
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
F-
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
k e r- s o ft w a
re
XC
hange E
O
W
U
B
.c
tr
om
to
k
lic
Muïc luïc
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
F-
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
ac
k e r- s o ft w a
Thư ngỏ ..................................................................................................
Chương 1
TỔNG QUAN MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
1.1. TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA VÀ MẠNG TRUYỀN
THÔNG CÔNG NGHIỆP ......................................................................
1.2. CẤP BẬC TRONG MẠNG TRUYỀN THÔNG .............................
1.3. KỸ THUẬT VÀ PHƯƠNG TIỆN TRUYỀN DẪN........................
1.3.1. Kỹ thuật truyền dẫn dữ liệu ................................................
1.3.2. Phương tiện truyền dẫn .......................................................
1.4. THÀNH PHẦN VÀ CẤU TRÚC HỆ THỐNG MẠNG .................
1.4.1. Các thành phần hệ thống mạng công nghiệp....................
1.4.2. Cấu trúc hệ thống mạng công nghiệp ................................
1.4.3. Ưu điểm khi sử dụng mạng truyền thông chuẩn ...............
1.5. SO SÁNH MỘT SỐ MẠNG TRUYỀN THÔNG ...........................
1.5.1. Profibus .................................................................................
1.5.2. CAN .......................................................................................
1.5.3. DeviceNet ..............................................................................
1.5.4. CANopen ...............................................................................
1.5.5. INTERBUS ...........................................................................
1.5.6. AS-i ........................................................................................
1.5.7. ControlNet ............................................................................
1.5.8. Foundation Fieldbus (H1 vaø HSE) ......................................
1.5.9. Ethernet ................................................................................
1.6. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
7
re
XC
hange E
O
W
U
k
ac
.c
tr
k e r- s o ft w a
2.1. GIỚI THIỆU VỀ GIAO TIẾP RS – 232 ......................................
2.1.1. Tổng quan về giao tiếp RS – 232 ........................................
2.1.2. Thông tin tín hiệu RS – 232 ...............................................
2.1.3. Nguyên lý hoạt động của giao tiếp RS – 232 .....................
2.1.4. Hạn chế của RS – 232 .........................................................
2.2. GIỚI THIỆU VỀ TRUYỀN THÔNG RS – 485 ............................
2.2.1. Chuẩn truyền dữ liệu RS – 485 ...........................................
2.2.2. Termination Resistor – Trở kháng đầu cuối ......................
2.3. SỰ KHÁC NHAU GIỮA RS232/422/485 ......................................
2.3.1. Chế độ Simplex và Duplex ..................................................
2.3.2. DTE và DCE .........................................................................
2.4. TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP TRÊN TIA PORTAL ....................
2.4.1. Các tập lệnh cấu hình ..........................................................
2.4.2. Các tập lệnh truyền thông ..................................................
2.4.3. Ứng dụng truyền thông nối tiếp đọc Barcode ....................
2.5. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
Chương 3
MÔ HÌNH OSI VÀ ETHERNET CÔNG NGHIỆP
3.1. MÔ HÌNH OSI ................................................................................
3.1.1. Giới thiệu chung về mô hình OSI .......................................
3.1.2. Mục đích phát triển mô hình OSI ......................................
3.1.3. Các lớp layer của mô hình OSI ...........................................
3.1.4. Quá trình xử lý dữ liệu trong mô hình OSI .......................
3.2. TRUYỀN THÔNG ETHERNET CÔNG NGHIỆP .......................
3.2.1. Giới thiệu chung về Ethernet ..............................................
3.2.2. Một số mô tả của tiêu chuẩn IEEE 802.3 ..........................
3.2.3. Tổng quan về Ethernet công nghiệp...................................
8
om
to
B
TRUYỀN THÔNG NỐI TIẾP
lic
Chương 2
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
F-
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
re
hange E
N
Y
3.3. GIAO THỨC TCP/IP .....................................................................
tr
a
k
lic
.c
C
om
.c
re
om
to
B
U
Y
U
B
to
k
lic
C
t
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
O
W
F-
N
O
W
t
PD
di
!
hange E
or
PD
XC
or
F-
cke
3.3.1. Giới thiệu chung về TCP/IP ................................................
3.3.2. So sánh mô hình OSI và TCP/IP .......................................
3.3.3. Các lớp layer của TCP/IP....................................................
3.4. GIỚI THIỆU VỀ HUB, SWITCH VÀ ROUTER .........................
3.4.1. Các loại địa chỉ IP ...............................................................
3.4.2. Cách chia subnet .................................................................
3.4.3. Bộ lặp tín hiệu Ethernet (Repeater) ..................................
3.4.4. Ethernet Hub .......................................................................
3.4.5. Ethernet Bridge – cầu nối ..................................................
3.4.6. Ethernet Switch ..................................................................
3.4.7. Ethernet Router ...................................................................
3.4.8. Ethernet Gateway ...............................................................
3.5. CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................................
Chương 4
MẠNG TRUYỀN THÔNG AS–I
4.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG AS –i ...................
4.1.1. Giới thiệu .............................................................................
4.1.2. Thành phần cơ bản của giao tiếp AS – i ...........................
4.1.3. Các đặc điểm của giao tiếp AS –i ......................................
4.2. TRUYỀN THÔNG VÀ TRAO ĐỔI DỮ LIỆU..............................
4.2.1. Cấu trúc khung dữ liệu - Framework .................................
4.2.2. Trao đổi dữ liệu giữa PLC, AS –i Master và Slave ...........
4.2.3. Bảng quy định địa chỉ của Slave ........................................
4.2.4. Các chức năng của Master và Slave ..................................
4.3. XỬ LÝ SỰ CỐ VÀ LỖI MẠNG ....................................................
4.3.1. Xử lý sự cố và lỗi mạng ......................................................
4.3.2. Một số lưu ý khi lắp đặt hệ thống .....................................
4.4. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THOÂNG AS –i ...............................
9
r- s o ft w
ar
e
hange E
N
Y
k
lic
cke
4.4.2. Thiết bị định địa chỉ AS –i Slave .......................................
4.4.3. Cấu hình truyền thông AS –i với PLC S7 ..........................
4.5. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
Chương 5
MẠNG TRUYỀN THÔNG MODBUS
5.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG MODBUS .............
5.1.1. Tổng quan về mạng truyền thông Modbus .........................
5.1.2. Các phiên bản của truyền thông Modbus ...........................
5.2. CẤU TRÚC GIAO THỨC CỦA MODBUS....................................
5.2.1. Định dạng gói tin của RTU .................................................
5.2.2. Định dạng gói tin của ASCII ...............................................
5.2.3. Định dạng gói tin của IP .....................................................
5.3. MÃ CHỨC NĂNG – FUNCTION CODE ......................................
5.3.1. Các mã chức năng được hỗ trợ ............................................
5.3.2. Số lượng và địa chỉ của các kiểu tín hiệu ...........................
5.3.3. Định dạng dữ liệu của các mã chức năng ...........................
5.4. MỘT SỐ LƯU Ý KHI THỰC HIỆN TRUYỀN THÔNG .............
5.5. XỬ LÝ SỰ CỐ VÀ LỖI MẠNG .....................................................
5.5.1. Phản hồi các mã chức năng không hợp lệ .........................
5.5.2. Một số lỗi chung và cách xử lý lỗi ......................................
5.6. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG MODBUS RTU VỚI
PLC S7-1200/1500 ..........................................................................
5.6.1. Tập lệnh truyền thông Modbus RTU ..................................
5.6.2. Lập trình ứng dụng Modbus RTU trên TIA Portal............
5.7. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG MODBUS TCP VỚI
PLC S7-1200/1500 ..........................................................................
5.7.1. Tập lệnh truyền thông Modbus TCP ..................................
5.7.2. Lập trình ứng dụng Modbus TCP trên TIA Portal ............
5.8. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
10
om
4.4.1. Giới thiệu một số mô đun truyền thoâng AS –i ..................
tr
a
.c
re
C
.c
om
to
B
U
Y
U
B
to
k
lic
C
t
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
O
W
F-
N
O
W
t
PD
di
!
hange E
or
PD
XC
or
F-
r- s o ft w
ar
e
F-
hange E
O
W
U
B
ac
.c
tr
om
to
k
lic
Chương 6
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
k e r- s o ft w a
MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFIBUS
6.1. TỔNG QUAN MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFIBUS ...................
6.1.1. Giới thiệu chung ...................................................................
6.1.2. Các định dạng truyền thông của PROFIBUS ....................
6.1.3. Các lớp layer của PROFIBUS..............................................
6.1.4. Cấu trúc mạng (Topology)....................................................
6.1.5. Các tham số của bus mạng .................................................
6.2. TRUYỀN THÔNG DỮ LIỆU VỚI PROFIBUS DP ......................
6.2.1. Các thiết bị trên mạng PROFIBUS DP .............................
6.2.2. Truyền thông dữ liệu giữa các thiết bị DP .........................
6.2.3. Chức năng của DP-V0, DP-V1, DP-V2 ................................
6.3. MỘT SỐ DP SLAVE TRONG SIMATIC S7 .................................
6.4. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFIBUS DP ...............
6.4.1. Các tập lệnh trong truyền thông Profibus DP ...................
6.4.2. Dữ liệu nhất quán (data consistent) là gì? .........................
6.4.3. Cài đặt tập tin GSD vào TIA Portal ...................................
6.4.4. Cài đặt địa chỉ Profibus DP .................................................
6.4.5. Truyền thông giữa PLC S7 với Remote I/O........................
6.4.6. Truyền thông giữa DP Master với I – slave.......................
6.4.7. Tích hợp CM/CP 1542-5 là I-slave vào STEP 7 V5.x ........
6.4.8. Một số lưu ý trong thiết kế PROFIBUS DP .......................
6.5. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
Chương 7
MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFINET
7.1. TỔNG QUAN MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFINET ...............
7.1.1. Giới thiệu chung ..................................................................
7.1.2. Các cấu hình truyền thông của PROFINET ......................
11
re
hange E
N
Y
k
lic
cke
7.2. CÁC CẤU HÌNH ỨNG DỤNG CỦA PROFINET ........................
7.2.1. Cấu hình ứng dụng với PROFIsafe ....................................
7.2.2. Cấu hình ứng dụng với PROFIdrive ..................................
7.2.3. Cấu hình ứng dụng với PROFIenergy................................
7.3. TRUYỀN THÔNG THỜI GIAN THỰC RT và IRT .....................
7.3.1. Yêu cầu để Ethernet đáp ứng Real – Time .......................
7.3.2. Truyền thông RT và IRT trong Profinet ...........................
7.4. MỘT SỐ TÍNH NĂNG MỞ RỘNG VÀ LƯU Ý............................
7.4.1. Tập tin GSDML ...................................................................
7.4.2. Tên thiết bị – Profinet Device Name ................................
7.4.3. Một số tính năng thêm cho Profinet .................................
7.4.4. So sánh giữa PROFIBUS và PROFINET ..........................
7.5. TẬP LỆNH TRUYỀN THÔNG CỦA PROFINET .......................
7.5.1. Truyền thông với chế độ AD HOC .....................................
7.5.2. Truyền thông với TCP và ISO-on-TCP ..............................
7.5.3. Lệnh TSEND_C và TRCV_C ..............................................
7.5.4. Lệnh TCON, TDISCON, TSEND và TRCV .......................
7.5.5. Lệnh truyền thông S7 Communication ..............................
7.6. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG PROFINET .....................
7.6.1. Truyền thông giữa PLC S7 với IO device ..........................
7.6.2. Truyền thông giữa IO controller (PLC S7) ........................
7.6.3. Truyền thông giữa IO Controller giữa TIA Portal và
Step 7 V5.x .....................................................................................
7.6.4. Truyền thông với chức năng Shared – device ...................
7.7. NÂNG CẤP PROFIBUS THÀNH PROFINET .............................
7.7.1. Nâng cấp các bộ điều khiển, IO device .............................
7.7.2. Sử dụng các bộ chuyển đổi PN/DP gate-way .....................
7.8. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
12
om
7.1.3. Giao thức truyền và cấu trúc mạng của PROFINET ........
tr
a
.c
re
C
.c
om
to
B
U
Y
U
B
to
k
lic
C
t
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
O
W
F-
N
O
W
t
PD
di
!
hange E
or
PD
XC
or
F-
r- s o ft w
ar
e
F-
hange E
O
W
U
k
ac
.c
tr
om
to
B
TRUYỀN THÔNG BIẾN TẦN VỚI GIAO THỨC
PROFIDRIVE VÀ USS®
lic
Chương 8
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
k e r- s o ft w a
8.1. TỔNG QUAN VỀ PROFIDRIVE ...................................................
8.2. MÔ HÌNH CƠ SỞ CỦA PROFIDRIVE .........................................
8.2.1. Các dịch vụ cho truyền thông .............................................
8.2.2. Các dịch vụ cho PROFIdrive ..............................................
8.3. MÔ HÌNH THAM SỐ CỦA PROFIDRIVE ...................................
8.3.1. Tham số cấu hình cụ thể cho PROFIdrive ........................
8.3.2. Tham số theo yêu cầu của nhà cung cấp ...........................
8.4. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CỦA PROFIDRIVE ...............................
8.4.1. Các lớp ứng dụng .................................................................
8.4.2. Các chức năng mở rộng ......................................................
8.5. PROFIDRIVE TRONG PROFIBUS VÀ PROFINET ....................
8.5.1. PROFIdrive trong truyền thông Profibus ..........................
8.5.2. PROFIdrive trong truyền thông Profinet IO .....................
8.6. TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC USS®...........................................
8.6.1. Giới thiệu về giao thức truyền thông USS ........................
8.6.2. Các chế độ truyền gói tin dữ liệu .......................................
8.6.3. Broadcast .............................................................................
8.6.4. Định dạng gói tin dữ liệu ...................................................
8.6.5. Quá trình truyền gói tin dữ liệu .........................................
8.6.6. Kỹ thuật truyền dữ liệu ......................................................
8.6.7. Cấu trúc dữ liệu “net” cho các ứng dụng Drives................
8.7. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG PLC S7 VỚI BIẾN TẦN
QUA GIAO THỨC USS® ......................................................................
8.7.1. Các tập lệnh truyền thông USS® .......................................
8.7.2. Truyền thông giữa PLC S7 với SINAMICS V20 sử dụng
giao thức USS® .....................................................................
8.8. THIẾT KẾ MẠNG TRUYỀN THÔNG PLC VỚI BIẾN TẦN
QUA PROFIDRIVE................................................................................
13
re
hange E
N
Y
k
lic
cke
8.8.2. Truyền thông biến tần với PLC qua Profibus ...................
8.8.3. Truyền thông biến tần với PLC qua Profinet ...................
8.8.4. Thiết kế PROFIdrive qua đối tượng kỹ thuật TO .............
8.9. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
Chương 9
GIAO THỨC OPC
9.1. GIỚI THIỆU VỀ OPC ....................................................................
9.1.1. Lịch sử hình thành tổ chức OPC........................................
9.1.2. Các thuật ngữ liên quan tới OPC .......................................
9.2. CÁCH THỨC HOẠT ĐỘNG CỦA OPC ........................................
9.2.1. Nhiệm vụ và vai trò của OPC ............................................
9.2.2. Các vấn đề kết nối dữ liệu được OPC xử lý ......................
9.2.3. OPC hoạt động như thế nào? .............................................
9.3. MỘT SỐ ĐẶC TẢ OPC PHỔ BIẾN HIỆN NAY .........................
9.3.1. OPC DA ................................................................................
9.3.2. OPC HDA .............................................................................
9.3.3. OPC A&E .............................................................................
9.4. OPC UA – CON ĐƯỜNG HƯỚNG TỚI CÔNG NGHIỆP 4.0
VÀ IOT ............................................................................................
9.4.1. Tổng quát về OPC UA ........................................................
9.4.2. OPC UA – tiên phong trong Công nghiệp 4.0 .................
9.5. CÂU HỎI ÔN TẬP .........................................................................
14
om
8.8.1. Đặc tả cấu trúc gói tin trong AK1......................................
tr
a
.c
re
C
.c
om
to
B
U
Y
U
B
to
k
lic
C
t
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
O
W
F-
N
O
W
t
PD
di
!
hange E
or
PD
XC
or
F-
r- s o ft w
ar
e
F-
hange E
O
W
U
k
ac
.c
tr
om
to
B
GIAO THỨC MQTT
lic
Chương 10
C
.c
om
k
lic
C
t
Y
N
Y
U
B
to
re
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
or
O
W
t
N
di
PD
hange E
!
XC
or
PD
F-
k e r- s o ft w a
10.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ GIAO THỨC MQTT ........................
10.1.1. Giới thiệu chung ................................................................
10.1.2. Các khái niệm trong mô hình giao thức MQTT..............
10.1.3. Kiến trúc mô hình giao thức của MQTT..........................
10.2. CÁC GÓI TIN QUAN TRỌNG CỦA MQTT ...............................
10.2.1. Định dạng của gói tin (message) .......................................
10.2.2. Thiết lập CONNECT – Client kết nối đến Broker..........
10.2.3. CONNACK – Xác nhận kết nối được thiết lập ................
10.2.4. PUBLISH – Gửi gói tin từ publisher đến broker.............
10.2.5. SUBSCRIBE – Yêu cầu thông tin từ các topic .................
10.2.6. Gói tin kiểm tra kết nối PINGREQ & PINGRESP .........
10.2.7. DISCONNECT – Ngắt kết nối ..........................................
10.3. QUY TRÌNH TRUYỀN NHẬN CỦA MQTT ..............................
10.3.1. Quy trình kết nối CONNECT và SUBSCRIBE ...............
10.3.2. Quá trình PUBLISH dữ liệu với các QoS ........................
10.3.3. Quá trình truyền nhận dữ liệu với gói tin WILL............
10.4. CÂU HỎI ÔN TẬP ......................................................................
Chương 11
TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC HART
11.1. TỔNG QUAN VỀ GIAO THỨC HART .......................................
11.1.1. Giới thiệu chung ................................................................
11.1.2. Ưu và nhược điểm..............................................................
11.2. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA GIAO THỨC HART ............
11.2.1. Các chế độ truyền của giao thức Hart ..............................
11.2.2. Các chế độ liên kết mạng của giao thức Hart..................
11.3. CÁC LỚP LAYER CỦA GIAO THỨC HART .............................
15
re
hange E
N
Y
lic
k
om
11.3.1. Lớp vật lý (physical layer) ................................................
tr
a
.c
re
C
.c
om
to
B
U
Y
U
B
to
k
lic
C
t
.
.
k e r- s o ft w a
w
w
ac
ww
ww
tr
di
!
XC
O
W
F-
N
O
W
t
PD
di
!
hange E
or
PD
XC
or
F-
cke
11.3.2. Lớp liên kết dữ liệu ...........................................................
11.3.3. Lớp ứng dụng .....................................................................
11.4. CÂU HỎI ÔN TẬP ......................................................................
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................
Cám ơn và lời chào tạm bieät ...............................................................
16
r- s o ft w
ar
e
