Báo cáo thực tập tốt nghiệp lập trình plc s7300 và hệ thống scada ppt

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ GVHD : TS. Nguyễn Thiện Thành SV : Nguyễn Phước Lộc MSSV : 40901457 TP.HCM - 08/2013 i LỜI CẢM ƠN Được sự hỗ trợ và giúp đỡ của Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam, em đã có cơ hội được nghiên cứu và tìm hiểu về hệ thống PLC và SCADA của Siemens Automation trong quá trình thực tập tốt nghiệp. Đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến anh Trần Văn Hiếu, người đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn em trong thời gian thực tập tại công ty. Em cũng xin cảm ơn thầy Phạm Phú Thọ và các anh chị trong Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam đã giúp đỡ em trong suốt quá trình thực tập. Ngoài ra em cũng xin cảm ơn thầy Nguyễn Thiện Thành, người đã định hướng, giúp đỡ để em có thể hoàn thành khóa thực tập này. Cuối cùng em cũng xin cảm ơn sự giúp đỡ và hỗ trợ nhiệt tình của các bạn trong nhóm thực tập . Tp.HCM, ngày 10 tháng 08 năm 2013. Em xin chân thành cảm ơn. ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP NHẬN XÉT CỦA CÔNG TY TNHH KỸ THUẬT PLC VIỆT NAM: ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: Người hướng dẫn: K.Sư Trần Văn Hiếu Xác nhận của đơn vị thực tập iii NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: iv NỘI DUNG THỰC TẬP - Tìm hiểu về PLC S7-300, lập trình các hệ thống MPS 300 bằng phần mềm TIA Portal - Sử dụng phần mềm WinCC 7.0 để thiết kế hệ thống điều khiển giám sát - Tìm hiểu về các phần mềm OPC: Kepware, IBH OPC - Tìm hiểu các chuẩn truyền thông MPI, Profinet MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP ii NỘI DUNG THỰC TẬP iv PHẦN 1 LẬP TRÌNH PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀM SCADA 7 CHƯƠNG 1 LẬP TRÌNH SCL S7-300 TRÊN STEP7 MANAGER 7 CHƯƠNG 2 LẬP TRÌNH S7-300 TRÊN PHẦN MỀM TIA PORTAL 13 1). Giới thiệu về phần mềm TIA portal 13 2). Sử dụng TIA portal để cấu hình cho các trạm MPS 300 13 CHƯƠNG 3 KẾT NỐI CÁC PHẦN MỀM SCADA VỚI S7300 VÀ OPC SERVER 17 I) GIAO TIẾP S7-300 VỚI CÁC PHẦN MỀM SCADA THÔNG QUA CÁP USB MPI 17 1. Kết nối S7-300 với WinCC 17 2. Kết nối S7-300 với các phần mềm SCADA khác 19 A. Cấu hình các thông số trên phần mềm IBH OPC Server 20 B. Cấu hình trên phần mềm Citect SCADA để liên kết với IBH OPC 24 II) GIAO TIẾP S7-300 VỚI CÁC PHẦN MỀM SCADA THÔNG QUA CÁP ETHERNET 27 A. Cấu hình cho PLC 27 B. Cấu hình cho máy tính 32 C. Cấu hình cho OPC Server 33 CHƯƠNG 4 TRAO ĐỔI DỮ LIỆU TỪ WINCC VÀ SQL DATABASE 37 PHẦN 2 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT TRẠM MPS 44 A. TRẠM CUNG CẤP 44 1. Chức năng 44 2. Các module và I/O 45 3. Lập trình chương trình điều khiển 48 4. Thiết kế chương trình giám sát 57 B. TRẠM PHÂN LOẠI SẢN PHẪM 60 1) Chức năng 61 2) Các module và I/O 61 3) Lập trình chương trình điều khiển 63 4) Thiết kế chương trình giám sát 69 C. TRẠM BỒN NƯỚC - EDUKIT PA 72 1. Giới thiệu hệ thống bồn nước: 72 2. Cấu tạo: 72 3. Kết nối hệ thống với PLC S7-300: 76 4. Giải thuật PID ổn định mực nước và lập trình khối PID bằng Ngôn ngữ SCL 77 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 1 Lập trình SCL S7300 trên Step7 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 7 GVHD: TS. Nguyễn Thiện Thành PHẦN 1 LẬP TRÌNH PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀM SCADA  CHƯƠNG 1 LẬP TRÌNH SCL S7-300 TRÊN STEP7 MANAGER Ngôn ngữ SCL (STRUCTURED CONTROL LANGUAGE) là một cách lập trình của Step7 bên cạnh các cách lập trình khác như LAD, STL, FBD, GRAPH. Cách viết chương trình SCL dựa theo Pascal , thường ứng dụng để viết các thuật toán phức tạp , các hàm toán học, quản lý dữ liệu và công thức pha chế, tối ưu quá trình. Chương trình SCL đặt trong folder Sources. Để viết một chương trình SCL ta click phải vào khối Source và chọn như hình: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 1 Lập trình SCL S7300 trên Step7 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 8 GVHD: TS. Nguyễn Thiện Thành Một chương trình theo ngôn ngữ SCL có cấu trúc như sau: FUNCTION FC1: VOID VAR_INPUT IN1: INT; END_VAR VAR_OUTPUT OUT1: INT; END_VAR VAR_IN_OUT IN_OUT1: INT; END_VAR VAR_TEMP TEMP1: INT; END_VAR BEGIN END_FUNCTION Để có được cấu trúc như trên ta thực hiện như hình sau: Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 1 Lập trình SCL S7300 trên Step7 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 9 GVHD: TS. Nguyễn Thiện Thành Ví dụ sau đây trình bày cách viết khối FC3 có chức năng gộp (combine) hai kiểu dữ liệu từ đầu vào là kiểu DATE và kiểu TIME_OF_DAY thành một kiểu dữ liệu duy nhất là DATE_AND_TIME. ** Kiểu dữ liệu dạng DATE được lưu trữ trong S7 bằng 1 word ( 2byte). Giá trị của ô nhớ chứa kiểu dữ liệu dạng này sẽ là số ngày tính từ mốc 01-01-1990 (ô nhớ này chứa giá trị 0 sẽ là ngày 01-01-1990). Định dạng của kiểu dữ liệu này là DATE# hoặc D# Ví dụ ô nhớ MW0 chứa kiểu dữ liệu là DATE, và giá trị của ô nhớ này là 5, thì có nghĩa là ngày được lưu ở MW0 là ngày 06-01-1990, tương tự giá trị 200 sẽ là ngày 20-07-1990. ** Kiểu dữ liệu TIME_OF_DAY được lưu trữ trong S7 bằng 2word (4byte), cho biết thời gian trong 1 ngày. Giá trị của ô nhớ chứa kiểu dữ liệu dạng này sẽ là tổng số milisecond. Định dạng của kiểu dữ liệu này là TIME_OF_DAY# hoặc TOD# Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 1 Lập trình SCL S7300 trên Step7 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 10 GVHD: TS. Nguyễn Thiện Thành Ví dụ ô nhớ MD0 chứa kiểu dữ liệu dạng TIME_OF_DAY và giá trị của ô nhớ này là 3 600 000 thì có nghĩa thời gian đang là 1 giờ ( 60*60*1000), hay nói cách khác có nghĩa là nếu ta move TOD#1:00:00 vào ô nhớ MD0 thì ô nhớ này có giá trị là 3 600 000 ** Kiểu dữ liệu DATE_AND_TIME được lưu trữ theo mãng gồm 8 byte BCD liên tiếp: Bytes Content Range 0 Year 1990 to 2089 1 Month 01 to 12 2 Day 1 to 31 3 Hour 0 to 23 4 Minute 0 to 59 5 Second 0 to 59 6 2 MSD (most significant decade) of ms 00 to 99 7 (4 MSB) LSD (least significant decade) of ms 0 to 9 7 (4 LSB) Weekday 1 to 7 (1 = Sunday) FUNCTION FC3 : DATE_AND_TIME VAR_INPUT IN_TIME: TOD; IN_DATE: DATE; END_VAR VAR_TEMP IN_DATE_TEMP : DATE; DATE_VALUE AT IN_DATE_TEMP : INT; y,m, ddd, mm, dd, mi : DINT; g : DINT; day : DINT; month : DINT; year : DINT; IN_TIME_TEMP : TOD; TIME_VALUE AT IN_TIME_TEMP : DINT; totalSeconds , totalMinutes : DINT; currentMinute , currentSecond , currentMiliSec, totalHours :INT; MSD_milisec, LSD_milisec, Other : INT; S, Ngay_Trong_Tuan : DINT; so_ngay_tinh_tu_dau_nam : DINT; OUT_DATE_TIME : DATE_AND_TIME; // Tạo con trỏ để trỏ về 8 byte lưu trữ của kiểu DATE_AND_TIME STUFF AT OUT_DATE_TIME : STRUCT Year : BYTE; Month : BYTE; Day : BYTE; Hour : BYTE; [...]... Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Chương 2 Lập trình S7-300 trên phần mềm TIA portal Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Bước tiếp theo ta thêm module DI/DO và module truyền thông vào: + Kéo và thả module DI/DO vào rack thứ 4 + Kéo và thử module truyền thông vào rack thứ 5 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 15 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Chương 2 Lập trình S7-300 trên... DI/DO và module truyền thông vào: + Kéo và thả module DI/DO vào rack thứ 4 SV: Nguyễn Phước Lộc trang 29 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server + Kéo và thử module truyền thông vào rack thứ 5 Cuối cùng ta đặt địa chỉ IP cho PLC, và download cấu hình xuống PLC Click đúp vào cổng PROFINET và. .. Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server Chú ý: Nếu ở bước này phần mềm báo kết nối không thành công hoặc báo về sai số hiệu PLC thì ta phải kiểm tra lại cấu hình phần cứng của PLC như slot, địa chỉ MPI … f) Tạo các Tag để liên kết với PLC SV: Nguyễn Phước Lộc trang 22 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp. .. Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server d) Tạo các Tag để liên kết với PLC SV: Nguyễn Phước Lộc trang 18 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server 2 Kết nối S7-300 với các phần mềm SCADA khác Đối... trang 30 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server Đặt địa chỉ IP Download cấu hình xuống PLC SV: Nguyễn Phước Lộc trang 31 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server B Cấu hình cho máy... Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server - Nhấp NEXT, các thông số khác chọn theo mặc định Tạo một device, chon model là S7-300 - Gõ vào địa chỉ IP của PLC SV: Nguyễn Phước Lộc trang 34 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA. .. GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server chọn “Configure a device” Chọn CPU, sau đó ấn Enter SV: Nguyễn Phước Lộc trang 28 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server Ta được giao diện... Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server Chú ý: Địa chỉ của các Tag sẽ có dạng “Tên PLC. Group.Item” Ví dụ: Tag có địa chỉ là PLC1 .Generic.I0_0 ( do cách đặt tên ở phần mềm IBH OPC editor) SV: Nguyễn Phước Lộc trang 26 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam... Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam Chương 3 Kết nối các phần mềm SCADA với S7-300 và OPC server Phần sau sẽ trình bày cách kết nối Citect SCADA với PLC S7-300 qua phần mềm IBH OPC Server A Cấu hình các thông số trên phần mềm IBH OPC Server a) Trên giao diện chính của phần mềm b) Chọn S7 Simatic NET SV: Nguyễn Phước Lộc trang 20 GVHD: TS Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập. .. Nguyễn Thiện Thành Báo cáo thực tập tốt nghiệp Chương 2 Lập trình S7-300 trên phần mềm TIA portal Công ty TNHH Kỹ Thuật PLC Việt Nam CHƯƠNG 2 LẬP TRÌNH S7-300 TRÊN PHẦN MỀM TIA PORTAL 1) Giới thiệu về phần mềm TIA portal Phần mềm TIA portal là phần mềm tự động hóa tích hợp vừa được hãng Siemens giới thiệu vào cuối năm 2010 Chức năng của phần mềm vừa có thể lập trình cho các dòng PLC của hãng như S7-200, . QUẢ THỰC TẬP ii NỘI DUNG THỰC TẬP iv PHẦN 1 LẬP TRÌNH PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀM SCADA 7 CHƯƠNG 1 LẬP TRÌNH SCL S7-300 TRÊN STEP7 MANAGER 7 CHƯƠNG 2 LẬP. 3. Kết nối hệ thống với PLC S7-300: 76 4. Giải thuật PID ổn định mực nước và lập trình khối PID bằng Ngôn ngữ SCL 77 Báo cáo thực tập tốt nghiệp Công