Đang tải... (xem toàn văn)
(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc(Đồ án tốt nghiệp) Điều khiển giám sát vị trí trong hệ Simotion bằng Wincc
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - TRUYỀN THƠNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VỊ TRÍ TRONG HỆ SIMOTION BẰNG WINCC GVHD: TS.TRƯƠNG ĐÌNH NHƠN SVTH: NGUYỄN THANH HIỀN MSSV: 11241006 SVTH: PHAN THANH PHONG MSSV: 11241014 SKL 0 4 Tp Hồ Chí Minh, tháng 12/2015 PHẦN I PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Thông tin sinh viên Họ tên: Nguyễn Thanh Hiền MSSV: 11241006 Tel: Email: Họ tên: Phan Thanh Phong MSSV: 11241014 Tel: Email: Thông tin đề tài Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VỊ TRÍ TRONG HỆ SIMOTION BẰNG WINCC Mục đích đề tài: Kết nối hệ Simotion với PLC máy tính Viết chƣơng trình PLC với phần mềm WinCC để giám sát điều khiển vị trí hệ Simotion WinCC máy tính Thời gian thực hiện: Từ ngày 10/2015 đến 12/2015 Nhiệm vụ đề tài - Tìm hiểu cấu trúc, cách kết nối plc S7-300 simotion D435 - Tìm hiểu cách thức hoạt động truyền liệu mạng Ethernet - Tìm hiểu cách cài đặt, sử dụng phần mềm: Scout, WinCC, Simatic S7-300 - Tìm hiểu tập lệnh lập trình S7-300 - Viết báo cáo nội dung tìm hiểu nghiên cứu Lời cam đoan Tôi (Chúng tôi) – Nguyễn Thanh Hiền (và Phan Thanh Phong) xin cam đoan ĐATN cơng trình nghiên cứu thân (chúng tôi) dƣới hƣớng dẫn TS Trƣơng Đình Nhơn Các kết cơng bố ĐATN trung thực không chép từ cơng trình khác Tp.HCM, Ngày tháng năm 2016 SV thực đồ án: Nguyễn Thanh Hiền Phan Thanh Phong Xác nhận môn Tp.HCM, Ngày tháng năm 2016 Giáo viên hƣớng dẫn TS Trƣơng Đình Nhơn i TRƢỜNG ĐẠI HỌC SPKT TPHCM Khoa Điện - Điện Tử Bộ Mơn Điện Tử Cơng Nghiệp CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 01 năm 2016 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Nguyễn Thanh Hiền Lớp: 112410A MSSV:11241006 Họ tên sinh viên 2: Phan Thanh Phong Lớp: 112410A MSSV:11241014 Tên đề tài: ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VỊ TRÍ TRONG HỆ SIMOTION BẰNG WINCC Tuần Tuần Tuần 7-8 Tuần 9-10 Tuần 11-14 Tuần 15 Tuần 16-17 Xác nhận GVHD Nội dung Nhận đề tài Tìm tài liệu liên quan đƣa hƣớng thực đề tài, thiêt kế sơ đồ khối Tìm hiểu cài đặt phần mềm cần thiết đề tài Cấu hình phần cứng viết chƣơng trình cho SIMOTION Kết nối SIMOTION với S7-300, viết chƣơng trình cho S7-300 Viết báo cáo nộp lần 1.(50%) Thiết kế giao diện điều khiển wincc Kết nối SIMOTION,S7-300 wincc Tuần 18 Kiểm tra chỉnh sửa lần cuối, hoàn thiện lại hệ thống Viết báo cáo lần Tuần 19 Kiểm tra chỉnh sửa lần cuối hoàn tất báo cáo GV HƢỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) TS Trƣơng Đình Nhơn ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Trong nhƣ̃ng năm gầ n , hệ thống sản xuất tự động ngày đƣợc sử dụng phổ biến sản xuất kinh doanh Thâ ̣t vâ ̣y, các nhà máy có quy mô vƣ̀a trở lên ta đề u có thể dễ dàng bắ t gă ̣p các ̣ thố ng sản xuấ t tƣ̣ đô ̣ng Chúng đƣợc ứng dụng hầ u hế t các liñ h vƣ̣c sản xuấ t nhƣ đo đa ̣c, vâ ̣n chuyể n , chế ta ̣o… Dƣ̣a nhƣ̃ng kiế n thƣ́c đã ho ̣c và quá trình tham khảo hệ thống máy sản xuất tự động, nhóm em định thực nghiên cứu đề tài “Điều khiển giám sát vị trí hệ SIMOTION Wincc” Trong đề tài này , chúng em tập trung giải vấn đề là: cấu hình cho thí nghiệm SIMOTION, viết chƣơng trình điều khiển hai động servo, kết nối SIMOTION với S7-300, viết chƣơng trình cho S7-300, thiế t kế mơ hình ma ̣ng truyề n thông giƣ̃a các thiế t bi ̣, tạo bảng điều khiển phần mềm wincc liên kết S7-300 để điều khiển giám sát vị trí, tốc độ hai động servo thí nghiệm SIMOTION Sau quá triǹ h tim ̀ hiể u và thƣ̣c hiê ̣n , cuố i cùng nhóm đã hoàn thành đƣơ ̣c đề tài Viê ̣c thƣ̣c hiê ̣n đề tài này giúp chúng em áp du ̣ng nhƣ̃ng kiế n thƣ́c đƣơ ̣c ho ̣c nhà trƣờng vào thƣ̣c tế , tạo sở để thƣ̣c hiê ̣n các ̣ thố ng lớn tƣơng lai Tuy nhiên hạn chế thời gian, việc thực đề tài tránh khỏi thiếu sót Rất mong bảo thêm q thầy nhƣ đóng góp bạn sinh viên Xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đồ án Nguyễn Thanh Hiền Phan Thanh Phong iii LỜI CẢM ƠN Lời chúng xin gửi đến Ba Mẹ lòng biết ơn chân thành sâu sắc nhất, ngƣời cho chúng sống, tạo điều kiện để đƣợc học tập nhƣ ngày hôm Chúng cảm ơn Ba Mẹ nuôi nấng dạy dỗ chúng nên ngƣời, Ba Mẹ nguồn động viên tinh thần lớn cho chúng lúc khó khăn học tập Đặc biệt, nhóm em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy Trƣơng Đình Nhơn thầy cung cấp ý tƣởng, trang thiết bị, đồng thời tận tình hƣớng dẫn tạo điều kiện để nhóm hồn thành tốt đề tài Thầy khơng truyền đạt kiến thức cần thiết cho chúng em mà ngƣời động viên tinh thần, giúp chúng em vƣợt qua lúc khó khăn nhất, nhóm em xin cảm ơn thầy nhiều Nhóm xin chân thành cảm ơn đến Quý thầy cô Khoa Điện-Điện Tử nhiệt tình truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt thời gian học tập trƣờng tạo điều kiện tốt cho chúng em hồn thành đề tài Nhóm xin gửi lời chúc sức khỏe điều tốt đẹp đến Quý thầy cô Cảm ơn đến tất bạn lớp 112410 bạn cho niềm vui lời động viên lúc khó khăn, chia kiến thức, mà nhóm thực cần suốt thời gian thực đề tài Mình thấy tự hào có đƣợc ngƣời bạn nhƣ bạn xin chân thành cảm ơn! Nhóm thực đồ án Nguyễn Thanh Hiền Phan Thanh Phong iv MỤC LỤC PHẦN GIỚI THIỆU NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii LỜI CẢM ƠN iv MỤC LỤC v LIỆT KÊ BẢNG .viii LIỆT KÊ HÌNH viii PHẦN NỘI DUNG Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề: 1.2 Lý chọn đề tài: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu: 1.4 Giới hạn đề tài 1.5 Nội dung đề tài: Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan SIMOTION 2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Nền tảng phần cứng 2.1.3 Simotion D4x5 2.1.4 Các kết nối simotion D4x5 2.1.4.1 DRIVE- CLiQ 11 2.1.4.2 Kết nối Ethernet 12 2.1.4.3 Các ngõ vào/ra số 12 2.1.4.4 Kết nối profibus 14 2.1.4.5 Compact Flash Card 14 2.1.5 Các trạng thái led D4x5 15 2.1.6 Ngơn ngữ lập trình simotion 16 v 2.1.6.1 MCC 16 2.1.6.2 LAD/FBD 16 2.1 6.3 ST 17 2.2 Module simatics S120 17 2.2.1 Định dạng 17 2.2.2 Thông số kỹ thuật 18 2.3 Mạng truyền thông SIMATIC NET 18 2.3.1 Mạng PPI 21 2.3.2 Mạng MPI 21 2.3.3 Mạng Ethernet công nghiệp 23 2.3.4 Mạng profibus 24 2.4 Động servo 25 2.4.1 Giới thiệu 26 2.4.2 Một số cải tiến động servo 26 2.4.2.1 Tăng tốc đáp ứng tốc độ 26 2.4.2.2 Tăng khả đáp ứng 27 2.4.2.3 mở rộng vùng điều khiển 28 2.4.2.4 Khả ổn định tốc độ 28 2.4.3 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 29 2.4.3.1 Cấu tạo 29 2.4.3.2 Hoạt động động 30 2.5 PLC S7-300 30 Chƣơng THIẾT KẾ PHẦN CƢ́NG 34 3.1 Yêu cầ u thiế t kế ̣ thố ng 35 3.2 Sơ đồ khối 35 3.3 Sơ đồ hệ thống điện 36 3.4.Các thiết bị hệ thống 36 3.4.1.Simotion D435 36 3.4.2 Module CPU 313c-2dp 38 3.4.3 Động servo 39 3.4.4 Mạng truyền thông 40 vi Chƣơng THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 42 4.1 Thuâ ̣t toán điề u khiể n 43 4.1.1 Yêu cầ u ̣ thố ng 43 4.1.2 Lƣu đồ giải thuâ ̣t 43 4.1.2.1 Chƣơng trình điều khiển PLC 43 4.1.2.2 hƣơng trình điều khiển simotion 44 4.2 Phần mềm giám sát điều khiển 47 4.2.1 Yêu cầ u phần mềm giám sát 47 4.2.2 Lƣ̣a cho ̣n phầ n mề m giám sát 48 4.2.2.1 Dùng cơng cụ lập trình phổ thơng 48 4.2.2.2 Sử dụng công cụ phần mềm chuyên dụng 48 4.2.2.3 Lựa chọn phần mềm 49 4.3 Tổng quan phần mềm wincc 49 4.3.1 Đặc điểm 50 4.3.2 Giao diện làm việc wincc 50 4.3.3 Giao diện điều khiển 51 4.4 Một số lƣu ý sử dụng phần mềm scout 54 4.4.1 Cài đặt phần mềm scout 54 4.4.2 Kết nối máy tính đến Simotion 55 4.4.3 Cấu hình cho trục động 56 4.4.4 Địa biến đƣợc dùng Simotion 57 4.4.4 Kết nối Simotion với PLC 59 Chƣơng KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁ T TRIỂN 65 5.1 Kế t luâ ̣n 65 5.1.1 Về phần cứng 65 5.1.2 Về phần mềm 65 5.1.3 Kết thực 65 5.1.4 Hạn chế hệ thống 66 5.2 Hƣớng phát triể n 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 67 vii LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1: Chức I/O X122 13 Bảng 2.2: Chức I/O X132 13 Bảng 2.3: Các đặc điểm cáp kết nối Profibus 14 Bảng 2.4: Các trạng thái led SIMOTION 16 Bảng 2.5: đặc tính CPU S7-300 33 Bảng 3.1 thông số kỹ thuật SIMOTION D435 37 Bảng 3.2 thông số kỹ thuật Modules đƣờng truyền 38 Bảng 3.3 thông số kỹ thuật Double motor modlue 38 Bảng 3.4 thông số kỹ thuật CPU 313 39 Bảng 3.5 : Thông số kỹ thuật động servo 40 Bảng 3.6 : Thông số kỹ thuật động servo 40 Bảng 4.1: giải thích chức nút nhấn hình 52 Bảng 4.2: giải thích chức nút nhấn điều hƣớng 54 LIỆT KÊ HÌNH Hình 2.1: Simotion Hình 2.2: Các kết nối simotion D435 10 Hình 2.3: Cổng kết nối DRIVE-CliQ 11 Hình 2.4: Cổng giao tiếp Ethernet D4x5 12 Hình 2.5: Các I/O tích hợp D4x5 12 Hình 2.6: Cổng giao tiếp PROFIBUS D4x5 14 Hình 2.7: Thẻ nhớ CompactFlash vị trí khe cắm 14 Hình 2.8: Các LED hiển thị trạng thái SIMOTION 15 Hình 2.9: SINAMICS S120 blocksize, booksize compact, booksize chassis18 Hình 2.10: Kết nối SINAMICS Chassis Booksize 18 Hình 2.11 Truyền thơng 19 Hình 2.12: Ví dụ mạng truyền thơng cơng nghiệp 20 Hình 2.13: Kết nối PPI 21 Hình 2.14: Kết nối MPI 22 Hình 2.15: Ví dụ mạng Ethernet cơng nghiệp 24 Hình 2.16: Ví dụ mạng Profibus 25 Hình 2.17: Khả tăng tốc động servo 27 viii Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Hình 4.13: Địa Simotion b) Biến Tất biến đƣợc dùng Simotion điều đƣợc khai báo mục “ADDRESS LIST” 58 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Hình 4.14: Vùng khai báo biến sử dụng chƣơng trình Để truy xuất liệu bên ngoài: Chọn D435→PROGRAMS→Lfunit_1→Insert LAD/FBD program Sau Insert chọn ngôn ngữ LAD khối lệnh LREAL_TO_INT Ngõ vào IN: cú pháp _to Tên trục.basicMotion tên trục tên đƣợc đặt trình thêm trục „Insert axis‟ Ngõ OUT: tên biến/biến đƣợc sử dụng để lƣu giá trị đọc từ trục động 59 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Hình 4.15: Khối lệnh đọc giá trị góc quay lƣu vào biến 4.4.5 Kết nối Simotion với PLC Sau cấu hình phần cứng cho S7300 tiến hành save đóng lại (ở project đƣợc tạo có tên new2) Hình 4.16: Cấu hình cho PLC 60 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Mở phần mềm Scout chọn mục Open, chọn đƣờng dẫn đến thƣ mục lƣu file new2 mở lên Chọn Insert SIMOTION device: D435 Chọn version cho thiết bị Simotion Sinamic Hình 4.17: Lựa chọn version cho thiết bị Chọn giao diện kết nối PG/PC Hình 4.18: Chọn giao diện kết nối PG/PC Sau lựa chọn giao diện kết nối PG/PC cấu hình phần cứng cho Simotion xuất nhƣ hình bên dƣới 61 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Chọn Save and Compile Hình 4.19: Cấu hình HW Simotion Hoặc mở phần mềm Step7 lên, chọn SIMOTION D→Hardware để vào cấu hình HW cho Simotion Ở Cấu hình HW click đơi vào DP2/MPI Trong mục General chọn Properties→PROFIBUS(1) 1.5Mbps→OK Hình 4.20: Tùy chọn giao diện kết nối Profibus 62 Chƣơng 4: THIẾT KẾ CHƢƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN Chọn mục Operating Mode, chọn DP slave đánh dấu check bên dƣới, chọn OK Tiến hành save đóng lại Hình 4.21: Chọn thiết bị Simotion thiết bị tớ Mở Cấu hình phần cứng cho PLC, Configured Sations nhấn chuột kéo thả C2xx/P3xx/D4xxISlave vào đƣờng profibus PLC Tiến hành Save phiên dịch sau download xuống PLC Hình 4.22: Cấu hình HW PLC 63 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 64 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 5.1 Kết luận Tuy cịn nhiều hạn chế nhƣng nhóm cố gắng hoàn thành đồ án tiến độ đặt Hệ thống đơn giản nhƣng thể đƣợc mơ hình SCADA hồn chỉnh, hệ thống hoạt động ổn định với giao diện đƣợc thiết kế WinCC thân thiện với ngƣời sử dụng Ngƣời sử dụng truy cập đến hệ thống từ xa thơng qua máy tính có kết nối Internet 5.1.1 Về phần cứng Mạng SCADA đƣợc thiết kế thỏa yêu cầu đặt ra, sử dụng kết nối theo tiêu chuẩn cơng nghiệp: Ethernet Profibus Qua đó, kiểm soát giám sát thành phần hệ thống nhiều máy tính khác giúp cho việc quan sát thơng số khơng bị gián đoạn, kiểm soát hoạt động hệ thống cách dễ dàng 5.1.2 Về phần mềm Sau tiến hành kết nối phần cứng với thiết bị điều khiển, viết chƣơng trình điều khiển, giám sát hệ thống cho chạy hệ thống thu đƣợc kết khả quan, đáp ứng yêu cầu hoạt động hệ thống Về chƣơng trình PLC Hoạt động ổn định, với yêu cầu đặt Việc truyề n thông qua ma ̣ng giƣ̃a PLC Simotion diễn tốt, không bi ̣gián đoa ̣n Phần mềm giám sát WinCC Cập nhật liên tục hiển thị xác tốc độ nhƣ góc quay trục động Màn hình điều khiển đơn giản, dễ dàng sử dụng Tạo tài khoản đăng nhập thông qua mật muốn sử dụng hệ thống, tạo tính bảo mật cho hệ thống 5.1.3 Kết thực Ngƣời dùng điều chỉnh tốc độ góc quay hai trục động thơng qua giao diện WinCC đƣợc cài đặt máy tính Giao diện WinCC đƣợc thiết lập sẵn hai chế độ điều khiển tay MANUAL chế độ tự động AUTO, chế độ điều khiển tay ngƣời dùng cho phép hai động hoạt động hai động hoạt động luân phiên với tốc độ góc quay đƣợc nhập theo ý muốn ngƣời sử dụng, chế độ tự động, sau ấn nút Start hai 65 Chƣơng 5: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN động hoạt động luân phiên với tốc độ góc quay theo mặc định, tốc độ góc quay hai trục chế độ tự động đƣợc lấy từ khâu điều khiển tay Hình 5.1: Sơ đồ kết nối thực tế hệ thống 5.1.4 Hạn chế hệ thống Tuy hoạt động ổn định nhƣng hệ thống sử dụng hai động servo để mô tả hoạt động nên hệ thống tƣơng đối đơn giản 5.2Hƣớng phát triển Sử dụng thêm module motor để điều khiển nhiều trục Xây mơ hình thực tế nhƣ: dây chuyền đóng nắp chai, cánh tay robot,… Tài liệu tham khảo Địa web [1] https://plcvietnam.com.vn [2] https://plc-scada.com.vn [3] https://industry.simens.com Sách tham khảo [1] SIMATIC S7-300 System Manual [2] Tự Động Hóa Trong Cơng Nghiệp với WinCC – TS Trần Thu Hà 66 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Chƣơng trình Simotion sử dụng ngơn ngữ MCC 67 PHỤ LỤC Chƣơng trình S7-300 68 PHỤ LỤC 69 PHỤ LỤC 70 PHỤ LỤC 71 S K L 0 ... GIÁM SÁT VỊ TRÍ TRONG HỆ SIMOTION BẰNG WINCC Mục đích đề tài: Kết nối hệ Simotion với PLC máy tính Viết chƣơng trình PLC với phần mềm WinCC để giám sát điều khiển vị trí hệ Simotion WinCC máy tính... SIMOTION D455-2 DP/PN đơn vị điều khiểnlên đến 128 trục ứng dụng điều khiển chu kỳ ngắn Ngồi cịn có Simotion D410-2 đơn vị điều khiển đơn trục với ứng dụng tùy chọn đa trục Các đơn vị điều khiển. .. nhóm định thực nghiên cứu đề tài “ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VỊ TRÍ TRONG HỆ SIMOTION BẰNG WINCC? ?? 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Cấu hình, viết chƣơng trình cho thí nghiệm SIMOTION S7-300, thiết kế mơ hình