Một trong những đặc điểm của WinCC là đặc tính mӣ. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của ngưӡi sử dụng, tạo nên giao diện ngưӡi - máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác.Những nhà cung cҩp hệ thống có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mӣ của WinCC như một nền tҧng để mӣ rộng hệ thống
TG Lê Xuân Hải CH NG : T NG QUAN V PH N M M THI T K VÀ MÔ PH NG WINCC ( WINDOWS CONTROL CENTER ) 1.1 T ng quan h th ng ScaDa Hệ SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu, đ i vào năm 80 s ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính truyền thơng cơng nghiệp Hệ SCADA cho phép liên kết mạng nhiều mức độ khác nhau: từ c m biến, c u ch p hành, điều khiển, trạm máy tính điều khiển giám sát, trạm máy tính điều hành qu n lý cơng ty SCADA hệ thống điều khiển có đặc thù có tính phân bố cao phần ch p hành lại có tính tập trung phần điều khiển (phần mềm điều khiển, thu thập, lưu trữ xử lý số liệu trung tâm) Vì đáp ứng yêu cầu hệ thống địi hỏi phân bố phạm vi địa hình rộng SCADA hệ thống m nên dễ dàng nâng c p m rộng cần thiết TG Lê Xuân Hải Hình 0-1 1.2 Giới thi u chung WinCC (WindowsControlCenter - Trung tâm điều khiển Windows), cung c p công cụ phần mềm để thiết lập giao diện điều khiển chạy hệ điều hành Microsoft Windows NT Windows 2000 Trong dòng s n phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA với chức hữu hiệu dành cho việc điều khiển Một đặc điểm WinCC đặc tính m Nó sử dụng cách dễ dàng với phần mềm chuẩn phần mềm ngư i sử dụng, tạo nên giao diện ngư i - máy đáp ứng nhu cầu thực tế cách xác.Những nhà cung c p hệ thống phát triển ứng dụng họ thông qua giao diện m WinCC t ng để m rộng hệ thống Hình 1.2 TG Lê Xuân Hải WinCC kết hợp bí hãng Siemens - công ty hàng đầu tự động hố q trình Microsoft - cơng ty hàng đầu việc phát triển phần mềm cho PC Ngoài kh thích ứng cho việc xây dựng hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác nhau, WinCC cịn dễ dàng tích hợp với ứng dụng có quy mơ tồn cơng ty như: việc tích hợp với hệ thống c p cao MES (Manufacturing Excution System - hệ thống qu n lý việc thực s n xu t) ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC sử dụng s quy mơ tồn cầu nh hệ thống trợ giúp Siemens có mặt khắp nơi giới 1.3 Các đặc điểm a Sử dụng cơng nghệ phần mềm tiên tiến: WinCC sử dụng công nghệ phần mềm nh t.Nh cộng tác Siemens Microsoft, ngư i dùng n tâm với phát triển cơng nghệ phần mềm mà Microsoft ngư i dẫn đầu b Hệ thống khách chủ với chức SCADA: Ngay từ hệ thống WinCC s cung c p t t c chức để ngư i dùng kh i động yêu cầu hiển thị phức tạp.Việc gọi hình nh (picture), c nh báo (alarm), đồ thị trạng thái (trend), báo cáo (report) dễ dàng thiết lập c Có thể nâng c p m rộng dễ dàng từ đơn gi n đến phức tạp: WinCC module hệ thống tự động hố, thế, sử dụng để m rộng hệ thống cách linh hoạt từ đơn gi n đến phức tạp từ hệ thống với máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy giám sát, hay hệ thống có c u trúc phân tán với nhiều máy chủ (server) Có thể phát triển tuỳ theo lĩnh vực cơng nghiệp yêu cầu công nghệ Một loạt module phần mềm m rộng định hướng cho loại ứng dụng phát triển sẵn để ngư i dùng chọn lựa cần TG Lê Xuân Hải d Cơ s liệu ODBC/SQL tích hợp sẵn: Cơ s liệu Sysbase SQL tích hợp sẵn WinCC.T t c liệu c u hình hệ thống liệu trình điều khiển đựơc lưu giữ s liệu này.Ngư i dùng dễ dàng truy cập tới s liệu WinCC SQL (Structured Query Language) ODBC (Open Database Connectivity) Sự truy cập cho phép WinCC chia sẻ liệu với ứng dụng s liệu khác chạy Windows e Các giao thức chuẩn mạnh (DDE, OLE, ActiveX, OPC): Các giao diện chuẩn DDE OLE dùng cho việc chuyển liệu từ chương trình chạy Windows tính WinCC Các tính ActiveX control OPC server client tích hợp sẵn f Ngơn ngữ vạn năng: WinCC phát triển dùng ngôn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C g Giao diện lập trình API m cho việc truy cập tới hàm WinCC liệu: T t c module WinCC có giao diện m cho giao diện lập trình dùng ngơn ngữ C (C programming interface, C-API) Điều có nghĩa ngư i dùng tích hợp c c u hình WinCC hàm thực (runtime) vào chương trình ngư i sử dụng h Cài đặt phần mềm với kh lựa chọn ngôn ngữ: Phần mềm WinCC thiết kế s nhiều ngơn ngữ.Nghĩa là, ngư i dùng chọn tiếng Anh, Pháp, Đức hay chí ngôn ngữ châu làm ngôn ngữ sử dụng Các ngơn ngữ thay đổi trực tuyến i Giao tiếp với hầu hết loại PLC: WinCC có sẵn kênh truyền thơng để giao tiếp với loại PLC Siemens SIMATIC S5/S7/505 thông qua giao thức chung PROFIBUS DP, DDE hay OPC Thêm vào đó, chuẩn thơng tin khác có sẵn lựa chọn hay phần bổ sung TG Lê Xuân Hải k WinCC phần tử hệ thống Tự động hố tích hợp tồn diện (Totally Integrated Automation-TIA): WinCC đóng vai trị cửa sổ hệ thống phần tử trung tâm hệ Nó phần tử SCADA hệ thống PCS Siemens 1.4 Các c u hình h th ng c b n WinCC hỗ trợ c u hình hệ thống từ th p đến cao, ví dụ c u sau: - Hệ thống điều khiển dùng máy tính (Sing-user system) - Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính (Multi-user system) - C u trúc Client/Server có dự phịng - C u trúc hệ thống phân tán với nhiều trạm chủ (server) 1.5 Các ch c c b n 1.5.1 Giao diện ngư i sử dụng: Không phụ thuộc vào ứng dụng nhỏ hay lớn, đơn gi n hay phức tạp, dùng WinCC ta thiết kế giao diện cho ngư i sử dụng để phục vụ cho việc điều khiển tối ưu hố q trình s n xu t WinCC có cơng cụ thiết kế giao diện đồ hoạ mạnh Toolbox, Control, OCX đặt dễ dàng sổ thiết kế Giao diện ngư i sử dụng cho phép hiển thị trình hội thoại ngư i điều khiển trình điều khiển cách linh hoạt phụ thuộc vào nhu cầu trình điều khiển Màn hình điều khiển thể q trình cơng nghệ cách tồn c nh, qui trình cơng nghệ cụm cơng nghệ cần theo dõi WinCC ghi nhớ giá trị biến Và vậy, ghi nhận ngày tháng, th i gian, ngư i sử dụng, giá trị cũ Vì diễn biến q trình có tính ch t kịch tính tái tạo lại phục vụ cho mục đích phân tích TG Lê Xuân Hải 1.5.2 Quyền truy nhập hệ thống công tác qu n trị ngư i sử dụng WinCC cho phép ngư i ủy quyền truy cập vào hệ thống Có tới 1000 mức truy cập khác cho phép phân chia quyền truy cập can thiệp vào hệ thống mức độ khác Mật (password) tên ngư i sử dụng (user name) xác định quyền truy cập ngư i Điều định nghĩa lại trình vận hành hệ thống Một cơng cụ có tên “User Administrator” (Qu n trị ngư i sử dụng) dùng để tho mãn mục đích Quyền truy cập hết hiệu lực th i hạn cho phép kết thúc 1.5.3 Chuyển đổi ngôn ngữ sử dụng Một vài ngôn ngữ xác lập q trình cài đặt để làm ngôn ngữ sử dụng dự án Trong trình vận hành, ngư i sử dụng việc nh n chuột vào hộp thoại để thay đổi ngôn ngữ sử dụng 1.5.4 Hệ thống đồ hoạ (Graphics System) Hệ thống đồ hoạ WinCC xử lý t t c đầu vào đầu thể hình trình vận hành.Kh hiển thị thông tin điều khiển dạng đồ hoạ thực b i module chương trình có tên gọi Graphics Designer Cơng cụ cung c p cơng cụ có sẵn như: Các hình vẽ phần tử tiêu biểu (như bơm, van, động cơ, silơ ) Các phím, hộp thoại, trượt Các hình ứng dụng hình hiển thị Các đối tượng OLE, ActiveX Các trư ng vào, Các trạng thái hiển thị theo nhóm Các đối tượng thay đổi để phù hợp với nhu cầu ngư i sử dụng Ngư i xây dựng hệ thống thể qui trình cơng nghệ mà điều khiển đồ họa Việc định nghĩa tính ch t b n đồ hoạ như: hình dáng hình học, màu sắc, kiểu hoa văn, thực dễ dàng cách sử dụng công cụ thiết kế đồ hoạ có sẵn TG Lê Xuân Hải 1.5.5 Hệ thống thông báo (Message System) Hệ thống thông báo WinCC cung c p thông tin đầy đủ lỗi trạng thái nói chung q trình hoạt động Nó thể thơng báo lúc khứ Các thông báo giúp ngư i vận hành sớm phát cố để khắc phục kịp th i, tránh cố Ta tự lựa chọn khối thông báo, thứ hạng thông báo, dạng thông báo, kiểu hiển thị thông báo Một thông báo gồm khối thơng báo có chứa giá trị q trình Mỗi thơng báo đặt tệp tin (file) bao gồm 16 thứ hạng thông báo (message classes) 16 loại thông báo (message type) cho thứ hạng thơng báo Điều có nghĩa là: phân biệt thơng báo thuộc loại c nh báo, nhắc nh , báo lỗi, hoạt động sai chức năng, cho vùng khác hệ thống Hình 0-3 1.5.6 Chức thu thập liệu (Tag Logging) Chức sử dụng để thu thập liệu q trình cơng nghệ để hiển thị chúng lưu trữ Ta tự định dạng liệu lưu trữ chúng Các giá trị trình thể b ng trực tuyến (Online Table) đồ thị Trong việc Tag Logging Editor cho phép ta thu thập liệu biểu diễn theo cách mà ta muốn TG Lê Xuân Hải Các phương pháp thu thập lưu trữ liệu: - Liên tục theo chu kỳ (Cyclical logging): giá trị thu thập cách liên tục theo chu kỳ trật tự th i gian - Theo chu kỳ chọn lựa (selective logging): trình thu thập liệu bắt đầu x y kiện kết thúc kiện ch m dứt Ví dụ, q trình thu thập liệu tiến hành có kiện sau: + Thay đổi giá trị biến nhị phân + Giá trị biến tương tự vượt ngưỡng cho trước + Tại điểm th i gian định trước + Tác động bàn phím chuột + Có lệnh hệ thống máy tính c p cao - Không theo chu kỳ (acyclical logging): kiện bắt đầu phụ thuộc vào hay nhiều bit Quá trình thu thập liệu bắt đầu bit chuyển từ sang hay ngược lại - Chỉ có thay đổi (archiving only when changed): hệ thống lưu trữ liệu có thay đổi lớn giá trị định trước Các giá trị qúa trình lưu trữ kho lưu trữ (Process Value Archives) hay kho lưu trữ nén Các kho lưu trữ nằm vùng nhớ đệm nhớ hay chứa ổ cứng Quá trình thu thập lưu trữ liên tục đòi hỏi ngư i sử dụng định trước kích cỡ b n ghi Nếu nhớ đầy, giá trị cũ tự động bị xoá ng chỗ cho giá trị TG Lê Xuân Hải Hình 0-4 1.5.7 Hệ thống báo cáo (Report System) WinCC cung c p hệ thống báo cáo cho phép ta đưa liệu gi y Nó in báo cáo thứ tự thông báo, báo cáo việc lưu trữ thông báo, báo cáo hoạt động ngư i vận hành, báo cáo thông báo hệ thống, báo cáo ngư i sử dụng báo cáo dạng văn b n in với định dạng tuỳ ý Trong công cụ thiết kế báo cáo (Report Designer), ta qui định dạng thức báo cáo in ra, số trang in lựa chọn máy in Trong q trình ta qui định chu kỳ in báo cáo cách tự động Các báo cáo in theo kiện hay theo lệnh ngư i vận hành Ta gán loại báo cáo cho máy in khác TG Lê Xuân Hải Hình 0-5 1.5.8 Chức Text Library Trong Text Library, bạn sửa văn b n thể thay đổi module sử dụng lúc chạy chương trình Các văn b n với ngôn ngữ khác định nghĩa Những văn b n sau xu t tương ứng với việc lựa chọn ngôn ngữ lúc chạy chương trình 1.5.9 Hệ thống lưu giữ liệu ngư i dùng (User Archives) User Archiver hệ thống s liệu mà ngư i dùng tự định c u hình cho Dữ liệu từ q trình cơng nghệ lưu giữ liên tục PC biểu diễn trực tuyến lúc chạy chương trình Ngồi ra, cịn định việc kết nối để trao đổi với thiết bị tự động khác Điều có nghĩa cơng thức, thơng số chương trình soạn th o, lưu giữ sử dụng hệ thống 10 TG Lê Xuân Hải Trong hộp thoại “Edit Action” chọn “Internal functions”, sau chọn “Set” Click chọn “SetTagBit” Chọn “Tag_Name”, sau chọn “Tag selection” 157 TG Lê Xuân Hải Điền số “ 1” vào ô “value” Chọn tag “nho_bat” nh p OK Nh p OK Tạo màu cho nút n tác động sau : click vào Flashing cửa sổ Object Properties 158 TG Lê Xuân Hải Click chuột trái lần vào dòng chữ Flashing Background…sao cho chữ “No” thành “Yes” Click chuột ph i vào biểu tương bóng đèn 159 TG Lê Xuân Hải chọn “Tag…”chọn tag “nhobat” nh n OK.Làm tương tự với nút n khác 8.2 Lập trình cho nút “Chap Nhan” Chọn C-Action lập trình sau #include "apdefap.h" void OnLButtonDown(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y) { int hd,ng,bo,bon,su,tm=0; int b,c,d,e,f,g=0; int a=10; hd=GetTagWord("1cd111")+2000; ng=GetTagWord("2cd111")+2000; bo=GetTagWord("3cd111")+2000; bon=GetTagWord("xcd111")+2000; su=GetTagWord("btcd111")+2000; tm=GetTagWord("kcd111")+2000; b=GetTagWord("1cd222")+2000; c=GetTagWord("2cd222")+2000; g=GetTagWord("3cd222")+2000; d=GetTagWord("xcd222")+2000; 160 TG Lê Xuân Hải e=GetTagWord("bt222")+2000; f=GetTagWord("kcd222")+2000; SetTagWord("v1",(WORD)hd); SetTagWord("v2",(WORD)ng); SetTagWord("v3",(WORD)bo); SetTagWord("bt",(WORD)su); SetTagWord("k",(WORD)tm); SetTagWord("xx1",(WORD)bon); SetTagWord("v1dc2",(WORD)b); SetTagWord("v2cd22",(WORD)c); SetTagWord("v3cd2",(WORD)g); SetTagWord("xocd222",(WORD)d); SetTagWord("btcd222",(WORD)e); // WINCC:PICNAME_SECTION_START // syntax: #define PicNameInAction "PictureName" // next PicID : // WINCC:PICNAME_SECTION_END } 8.3 Lập trình cho nút “Doi So Lieu” 161 TG Lê Xuân Hải Khi nh n nút “Doi So Lieu” thi hình RunTime chuyển đến hình gán vào nút Click chuột ph i vào nút “Doi So Lieu” , chọn Configuration Dialog… Ra sau Click vào nút để chọn hình muốn chuyển tới, hình xu t Chọn rội nh p OK 8.4 Lập trình C mơ động khu y Click chuột ph i vào “ Control7” 162 TG Lê Xuân Hải Viết chương trình C sau Bước 9:viết chương trình PLC cho động Vào phần mềm STEP7 tạo Project 163 TG Lê Xuân Hải Kích vào hình OB1 bắt đầu lập trình cho trạm trộn bê tông 164 TG Lê Xuân Hải 165 TG Lê Xuân Hải 166 TG Lê Xuân Hải 167 TG Lê Xuân Hải 168 TG Lê Xuân Hải Lập trình xong lưu lại t i xuống phần mền mô 169 TG Lê Xuân Hải Bước 10: Kiểm tra chạy mạch thật 170 TG Lê Xuân Hải TÀI LI U THAM KH O [1] Tài liệu hướng dẫn thực hành S7-300 Bùi Hồng Huế-Bùi Giáp [2] Tài liệu hướng dẫn thực hành WinCC- Bùi Giáp Một số trang web tham kh o: [3] http://www.dientuvietnam.net/ [4] http://codientu.org/ [5] http://www.ebook.edu.vn/ 171 ... b? ?o, b? ?o c? ?o việc lưu trữ thông b? ?o, b? ?o c? ?o hoạt động ngư i vận h? ?nh, b? ?o c? ?o thông b? ?o hệ thống, b? ?o c? ?o ngư i sử dụng b? ?o c? ?o dạng văn b n in với đ? ?nh dạng tuỳ ý Trong công cụ thiết kế b? ?o. .. chạy Windows e Các giao thức chuẩn m? ?nh (DDE, OLE, ActiveX, OPC): Các giao diện chuẩn DDE OLE dùng cho việc chuyển liệu từ chương tr? ?nh chạy Windows t? ?nh WinCC Các t? ?nh ActiveX control OPC server... Quá trinh khai b? ?o thiết kế hoàn th? ?nh Bước 4: Viết chương tr? ?nh PLC cho động 45 TG Lê Xuân Hải V? ?o phần mềm STEP7 t? ?o Project Kích v? ?o h? ?nh OB1 bắt đầu lập tr? ?nh cho động Xong chương tr? ?nh lưu