Trang chủ Kỹ Thuật Số KẾT NỐI PROFIBUS-DP GIỮA ARDUINO VÀ PLC | Cộng đồng Arduino Việt Nam

KẾT NỐI PROFIBUS-DP GIỮA ARDUINO VÀ PLC | Cộng đồng Arduino Việt Nam

I. GIỚI THIỆU

Hôm nay, tôi xin san sẻ cách Arduino tiếp xúc với PLC trải qua liên kết Profibus-DP. Với hiệu quả đạt được, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể triển khai một số ít dự án Bất Động Sản IoT hoặc IIoT với sự phối hợp giữa PLC và Arduino cộng với những SHIELD lan rộng ra của của Arduino với ngân sách thấp .
Dưới đây là 1 số ít thử nghiệm mà tôi đã vận dụng tiếp xúc Profibus-DP cho Arduino Mega 2560 + PLC Siemens S7-300 :

  • Điều khiển và thu thập dữ liệu đến / từ PLC bằng BLYNK trên điện thoại thông minh mưu trí trải qua Arduino Mega 2560 + Ethernet Shield + Module RS-485. Thông thường, để liên kết mạng Ethernet công nghiệp, PLC của Siemens phải có card tiếp xúc Ethernet tích hợp trên CPU, ví dụ điển hình như 6ES7315-2 EH14 – 0AB0 … hoặc được trang bị một module tiếp xúc Ethernet rời, như CP343, CP443 …. Với video bên dưới, Arduino sẽ tiếp đón hai vai trò vừa liên kết Ethernet vừa trao đổi tài liệu với PLC trải qua giao thức Profibus .

Bạn đang đọc: KẾT NỐI PROFIBUS-DP GIỮA ARDUINO VÀ PLC | Cộng đồng Arduino Việt Nam

  • Biến những cảm ứng như cảm ứng hoạt động PIR, cảm ứng khoảng cách siêu âm SRF05, cảm ứng tần suất và con quay hồi chuyển MPU6050 …. thành những thiết bị Profibus hoàn toàn có thể liên kết với mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp. Video dưới đây cho thấy PLC hoàn toàn có thể đọc giá trị của cảm ứng khoảng cách siêu âm để bật / tắt relay 24V .
  • Tự làm một màn hình hiển thị cảm ứng HMI để điều khiển và tinh chỉnh / giám sát mạng lưới hệ thống PLC trải qua Touch Screen TFT LCD Module. Như video dưới đây, màn hình hiển thị LCD cảm ứng 3,2 inch hoàn toàn có thể tiếp xúc với PLC trải qua Profibus và tinh chỉnh và điều khiển rơle 4 x 24V cũng như hiển thị giá trị nhiệt độ được tích lũy từ PLC .

Về ngân sách, với một số ít thử nghiệm ở trên, tất cả chúng ta sẽ tiết kiệm ngân sách và chi phí một khoản tiền tương đối vì giá của module truyền thông công nghiệp hoặc màn hình hiển thị cảm ứng công nghiệp HMI rất đắt. Ngoài ra, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể lan rộng ra Input và Output của PLC trải qua giao thức Profibus – DP. Điều đó có nghĩa là Arduino hoàn toàn có thể hoạt động giải trí tựa như như DP / DP Coupler của Siemens để liên kết hai mạng Profibus – DP với nhau. Và giá DP / DP Coupler này cũng rất chát. Chúng ta hoàn toàn có thể tham khảo giá của những module này như sau :
Tôi hy vọng với dự án Bất Động Sản này, nó sẽ truyền cảm hứng cho những bạn, nhất là những bạn sinh viên, hoàn toàn có thể có những ý tưởng sáng tạo phối hợp giữa hai nghành điện tử và điện tự động hóa công nghiệp với ngân sách thấp .

II. PHẦN CỨNG

III. PHẦN MỀM

IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO

  • UART, Timer .
  • Profibus manual :

    • https://www.felser.ch/profibus-manual/index.html
    • https://www.profibus.com/
  • Tìm hiểu về *. GSD file để thông số kỹ thuật Arduino vào mạng lưới hệ thống phần cứng của PLC Siemens .

V. SƠ LƯỢC VỀ PROFIBUS – DP

Mạng PROFIBUS-DP dựa trên giao tiếp vật lý RS-485 và tiêu chuẩn Châu Âu EN-50170. Hậu tố “DP” đề cập đến thiết bị ngoại vi phân tán (Decentralized Periphery) được sử dụng để vận hành các cảm biến và cơ cấu chấp hành thông qua một bộ điều khiển tập trung trong các ứng dụng sản xuất tự động hóa.

Profibus là một giao thức truyền thông khá phức tạp nhưng được ứng dụng rất thoáng đãng trong mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp. Trước tiên, những bạn phải bỏ thời hạn đọc và nghiền ngẫm kỹ về giao thức này. Tài liệu hay nhất và chi tiết cụ thể nhất về Profibus của Max Felser tại địa chỉ :
https://www.felser.ch/profibus-manual/index.html

VI. FILE *. GSD

File *. GSD là một bảng thông số kỹ thuật kỹ thuật của thiết bị dưới dạng file điện tử hay là tập tin tàng trữ cơ sở tài liệu để nhận dạng thiết bị Profibus. Tất cả những thiết bị Profibus ( class 1 masters and slaves ) đều có tệp *. GSD riêng. GSD là viết tắt của ” General Station Description “. Đó là tệp văn bản ASCII chứa tài liệu đơn cử và riêng không liên quan gì đến nhau của mỗi thiết bị, như thông tin nhận dạng nhà phân phối, vận tốc truyền, độ dài tin nhắn, số lượng tài liệu nguồn vào / đầu ra, ý nghĩa của những thông tin chẩn đoán … .

Các bạn hình dung thế này: Khi chúng ta muốn cấu hình phần cứng một hệ thống bao gồm PLC Siemens giao tiếp với biến tần ABB hay các cảm biến của Endress + Hauser thông qua mạng Profibus thì việc đầu tiên chúng ta làm là phải cài đặt các file *GSD tương ứng vào HARDWARE CONFIG.

Để thương mại kinh doanh hóa những thiết bị Profibus, những đơn vị sản xuất thiết bị tự động hóa phải ĐK những mã định danh ( Ident Numbers ) cho từng thiết bị và nó cũng được chứa trong file *. GSD này. Các bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm tại :
https://www.profibus.com/products/ident-numbers/

VII. SƠ ĐỒ MẠCH

Arduino Mega 2560 + Module RS-485 ( MAX485 ) hoàn toàn có thể tiếp xúc với PLC S7-300 trải qua giao thức Profibus-DP như sơ đồ dưới đây :

Dưới đây là 1 số ít sơ đồ mà tôi đã thử nghiệm cho dự án Bất Động Sản này :

  • Sơ đồ 1 – PLC Siemens đọc cảm ứng khoảng cách siêu âm SRF05 qua Arduino Mega 2560 + Module RS-485 .

  • Sơ đồ 2 – Smartphone Blynk Siemens PLC trải qua Arduino Mega 2560 + Ethernet Shield + Module RS-485 .

VIII. HÀN MẠCH

  • Hàn Shield trung gian gồm có Ethernet Shield và Module RS-485 .

  • Gắn Ethernet Shield và Module RS-485 lên Adapter Shield, sau đó cắm Adapter Shield này lên Arduino Mega 2560 .

  • Đấu nối những đầu ra Output của PLC tới 4 x relay 24V .

  • Đấu nối cáp Profibus vào PLC. Lưu ý là GND của hai hệ thống PLC và Arduino phải được nối với nhau.

IX. CẤU HÌNH PHẦN CỨNG

  • Cài đặt file *.GSD: Trong chương trình Simatic Step 7 (HW CONFIG), như đã nói ở trên đầu tiên chúng ta phải cài đặt tệp * .GSD của Arduino và cập nhật Hardware Catalog “Options –> Update catalog“. Các bạn có thể tham khảo GSD file của Siemens DP/DP Coupler tại:

​ https://support.industry.siemens.com/cs/document/113602/profibus-gsd-files-%3A-link?dti=0&lc=en-WW

  • Với Arduino Mega 2560 – 16 MHz, mạng Profibus hoạt động giải trí tốt ở vận tốc 45,45 Kbps .

  • Cài đặt số lượng byte được truyền và nhận trải qua liên kết Profibus .

X. LẬP TRÌNH TRÊN ARDUINO, PLC – TẠO GIAO DIỆN HMI TRÊN BLYNK

  • CHƯƠNG TRÌNH PLC

  • CHƯƠNG TRÌNH ARDUINO

  • GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN TRÊN BLYNK

Code Blynk:

void myTimerEvent()

{
  Blynk.virtualWrite(V8, temperature);
}

BLYNK_WRITE(0)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[0]=1;
    } 
  else 
    {
     Control_State[0]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(1)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[1]=1;
    } 
  else 
    {
     Control_State[1]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(2)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[2]=1;
    } 
  else 
    {
      Control_State[2]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(3)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[3]=1;
    }
  else 
    {
      Control_State[3]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(4)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[4]=1;
    } 
  else 
    {
      Control_State[4]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(5)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[5]=1;
    }
  else 
    {
      Control_State[5]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(6)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[6]=1;
    } 
  else 
    {
      Control_State[6]=0;
    }
}

BLYNK_WRITE(7)
{
  if (param.asInt())
    {       
      Control_State[7]=1;
    }
  else 
    {
      Control_State[7]=0;
    }
}

GHI CHÚ: Mô tả bên dưới cho thấy cách thức hoạt động của dự án:

  • ĐIỀU KHIỂN THIẾT BỊ CỦA PLC THÔNG QUA BLYNK :

§. Trên ứng dụng Blynk, tất cả chúng ta tạo một bảng tinh chỉnh và điều khiển với 8 nút nhấn V0 ~ V7 .
§. Khi nút ấn được chạm, trạng thái nút nhấn ( BẬT / TẮT ) sẽ được ghi vào Arduino Mega 2560 qua Ethernet Shield và được lưu trong bộ đệm truyền .
§. Arduino Mega 2560 sẽ truyền những trạng thái nút này đến PLC S7-300 trải qua tiếp xúc Profibus ( Module RS-485 ). Ở phía PLC, như thông số kỹ thuật phần cứng ở bước trước, trạng thái những nút nhấn sẽ được nhận tại đầu vào Input I0. 0 ~ I0. 7 của PLC .
§. Đầu ra Output của PLC Q124. 0 ~ Q124. 7 sẽ BẬT hoặc TẮT những relays 24 V theo trạng thái của đầu vào I0. 0 ~ I0. 7 nhận được .

  • THU THẬP VÀ HIỂN THỊ DỮ LIỆU NHIỆT ĐỘ NHẬN ĐƯỢC TỪ PLC SỬ DỤNG BLYNK

Vì không có cảm ứng nhiệt độ như Thermocouples, PT-100 …, nên tôi đã mô phỏng việc thu thập dữ liệu nhiệt độ từ PLC bằng cách gửi ngược lại những giá trị trạng thái của những nút ấn nhận được từ Blynk. Giá trị nhiệt độ được gửi ở đầu ra PQB0 của PLC ( Q0. 0 ~ Q0. 7 ) trải qua giao thức Profibus và được hiển thị trên giao diện của Blynk .

XI. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Theo thông tin từ PROFIBUS và PROFINET International ( PI ) – một hội đồng tự động hóa lớn, hiện tại hội đồng này có khoảng chừng 1.700 thành viên là những đơn vị sản xuất và có hơn 60 triệu nút PROFIBUS được setup trên toàn quốc tế .
Đây chỉ là những thử nghiệm sơ khai khởi đầu, nhưng thật tuyệt vời nếu tất cả chúng ta hoàn toàn có thể tiến hành và tích hợp Arduino vào trong mạng Industrial Internet of Things ( IIoT ) bằng giao thức Profibus-DP. Và một khi Arduino hoàn toàn có thể tiếp xúc với PLC / mạng lưới hệ thống tự động hóa công nghiệp trải qua Profibus – DP, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể làm được rất nhiều điều hay hơn nữa .

XII. CÁC HÌNH ẢNH CỦA DỰ ÁN

Những hình ảnh bên dưới là kết quả của 3 thí nghiệm mà tôi đã thực hiện cho dự án này, bao gồm:

  1. PLC đọc cảm ứng khoảng cách siêu âm SRF05 qua Module Arduino Mega 2560 + Module RS-485 .
  2. D.I.Y một màn hình hiển thị cảm ứng HMI để điều khiển và tinh chỉnh / giám sát mạng lưới hệ thống PLC trải qua Arduino Mega 2560 + Màn hình cảm ứng TFT LCD 3.2 ” + Module RS-485 .

  3. Điều khiển và thu thập dữ liệu PLC bằng BLYNK trên điện thoại thông minh mưu trí trải qua Arduino Mega 2560 + Ethernet Shield + Module RS-485 .
KẾT NỐI PROFIBUS-DP GIỮA ARDUINO VÀ PLC | Cộng đồng Arduino Việt Nam
Bài viết liên quan
Sửa máy giặt
Bài Mới Nhất
Hotline 24/7: O984.666.352
Alternate Text Gọi ngay