2.1. Giao thức PPI (Point-to-Point Interface)

• Đặc điểm: Là giao thức độc quyền của Siemens, chủ yếu dùng cho dòng PLC S7-200.

• Cấu trúc: Truyền thông điểm - điểm hoặc điểm - đa điểm trên nền RS485.

• Ứng dụng: Kết nối máy tính với PLC S7-200 để nạp chương trình hoặc kết nối PLC với màn hình HMI dòng cũ.

2.2. Giao thức MPI (Multi-Point Interface)

• Đặc điểm: Tương tự PPI nhưng tốc độ cao hơn và hỗ trợ nhiều thiết bị hơn trên cùng một mạng.

• Cấu trúc: Cho phép kết nối đồng thời nhiều PLC (S7-300/400), máy tính và HMI.

• Ưu điểm: Cấu hình đơn giản, không cần module mở rộng nếu PLC có sẵn cổng MPI.

2.3. Giao thức AS-i (Actuator Sensor Interface)

• Đặc điểm: Là cấp thấp nhất trong phân tầng mạng, dùng để kết nối trực tiếp với các cảm biến và cơ cấu chấp hành.

• Cấu trúc: Sử dụng một sợi cáp phẳng duy nhất (màu vàng) truyền cả nguồn và dữ liệu.

• Ưu điểm: Tiết kiệm dây dẫn tối đa và dễ dàng lắp đặt thêm thiết bị vào mạng.

2.4. Giao thức Profibus (Process Field Bus)

Đây là giao thức phổ biến nhất trong các nhà máy hiện nay tại Việt Nam.

• Phân loại:

  • Profibus-DP: Tốc độ cao, dùng cho điều khiển tự động hóa (kết nối PLC với Biến tần, Module I/O rời).

  • Profibus-PA: Dùng cho tự động hóa quá trình (trong môi trường dễ cháy nổ như lọc dầu, hóa chất).

• Phần cứng: Sử dụng cáp đồng trục màu tím và đầu nối DB9 chuẩn 485.

2.5. Giao thức Profinet (Process Field Network)

• Đặc điểm: Là chuẩn truyền thông công nghiệp dựa trên nền Ethernet (TCP/IP). Đây là xu hướng hiện đại mà các em cần nắm vững.

• Ưu điểm: Tốc độ cực cao (Gbps), khoảng cách truyền xa (cáp quang), dễ dàng tích hợp vào mạng IT của doanh nghiệp và hỗ trợ chẩn đoán từ xa qua Web.

• Phần cứng: Cáp mạng chuẩn công nghiệp (thường là màu xanh lá cây) với đầu nối RJ45.

2.6. BÀI TẬP ỨNG DỤNG

2.6.1. Xây dựng giao thức Profibus để điều khiển hệ bãi đậu xe tự động

Yêu cầu: Kết nối 1 PLC S7-300 (Master) với các trạm I/O rời (Slaves) tại các tầng của bãi xe thông qua Profibus DP.

• Các bước thực hiện:

  1. Cấu hình phần cứng (Hardware Configuration): Trong TIA Portal, khai báo trạm Master và thêm các trạm ET200 (Slave).

  2. Gán địa chỉ: Thiết lập địa chỉ cho từng trạm (ví dụ: Master là 2, Slaves lần lượt là 3, 4, 5). Lưu ý phải gạt Switch trên đầu nối Profibus đúng vị trí.

  3. Lập trình: Đọc dữ liệu từ cảm biến xe tại các tầng (Slave) về PLC trung tâm và ra lệnh cho động cơ nâng hạ.

2.6.2. Xây dựng giao thức Profinet để điều khiển hệ thống 3 băng tải

Yêu cầu: Đồng bộ hóa 3 băng tải chạy nối tiếp nhau, mỗi băng tải được điều khiển bởi 1 PLC S7-1200 riêng biệt, kết nối qua Profinet.

• Các bước thực hiện:

  1. Cấu hình mạng (Network View): Kết nối các cổng Ethernet của 3 PLC vào một Switch công nghiệp. Thiết lập dải IP cùng lớp (ví dụ: 192.168.0.x).

  2. Thiết lập trao đổi dữ liệu: Sử dụng hàm truyền thông TSEND_C và TRCV_C hoặc cấu hình I-Device để các PLC trao đổi trạng thái với nhau.

  3. Thuật toán điều khiển:

     • Băng tải 3 chạy trước -> Băng tải 2 chạy -> Băng tải 1 chạy.

     • Khi có sự cố ở băng tải cuối, các băng tải trước phải dừng ngay lập tức để tránh ùn tắc hàng hóa.