Truyền thông Devicenet là gì ? Ứng dụng của truyền thông Devicenet?

1. Mạng DeviceNet

Devicenet được phát triển bởi hiệp hội các nhà cung cấp Devicenet (Open Devicenet Vendors Association:ODVA). DeviceNet là một hệ thống bus được hãng Allen-Bradley phát triển dựa trên cơ sở của CAN, dùng để nối mạng cho các thiết bị đơn giản ở cơ cấu chấp hành.

Mạng truyền thông Devicenet

2. Đặc điểm cơ bản của truyền thông công nghiệp DeviceNet

 DeviceNet không chỉ đơn thuần là chuẩn giao thức cho lớp ứng dụng của CAN, mà còn bổ sung một số chi tiết thực hiện lớp vật lý và đưa ra các phương thức giao tiếp kiểu tay đôi (Peer to Peer) hoặc chủ tớ (Master/Slave).

Mô hình kết nối thiết bị qua mạng Devicenet

- Mỗi mạng DeviceNet cho phép ghép tối đa 64 trạm. Khác với CAN, mỗi thành  viên trong một mạng DeviceNet được đặt một địa chỉ trong khoảng từ 0-63, được gọi là MAC-ID (Medium Access Control Identifier). Việc bổ sung hay bỏ đi một trạm có thể thực hiện ngay khi mạng còn đóng nguồn.

Cấu trúc của mạng Devicenet

- Chiều dài mạng: Phụ thuộc vào tốc độ truyền, có thể kết thúc bằng điện trở đầu cuối: 125Kbps: 500m; 250Kbps: 250m; 500Kbps: 100m

- Gói dữ liệu: Tối đa 8 byte

- Kỹ thuật bus: Truyền thẳng hoặc rẽ nhánh, nguồn và tín hiệu trên cùng một cáp mạng.
- Địa chỉ bus: Peer to Peer, MultiMaster hoặc Master/Slave.

3. Truyền thông trong mạng Devicenet

3.1 Explicit Message

Explicit Message là kiểu dữ liệu truyền thông không liên tục theo thời gian. Cấu trúc câu lệnh của Explicit Message

- Destination node Address: Địa chỉ của thiết bị thực hiện lệnh Explicit Message. Địa chỉ được xác định trong tầm 1 byte hexadecimal.

- Service code, Class ID, Instance ID, Attribute ID: Được sử dụng để xác định câu lệnh, đối tượng xử lý và nội dung xử lý

- Data: Dữ liệu được ghi đến thiết bị

3.2 I/O message

Là loại dữ liệu I/O xác định theo thời gian(Time critical), được chia làm các loại: Polled I/O Message, Strobe Message, Cyclicye Message và Chage Of State Message.

Cấu hình các loại I/O Message trong mạng Devicenet

Trong cơ chế giao tiếp kiểu chủ/tớ của DeviceNet, khái niệm “Predefined Master/Slave Connection Set” được dùng để chỉ một tập hợp các mối quan hệ chủ/tớ được định nghĩa trước với các dịch vụ tương ứng.

4. Ứng dụng của truyền thông DeviceNet

Hiện nay, Devicenet được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới. Ở Việt Nam, các công ty có ứng dụng công nghệ tự động hóa cao như: Vinamilk, P&G, Khí điện đạm Cà Mau, Đạm Phú Mỹ đã ứng dụng Devicenet trong dây chuyền sản xuất. DeviceNet được thiết kế để xây dựng các hệ thống điều khiển phân tán trong công nghiệp nó có thể bao gồm bộ điều khiển lập trình(PLC) và các thiết bị xuất nhập tín hiệu số và analog. Một trong các ứng dụng mà mạng DeviceNet được sử dụng đó là kết hợp PLC với biến tần để điều khiển động cơ điện xoay chiều 3 pha. Những cấu trúc mạng của Devicenet gồm: Peer to Peer, Multimaster và Master/Slave, đặc điểm này cho phép mạng DeviceNet được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống công nghiệp ngày nay

4.1 Phân tích yêu cầu công nghệ

Yêu cầu: Ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp DeviceNet, kết hợp với biến tần điều khiển động cơ điện xoay chiều 3 pha, quay thuận, quay ngược, khởi động và dừng tức thời.

4.2 Trình tự thực hiện

Dựa trên yêu cầu công nghệ như trên ta lựa chọn thiết bị như sau: Sử dụng PLC CJ2M-CPU32, module DeviceNet Master DRM21, Slave module Multiple IO DRT1- COM, 16 đầu vào NPN GT1-ID16 và 16 đầu ra relay GT1-ROS16, biến tần 3G3JVA2007 điều khiển đảo chiều quay động cơ điện xoay chiều 3 pha sử dụng 4 nút bấm quay thuận, quay ngược, nút start, nút Stop.

Bước 1: Kết nối PLC chủ CJ2M-CPU32 với Master DRM21

Bước 2: Kết nối Master DRM21 với Slave DRT1-Com.

- Đấu nối cáp truyền thông

Quy ước màu các chân trên đầu kết nối

- Hai đầu CAN H và CAN L nối với điện trở đầu cuối 121W.

- Cấp nguồn 24V vào chân: V+ và V-

- Nối dây cho module slave:

Nối dây cho Modul Slave

Bước 3: Cài đặt cho Master DRM21 và Slave DRT1-COM

- Cài đặt cho Master DRM21

Sơ đồ chức năng các chi tiết DRM21

- Cài đặt Unit number để xác định vùng nhớ trao đổi dữ liệu trên CPU bằng “0”

- Cài đặt địa chỉ node bằng “1”

- Cài đặt DIP Switch:

- Cài đặt cho slave DRT1-COM: Địa chỉ node bằng “1” và tốc độ truyền thông bằng 500kbps.

Sơ đồ chân DRT1-COM

- Cấp nguồn cho từng module

- Bật bit Scan List Enable Switch (word n, bit 00)

- Bật CPU sang chế độ RUN

Kiểm tra các đèn MS, NS, TS đều sang màu xanh là OK.

Vùng nhớ truyền nhận dữ liệu 

Do node = 1 nên địa chỉ đầu vào ID16 là CIO 3303, địa chỉ đầu ra ROS16 là CIO 3201

Bước 4: Đấu nối nút bấm với module Slave, đầu ra module Slave với biến tần

Sơ đồ kết nối Slave

Bước 5: Đấu nối biến tần với động cơ điện xoay chiều 3 pha.

Sơ đồ kết nối biến tần với động cơ điện xoay chiều 3 pha

Mạch điều chỉnh tốc độ động cơ sử dụng biến trở

Trong mạch điện sử dụng biến trở VR có giá trị 2K-1/4W để điều chỉnh tốc độ động cơ.Thực chất thay đổi giá trị của biến trở là thay đổi điện áp đưa vào chân FS của biến tần. Điện áp này có giá trị nằm trong khoảng từ 0V÷10V được cấp bởi chân FR và FC (trong đề tài lựa chọn phương thức thay đổi tốc độ động cơ bằng phương pháp thay đổi điện áp cấp vào chân FS của biến tần).

Bước 6: Cài đặt thông số cho biến tần

- Cài đặt chế độ từ xa

- Cài đặt chế độ hoạt động (thông số n02): Cài đặt thông số n02 mang giá trị 1: Đầu vào đa chức năng làm việc ở chế độ logic 2 hoặc 3 dây.

- Cài đặt phương thức dừng/khởi động biến tần (thông số n03):Cài đặt thông số n03 mang giá trị 2: Cho phép đầu vào điều khiển tần số chuẩn bằng điện áp từ 0-10V.

- Cài đặt dòng định mức (thông số n32):Dòng định mức cho motor 1.5A

- Cài đặt tần số MAX (thông số n09): Tần số FMAX được đặt ở 150Hz

- Cài đặt điện áp MAX (thông số n10): Tần số UMAX được đặt ở mức 120V

- Cài đặt chế độ logic 3 dây (thông số n37). Chuyển thông n37 từ giá trị 0 lên giá trị 2 để khởi tạo đầu vào đa chức năng làm việc ở chế độ logic 3 dây.

Bước 7. Lập trình cho PLC

Nếu bạn muốn tìm hiểu về Tự động hóa trong nhà máy và truyền thông công nghiệp Devicenet, hãy liên hệ với chúng tôi qua baoanjsc@gmail.com. Với phương châm làm việc chuyên nghiệp, tận tâm Bảo An Automation luôn cam kết mang tới cho khách hàng sản phẩm với chất lượng tốt nhất với giá thành hợp lý và đảm bảo giao hàng đúng tiến độ.