Phân tích nguyên lý làm việc hệ thống điều khiển
Nhiệm vụ hệ thống
Nhiệm vụ của dự án là thiết kế chương trình điều khiển hệ thống xoay và trộn các thùng đựng bột erbia Các thùng sẽ được xếp dọc theo băng chuyền, và hệ thống sẽ tự động đưa từng thùng vào thiết bị xoay và trộn trước khi thải sản phẩm ra ngoài Chương trình này không bao gồm việc điều khiển băng tải, với giả thiết rằng băng tải luôn hoạt động liên tục.
Mô tả hệ thống
Hệ thống hoạt động như sau:
Các thùng được sắp xếp dọc theo băng chuyền và tiếp điểm LS_4 Khi các cảm biến PS_1, PS_2, PS_3 và LS_1 không hoạt động, nhưng LS_2 có tác động, thì CYL_3 và CYL_4 sẽ hoạt động để đưa thùng vào thiết bị lật và rời khỏi vị trí LS_4.
• Khi thùng đưa vào thiết bị quay, cảm biến PS_1 tích cực, sau đó PS_2 tích cực. Ngay sau đó PS_1 không tích cực, CYL_4 thu lại.
• Khi CYL_4 thu lại xong, PS_1 và PS_3 không tích cực, PS_2 tích cực CYL_1 giãn ra để giữ thùng trong thiết bị quay.
• Khi LS_3 tích cực báo hiệu thùng đã được chốt giữ, CYL_ 2 giãn ra để lật thiết bị quay.
Khi LS_1 phát hiện thiết bị xoay đã nằm ngang, động cơ MOTOR_1 sẽ hoạt động trong một phút để trộn đều hỗn hợp bột Sau khi động cơ dừng hoạt động, CYL_2 sẽ thực hiện quá trình nén lại.
• Khi LS_5 tích cực báo hiệu thiết bị xoay trở lại chiều dọc, CYL_1 nén lại
• Khi LS_2 tích cực, CYL_4 giãn ra cho tới khi LS_6 tích cực (báo CYL_4 giãn tối đa) Sau đó CYL_3 và CYL_4 cùng nén lại.
Hệ thống trở lại trạng thái ban đầu với các thông số như sau: CYL_1, 2, 3 và 4 ở trạng thái nén; LS_1, LS_3 và LS_4 không tích cực; LS_2 và LS_5 ở trạng thái tích cực; PS_1, 2, 3 không tích cực Quá trình này tiếp tục lặp lại.
Quá trình khởi tạo lại trong bước 8 không giống như nút khởi tạo lại
Khi đầu ra điều khiển xilanh khí nén tích cực, xilanh giãn ra Khi đầu ra không tích cực, xilanh nén lại.
Hệ thống được trang bị nút khởi động và nút dừng Khi nhấn nút khởi động lần đầu tiên, nếu không có thùng ở vị trí các tiếp điểm và cảm biến, hệ thống sẽ không hoạt động Nút dừng sẽ ngừng toàn bộ hoạt động của hệ thống, và các đầu ra sẽ không còn tích cực, ngoại trừ các đầu ra điều khiển CYL_1, CYL_2 và CYL_3 Bộ định thời đếm thời gian trộn cần phải được lưu trữ Nếu nhấn nút khởi động trong trạng thái dừng, hệ thống sẽ khôi phục hoạt động tại thời điểm trước khi dừng.
Hệ thống được trang bị nút khởi tạo lại, cho phép khởi động lại khi cần thiết Khi nút này được kích hoạt, bộ phận lật sẽ xoay về hướng dọc, và thùng sẽ được nhả ra khỏi vị trí chốt giữ, rời khỏi trạm làm việc.
Chương trình khởi tạo lại các bước và chờ thùng tiếp theo tới trạm.
Các đầu vào / ra được định nghĩa như sau
START_PB Nút khởi động, NO Tích cực khi khởi động
STOP_PB Nút dừng, NC Không tích cực khi cần dừng hệ thống
RESET_PB Nút khởi động lại, NO Tích cực khi đưa hệ thống về trạng thái ban đầu.
LS_1 Khóa giới hạn báo vị trí nằm ngang, tích cưc khi thiết bị quay nằm ngang.
LS_2 Khóa giới hạn báo trạng thái của thiết bị chốt giữ thùng, tích cực khi không có thùng trong thiết bị chốt giữ.
LS_3 Khóa giới hạn báo trạng thái của thiết bị xoay, tích cực khi thùng đang nằm trong thiết bị quay.
LS_4 Khóa giới hạn báo thùng trên băng chuyền 1, tích cực khi có thùng trong vị trí có thể chuyển sang thiết bị quay.
LS_5 Khóa giới hạn báo vị trí thang đứng, tích cực khi thiết bị quay ở vị trí thang đứng.
LS_6 Khóa giới hạn báo vị trí giãn tối đa của CYL_4, tích cực khi khỏi vị trí chốt giữ và thiết bị quay.
CYL_1 Điều khiển xilanh giữ thùng, tích cực khi cần chốt giữ và không tích cực khi cần nhả.
CYL_2 Điều khiển xilanh lật, tích cực khi cần xoay ngang thiết bị quay và không tích cực khi cần trở về vị trí thang đứng.
CYL_3 Điều khiển xilanh cửa, tích cực khi cần giãn ra ngăn không cho thùng tiếp theo vào và không tích cực khi cần thu lại.
CYL_4 là thiết bị điều khiển xilanh đẩy thùng, hoạt động tích cực khi cần giãn ra để đưa thùng vào vị trí thiết bị quay hoặc ra khỏi thiết bị quay, và không hoạt động tích cực khi cần thu lại.
MOTOR_1 Điều khiển động cơ quay, tích cực khi cần quay để trộn bột trong thùng. Địa chỉ vật lý của đầu vào đầu ra như sau:
Biến Modicon PLC-5 ControlLogix Siemens GE Fanuc
Biểu đồ chức năng điều khiển
Theo yêu cầu của bài toán đưa ra, ta xác định được các bước và điều kiện chuyển tiếp:
Các bước Điều kiện chuyển tiếp Thao tác
Nhận sản phẩm LS2,LS4 Đưa thùng vào thiết bị quay PS2 CYL3,CYL4 tác động
Giữ thùng LS3 CYL1 dãn ra
Lật thiết bị LS1 CYL2 dãn ra
Trộn hợp hợp Timer 60s MOTOR_1 quay Động ngừng hoạt động LS5 CYL2 nén
Thiết bị xoay trở về LS2 CYL1 nén lại
Xi lanh 4 dãn ra LS6
Ta có biểu đồ chức năng tuần tự:
Nhận sản phẩm Đưa thùng vào thiết bị quay Giữ thùng
Lật thiết bị Trộn hỗn hợp Động cơ ngừng hoạt động
Thiết bị xoay trở về ban đầu Xilanh 4 dãn
Xilanh 3, Xilanh 4 chưa tác động
Xilanh 3, Xilanh 4 tác động Xilanh 1 giãn Xilanh 2 giãn Motor 1 quay Xilanh 2 nén
GIƠÍ THIỆU PLC S7-300
TỔNG QUAN VỀ PLC S7-300
1 Lịch sử phát triển PLC
Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được phát triển bởi một nhóm kỹ sư của hãng General Motors vào năm 1968, với mục tiêu thay thế các mạch điều khiển bằng rơle và thiết bị điều khiển rời rạc cồng kềnh.
Vào giữa thập niên 70, công nghệ PLC đã phát triển mạnh mẽ với điều khiển tuần tự theo chu kỳ và theo bít dựa trên nền tảng CPU, trong đó các thiết bị như AMD 2901 và AMD 2903 ngày càng trở nên phổ biến Phần cứng cũng được cải thiện với bộ nhớ lớn hơn, số lượng ngõ vào/ra tăng lên và nhiều loại module chuyên dụng hơn Đến năm 1976, PLC đã có khả năng điều khiển các ngõ vào/ra ở khoảng cách xa lên đến 200 mét nhờ vào kỹ thuật truyền thông.
Vào thập niên 80, General Motors đã nỗ lực chuẩn hóa hệ thống giao tiếp với giao diện tự động hóa, cho ra đời loại PLC có kích thước nhỏ gọn hơn Thiết bị này cho phép lập trình bằng biểu tượng trên máy tính cá nhân, thay vì phải sử dụng thiết bị lập trình đầu cuối chuyên dụng hoặc lập trình thủ công.
Vào thập niên 90, các giao diện phần mềm đã trải qua sự đổi mới với cấu trúc lệnh giảm, khác biệt rõ rệt so với những giao diện được phát triển từ thập niên 80.
- Cho đến nay những loại PLC có thể lập trình bằng ngôn ngữ cấu trúc lệnh (STL), sơ đồ hình thang (LAD), sơ đồ khối (FBD).
- Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất PLC như: Siemens, Allen-Bradley, General Motors, Omron, Mitsubishi, Festo, LG, GE Fanuc, Modicon…
PLC của Siemens bao gồm các dòng sản phẩm như Simatic S5, Simatic S7, và Simatic S500/505, với nhiều phiên bản khác nhau Chẳng hạn, dòng Simatic S7 có các phiên bản S7-200, S7-300, và S7-400, mỗi loại lại sở hữu nhiều loại CPU riêng biệt Ví dụ, S7-300 cung cấp các CPU như 312, 314, 316, và 315-2DP, với khả năng xử lý thông qua chương trình logic để điều khiển hoạt động và xuất tín hiệu đến các thiết bị đầu ra.
PLC có khả năng hoạt động độc lập hoặc kết nối với nhau và với máy tính chủ qua mạng truyền thông, nhằm điều khiển các quá trình phức tạp một cách hiệu quả.
3 Ưu thế của việc dùng PLC trong tự động hoá
- Thời gian lắp đặt ngắn.
- Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển mà không
- Thời gian huấn luyện sử dụng ngắn, bải trì dễ dàng
PLC S7-300 được thiết kế theo cấu trúc module, cho phép sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau Cấu trúc này giúp tạo ra các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng mở rộng Mỗi hệ thống tối thiểu cần có một module chính là module CPU, trong khi các module khác đảm nhiệm vai trò truyền và nhận tín hiệu với các thiết bị bên ngoài, cũng như các chức năng chuyên dụng Tất cả các module này được gọi là module mở rộng.
Các module mở rộng gồm có:
Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM), gồm có: DI, DO, DI/DO, AI, AO, AI/AO
Module chức năng điều khiển riêng (FM).
Module phục vụ truyền thông (CP)
Module PS307 chuyển đổi nguồn xoay chiều 120/230V thành nguồn một chiều 24V, phục vụ cho các module khác của PLC Nó cũng cung cấp nguồn cho cảm biến và các cơ cấu tác động có công suất nhỏ.
- Module nguồn thường được lắp đặt bên trái hoặc phía dưới của CPU tuỳ theo cách lắp đặt theo bề ngang hoặc theo chiều dọc.
- Module nguồn PS307 có 3 loại: 2A, 5A và 10A.
- Mặt trước của module nguồn gồm có:
- Một đèn Led báo hiệu trạng thái điện áp ra 24V
- Một công tắc dùng để bật / tắt điện áp ra.
- Một nút dùng để chọn điện áp đầu vào là 120 VAC hoặc 230VAC.
- Mặt sau của module gồm có các lỗ dùng để nhận điện áp vào và ra
4.2 Khối xử lý trung tâm (CPU)
Module CPU là một loại module tích hợp bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, bộ định thời, bộ đếm và cổng truyền thông RS485 Ngoài ra, module này còn có thể bao gồm một số cổng vào/ra số, được gọi là cổng vào/ra onboard.
- Trong họ PLC S7-300 các module CPU được đặt tên theo bộ vi xử lí có trong nó, như : module CPU312, module CPU314, module CPU315,…
Các module tích hợp sẵn và khối hàm trong thư viện hệ điều hành hỗ trợ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard, được gọi là IFM (Integrated Function Module), như module CPU312 IFM và CPU314 IFM Ngoài ra, còn có các loại CPU với hai cổng truyền thông, trong đó cổng thứ hai phục vụ cho mạng phân tán, đi kèm phần mềm tiện dụng tích hợp Những module CPU này được phân biệt bằng cụm từ DP (Distributed port) trong tên gọi, ví dụ như module CPU315-2DP và CPU316-2DP.
4.3 Module mở rộng cổng tín hiệu:
Mô-đun Đầu Vào Kỹ Thuật Số là một module mở rộng các cổng vào số, có chức năng nhận tín hiệu số từ các thiết bị ngoại vi và chuyển vào vùng đệm để xử lý Các mô-đun này đóng vai trò quan trọng trong việc kết nối và quản lý tín hiệu từ các thiết bị khác nhau.
Digital Input/ Output Module: module mở rộng các cổng vào/ra số Tích hợp nhiệm vụ của hai loại module trên Gồm có các loại sau:
Module đầu vào tương tự (Analog Input Module) là một thiết bị mở rộng các cổng vào, có chức năng chuyển đổi tín hiệu tương tự từ môi trường bên ngoài thành tín hiệu số để xử lý trong hệ thống S7-300 Các loại module này rất đa dạng và phục vụ nhiều nhu cầu khác nhau trong việc thu thập và xử lý dữ liệu.
Module đầu ra tương tự là một phần mở rộng cho các cổng ra, có chức năng chuyển đổi tín hiệu số từ S7-300 thành tín hiệu tương tự, phục vụ cho hoạt động của các thiết bị bên ngoài Các loại module này bao gồm nhiều tùy chọn khác nhau.
Analog Input/Output Module: là module tích hợp nhiệm vụ của hai loại trên Gồm có:
4.4 Module ghép nối (Interface module-IM):
Module CPU S7 là một loại module chuyên dụng, có chức năng kết nối các nhóm module mở rộng thành một khối thống nhất Tất cả các module này được quản lý tập trung bởi module CPU, giúp tối ưu hóa hiệu suất và quản lý hệ thống.
300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks này phải được nối với nhau bằng module IM Module IM gồm có các loại:
Chọn PLC cho bài làm :
Với đầu vào và đầu ra phù hợp, bộ nhớ lớn và tốc độ xử lý nhanh, hệ thống này còn được trang bị nhiều cổng ra vào, giúp mở rộng khả năng ứng dụng như đo mực dầu trong bể chứa và trong sản phẩm.
+ Xử lý lệnh tốc độ cao:
Thời gian thực hiện lệnh từ 4 ns mở ra các tùy chọn ứng dụng hoàn toàn mới trong phạm vi hiệu suất cấp thấp và trung bình.
+ Gán tham số thân thiện với người dùng:
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ HỆ THỐNG
1 Băng tải PVC màu xanh
- Chất liệu: Inox/nhựa PVC/thép
- Phát hiện khoảng cách: từ 8-50 cm
- Điện áp hoạt động: 12-24VDC PNP
- Sử dung tia hồng ngoại 860nm
- Điện áp hoạt động: 10-24VDC ± 10%
- Dòng điện sử dụng: max 30mA
- Trọng lượng của cảm biến quang E3Z-D82: 50g
Công suất : 1HP-750W Điên áp : 380V/50Hz
Hệ số cách điện : từ B/F
Quạt gió tản nhiệt : bên ngoài
Vỏ trơn có khe thoát khí giải nhiệt
Giá: 2.106.000VNĐ ĐỘNG CƠ HITACHI 1HP-TFO-K-4P-IP55-F.INS (3 PHA, 380V/50Hz, CHÂN ĐẾ)
4.1 Nút nhấn ON OFF(Button)
- Cấu tạo tiếp điểm: 1 NO + 1NC
- Loại đèn: Led, ánh sáng trắng
- Hoạt động của tiếp điểm: Hoạt động nhanh
- Chiều dày mặt tủ có thể lắp đặt: 5.0 mm
- Lực tác động: 6.47 N (Phần tác động + Tiếp điểm 1a1b)
- Khoảng cách hoạt động: 5 mm ±0.2
- Thời gian phản hồi: Max 3 ms
- Độ bền bộ truyền động: Tối thiếu 1 triệu lần
- Độ bền điện môi: 2,000 VAC 1 phút
- Điện trở tiếp điểm: Max 50M
NÚT NHẤN ON-OFF PHI 22 CÓ ĐÈN
4.2.Nút nhấn giữ có đèn
-Nút nhấn nhả có đèn
Chọn Relay trung gian Ecnko Hh63p 12vdc 24vdc 220vac Loại 220vac
- Dòng đóng cắt trên 1 tiếp điểm: 10A/220VAC – 10A/28VDC
- Bộ sản phẩm gồm: relay 11 chân dẹp, đế ra 11 chân
- Số cặp tiếp điểm: 3 cặp NC (thường đóng), 3 CẶP NO (thường mở)
- Số lần đóng cắt: 100.000 lần
- Có đèn báo đóng ngắt trên mỗi Relay
– Vỏ cầu chì Omega OMG-FS32X
– Điện áp định mức: 690 VAC
– Vỏ hộp ngắt mạch cầu chì làm bằng nhựa PBT chống cháy cao cấp.
– Tiếp điểm làm bằng đồng mạ bạc cao cấp- Kiểu dáng đạt tính thẩm mỹ cao
– Sử dụng với cầu chì ống chuẩn
– Có đèn cảnh báo khi cầu chì bị đứt.
– Đạt tiêu chuẩn quốc tế IEC 60269.
Công suất định mức (Kw): 0
Relay nhiệt LS MT-32 21.5~40A là thiết bị điện thiết yếu để bảo vệ động cơ và mạch điện khỏi tình trạng quá tải Thiết bị này thường được sử dụng kết hợp với khởi động từ và contactor để đảm bảo an toàn và hiệu suất hoạt động của hệ thống điện.
-Relay nhiệt MT-32 dùng cho MC-9b đến MC-40a
Rơ le nhiệt LS MT-32 6-9A
- Kết nối CPU giao thức MPI / DP
- Bộ nhớ làm việc : 192KB
Bộ lập trình PLC S7-300 CPU 314C-2PN/DP – 6ES7314-6EH04-0AB0
Các địa chỉ vào ra:
- Dựa vào biểu đồ chức năng ở chương 2 ta thực hiện lập trình sơ đồ LAD với PLC S7-300:
CHƯƠNG V: SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI
- Tương ứng lần lần lượt là motor của từng động cơ và xi lanh
Từ nguồn 3 pha cấp cho động cơ, chúng ta có thể lấy nguồn một pha 220V từ hai dây L và N, sau đó kết nối với bộ nguồn PS để chuyển đổi từ 220VAC sang 24VDC Nguồn điện này sẽ cung cấp cho PLC và cũng đồng thời dự trữ điện để đảm bảo hoạt động trong trường hợp xảy ra sự cố mất điện hệ thống.
Sơ đồ nối dây PS và CPU 314 với DI
Sơ đồ nối dây đầu ra của khối mở rộng DO
STT Tên Phần cứng Ghi chú
Bảng thống kê đầu ra và vào cho hệ thống
CHƯƠNG VI: MÔ PHỎNG
- Để mô phỏng hoạt động chương trình ta cần kết nối hệ thống chương trình ta đã viết với PLCSIM (chương trình mô phỏng ) thông qua kết nối MPI:
+ Mở chương trình mô phỏng rồi thay đổi kiểu kết nối sang MPI
- Giao diện phần mềm mô phỏng S7-PLCSIM1, ta nhấn START để khởi động hệ thống
- Sau đó chúng ta điều khiển bằng cách nhấn nút IB(0-7) rồi kiểm tra xem mô phỏng hoạt động có đúng chu trình không
Kết luận : Chương trình hoạt động đúng theo như những gì đã được đề ra cũng như phân tích từ yêu cầu
II Mô phỏng trên HMI
HMI là từ viết tắt của Human – Machine – Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người thiết kế và thiết bị.
HMI, hay Giao diện Người-Máy, là bất kỳ phương thức nào mà con người tương tác với máy móc Ví dụ, cảm ứng trên lò vi sóng, hệ thống điều khiển số trên máy giặt và bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm trên TV đều là những ứng dụng của HMI.
- Đây là giao diện của HMI trên TIA PORTAL v15:
Giao diện HMI trên TIA PORTAL
+ Việc cài đặt cũng như thiết kế khá đơn giản và tiện lợi bằng cách kết nối HMI với chương trình PLC mà ta đã lập trình từ trước
+ Thiết kế chỉ bằng cách kéo thả vật và đối tượng trong thư mục TOOLBOX
+ Bên cạnh đó ta có thể đặt cho các đối tượng trong screen có các tính năng cũng như hiệu ứng mà ta mong muốn
- Để thực hiện chương trình chạy trên HMI thì ta cần tải chương trình sang PLCSIM (hướng dẫn như bên trên ) rồi mới bắt đầu mô phỏng HMI
- Chương trình HMI được mô phỏng như những hình dưới đây :
Khi PLC vẫn đang ở chế độ STOP :
Khi chưa cấp nguồn cho PLC
Sau khi cấp nguồn và chạy ở chế độ Auto
Cấp nguồn và chạy ở chế độ Manual
CHƯƠNG VII: THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA (WinCC)
7.1 Thiết kế đối tượng hiển thị (Pop-up)
- Bước 1 : Tìm đến mục Screen management => Pop-up screens
- Bước 2 : Tạo một giao diện Pop-up bằng cách Add new pop-up screens
- Bước 3 : Thiết kế trên giao diện vừa tạo bằng các nút nhấn hoặc hiện thị cần
- Bước 4 : Gán tag cho từng nút nhấn, các chức năng
- Bước 1 : Kéo khối trend vào màn hình=> Trend view
- Bước 2 : Chỉnh sửa form, background,
- Bước 3 : Thực hiện gán tag cho biểu đồ Trend + đổi màu cho đồ thị(nếu cần)
- Bước 4 : Lưu và chạy chương trình.
- Bước 1 : Kéo khối Alarm vào màn hình=> Alarm
- Bước 2 : Chỉnh sửa form chữ, hiển thị, cách thông báo, cảnh báo
- Bước 3 : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo
- Bước 4 : Vào Analog alarms => tạo các cảnh báo sau đó tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm classs
Vào Discrete alarms => tạo các cảnh báo sau đó tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm class
- Bước 5 : Lưu và chạy chương trình.
- Bước 1 : Mở mục User administration
- Bước 2 : Phần User groups tạo các nhóm phân quyền và phân quyền cho các nhóm đối tượng
- Bước 3 : Tạo tài khoản, mật khẩu + phân quyền, gán chức vụ cho tài khoản
- Bước 4 : Thiết kế giao diện Login => gán phân quyền cho nút Login chức vụ + màn hình muốn truy cập bằng lệnh Ac
-Bước 2 :Mở mục VBFunction_1=>dán code( tạo fide xuất)
-Bước3: Chọn mục Scheduled tasks dãn đến link chọn
CHƯƠNG VIII TRÌNH BÀY CÁC BƯỚC BÀI LÀM
-Bước 1 : Lựa chọn PLC và màn hình PC Syste
-Bước 2 : Chọn màn hình giao diện SCADA và chọn Module giao tiếp( IE general)
Bước 3 : Thực hiện kết nối PLC với SCADA
I Trình bày các bước thực hiện thiết kế SCADA
-Bước 1 : Tạo màn hình Screen
-Bước 2 : Đặt tên cho từng màn hình
-Bước 3 : Sử dụng các Objects để thiết kế màn hình sao cho phù hợp
-Bước 4 : Truy cập mục User administration tạo các cấp cho hệ thống
-Bước 1 : Tạo màn hình và thiết kế Panel, bảng điều khiển, tại Basic object
-Bước 2 : Tại mục Elements, lấy khối Symbol Library để tại ra mô hình hệ thống như động cơ, băng tải, bình chứa,
-Bước 3 : Sau khi thiết kế hệ thống xong, tiến hành gán tag nút nhấn, I/O field, đổi màu cho hệ thống.
Bước 1: Tạo bảo trend, chọn kích thước (tạo trong pop up)
Bước 2: Gắn tag( chọn màu )
Bước 3; Kéo trend ra màn hình chính, gắn tag cọn kích thước
Bước 1: Kéo thả chọn bảng alarm
- Bước 2 : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo
-Bước 3 : Tạo các cảnh báo (tên cảnh báo, gán tag cảnh báo).
-Bước 1: Vào mục Recipes tạo VB Recipes gắn code chuyển fide chuẩn đến địa chỉ
SƠ ĐỒ ĐẤU NỐI
- Tương ứng lần lần lượt là motor của từng động cơ và xi lanh
Từ nguồn 3 pha, chúng ta có thể trích xuất nguồn một pha 220V từ hai dây L và N để cấp cho PS, chuyển đổi từ 220VAC sang 24VDC Nguồn này sẽ cung cấp điện cho PLC và đồng thời dự trữ năng lượng trong trường hợp hệ thống xảy ra sự cố mất điện.
Sơ đồ nối dây PS và CPU 314 với DI
Sơ đồ nối dây đầu ra của khối mở rộng DO
STT Tên Phần cứng Ghi chú
Bảng thống kê đầu ra và vào cho hệ thống
MÔ PHỎNG
Mô phỏng
- Để mô phỏng hoạt động chương trình ta cần kết nối hệ thống chương trình ta đã viết với PLCSIM (chương trình mô phỏng ) thông qua kết nối MPI:
+ Mở chương trình mô phỏng rồi thay đổi kiểu kết nối sang MPI
- Giao diện phần mềm mô phỏng S7-PLCSIM1, ta nhấn START để khởi động hệ thống
- Sau đó chúng ta điều khiển bằng cách nhấn nút IB(0-7) rồi kiểm tra xem mô phỏng hoạt động có đúng chu trình không
Kết luận : Chương trình hoạt động đúng theo như những gì đã được đề ra cũng như phân tích từ yêu cầu
Mô phỏng trên HMI
HMI là từ viết tắt của Human – Machine – Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người thiết kế và thiết bị.
HMI, hay giao diện người-máy, là bất kỳ phương thức nào mà con người tương tác với máy móc Ví dụ, màn hình cảm ứng trên lò vi sóng, hệ thống điều khiển số trên máy giặt, và bảng điều khiển lựa chọn phần mềm từ xa trên TV đều là những dạng HMI điển hình.
- Đây là giao diện của HMI trên TIA PORTAL v15:
Giao diện HMI trên TIA PORTAL
+ Việc cài đặt cũng như thiết kế khá đơn giản và tiện lợi bằng cách kết nối HMI với chương trình PLC mà ta đã lập trình từ trước
+ Thiết kế chỉ bằng cách kéo thả vật và đối tượng trong thư mục TOOLBOX
+ Bên cạnh đó ta có thể đặt cho các đối tượng trong screen có các tính năng cũng như hiệu ứng mà ta mong muốn
- Để thực hiện chương trình chạy trên HMI thì ta cần tải chương trình sang PLCSIM (hướng dẫn như bên trên ) rồi mới bắt đầu mô phỏng HMI
- Chương trình HMI được mô phỏng như những hình dưới đây :
Khi PLC vẫn đang ở chế độ STOP :
Khi chưa cấp nguồn cho PLC
Sau khi cấp nguồn và chạy ở chế độ Auto
Cấp nguồn và chạy ở chế độ Manual
THIẾT KẾ GIAO DIỆN SCADA (WinCC)
7.1 Thiết kế đối tượng hiển thị (Pop-up)
- Bước 1 : Tìm đến mục Screen management => Pop-up screens
- Bước 2 : Tạo một giao diện Pop-up bằng cách Add new pop-up screens
- Bước 3 : Thiết kế trên giao diện vừa tạo bằng các nút nhấn hoặc hiện thị cần
- Bước 4 : Gán tag cho từng nút nhấn, các chức năng
- Bước 1 : Kéo khối trend vào màn hình=> Trend view
- Bước 2 : Chỉnh sửa form, background,
- Bước 3 : Thực hiện gán tag cho biểu đồ Trend + đổi màu cho đồ thị(nếu cần)
- Bước 4 : Lưu và chạy chương trình.
- Bước 1 : Kéo khối Alarm vào màn hình=> Alarm
- Bước 2 : Chỉnh sửa form chữ, hiển thị, cách thông báo, cảnh báo
- Bước 3 : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo
- Bước 4 : Vào Analog alarms => tạo các cảnh báo sau đó tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm classs
Vào Discrete alarms => tạo các cảnh báo sau đó tag biến + đặt tên cảnh báo + đặt mức giới hạn cảnh báo + Add Alarm class
- Bước 5 : Lưu và chạy chương trình.
- Bước 1 : Mở mục User administration
- Bước 2 : Phần User groups tạo các nhóm phân quyền và phân quyền cho các nhóm đối tượng
- Bước 3 : Tạo tài khoản, mật khẩu + phân quyền, gán chức vụ cho tài khoản
- Bước 4 : Thiết kế giao diện Login => gán phân quyền cho nút Login chức vụ + màn hình muốn truy cập bằng lệnh Ac
-Bước 2 :Mở mục VBFunction_1=>dán code( tạo fide xuất)
-Bước3: Chọn mục Scheduled tasks dãn đến link chọn
TRÌNH BÀY CÁC BƯỚC BÀI LÀM
-Bước 1 : Lựa chọn PLC và màn hình PC Syste
-Bước 2 : Chọn màn hình giao diện SCADA và chọn Module giao tiếp( IE general)
Bước 3 : Thực hiện kết nối PLC với SCADA
I Trình bày các bước thực hiện thiết kế SCADA
-Bước 1 : Tạo màn hình Screen
-Bước 2 : Đặt tên cho từng màn hình
-Bước 3 : Sử dụng các Objects để thiết kế màn hình sao cho phù hợp
-Bước 4 : Truy cập mục User administration tạo các cấp cho hệ thống
-Bước 1 : Tạo màn hình và thiết kế Panel, bảng điều khiển, tại Basic object
-Bước 2 : Tại mục Elements, lấy khối Symbol Library để tại ra mô hình hệ thống như động cơ, băng tải, bình chứa,
-Bước 3 : Sau khi thiết kế hệ thống xong, tiến hành gán tag nút nhấn, I/O field, đổi màu cho hệ thống.
Bước 1: Tạo bảo trend, chọn kích thước (tạo trong pop up)
Bước 2: Gắn tag( chọn màu )
Bước 3; Kéo trend ra màn hình chính, gắn tag cọn kích thước
Bước 1: Kéo thả chọn bảng alarm
- Bước 2 : Mở HMI Alarm => tạo Alarm classes + đổi màu cho cảnh báo
-Bước 3 : Tạo các cảnh báo (tên cảnh báo, gán tag cảnh báo).
-Bước 1: Vào mục Recipes tạo VB Recipes gắn code chuyển fide chuẩn đến địa chỉ
