Điều khiển giám sát Scada nhà máy gạch không nung mạng Ethernet truyền thông với mạng CC - Link :Khóa luận tốt nghiệp đại học khoa Công nghệ Điện

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SCADA NHÀ MÁY GẠCH

KHÔNG NUNG MẠNG ETHERNET TRUYỀN THÔNG

VỚI MẠNG CC – LINK

SINH VIÊN : VÕ ĐỨC TUẤN 15035691

TRƯƠNG THANH TÙNG 15012241

LỚP : DHDKTD11B

GVHD : THS. LÊ LONG HỒ

TP. HCM ,Ngày … Tháng … Năm 2019

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

i

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

1. Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

(1): Võ Đức Tuấn MSSV: 15035691

(2): Trương Thanh Tùng MSSV: 15012241

2. Tên đề tài

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SCADA NHÀ MÁY GẠCH KHÔNG NUNG

MẠNG ETHERNET TRUYỀN THÔNG VỚI MẠNG CC – LINK

3. Nhiệm vụ (Nội dung và số liệu ban đầu)

- Tìm hiểu và nghiên cứu PLC fx5u, module cclink Fx3u 16ccl-m và Fx3u

64ccl.

- Tìm hiểu truyền thông CC-link.

- Tìm hiểu phần mềm wonderware, Gxwworks3,device explorer server.

- Lập trình HIM.

4. Kết quả dự kiến

- Truyền thông cc-link giữa 2 module Fx3u 16ccl-m và Fx3u 64ccl.

- Kết nối Plc và wonderware thông qua OPC.

- Vẽ giao diện và lập trình trên wonderware và lập trình HIM.

- Vẽ tử điện và bóc tách khối lượng.

Giảng viên hướng dẫn Tp.HCM, ngày … tháng … năm 2019

Sinh viên

Trưởng khoa

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

ii

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

.........................................................................................................................................................................

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

iii

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP.............................................i

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN............................................................ii

MỤC LỤC ......................................................................................................................... iii

DANH SÁCH HÌNH VẼ...................................................................................................vi

DANH SÁCH BẢNG.........................................................................................................ix

LỜI MỞ ĐẦU .....................................................................................................................x

CHƯƠNG 1: TỔNG QUANG CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT VẬT LIỆU XÂY

KHÔNG NUNG: HIỆN TẠI VÀ XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN .....................................1

1.1 Sơ lược lịch sử phát triển vật liệu xây không nung................................................1

1.2 Lợi ích của vật liệu xây dựng không nung..............................................................4

1.3 Tổng quan tình hình sản xuất và tiêu thụ vật liệu xây không nung trên thế giới

...........................................................................................................................................5

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MẠNG TRUYỀN THÔNG CC-LINK .....................7

2.1 Đặc điểm.....................................................................................................................7

2.2 Cấu trúc của cc-link:...............................................................................................11

2.3 Cấu tạo cáp cc-link................................................................................................14

2.4 Khoảng cách truyền cc-link ...................................................................................14

2.5 Các thông số mạng:.................................................................................................16

2.5.1 Thông số địa chỉ:...............................................................................................16

2.5.2 Cơ chế truyền thông:........................................................................................17

2.6 Phần bộ nhớ đệm Rx,Ry,RWr và RWw ...............................................................17

2.6.1 Đầu vào từ xa và đầu ra từ xa:........................................................................17

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

iv

2.6.2 Thanh ghi từ xa RWr và RWw:......................................................................18

CHƯƠNG 3 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ...........................................................................19

3.1 PLC fx5u-32m..........................................................................................................19

3.1.1 CPU Module Fx5u-32m....................................................................................19

3.1.2 Cấu tạo bên trong FX5u-32m ..........................................................................22

3.1.3 Vùng nhớ PLC Fx5u-32m................................................................................23

3.1.4 Thông số kỹ thuật .............................................................................................24

3.2 Module cc-link Fx3u 16ccl-m.................................................................................25

3.2.1 Thông số kỹ thuật:............................................................................................26

3.2.2 Sơ đồ kết nối:.....................................................................................................26

3.3 Module cc-link Fx3u 64ccl......................................................................................27

CHƯƠNG 4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM LẬP TRÌNH................................................29

4.1 Phần mềm DeviceXplorer OPC server:................................................................29

4.2 Phần mềm Gxworks3: ............................................................................................37

4.2.1 Ngôn ngữ lập trình: ..........................................................................................37

4.2.2 Khởi động phần mềm:......................................................................................37

4.2.3 Chọn chế độ điều khiển từ xa :........................................................................41

4.2.4 Khai báo truyền thông sử dụng BFM (Buffer memory): ............................43

4.2.4.1 Khai báo trạm chủ......................................................................................44

4.2.4.2 Khai báo trạm local( Fx3u 64ccl):...........................................................48

4.3 Phần mềm wonderware ..........................................................................................49

CHƯƠNG 5 CHƯƠNG TRÌNH HOẠT ĐỘNG............................................................51

5.1 Giao diện wonderware: ..........................................................................................51

5.2 Lưu đồ giải thuật.....................................................................................................53

5.3 Chương trình PLC:.................................................................................................60

5.3.1 Chương trình master:.......................................................................................60

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

v

5.3.2 Chương trình local............................................................................................73

5.4 Chương trình wonderware: ...................................................................................77

CHƯƠNG 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN................................................96

6.1 Kết luận:...................................................................................................................96

6.2 Hướng phát triển : ..................................................................................................96

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................97

PHỤ LỤC ..........................................................................................................................98

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................103

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

vi

DANH SÁCH HÌNH VẼ

Hình 1. 1 Sơ đồ thiết bị sản xuất gạch ống...........................................................................3

Hình 1. 2 Thiết bị sản xuất gạch Block ................................................................................3

Hình 1. 3 Gạch đất không nung có lỗ mù.............................................................................3

Hình 1. 4 Gạch đất không nung 4 lỗ.....................................................................................3

Hinh 2. 1 Kết nối dây dẫn chuyên dụng CC-Link................................................................7

Hinh 2.2 Kết nối trạm trong CC-Link .................................................................................9

Hinh 2.3 Kết nối trạm ngược.............................................................................................11

Hinh 2.4 Ví dụ đơn giản về một hệ thống CC-Link..........................................................11

Hinh 2.5 Trường hợp trạm chủ và trạm từ xa.....................................................................13

Hinh 2.6 Cấu trúc cc-link ..................................................................................................14

Hinh 2.7 Tốc độ truyền và chiều dài cáp tối đa.................................................................15

Hinh 2.8 Sơ đồ kết nối cáp cc-link .....................................................................................15

Hình 3. 1 CPU module Fx5u ..............................................................................................19

Hinh 3. 2 Mở nắp FX5u-32m.............................................................................................22

Hinh 3.3 Kết nối PLC kiểu sink/source..............................................................................25

Hinh 3. 4 Module Fx3u 16ccl-m .......................................................................................25

Hinh 3.5 Tốc độ truyền.......................................................................................................26

Hinh 3.6 Sơ đồ kết nối........................................................................................................26

Hinh 3.7 Module Fx3u 64ccl..............................................................................................27

Hinh 3. 8 số trạm chiếm ....................................................................................................28

Hình 4. 1 Ứng dụng phần mềm OPC .................................................................................29

Hình 4. 2 kiểm tra kết nối plc với máy tính........................................................................30

Hình 4. 3 Cửa sổ phần mềm OPC ......................................................................................31

Hình 4. 4 khởi tạo project mới............................................................................................31

Hình 4. 5 khai báo OPC......................................................................................................32

Hình 4. 6 thiết lập project mới OPC...................................................................................32

Hình 4. 7 setup port ............................................................................................................33

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

vii

Hình 4. 8 chọn loại CPU.....................................................................................................33

Hình 4. 9 GIao diện OPC sau khi tạo Project mới .............................................................34

Hình 4. 10 Khai báo biến local...........................................................................................34

Hình 4. 11 Khai báo biến master........................................................................................35

Hình 4. 12 Khai báo ngõ ra master.....................................................................................35

Hình 4. 13 Khai báo giá tri word........................................................................................36

Hình 4. 15 Device OPC......................................................................................................36

Hình 4. 14 Khai báo access name.......................................................................................36

Hình 4. 16c Dạng FBD.......................................................................................................37

Hình 4. 16a Dạng ST..........................................................................................................37

Hình 4.16 b Dạng ladder ....................................................................................................37

Hình 4.16 Các dạng ngôn ngữ lập trình .............................................................................37

Hình 4. 17 Biểu tượng phần mềm ......................................................................................38

Hình 4. 18 Bảng chọn quy cách..........................................................................................38

Hình 4. 19 Cửa sổ soạn thảo văn bản .................................................................................38

Hình 4. 20 Khai báo địa chỉ IP cho PLC............................................................................40

Hình 4. 21 Khai báo port ethernet ......................................................................................41

Hình 4. 22 Cài đặt kết nối...................................................................................................41

Hình 4. 23 Khai báo chế độ Remote...................................................................................42

Hình 4. 24 Panel điều khiển từ xa ......................................................................................43

Hình 4. 25 Cài đặt trạm master module Fx3u 16ccl-m ......................................................44

Hình 4. 26 Khai báo truyền thông bằng BFM....................................................................44

Hình 4. 27 Dữ liệu truyền và nhận giữa master station và slave station ............................45

Hình 4. 28 Trạng thái vùng nhớ BFM 10...........................................................................45

Hình 4. 29 Vùng nhớ BFM 0..............................................................................................45

Hình 4. 30 Vùng nhớ BFM 6 và 12....................................................................................46

Hình 4. 31 Khai báo trạm local ..........................................................................................46

Hình 4. 32 Khai báo thông tin trạm local ...........................................................................46

Hình 4. 33 Khai báo truyền nhận local và master .............................................................46

Hình 4. 34 Truyền nhận RX và RY....................................................................................47

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

viii

Hình 4. 35 truyền nhận giá trị word ...................................................................................48

Hình 4.36 cài đặt phần cứng Fx3u 64ccl...........................................................................49

Hình 4.37 Chương trình truyền nhận giữa trạm master và local.......................................49

Hình 5. 1 Cài đặt tốc độ động cơ........................................................................................51

Hình 5. 2 Giao diện cất hàng .............................................................................................52

Hình 5. 3 Đọc tốc độ động cơ từ encoder...........................................................................52

Hình 5. 4 Giao diện lấy hàng..............................................................................................53

Hình phụ lục 1 Khai báo đọc xung encoder .....................................................................101

Hình phụ lục 2 Chọn kênh đọc xung encoder ..................................................................101

Hình phụ lục 3 Cài đặt thời gian quét...............................................................................102

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

ix

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 2.1 Mô đun tương ứng trong CC-Link.....................................................................10

Bảng 2.2 Đặc tính kỷ thuật cho loại cáp cc-link ...............................................................14

Bảng 3. 1 Chức năng của các vị trí của module Fx5u........................................................21

Bảng 3.2 Chức năng của các điểm bên trong fx5u-32m ...................................................23

Bảng 3.3 Vùng nhớ PLC Fx5u-32m..................................................................................24

Bảng 4. 1 Các công cụ lập trình .........................................................................................40

Bảng phụ lục Khai báo comment master............................................................................99

Khóa luận tốt nghiệp SVTH Võ Đức Tuấn

x

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế Quốc tế,Việt Nam

ta đang đổi mới và bước vào quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, vừa xây

dựng cơ sở vật chất kỹ thuật,vừa phát triển đất nước.Trong bối cảnh nước ta đang xây dựng

và phát triển các khu công nghiệp,khu đô thị,văn phòng…ngành Tự Động Hóa đang dần

đóng góp và khẳng định vai trò và vị trí quan trọng trong quá trình Công Nghiệp Hóa –

Hiện Đại Hóa đất nước,đặc biệt là “Cách mạng công nghiệp 4.0”.

Trong công nghiệp Tự Động Hóa hiện nay, việc ứng dụng mạng truyền thông để kết

nối việc điều khiển và giám sát hoạt động 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,CC-Link,ethernet…Việc kết hợp giữa các chuẩn

truyền thông và máy tính giúp cho công việc sản xuất dễ dàng hơn ,thuận lợi, hạn chế sai

số ,thất thoát.. Người ta không cần phải xuống tận xưởng để theo dõi , điều chỉnh bằng tay

nữa mà hoàng toàn có thể thu thập và quản lý dữ liệu thông qua máy tính ở phòng điều

khiển muốn thực hiện được điều này thì máy tính cần có một phần mềm.

Hệ thống SCADA giúp cho việc sản xuất diễn ra một cách tự động, chính xác, linh

hoạt và hiệu quả kinh tế. Việt tìm hiểu hệ thống SCADA là một điều tất yếu cho kỹ sư hiện

nay trong lĩnh vực công nghiệp.

Trên thế giới có rất nhiều phần mềm thực hiện được giám sát và điều khiển

INTOUCH WONDERWARE của hãng INVENSYS SYMTEM,NC là một trong số đó.