NỘI DUNG LỜI MỞ ĐẦU
Tính cấp thiết của đề tài
Tính thời sự của đề tài cho thấy rằng trong các chương trình giảng dạy về PLC hiện nay, mô hình giảng dạy vẫn còn hạn chế Tuy nhiên, nhu cầu cải tiến và cập nhật công nghệ mới của các công ty, xí nghiệp luôn ở mức cao Do đó, nghiên cứu mạng SCADA sử dụng Autobase trở nên cần thiết để đáp ứng yêu cầu này.
Hệ thống Autobase đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội và nâng cao chất lượng đào tạo bằng cách liên kết với nhiều bộ điều khiển khác nhau trong nhà máy Với khả năng kết nối tối đa 256 thiết bị trên một máy tính cài đặt Autobase, và việc sử dụng các chuẩn kết nối Master-Slave có thể tăng số lượng thiết bị được giám sát và điều khiển Ngoài ra, Autobase cho phép giám sát và điều khiển từ xa qua Internet, mạng LAN nội bộ, và sử dụng các thiết bị di động.
Một tính năng nổi bật của Autobase là khả năng sử dụng phần mềm Autobase SCADA để thiết kế giao diện cho màn hình cảm ứng HMI HMI Autobase Touch cho phép kết nối đồng thời với nhiều thiết bị khác nhau, tương tự như khi sử dụng trên máy tính.
Mạng SCADA sử dụng Autobase đáp ứng nhu cầu học tập của sinh viên, đồng thời hỗ trợ quá trình thực tập nâng cao và nghiên cứu của sinh viên cũng như giảng viên.
Tình hình nghiên cứu
Trong nước: http://autobasescada.com - Các ứng dụng sử dụng thiết bị Autobase
Ngoài nước: http://www.autobase.biz/Vietnamese/Start.htm - Các tài liệu hỗ trợ từ nhà sản xuất, cho thấy nhu cầu thực tế ở Việt Nam là cấp thiết.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Viết tài liệu hướng dẫn sử dụng màn hình cảm ứng Autobase
Thiết kế giao diện giám sát quản lý nhiệt độ trên màn hình cảm ứng Autobase
Viết chương trình thu thập dữ liệu cảm biến nhiệt độ PT100
Viết chương trình giám sát và điều khiển giao tiếp PLC.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Màn hình cảm ứng Autobase
PLC hiện có tại phòng thí nghiệm.
Phương pháp nghiên cứu
Đóng góp của đề tài
Hướng dẫn lập trình trên màn hình cảm ứng của Autobase.
Kết cấu của đề tài
Chương 1: Tổng quan về mạng SCADA và màn hình cảm ứng Autobase SCADA Chương 2: Thiết kế mô hình hệ thống Autobase SCADA
Chương 3: Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát cảm biến nhiệt độ PT100
Chương 4: Ứng dụng giao tiếp cảm biến nhiệt độ và PLC
Chương 5: Kết luận và đề xuất
TỔNG QUAN VỀ MẠNG SCADA VÀ MÀN HÌNH CẢM ỨNG AUTOBASE SCADA
Tổng quan chung về SCADA
SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là hệ thống giám sát và điều khiển từ xa, cho phép người vận hành thu thập dữ liệu và quản lý thiết bị thông qua máy tính và mạng truyền thông Hệ thống này thường được sử dụng để thực hiện các chức năng giám sát và điều khiển quá trình, giúp tối ưu hóa hoạt động của các thiết bị.
- Thu thập dữ liệu từ các thiết thiết bị công nghiệp hoặc các cảm biến
- Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập được
- Hiển thị các dữ liệu thu thập được và kết quả đã xử lý
- Nhận các lệnh từ người điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị của nhà máy
- Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác b Chức năng và vai trò:
Mỗi hệ thống sản xuất công nghiệp được tổ chức thành nhiều cấp quản lý, với nhiệm vụ đo lường, thu thập và giám sát riêng cho từng đối tượng trong hệ thống Do đó, hệ thống SCADA cũng được phân chia thành các cấp khác nhau, tùy thuộc vào quy mô và yêu cầu cụ thể của từng cấp Mặc dù có sự khác biệt, nhưng các cấp SCADA đều phải thực hiện những dịch vụ cơ bản nhằm đảm bảo hoạt động hiệu quả cho toàn bộ hệ thống sản xuất.
Thu thập số liệu từ xa qua đường truyền số liệu là quá trình quan trọng trong sản xuất, giúp tổ chức và lưu trữ thông tin trong nhiều loại cơ sở dữ liệu khác nhau Các số liệu này bao gồm thông tin về lịch sử sản xuất, sự kiện thao tác và các báo động, đảm bảo quản lý hiệu quả và tối ưu hóa quy trình sản xuất.
- Điều khiển và giám sát hệ sản xuất trên cở sở các dữ liệu đã thu thập được
Thực hiện công tác truyền thông số liệu trong và ngoài hệ thống bao gồm việc đọc và viết số liệu từ PLC/RTU, đồng thời trả lời các bản tin yêu cầu từ cấp trên liên quan đến số liệu và thao tác hệ thống.
SCADA là hệ thống tích hợp giữa phần cứng và phần mềm, sử dụng các phương thức truyền thông để tự động hóa quản lý và giám sát trong các lĩnh vực công nghiệp Xu hướng tự động hóa ngày càng trở nên phổ biến và cần thiết, vì vậy việc áp dụng hệ thống SCADA là một giải pháp hiệu quả cho các doanh nghiệp trong việc tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu suất hoạt động.
SCADA là công cụ thiết yếu để duy trì sự cạnh tranh trong sản xuất Nó cho phép thu thập dữ liệu chính xác từ hệ thống, hỗ trợ việc ra quyết định đúng đắn và tối ưu hóa quá trình điều khiển Nhờ vào SCADA, doanh nghiệp có thể giảm thiểu chi phí nhân lực và vận hành, từ đó góp phần giảm giá thành sản phẩm và nâng cao sức cạnh tranh trên thị trường.
Các ứng dụng vào thực tế và so sánh lợi thế với hệ cũ
Các hệ thống SCADA được dùng cho hệ thống điện, hệ thống xe lửa, nhà máy nước sạch, trạm xử lý nước sạch, hàng hải…
Hệ thống SCADA của ngành điện Việt Nam hiện nay được tổ chức thành ba cấp độ: cấp quốc gia, cấp Bắc Trung Nam và cấp tỉnh, với khả năng mở rộng lên cấp huyện trong tương lai Trung tâm điều độ quốc gia đảm nhiệm việc giám sát và điều khiển các nhà máy phát điện cùng các đường dây/trạm 500kV và 220kV lớn Trong khi đó, ba trung tâm điều độ miền quản lý các đường dây/trạm 220kV và 110kV quan trọng trong khu vực của mình, và các trung tâm điều độ cấp tỉnh chịu trách nhiệm theo dõi và điều khiển hệ thống phân phối điện tại địa phương.
Các hệ thống SCADA hiện nay đang chuyển từ việc sử dụng RTU sang PLC, đặc biệt trong lĩnh vực điều độ điện cấp quốc gia và miền Việc áp dụng PLC trong xây dựng các hệ thống SCADA mang lại nhiều lợi ích vượt trội.
- Kinh phí sẽ thấp hơn nhiều
Các hệ điều khiển cũ thường cồng kềnh với nhiều tủ, bảng, khoá và nút ấn, chiếm nhiều diện tích và gây khó khăn trong lắp đặt, kiểm định, vận hành, giám sát và bảo dưỡng Tuy nhiên, việc quản lý và điều khiển sẽ trở nên đơn giản hơn khi sử dụng hệ thống SCADA tích hợp với PLC.
Các kỹ sư Việt Nam có khả năng tiếp cận công nghệ PLC một cách dễ dàng, từ đó nâng cao khả năng thiết kế, nâng cấp và làm chủ công nghệ này.
- Mua thiết bị dễ dàng hơn
- Dễ bảo dưỡng và thay thế các thiết bị
- Đặc biệt với hệ SCADA thì việc thu thập, lưu trữ, báo cáo, thống kê, phân tích hệ thống rất dễ dàng
Trong tương lai, các hệ thống SCADA sẽ ngày càng trở nên đơn giản và phổ biến hơn nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của các thiết bị trong lĩnh vực tự động hóa.
Hình 1-1 Cấu trúc hệ SCADA cơ bản.
Kết cấu của một hệ SCADA
Hệ thống SCADA bao gồm ba thành phần chính: máy tính tại phòng điều khiển trung tâm, các đơn vị đầu cuối từ xa (RTU) hoặc bộ điều khiển logic lập trình (PLC) tại các trạm xa, và thiết bị thông tin để kết nối giữa hai phần này.
Kết cấu phần mềm của máy tính cá nhân (PC) trong phòng điều khiển trung tâm được minh họa trong Hình 1-1, cho thấy các chức năng quan trọng của hệ thống.
SCADA tương tự như phần HMI trong hệ thống DCS, với chức năng hiển thị, điều khiển từ phòng điều khiển trung tâm, thu thập và quản lý dữ liệu, cũng như quản lý báo động và báo cáo Các hệ thống SCADA cũ thường hoạt động trên nền tảng DOS, VMS hoặc UNIX, trong khi các phiên bản mới hơn hiện nay chạy trên hệ điều hành Windows hoặc Linux.
Hình 1.2: Kiến trúc phần mềm Client/Server của hệ SCADA a SCADA Server
Máy chủ SCADA Server là trung tâm của hệ thống SCADA, kết nối với các RTU và PLC Chức năng chính của SCADA Server là thu thập và chia sẻ dữ liệu với các máy Client qua mạng Ethernet, đồng thời gửi lệnh từ Client đến các bộ điều khiển Do đó, SCADA Server thường được sử dụng để cài đặt phần mềm phát triển và thiết lập cấu hình truyền thông kết nối với thiết bị hiện trường.
SCADA Client bao gồm các máy tính công nghiệp kết nối với máy Server qua mạng Ethernet, được cài đặt phần mềm giao diện người máy (HMI) để truy cập và điều khiển dữ liệu từ Server Các máy Client thu thập trạng thái và điều khiển các bộ controller gián tiếp thông qua Server Mối quan hệ giữa Client và Server được thiết lập bởi các kỹ sư lập trình, tùy thuộc vào phần mềm công nghiệp sử dụng trong hệ thống SCADA.
RTU, hay Remote Terminal Unit, là một thiết bị điều khiển bằng bộ vi xử lý, có khả năng xử lý đầu vào và ra theo thời gian thực, thu thập dữ liệu, và gửi báo cáo cùng cảnh báo về SCADA Server, đồng thời thực hiện các lệnh từ SCADA Server Truyền thống, hệ thống SCADA thường sử dụng RTU, nhưng hiện nay, với sự phát triển của PLC, nhiều nhà tích hợp hệ thống đã ưu tiên sử dụng PLC thay vì RTU trong thiết kế cho các hệ thống SCADA.
Các RTU và PLC kết nối với các I/O tại các trạm, truyền tải thông tin về trạng thái hệ thống tại hiện trường đến thiết bị SCADA trong phòng điều khiển trung tâm Thiết bị SCADA có khả năng điều khiển hệ thống bằng cách thao tác đầu ra thông qua RTU hoặc PLC.
Như vậy, RTU và PLC là thiết bị được trực tiếp nối với I/O và trung tâm điều khiển tín hiệu.
Phần cứng và phần mềm của hệ SCADA
Tùy thuộc vào từng nhà sản xuất, các hệ thống SCADA có thể có những đặc điểm khác nhau Tuy nhiên, nhìn chung, phần cứng của hệ SCADA bao gồm một số thành phần cơ bản.
- Máy tính PC với các dịch vụ truyền thông chuẩn và các chương trình giao diện đồ hoạ được thiết kế sẵn
- Các bộ điều khiển logic có khả năng lập trình PLC (Programmable Logic Controller)
- Các transmitter/RTU số thông minh
- Card mạng và hệ thống cáp nối đi theo phục vụ cho quá trình thu thập và điều khiển b Phần mềm
Phần mềm SCADA là chương trình thực hiện nhiệm vụ cụ thể trong hệ thống SCADA, với khả năng thu thập dữ liệu theo thời gian thực và điều khiển hệ thống đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật Ngoài ra, phần mềm này cần có khả năng kết nối mạng như Internet hoặc Ethernet, cho phép chuyển giao báo cáo dưới nhiều định dạng khác nhau, bao gồm bảng thống kê, biểu đồ và đồ thị.
Truyền tin trong hệ SCADA
a Các dạng truyền tin trong hệ SCADA:
Trong hệ thống SCADA, bên cạnh máy tính công nghiệp, server và thiết bị mạng, hệ thống truyền tin đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính ổn định và chính xác Hệ thống truyền tin cần đáp ứng các tiêu chuẩn như dải tốc độ truyền, giao thức truyền thông, và khoảng cách địa lý Để đảm bảo tính tương thích, hệ thống truyền tin phải phù hợp với các thiết bị trường và máy chủ Một số thiết bị có thể được sử dụng để truyền dữ liệu trong SCADA bao gồm Modem RDT (Radio Data Technology) của Anh, các thiết bị thu phát sóng của Motorola, bộ RTU, và GPS Việc lựa chọn thiết bị phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa hiệu suất của hệ thống SCADA.
Hệ thống SCADA cấp quốc gia và miền sử dụng các RTU chuyên biệt cho ngành điện, tuân thủ tiêu chuẩn IEEE và IEC, có khả năng chống nhiễu điện từ Các thiết bị RTU thông minh kết nối với trung tâm điều độ thông qua giao thức truyền tin IEC-870-5-101 Bên cạnh đó, nhiều hệ thống SCADA còn áp dụng PLC với giao thức truyền tin Profibus.
Bảng 1.1 dưới đây tổng kết lại các dạng truyền tin thường dùng trong hệ SCADA:
Truyền tin Kiểu truyền tin Tiêu chuẩn thường dùng Máy chủ với IDE hiện trường Không đồng bộ kiểu multidrop
PLC thu thập với IDE hiện trường Không đồng bộ kiểu multidrop
Máy chủ với máy dự phòng DMS,
EMS, DTS Đồng bộ kiểu multidrop
Máy chủ với SCADA cấp trên Không đồng bộ kiểu singledrop
RS-232 + tải ba, modem hay ratio 450Hz SCADA với các ứng dụng khác Bản tin qua bộ nhớ DDE (Dynamic Data
Exchange) SCADA với các thư viện Đọc/viết thư viện DLL (Dynamic Link
Library) SCADA với các hệ điều hành Quản lý các cửa sổ Windows
SCADA với máy in Song song, nối tiếp RS-232, ASCII
Bảng 1.1: Các dạng truyền tin thường dùng trong hệ SCADA b Truyền tin số
Truyền tin số là quá trình chuyển giao các bản tin số, được mã hóa dưới dạng bit và byte, từ nguồn phát đến điểm nhận Quá trình này sử dụng các tín hiệu truyền để đảm bảo rằng dữ liệu được truyền tải một cách chính xác và hiệu quả.
Trong truyền thông công nghiệp, việc truyền dữ liệu giữa các ứng dụng diễn ra giữa ứng dụng chủ và ứng dụng slave, giữa ứng dụng khách hàng và ứng dụng server, hoặc giữa các ứng dụng chủ với nhau Ngoài ra, còn có sự giao tiếp giữa các ứng dụng slave của mỗi master và giữa các master với nhau.
Việc truyền tin hiện trường nhàm đảm bảo việc máy chủ thường xuyên thông tin với các PLC hay RTU
Các thông tin được thống nhất theo kiểu:
- Máy chủ gửi từ một bảng tin từng lệnh đến PLC hay RTU trên bus mutidros
- PLC hay RTU liên quan thực hiện mỗi lệnh đó và gửi tin trả lời kết quả
Các bản tin do máy chủ gửi đi thường là lệnh read các loại số liệu của PLC hay
RTU và một vài lệnh write một số hệ số bằng số gán địa chỉ hay đơn vị cho các số đó
Các bản tin tức thời thường truyền tải thông tin về trạng thái đo từ PLC hoặc RTU, đồng thời báo cáo các sai sót trong thông tin nhận được.
Những yêu cầu chung về một hệ SCADA
a Những yêu cầu chung về phần cứng:
Máy tính PC được sử dụng cho việc thu thập và điều khiển cần phải có tính phổ thông, đồng thời phải đảm bảo khả năng giao tiếp hiệu quả với các thiết bị phần cứng khác nhau.
Hệ điều hành đa nhiệm cần có khả năng mở rộng và giao tiếp dễ dàng với các phần mềm và phần cứng khác Đồng thời, cần đáp ứng những yêu cầu chung về phần mềm để đảm bảo hiệu suất và tính tương thích trong quá trình sử dụng.
- Có khả năng tương thích với các giao thức (Protocol) thông dụng
- Dễ dàng thiết kế và nâng cấp khi cần thiết c Về dịch vụ SCADA:
- Có khả năng thu thập, lưu trữ, sử dụng số liệu được ít nhất trong một năm
- Cung cấp sự giao tiếp và giao diện dễ dàng cho người sử dụng và vận hành
Dễ dàng cho người dùng hiển thị sơ đồ và đồ thị trong giám sát cũng như in báo cáo
Thao tác điều khiển từ xa mang lại sự tiện lợi, nhưng vẫn cần đảm bảo khả năng điều khiển bằng tay Ngoài ra, giá thành và chi phí lắp đặt cần phải hợp lý và tiết kiệm.
Tổng quan về Autobase
AUTOBASE là phần mềm tự động hóa phát triển trên hệ điều hành Windows, cho phép giám sát và điều khiển các lĩnh vực tự động Phần mềm này được cài đặt trên máy tính kết nối với thiết bị tự động (PLC), giúp quản lý các giá trị thiết lập, giá trị đo lường và trạng thái của thiết bị một cách hiệu quả.
Sản phẩm Autobase không chỉ cung cấp tính năng giám sát và điều khiển mà còn bao gồm tất cả các chức năng thiết yếu của tự động hóa Với Autobase, mọi hệ thống tự động hóa đều có thể được giải quyết hiệu quả.
1.8 Cấu hình tổng thể hệ thống ứng dụng Autobase
Hiện nay, các hình ảnh dưới đây được tạo ra từ ứng dụng cấu hình của hệ thống tự động hoá quan sát mực nước đường thuỷ, được cài đặt tại trung tâm Những hình ảnh này tương ứng với hình 1-3.
Hình 1-3: Cấu hình hệ thống tổng thể
1.8.1 Trường hợp ứng dụng AUTOBASE:
Hình 1-4 là hệ thống tương tự đang điều hành bởi ứng dụng AUTOBASE Cấu hình tương tự như hình 1-4 thực hiện thành tựu đầu tiên năm 1998
Năm 2000 và năm 2004 được cấu hình tương đương như hình 1-5, hình 1-6 bổ sung thêm trên hệ thống
Hình 1-4: Cấu hình hệ thống quan sát mực nước AUTOBASE ( Năm 1998)
Hình 1-5 Cấu hình hệ thống quan sát mực nước AUTOBASE (Năm 2000)
Hình 1-6: Cấu hình hệ thống quan sát mực nước AUTOBASE (Năm 2004)
Hình 1-7: Cấu hình hệ thống quan sát mực nước AUTOBASE (tương lai)
1.8.2 Phân chia từng loại chương trình của AUTOBASE:
AUTOBASE kết nối với các chương trình từ 1-8, cho phép phân loại qua chương trình chỉnh sửa (EDIT) và ứng dụng thời gian thực (RUNTIME).
Hình 1-8: Cấu hình các chương trình của AUTOBASE
Chương trình AUTOBASE hoạt động tương tự như chương trình giám sát hình 1-9, được điều khiển liên kết với máy chủ Web Nó bao gồm các chức năng như Wathdog, quản lý máy in dòng, quản lý tin nhắn SMS, cũng như quản lý mạng lưới máy chủ và máy khách, cùng với các chương trình truyền thông khác.
Hình 1-9: Cấu hình chương trình thực hiện AUTOBASE
Chương trình chỉnh sửa AUTOBASE, cùng với các công cụ như báo cáo, Script, đồ họa, và Tag, được cấu hình trong hệ thống chỉnh sửa hoạt hình, chỉnh sửa hình ảnh và Studio, mang đến khả năng tùy chỉnh linh hoạt cho người dùng.
Hình 1-10: Cấu hình chương trình Studio
AUTOBASE ngoài chương chình chỉnh sửa, chương trình thực hiện còn có chương trình chọn lựa ngôn ngữ, chương trình đăng ký, NET DLL vv…
THIẾT KẾ MÔ HÌNH HỆ THỐNG AUTOBASE SCADA
Sơ đồ khối hệ thống
Khối điều khiển , giám sát Màn hình HMI 7 inch
Khối điều khiển nhiệt TK4S
Khối giao tiếp I/O AIB-MT20
Khối cảm biến nhiệt độ PT100
Hình 1-11: Sơ đồ khối kết nối hệ thống
- Khối điều khiển nhiệt TK4S giao tiếp với cảm biến nhiệt PT100 và được điều khiển giám sát thông qua màn hình HMI, giao tiếp theo chuẩn RS-
- Khối PLC S7-200 được giám sát điều khiển thông qua màn hình HMI, giao tiếp theo chuẩn RS485
- Khối giao tiếp I/O mở rộng AIB-MT20 cho phép giao tiếp 8 ngõ vào số,
8 ngõ ra số, 2 ngõ vào tương tự, 2 ngõ ra tương tự
- Khối điều khiển và giám sát dùng màn hình HMI 7 inch, có sẵn hệ điều hành Windows CE.
Mô hình kết nối
Thiết kế một mô hình thí nghiệm kết nối sẵn với module điều khiển nhiệt độ TK4S, bao gồm các đầu kết nối cho thí nghiệm và cáp RS-485 để giao tiếp với PLC-S7-200 bên ngoài.
- Kết nối đồng hồ nhiệt TK4S:
Hình 1-12: Sơ đồ kết nối đồng hồ nhiệt TK4S của Autonics
Chân 15, 16: Kết nối với màn hình Autobase theo chuẩn RS485
Chân 10, 11, 12: Kết nối với cảm biến nhiệt độ PT100
Chân 5, 6: Kết nối với nguồn AC
Chân 3, 4, 13, 14: Kết nối với các thiết bị gia nhiệt hay quạt làm mát
Hình 1-13: Sơ đồ kết nối với PLC S7-200 theo chuẩn RS-485
Chân 3, 8 của port kết nối: Kết nối với màn hình Autobase theo chuẩn RS485
- Kết nối với module I/O mở rộng AIB-MT20:
Hình 1-14: Sơ đồ kết nối với module I/O mở rộng
Hình 1-15: Mô hình hoàn thiện.
THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ PT100
Giao tiếp đồng hồ nhiệt TK4S của Autonic với màn hình HMI Autobase
Thiết bị đồng hồ nhiệt này có cổng truyền thông RS485 và sử dụng giao thức theo chuẩn Modbus, mặc định cài đặt của thiết bị này như sau:
- Không sử dụng bit kiểm tra chẵn lẻ
Mô hình Autobase cho phép kết nối với một đồng hồ nhiệt và có thể mở rộng để kết nối nhiều đồng hồ nhiệt thông qua chuẩn mạng RS485, với khả năng cài đặt địa chỉ cho từng bộ điều khiển Hệ thống yêu cầu hiển thị nhiệt độ trên màn hình, cài đặt giá trị nhiệt độ, thay đổi chế độ Auto/Manual và hiển thị trạng thái ngõ vào DI của đồng hồ.
Các địa chỉ tham số liên quan đến vùng nhớ của đồng hồ nhiệt TK và chuẩn truyền thông Modbus của thiết bị được nêu rõ trong tài liệu hướng dẫn của đồng hồ nhiệt TK Series.
Bảng 3-1: Các địa chỉ parameter về vùng nhớ của đồng hồ nhiệt
* Các bước thực hiện project:
- Mở chương trình Project Manager chọn new sau đó đặt tên cho Project
Hình 3-1: Tạo dự án mới
- Sau đó nhấn nút soạn thảo (Edit) để chuyển sang chương trình Studio tạo giao diện
Hình 3-2: Giao diện của chương trình Studio
Tiếp theo, chúng ta sẽ thực hiện kết nối phần mềm Autobase với đồng hồ nhiệt thông qua chương trình Communication Server Chương trình này có khả năng kết nối với nhiều thiết bị khác nhau và cho phép chỉnh sửa các thông số kết nối phù hợp với từng thiết bị Communication Server sẽ truy cập vào vùng nhớ của thiết bị để thực hiện việc đọc và ghi các giá trị, từ đó giúp giám sát và điều khiển hiệu quả.
Trong phần "Edit Port File," người dùng cần chọn loại cổng kết nối phù hợp, bao gồm cổng nối tiếp, TCP/IP, và Modem Trong trường hợp này, cổng nối tiếp được sử dụng để đảm bảo kết nối hiệu quả.
Hình 3-3: Hiệu chỉnh thông số kết nối cho thiết bị
Trong mục "Select Port", người dùng có thể chọn một cổng và nhấp đúp chuột trái để thiết lập các thông số Phần mềm Autobase hiện cho phép sử dụng tối đa 10.000 cổng, điều này có nghĩa là nó có khả năng kết nối với 10.000 thiết bị khác nhau.
Hình 3-4: Chọn port để kết nối thiết bị
Hình 3-5: Cửa sổ thiết lập thông số
Trong hình 3.5, 'Read Cycle' và 'Write Cycle' biểu thị chu kỳ đọc và ghi của chương trình Communication Server Nếu kết nối với cổng chỉ có một thiết bị, hai thông số này nên được đặt là 0 Tuy nhiên, trong trường hợp một cổng kết nối với nhiều thiết bị, chẳng hạn như mạng RS-485, các thông số này cần phải khác 0 để đảm bảo có thời gian delay cho chương trình gửi yêu cầu và cho thiết bị phản hồi.
Để thiết lập thông số cho cửa sổ, người dùng cần xác định cổng COM đang sử dụng và điều chỉnh các thông số như tốc độ baud, data bit, stop bit và parity bit sao cho phù hợp với đồng hồ nhiệt.
Hình 3-7: Chọn Protocol cho đồng hồ nhiệt (chuẩn Modbus 2)
Hình 3-8: Chọn Protocol cho đồng hồ nhiệt (chuẩn Modbus 2)
Như ở hình 3-8 là các câu lệnh của chuẩn Modbus ví dụ :
- ‘2’ : địa chỉ của đồng hồ nhiệt,
- ‘3E8h’ : địa chỉ vùng nhớ lưu giá trị nhiệt độ của đồng hồ (Xem trong map memory của thiết bị);
- ‘0’ : địa chỉ buffer của chương trình Communication Server,
- ‘1’ : số Word chương trình đọc về
Trong hình trên, chúng ta đang kiểm tra các vùng nhớ liên quan đến nhiệt độ ngõ vào, cài đặt, ngõ vào DI, và chế độ Auto/manual Để biết thêm chi tiết, vui lòng tham khảo tài liệu của TK4S được cung cấp ở trên.
- Tương tự ta có thể đọc bất cứ vùng nhớ nào của đồng hồ nhiệt
ỨNG DỤNG GIAO TIẾP CẢM BIẾN NHIỆT ĐỘ VÀ PLC
Giao tiếp PLC S7-200 với màn hình Autobase
Để thiết lập thông số cho PLC kết nối với máy tính qua cổng RS-232, cần cấu hình tốc độ Baud ở mức 9600, địa chỉ PLC là 2, với dữ liệu truyền 8 bit, 1 bit dừng và bit kiểm tra sự kiện Tất cả các thông tin này có thể được tra cứu trong hướng dẫn sử dụng của PLC S7-200.
Bước đầu tiên trong lập trình PLC là viết một chương trình đơn giản để điều khiển 8 đèn sáng tuần tự từ Q0.0 đến Q0.7 Chương trình sẽ dừng lại sau khi hoàn thành 5 chu kỳ, và sẽ ngưng hoạt động khi ngõ vào I0.1 được bật.
- Mở chương trình Project Manager tạo mới như hình
Hình 4-2: Chọn chế độ hiệu chỉnh giao diện
Hình 4-3: Mở module để vẽ giao diện
Tiếp theo là kết nối với PLC để đọc vùng nhớ, mở chương trình
Kết nối phần cứng là bước quan trọng sau khi bạn đã tải xuống và thử nghiệm chương trình PLC Đầu tiên, hãy ngắt kết nối mô phỏng giữa Micro Win và PLC Sau đó, thực hiện kết nối với chương trình Communication của Autobase để hoàn tất quá trình.
Hình 4-4: Hiệu chỉnh thông số cho port trong chương trình Communication Server
Hình 4-5: Chọn thứ tự port để hiệu chỉnh thông số kết nối
Hình 4-6: Đặt tên và thiết lập thông số cho thiết bị
Hình 4-7: Chọn thông số cổng kết nối
Hình 4-8: Chọn giao thức kết nối với PLC S7-200
Hình 4-9: Chọn vùng nhớ giám sát và điều khiển PLC S7-200
Hình 4-10: Chọn địa chỉ và vùng nhớ trong PLC S7-200
Hình 4-10: Chọn vùng nhớ ngõ vào PLC S7-200
Hình 4-11: Thêm vùng nhớ khác trên PLC S7-200
Hình 4-12: Thêm vùng nhớ ngõ ra trên PLC S7-200
Hình 4-13: Thêm vùng nhớ ngõ ra trên PLC S7-200
Hình 4-14: Kết quả lựa chọn các vùng nhớ để giám sát trên PLC S7-200
Hình 4-15: Kết quả sau khi thiết lập.
