ngành khoa học kỹ thuật việc thiết kế đồ án môn học

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Thành phố HCM Ngày Tháng Chữ ký giáo viên Năm 2009 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Thành phố HCM Ngày Tháng Chữ ký giáo viên Năm 2009 LỜI CẢM ƠN Ngày nay, ngành kỹ thuật điều khiển đóng vai trị quan trọng Ở nước ta công nghiệp phát triển, ngành kỹ thuật điều khiển ứng dụng rộng rãi mang lại nhiều thành tựu lớn lĩnh vực điều khiển như: hàng không, đường bộ, đường sắt, tòa nhà cao tầng nhiều thiết bị công nghiệp thông minh khác Trong trình học tập nghiên cứu sinh viên ngành khoa học kỹ thuật việc thiết kế đồ án môn học làm luận văn tốt nghiệp điều cần thiết Giúp cho em cố kiến thức học nhà trường, để em có đủ khả trường tìm việc làm Do thời gian có hạn kiến thức cịn hạn chế, nên q trình thực khơng tránh sai lầm, thiếu sót Rất mong góp ý giúp đỡ quý thầy cô, nhằm giúp em học hỏi thêm kinh nghiệm tránh khỏi sai phạm, thiếu sót Em xin chân thành cám ơn thầy Hồng Minh Trí tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Xin cám ơn tất quý thầy cô tận tình giảng dạy cho em suốt trình học Sinh viên thực Phạm Bá Nhiệm MỤC LỤC CHƯƠNG I: Hệ thống SCADA 1.1 Khái niệm SCADA 1.2 Nguyên tắc hoạt động hệ SCADA .2 1.3 Chức nhiệm vụ hệ thống SCADA 1.3.1 giám sát phân tích hoạt động sản xuất 1.3.2 hoạt động theo chương trình điều khiển 1.3.3 kiểm tra chất lượng 1.3.4 quản lí q trình sản xuất 1.4 phân loại hệ thống SCADA 1.4.1 hệ thống SCADA mờ (Blind) 1.4.2 hệ thống SCADA độc lập 1.4.3 hệ thống SCADA mạng 1.4.4 hệ thống SCADA xử lí đồ họa thơng tin thời gian thực 1.5 tiêu chuẩn đánh giá 1.5.1 tiêu chuẩn 1.5.2 đặc tính tiêu chuẩn 1.5.3 tạo dựng ứng dụng SCADA tối thiểu đòi hai yêu cầu 1.5.4 cơng nghệ đối tượng thành phần tính mở 1.5.5 SCADA mạng internet 1.5.6 xu hướng phát triển CHƯƠNG II: giới thiệu Wonderware 2.1 welcom to InTouch 2.1.1 Special InTouch Features 10 2.1.2 System Requirements 11 2.1.3 Running InTouch for the First Time 11 2.1.4 using the InTouch Application Manager 13 2.2 The Application Manager’s Tools 16 2.3 WindowMaker Program Elememts 18 2.3.1 The WindowMaker GUI 18 2.3.2 the Application Explorer 19 2.3.3 Navigating in the Application Explorer .19 2.3.4 Adding Application to the Application Explorer .25 2.3.5 General Toolbar 27 2.4 Tagname Dictionary 34 2.4.1 Tagname Dictionary special Features 35 2.4.2 Tagname Types 35 2.4.3 Defining aNew Tagname 37 2.4.4 Defining Memory Discrete Tagname Details 38 2.4.5 Defining Memory Analog Tagname Details 39 2.4.6 Defining Memory Message Tagname Details 39 2.4.7 Defining I/O Discrete Tagname Details 39 2.4.8 Defining I/O Analog Tagname Details 40 2.4.9 Defining I/O Message Tagname Details 41 2.4.10 Defining Discrete Tagname Conditions 41 2.4.11 Creating a superTag Template Structure 42 2.4.12 Editing SuperTag Templates and Mmber Tagnames .49 2.4.13 Defining SuperTag Template Instances 49 2.4.14 Remote Tagname Referencing .50 2.4.15 Dynamic Refegence Addressing (DRA) 52 2.5 Creating Animation Links 52 2.5.1 Common Animation Link Features 53 2.5.2 Animating Objects .54 2.5.3 Creating User Input Touch Links 54 2.5.4 Creating Slider Touch Links 56 2.5.5 Creating Touch Pushbuttons Touch Links .57 2.5.6 Creating Display Links 59 2.5.7 Creating Object Size Links 61 2.5.8 Creating Location Links 62 2.5.9 Creating percent Fill Links 63 2.5.10 Creating Miscellaneous Links 65 2.5.11 Creating Value Display Links 66 2.6 Creating QuickScripts in InTouch 68 2.6.1 QuickScripts Editor 68 2.6.2 Application Scripts 69 2.6.3 Window Scripts 70 2.6.4 Key Scripts 71 2.6.5 Touch Pushbutton Action Scripts 72 2.6.6 Assgning a Key Equipvalent to a Script 72 2.6.7 Condition Scripts 72 2.6.8 Data Change Scripts 73 2.6.9 ActiveX Event Scripts 74 2.6.10 QuickFuntions 75 2.6.11 Using Local Variables 76 2.6.12 Creating FOR-NEXT Loop Scripts 76 CHƯƠNG III: HOST LINK I/O SERVER 3.1 Giới thiệu PLC Omron 81 3.1.1 Khái niệm hệ thống điều khiển 81 3.1.2 Khái niệm PLC 81 3.1.3 Vai trò Creatingủa PLC 88 3.2 I/O Communications 89 3.2.1 Supported Communication Protocols 89 3.2.2 InTouch Axxess Names 89 3.2.3 Defining an I/O Item in InTouch 92 3.3 OMRON HOSTLINK 94 3.3.1 Connecting the Computer to the HostLink .95 3.3.2 The confining Menu 95 3.3.3 Configuring the I/O Server Settings 96 3.3.4 Item Names .98 3.3.5 Monitoring the Status of Communications 99 CHƯƠNG IV: GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN TÒA NHÀ CAO TẦNG 4.1 Địa PLC sử dụng 103 4.2 mạch so sánh 104 4.3 Giao diện chương trình 104 4.4 Mô tả 105 TÓM TẮT LUẬN VĂN ¾ Tìm hiểu PLC Omron ¾ Tìm hiểu phần mềm Wonderware ¾ Tìm hiểu cách giao tiếp PLC Wonderware ¾ Thiết lập mơ hình hệ thống điện tịa nhà cao tầng ¾ Lập trình thiết kế giao diện giám sát điều khiển hệ thống điện TÀI LIỆU THAM KHẢO Hướng dẫn sử dụng phần mềm Wonderware CD InTouch Wonderware Hướng dẫn sử dụng host link Omron CD I/O server Wonderware Và luận văn khóa trước PLC Omron CD Omron Chương : Hệ thống SCADA Chương 1: Hệ Thống SCADA 1.1 Khái niệm SCADA Hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu (SCADA) phương thức tiên tiến điều khiển hệ thống sản xuất tự động công nghiệp Hệ SCADA đời vào năm 80 sở ưng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính mạng truyền thơng cơng nghiệp SCADA (Supervisory control and acquisition) cách tổng quát hệ thống điều khiển giám sát hổ trợ người việc quan sát điều khiển từ xa cấp cao hệ thống điều khiển thông thường Việc quan sát điều khiển phải thông qua hệ thống truy cập truyền tải liệu cần có giao diện người_máy (Human_Machine interface HMI) Tùy theo tính chất cơng việc mà hệ SCADA thường phải có đủ thành phần sau đây: + Giao diện người máy: sơ đồ cơng nghệ, phím thao tác, đồ thị… + Cơ sở hạ tầng truyền thông công nghiệp + Phần mềm cho thiết bị PLC + Cơ sở liệu + Các chức hỗ trợ trao đổi tin tức (message) xử lý cố (alarm) hỗ trợ lập báo cáo (reporting) HMI phần hệ thống SCADA, nhiên cấp điều khiển giám sát mà cấp thấp người ta cần giao diện người máy phục vụ quan sát thao tác vận hành cục Vì lý giá thành, đặc tính kỹ thuật phạm vi chức năng, cấp gần với trình kỹ thuật bảng vận hành (operater pannel) chuyên dụng chiếm vai trị quan trọng Sự tiến cơng nghệ thông tin với chiếm lĩnh thị trường hệ điều hành Window NT công nghệ Microsoft thúc đẩy công cụ tạo dựng phần mềm SCADA theo chiều hướng mới: sử dụng PC Window NT làm cài đặt phát triển Từ phạm vi nhỏ lúc đầu, hệ SCADA phát triển Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server Để thay đổi Access Name, chọn Access name list click Modify.Hộp thoại Modify Access Name sẻ xuất Sau thay đổi changes, click Ok hộp thoại Modify Access Name sẻ biến Click Close Để xóa Access Name, chọn Access name list , click Delete Thông báo hỏi bạn chắn muốn xóa khơng ? click Yes để xóa 3.2.3 Defining an I/O Item in InTouch InTouch nhận data từ ứng dụng khác bạn xác nhận ( define ) I/O type tagnames Tagname Dictionary Mỗi I/O type tagname tham chiếu đến giá trị hợp lệ I/O Server program To define an I/O type tagname: Chọn menu Special, click Tagname Dictionary, Application Explorer, double-click Tagname Dictionary Hộp thoại Tagname Dictionary xuất Click New 92 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server − Tagname: tên tagname bạn muốn đặt Tagname dài 32 ký tự phải bắt đầu chữ (A-Z a-z) ký tự cịn lại :A-Z, a-z, 0-9, !, @, -, ?, #, $, %, _, \, /và & Click type Chọn tagname type Chọn I/O type for the tagname: + I/O Discrete True, On, Yes (1) or False, Off, No (0) + I/O Integer: số nguyên + I/O Real: số thực + I/O Message: chuỗi Sau chọn I/O type, click OK Hộp thoại sau xuất Ví dụ, bạn chọn I/O Integer 93 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server Chỉ định (Specify) chi tiết cho việc xác nhận Click Access Name hộp thoại Access Name xuất Double-click Access Name bạn muốn sử dụng chọn click Close Access Name mà bạn chọn that you selected xuất thêm nút Access Name Item: vùng data I/O Click Close 3.3 OMRON HOSTLINK + Application Name: Tên ứng dụng dùng để truy cập trường hợp này, ta sử dụng OMRON nên applition name là: OMRONHL + Topic Name: Tên để In Touch sử dụng Ví dụ: HLPLC + Item Name: Địa nhớ OMRON Ví dụ: relay, timer, couner, register… 94 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server 3.3.1 Connecting the Computer to the Host Link OMRON kết nối với máy tính qua RS-232 25-Pin at Host Computer 9-Pin at Host Computer 3.3.2 The Configure Menu Configuring a Communication Port Sử dụng Com Port Setting menu configure để thiết lập cấu hình giao tiếp với OMRON Configuring a Topic Defnition Sử dụng Topic Definition menu Configure để tạo (create new), sửa chữa (modify), hoăc xóa (delete), Topic definition 95 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server OMRONHL Topic Definition: bạn click New Modify Topic Definition 3.3.3 Configuring the I/O Server Settings Sử dụng Server Setting menu Configure để thay đổi thời gian giao tiếp (protocol timer) 96 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server Saving the I/O Server’s Configuration File 97 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server 3.3.4 Item Name Unsigned/signed Fornat Bao gồm: 16 – bit không dấu (0 - 65535), 16-bit có dấu (-32768 – 32767) BCD Format BCD Format (binary Coded Decimal) Để real/write kiểu số dạng BCD, ta cần thêm vào sau item name ký tự “B” ví dụ: item name DM100B read/write dạng số BCD Long format (Signed/BCD) 32-bit long integer: -2,147,483,648 đến 2,147,483,647 dạng BCD (0 đến 99,999,999) ASCII Strings Format Bao gồm: low-order Byte, High-order Byte MSB LSB DM1041 42 “AB” DM1143 44 “CD” DM1245 46 “EF” Read: DM10 – DM12C returns ABCDEF DM10 – DM11D returns AC DM10 - DM12E returns BDF Write: DM10 – DM12C after written with “test” MSB LSB DM1054 65 “Te” DM1173 74 “st” DM120 “ ” DM10 – DM12E after written with “ABCDE” MSB LSB DM100 41 “A” DM110 42 “B” 98 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server DM120 43 “C” C-Series Programmable Controller Với OMRON Host Link, Item names ln có ký tự đầu vùng nhớ, theo sau ký tự Ví dụ: DM9999 Item Name Description IR* Internal Relay area CH*Alias for IR RH* Holding Relay area AR* Auxiliary Relay area LR* Latching Relay area DM* Data Memory area PV* Present Value for timer/Counters TC** Completion Flag for timer/Counters Cấu trúc Item name: nncccbb Với: Nn tên vùng nhớ: IR, CH, HR, DM, LR, AR, PV CCC kênh Bb bit Ví dụ: DM00015 vùng nhớ dm, kênh 000, bit 15 3.3.5 Monitoring the status of Communications Status liên kết thành công, ngược lại Using the status item in Excel: =OMRONHL tên ứng dụng giao tiếp HLPLC topic name PLC Reading Valuees from the I/O Server into Excel Giá trị I/O truy xuất từ Excel: =applicationname|topicname!itemname Ví dụ: =OMRONHL|HLPLC!DM100 99 Chương : Wonderware Omron Host Link I/O Server Với: OMRONHL tên ứng dụng giao tiếp HLPLC topic name PLC DM100 địa ô nhớ (item name) Writing vvalues to the I/O Server from Excel Giá trị I/O dược viết từ Microsoft Excel đến I/O lệnh POKE Macro Channel=INITATE (‘applicationname’, ‘topicname’) =POKE(channel, ‘itemname’, Data_Reference) =TERMINATE (channel) =RETURN() Mô tả: Channel=INITIATE(‘applicationname’, ‘topicname’): mở kênh để truy xuất =POKE(channel, ‘itemname’, Data_Reference) =TERMINATE(channel): đóng =RETURN(): kết thúc 100 Chương : Giám sát điều khiển hệ thống điện nhà cao tầng CHƯƠNG 4: Giám sát điều khiển hệ thống điện tòa nhà cao tầng Trong xu nay, ngày có nhiều tòa nhà cao tầng xây dựng nên để phục vụ việc: kinh doanh, làm việc, nghiên cứu đặt biệt la chỗ cho người Bên cạnh việc thiết kế quản lý hệ thống điện tòa nhà cao tầng để đảm bảo hợp lý an toàn cho người vấn đề quan trọng hàng đầu Để thực tốt vấn đề đó, địi hỏi phải có đội ngũ nhân lực (tổ chức) chịu trách nhiệm giám sát điều khiển hệ thống, kịp thời phát khắc phục cố xảy cách nhanh chống để đảm bảo an tồn cho người tịa nhà Ngày nay, hệ thống máy tính “số hóa” thay hầu hết cơng việc nặng nhọc, địi hỏi sức lao động người… việc dùng hệ thống máy tính để giám sát điều khiển hệ thống điện khả thi tiết kiệm Ngoài việc điều khiển máy vi tính cịn đảm bảo tính xác, nhanh chống, tiết kiệm … Do phạm vi đề tài này, áp dụng hệ thống SCADA vào việc giám sát điều khiển hệ thống điện tòa nhà cao tầng Hệ thống SCADA se nhận tín hiệu từ cảm biến gắn thiết bị điện Máy tính kiểm tra, xử lí liệu gởi đồng thời hiển thị thơng số kỹ thuật lên hệ thống hình Máy tính thực cơng việc tự động giám sát phát tín hiệu điều khiển đến thiết bị chấp hành tạo nên vịng giám sát điều khiển kín Việc điều khiển giám sát gồm hai phận: − Con người theo dõi điều khiển (trên hệ thống điện hình) − Máy tính giám sát điều khiển Phạm vi đề tài tơi giám sát điều khiển đóng ngắt thiết bị điện tịa nhà Mơ hình cho việc tơi giám sát điều khiển hệ thống điện tầng tòa nhà Đối với tầng có thiết bị đóng ngắt chịu trách nhiệm cung cấp điện cho riêng tầng Để điều khiển thết bị dùng PLC Omron, số lượng phịng nhiều ta mở rộng ra, PLC chịu trách nhiệm tầng PLC liên kết với để tạo mạng PLC Máy tính 101 Chương : Giám sát điều khiển hệ thống điện nhà cao tầng trung tâm chịu trách nhiệm thu nhập tất thông tin đưa qua mạng PLC xử lý Nếu có cố từ tầng đó, máy tính phát lệnh ngắt điện tầng 102 Chương : Giám sát điều khiển hệ thống điện nhà cao tầng 4.1 Địa PLC sử dụng 103 Chương : Giám sát điều khiển hệ thống điện nhà cao tầng 4.2 Mạch so sánh Sơ đồ: 5v 5v 220v + R3 24v R2 LM339 PLC S R1 R S 5v + PLC - 5v 119LNS LM339 Tai Nguyên lý: dùng cảm biến dịng, sau đưa vào mạch so sánh Sau qua điện trở ta lấy áp so sánh để đưa vào mạch so sánh Với giá trị ngưỡng, ta có tín hiệu đưa vào PLC Nếu tín hiệu 1, tức dòng Nếu hai 0, tức thấp dịng 4.3 Giao diện chương trình 104 Chương : Giám sát điều khiển hệ thống điện tồ nhà cao tầng 4.4 Mơ tả Mơ hình gồm tầng (mơ tả tầng tịa nhà), tầng có hệ thống đóng ngắt điện riêng Các tải (đèn, ổ cắm …) mơ hình cho tải tầng Khi ta nhấn nút ON, PLC đóng nguồn, đèn đỏ hiển thị Khi nhấn nút OFF, PLC ngắt nguồn, đèn xanh hiển thị Nếu mạch so sánh phát trường hợp dòng thấp dòng PLC báo động qua đèn vàng Mở rộng, sau báo động vòng phút mạch so sánh phát tự động ngắt nguồn Ngồi ta cịn hẹn đóng ngắt … 105 Kết luận KẾT LUẬN Vì nội dung báo cáo có hạn nên tơi khơng thể trình bày tất phần mềm Wonderware Các bạn tìm hiểu thêm phần hướng dẫn CD chương trình kèm theo Wonderware Lần làm quen với Wonderware nên đề tài cịn có phần hạn chế Hướng mở rộng đề tài lớn… ta điều khiển tất hoạt động tòa nhà thơng qua cảm biến… Vì giám sát điều khiển máy tính nên việc quản lý tịa nhà dễ dàng trước nhiều Ngoài Wonderware cịn liên kết với sở liệu khác Access, SQL…Vì phạm vi đề tài thời gian có hạn nên tơi khơng thể tìm hiểu hết tất tính ưu việt Wonderware Mong sau tơi có dịp nghiên cứu thêm Wonderware 106 ... Application Manager’s toolbar status bar (thanh trạng thái) hiển thị To hide the toolbar: Trên menu View, chọn Toolbar To hide the status bar: Trên menu Veiw, chon status Bar 16 Chương : Giới thiệu... 31 Chương : Giới thiệu Wonderware View Toolbar: View toolbar bao gồm lệnh menu view 32 Chương : Giới thiệu Wonderware Arrange Toolbar: Arrange toolbar bao gồm lệnh menu Arrange 33 Chương : Giới... Wizards/ ActiveX toolbar mặc định bao gồm công cụ mà bạn chọn selection Dialog box Tuy nhiên bạn them ActiveX control vào toolbar Format Toolbar Format toolbar bao gồm công cụ xử lý đối tượng Text