Các sản phẩm kinh doanh chủ yếu của công ty Bia – Rượu – Nước giải khát Hà Nội
Bia Lager Bia lon 330ml Bia tươi
Chai bia 330ml Bia hơi Chai bia 450ml
Hình 1.2 : Các sản phẩm của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội.
Quy trình công nghệ
1.2.1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia
Hình 1.3: Sơ đồ dây chuyền sản xuất bia Thuyết minh
- Yêu cầu malt nguyên liệu:
+ 1kg nguyên liệu thu được 6.451 dịch 10 0 BX
- Mục đích: Đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh để tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào các thành phần chất của nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa và các quá trình thủy phân khác nhanh và triệt để hơn
- Yêu cầu của quá trình nghiền:
Vỏ hạt được cấu tạo chủ yếu từ xenluloza, linhin, các hợp chất polyphenol, khoáng chất, một ít pentozan, các chất mầu và chất đắng Sự có mặt của các chất hòa tan này trong dung dịch đường sẽ làm cho bia có vị đắng và chát khó chịu Nếu vỏ nghiền càng nhỏ thì các chất đắng và chát này càng dễ hòa tan vào dịch đường vì vậy quá trình nghiền càng bảo toàn nguyên vỏ bao nhiêu thì càng tốt bấy nhiêu.
Ngoài ra, quá trình lọc hiệu quả là nhờ lớp màng lọc Lớp lọc có bộ khung là các lớp vỏ trấu Nếu vỏ trấu quá bé, độ xốp nhỏ thì độ dài đường lọc sẽ ngắn, khả năng lọc kém, dẫn đến hiệu quả của quá trình lọc kém Vì vậy cần nghiền ở mức độ phù hợp. Mức độ nghiền phù hợp phụ thuộc cấu trúc malt, tức là phụ thuộc vào độ nhuyễn, độ
“đồ hóa” của hạt ở giai đoạn ươm mầm Ngoài ra còn phụ thuộc phương pháp và thiết bị lọc bã Tóm lại, yêu cầu chung là phải thu nhận được nhiều chất hòa tan nhất, đồng thời thể tích bột và bã malt cũng đạt giá trị cao nhất trong điều kiện có thể.
- Yêu cầu gạo nguyên liệu:
+ Từ 1kg gạo thu nhận được 8.51 dung dịch đường 10 - 10.5 0 Bx
Do chưa được hồ hóa bởi enzim nên cấu trúc của tinh bột rất cứng, khó bị thủy phân Để thu được nhiều chất hòa tan phải nghiền mịn rồi hồ hóa ở nhiệt độ cao làm tinh bột chín.
Chuyển hóa các thành phần chính trong gạo thành chất hòa tan dưới tác dụng của nhiệt độ cao và enzim thủy phân Trong đó quan trọng nhất là các loại đường, axit amin, peptit Tinh bột được chuyển thành các sản phẩm thấp phân tử: glucoza, maltoza, fructoza, sacaroza, các dextrin với phân tử lượng khác nhau
Nguyên liệu được đưa vào cùng nước với tỉ lệ 1: 5 ở nhiệt độ 40oC, ngâm trong khoảng 20 phút Bổ sung 10% malt lót, thêm enzim termamyl E1 (chính là enzim -amylaza). Nâng nhiệt độ lên 85oC, giữ trong 15 phút Tiếp tục nâng nhiệt độ lên đến sôi, giữ ở nhiệt độ sôi 30 phút Sau đó bơm sang nồi đường hóa, bơm làm 2 lần, mỗi lần một nửa khối lượng dịch cháo. Đường hóa
Chuyển hóa các dextrin thành đường dưới tác dụng của các enzim.
Bơm nước ở nhiệt độ khoảng 35oC vào nồi (lượng nước so với nguyên liệu là 5/1) Bật cánh khuấy và đưa malt đã nghiền vào nồi ngâm trong 20 phút Bổ sung enzim Newtrase E2(proteaza) và enzim Furgomyl E3 ( và -amylaza) Thêm cháo lần 1 để nâng nhiệt độ khối dịch lên khoảng 52oC, tốc độ nâng nhiệt 1oC/phút, giữ ở 52oC trong 30 phút để enzim proteaza thủy phân protein thành axit amin Tiếp tục bơm cháo lần 2 để nâng nhiệt độ lên khoảng 60-65oC, giữ trong 30 phút để tinh bột chuyển thành maltoza dưới tác dụng của - amylaza Nâng nhiệt độ lên 75oC, giữ 30 phút để -amylaza thủy phân tinh bột thành dextrin và glucoza Nâng tiếp lên 78oC rồi bơm đi lọc.
Tách pha lỏng khỏi hỗn hợp để tiếp tục các bước tiếp theo của quá trình công nghệ, còn pha rắn-phế liệu phải loại bỏ ra ngoài.
Sử dụng sự chênh lệch áp suất giữa phía trên và phía dưới màng lọc, dịch đường sẽ tự chảy qua lớp lọc ra ngoài.
Dịch bơm vào lọc có nhiệt độ 78 o C, được ủ trong 10 phút, sau đó tiến hành lọc. Khoảng 500l dịch lọc đầu được cho hồi lơu vì lúc này lớp lọc chưa đủ dày, dịch lọc chưa trong Sau 500l đầu mới bắt đầu thu dịch Sau 1 tiếng thì hết dịch đầu và bắt đầu rửa bã bằng nước nóng 75 o C Tiến hành rửa 3 lần, mỗi lần 4m 3 nước Qua trình rửa kết thúc khi nồng độ đường trong nước rửa bã còn 1-1,5% Thời gian 1 mẻ lọc là 2 tiếng rưỡi. Đun sôi dung dịch đường với houplon
Trích ly chất đắng, tinh dầu thơm, polyphenol, các hợp chất chứa nitơ và các thành phần khác của hoa houplon vào dịch đường ngọt để biến đổi nó thành dịch đường có vị đắng và hương thơm dịu của hoa, đặc trưng cơ bản về tính chất cảm quan của bia.
Polyphenol làm kết lắng các hợp chất protein cao phân tử, kéo các cặn lắng li ti trong dịch đường kết lắng theo, làm cho độ bền keo của dịch đường tăng và thành phần sinh học của nó được ổn định.
Polyphenol, chất đắng, các chất chứa nitơ là các chất tạo sức căng bề mặt có họat tính rất cao Những chất này tham gia vào quá trình tạo bọt và là tác nhân chính giữ bọt cho bia.
Ngoài ra còn xảy ra nhiều quá trình khác có tác dụng tích cực đến việc định hình chất lượng sản phẩm như phản ứng melanoid, tăng cường độ màu, giảm độ nhớt…
Bơm dịch lọc vào nồi đun hoa, khi bơm được khoảng 15-16m3 (ngập bầu gia nhiệt) thì bắt đầu nâng nhiệt Nhiệt của dịch sau lọc khoảng 70-73oC Khi bơm lọc sang nồi hoa kết thúc thì nồi hoa bắt đầu sôi Bổ sung 6g ZnCl2 Tiến hành bổ sung hoa làm 3 lần Lần 1 bổ sung 2kg cao hoa, cho vào khi nồi hoa sôi được 5 phút Sau khi sôi được 30 phút, bổ sung hoa lần 2 là 1 kg cao hoa và 1,8 kg hoa viên (10% axit đắng). Lần cuối cùng 5 phút trước khi kết thúc, bổ sung 1 kg hoa viên (10% axit đắng) và 1,2 kg hoa viên (10% axit đắng) Tổng thời gian đun sôi hoa là 60 phút.
Quá trình lắng trong dung dịch đường
Hạ nhiệt độ để tạo điều kiện cho sự kết tủa các hợp chất hữu cơ kém chịu nhiệt, đó là cặn thô, tách bã hoa khỏi dịch.
Dịch được bơm vào thùng ở áp suất 4,5-5 at theo phương tiếp tuyến với thành thùng, nhờ vậy cả cột chất lỏng trong thùng sẽ xoay cưỡng bức Lực hướng tâm mạnh đã làm cho cặn tập trung vào tâm thùng và lắng xuống với khối lượng nhiều hơn hẳn lượng cặn thô tách ra theo phương pháp cổ điển Dịch được bơm vào thùng ở độ cao thân thùng từ đáy lên là 1/3 Tổng thời gian lắng là 40 phút.
Khái niệm chung
WinCC (Windows Control Center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám sát công nghiệp (Tích hợp giao diện người máy IHMI – Integrate Human Machine
Interface), có tính năng kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình công nghiệp Hệ thống này đưa ra những module chức năng tích hợp trong công nghiệp cho việc hiển thị đồ hoạ, đưa ra thông báo, lưu trữ, và xuất các báo cáo Nó là một trình điều khiển mạnh, với giao diện lập trình thân thiện cho phép cập nhật nhanh chóng các hình ảnh của các quá trình tự động hoá cần quan sát (thông qua các trang màn hình), và các chức năng lưu trữ an toàn … nên đảm bảo lợi ích cao.
Ngoài ra WinCC còn đưa ra các giao diện mở cho các giải pháp của người dùng. Những giao diện này có thể tích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức tạp, các giải pháp cho hệ thống mở Sự truy nhập tới nơi lưu trữ dữ liệu tích hợp bởi các giao diện chuẩn ODBC và SQL Sự lồng ghép những đối tượng và các văn bản được tích hợp bởi OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX) Những cơ chế này làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môi trường Windows.
WinCC hỗ trợ cho tất cả các loại máy tính, nó thích hợp với tất cả các loại máy tính cá nhân PC Mặc dù các thông số trong bảng dưới đây đưa ra cho cấu hình tối thiểu nhưng trong thực tế phải đạt được cấu hình khuyến cáo để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật
CPU Pentum II 266 MHz Pentum II 400 MHz
Graphics Controller (Card màn hình) SVGA (4MB) XGA (8MB)
Hard Disk (Lượng đĩa cứng trống) 500 MB trống >500 MB
CD-ROM Drive CD-ROM Drive
WinCC cung cấp nhiều loại dự án khác nhau tùy theo yêu cầu công việc và quy mô của dự án.
Dự án đơn (Single-User Project).
Một dự án đơn thực chất là một trạm vận hành đơn, việc tạo cấu hình, chạy thời gian thực, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của dự án đều được thực hiện trên máy tính này.
Hình 2.1: Cấu trúc của dự án đơn.
Dự án nhiều người dùng (Multi – User Project).
Một dự án nhiều người dùng có đặc điểm cấu hình nhiều máy khách (client) và một máy chủ (server), tất cả chúng làm việc trong cùng 1 dự án Tối đa 16 client được truy nhập vào một server Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client.
Dữ liệu của dự án như là các hình ảnh, các tag, dữ liệu được lưu trữ trong server và cung cấp cho các client Server được kết nối bus quá trình và dữ liệu quá trình được xử lý ở đây Vận hành hệ thống được thực hiện từ các client.
Hình 2.2: Cấu trúc của dự án nhiều người dùng.
Dự án nhiều máy khách (Multi – Client Project).
Dự án nhiều máy khách là một loại dự án mà có thể truy nhập vào nhiều server. Các server được liên kết có dự án riêng của chúng Cấu hình của project server được thực hiện trong server hoặc trong các client, cấu hình của dự án multi-client được thực hiện trong dự án multi – client.
Một server có thể truy nhập tối đa 16 client Một dự án multi – client có thể truy nhập tối đa 6 server Có nghĩa là dữ liệu của 6 server có thể được giám sát và điều khiển trên một màn hình của dự án multi – client.
Hình 2.3: Cấu trúc của dự án nhiều máy khách.
Các bước thực hiện một dự án
3 Bổ xung thiết bị PLC
4 Định nghĩa các Tag sử dụng
5 Tạo và soạn thảo một giao diện người dùng
6 Cài đặt thông số cho Runtime
8 Sử dụng chương trình mô phỏng Wincc Variable Simulator
2.2.1 Cách tạo ra một dự án mới (Project) Để tạo một Project mới, trên thanh công cụ chọn “File” → chọn “New”.
Hộp thoại “WinCC Explorer” xuất hiện chúng ta có thể tạo một dự án kiểu:
Single_User Project: tạo một dự án một người dùng
Multi_User Project: tạo một dự án nhiều người dùng
Multi_Client Project: tạo một dự án nhiều trạm tớ
Open an Existing Project: mở một dự án đã có sẵn
Sau khi đã chọn xong ta nhấp vào nút OK thì hộp thoại Create a New Project xuất hiện. Tại đây có các nhãn sau:
+ Project Name: Đánh tên của dự án cần xây dựng (*.MCP).
+ New Sub Folder: Hệ thống sẽ tự động tạo ra một thư mục chứa dự án (Tên thư mục trùng tên của dự án).
+ Project Path: Chỉ đường dẫn của dự án.
+ Folder: Tạo ra thư mục chứa dự án
+ Drive: Lựa chọn ổ đĩa lưu trữ dự án
2.2.2 Định vị thuộc tính cho dự án
Kích phải chuột vào CauTruc chọn Propertise trong menu Khi đó xuất hiện hộp thoại sau
Thuộc tính đề án được chia làm 3 mức sau:
- General information: Chứa một vài thông tin cần thiết khi đề án được tạo
- Update Cycle: Chứa các chu kì thu thập của hệ thống
- Hot Keys: Tạ quyền truy cập cho hệ thống (Cài đặt Password)
2.2.3 Các thành phần chính của cửa sổ dự án
- Máy tính (Computer): Quản lý tất cả các trạm (WorkStation) và trạm chủ(Server) nằm trong Project.
- Quản lý tag (Tag Managerment): Là khu vực quản lý tất cả các kênh, các quan hệ Logic, các tag (biến) quá trình (Tag process), tag (biến) trung gian trong PLC (Tag Internal) và nhóm các nhóm tag (Tag Groups).
- Loại dữ liệu (Data Types): Chứa các loại dữ liệu được gán cho các Tag và các kênh khác nhau.
- Các trình soạn thảo Editor():
Các trình soạn thảo được liệt kê trong vùng này dùng để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh bao gồm:
+ Graphics System (Graphics Designer) dùng để thiết kế các giao diện hình ảnh + Global Scrips dùng hiển thị động cho các yêu cầu đặc biệt
+ Các Message System như cảnh báo (Alarm Logging)
+ Thu thập và lưu trữ các giá trị đo (Tag Logging)
+ Hệ thống báo cáo (Report Designer)
+ Quyền sử dụng (User Administration) và các Text library
Tất cả các Modul này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cần thiết thì không nhất thiết phải cài đặt hết. a) Cấu trúc của “Computer”: Đây là thành phần để ta phân chia các công việc, cài đặt thông số và chạy các ứng dụng khác nhau khi hệ thống chạy Run-time Gồm các Tab sau khi bấm vào Propertise trong pop-up menu ở Computer
+ General infomation: Thông tin chung về tên máy, dạng máy
+ Start up: Khởi động lúc chạy Run-time
+ Lựa chọn các thông số: Quy định cách thức làm việc cho các ứng dụng khác nhau của hệ điều hành trong lúc hệ thống chạy Run-time
+ Graphic Run-time: Cài đặt các thông số cho trang đồ hoạ b) Cấu trúc của “Tag Management”
Tại đây thì tất cả các kênh truyền, các kết nối Logic, việc tạo ra các Tag và nhóm Tag đều được quản lý tại đây.
Trong phần mềm WinCC có một khái niệm đặc biệt quan trọng mà chúng ta cần phải nắm vững khi xây dựng một hệ thống điều khiển giám sát bằng WinCC đó là khái niệm về Tag và Tag Group Tag thực ra là một thành phần trung gian cho việc truy nhập các giá trị quá trình.
Trong một project thì Tag chỉ mang một tên duy nhất và một loại dữ liệu WinCC Tag được gán bởi các mối quan hệ Logic, cái mối liên hệ được định rõ bởi kênh phân phối các giá trị quá trình tới các Tags sử dụng tại các điểm nối WinCC Tags chứa trong một cơ sở dữ liệu của một project rộng Sau khi chạy WinCC tất cả các Tag đều được tải vào và tương ứng với cấu trúc Run-time được dựng lên.
External Tags: Còn gọi là tag ngoài (miền nhớ bên ngoài), loại này chỉ sử dụng khi ta kết nối với các phần cứng, các thiết bị ngoại vi.
Internal Tags: Còn gọi là tag trong, loại này được sử dụng khi ta không liên kết với phần cứng (PLC).
Message frame Tags: Về hình thức thì nó cũng là một dạng của External Tags, nó chỉ khác là được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu xử lý tốc độ nhanh hoặc thu thập dữ liệu dưới dạng khối trong PLC
Tag Group dùng để tổ chức các Tag thành các cấu trúc Tất cả các Tag đều có thể được tổ chức trong các nhóm Tag để tăng sự rõ ràng của project WinCC Tag mô tả một dạng dữ liệu thành phần duy nhất trong một project và những luật cho phép truy cập dữ liệu này.
Định nghĩa thuộc tính của Tags: Được phân làm hai mức (kích phải vào Tag và chỉ vào Propertise trong menu pop - up)
General information (Thông tin chung): Dùng để đặt tên, dạng dữ liệu hay lựa chọn địa chỉ cho Tags
Limits/Reporting: Đặt các giới hạn phục vụ việc in ấn, thông báo
Kết nối Tags với PLC: Chỉ thực hiện đối với loại External Tags
Sơ đồ khối đối với sự kết nối
Lựa chọn Drive thích hợp cho việc kết nối (Kích phải chuột vào Tag management và chọn Add New Driver), để thực hiện kết nối với PLC S7 ta chọn Drive: Simatic S7 Protocol Suite.CHN
Lựa chọn kênh truyền (Chanel Units) trong Driver đã tạo để thực hiện kết nối Logic (Mỗi Driver có thể có rất nhiều dạng kênh truyền) Quá trình kết nối Logic bao gồm cả việc chọn thứ tự PLC (trong trường hợp kết nối nhiều PLC). c) Tạo Internal Tag
Nếu trên cây thư mục “Tag
Management” vẫn bị đóng trước đó chúng ta hãy kích đúp chuột vào nó để mở ra
Sau đó kích chuột phải
“Internal Tag”, trên menu thả xuống chọn “New
Hộp thoại “Tag Properties” xuất hiện chọn tên biến Tag là “DEM_CHAI” trong mục
“Name” và chọn kiểu dữ liệu biến là
“Unsigned 16bit value” (kiểu số nguyên 16 bit) trong mục “Datatype” Sau đó chọn
OK Tương tự ta tạo một Tag “Start” với
“Binary Tag”, và các tag khác
Tất cả các Internal Tag đó được tạo ra sẽ hiển thị bên nửa cửa bên phải ra sẽ hiển thị
“WinCC Explorer” Ta có thể thực hiện lệnh coppy hay paste các Tap này. d) Tạo Process Tags
Trước khi tạo biến quá trình
Process Tags, ta phải chắc chắn đã cài đặt một thiết bị (ví dụ PLC) và thiết lập kết nối Để tạo ra Process
Tags, click chuột phải vào biểu tượng kết nối PLC (Handing), trên menu thả xuống chọn “New Tag”.
Hộp thoại “Tag properties” xuất hiện, đặt một tên biến Tags bất kì ví dụ
“BANGTAI” và lựa chọn kiểu dữ liệu biến Tag là “Binary Tag”.
Chúng ta có thể lựa chọn kiểu chuyển đổi dữ liệu ví dụ
“WordToUnsignedWord”thì WinCC sẽ thực hiện tất cả các tính toán cần thiết để chuyển đổi kiểu dữ liệu này. Định địa chỉ cho Process Tags trên
Click chuột vào nút “Select” để mở hộp thoại “Address Properties” Lựa chọn vùng nhớ là “Input” Kiểm tra kiểu dữ liệu là “Bit” và địa chỉ là I 0.0
Tạo một giao diện người dùng (Graphic Designer)
2.3.1 Chức năng của Graphic Designer:
Là một trình soạn thảo đồ hoạ nó cung cấp các đối tượng đồ hoạ và các bảng mầu cho phép tạo ra các hình ảnh của các quá trình từ đơn giản đến phức tạp Những đặc tính động có thể được tạo ra cho từng đối tượng đồ hoạ riêng lẻ Có thể lưu trữ những đối tượng đồ hoạ của được tạo ra bởi người sử dụng vào trong thư viện (Library) Nó đưa ra những đặc trưng sau đây:
- Dễ sử dụng, giao diện đơn giản với công cụ và các bảng màu đồ hoạ
- Cấu hình sắp xếp hợp lí với các thư viện icon và đối tượng tích hợp
- Mở ra giao diện cho các đồ hoạ quan trọng và cung cấp giao diện OLE 2.0.
- Hành vi động của các đối tượng ảnh có thể được định cấu hình với hỗ trợ từ một trình trợ giúp (Dynamic Wizard).
- Các liên kết tới các chức năng phụ nhờ cấu hình script mạnh.
- Các liên kết tới các đối tượng đồ hoạ mà người dùng có thể tự tạo ra.
- Ứng dụng 32bit, chạy dưới Windows NT.
Các công cụ khác như Alarm Logging, Tag Logging sẽ được kết nối gián tiếp thông qua chương trình này Ngoài ra Graphics Designer cũng thể coi là môi trường lập trình (Ngôn ngữ là C chuẩn)
2.3.2 Cách tạo một trang đồ hoạ :
+ Trong cửa sổ bên trái WinCC-Explorer, kích đúp lên "Editor", khi đó các thành phần của Editor sẽ được liệt kê ra Vào "Graphic Designer" bằng cách kích chuột phải và chọn “New Picture” trên menu thả xuống
+ Sau khi khởi tạo thì một File có tên là Newpdl0.pdl được tạo ra và hiển thị ở cửa sổ bên phải WinCC Explorer
+ Nếu muốn đổi tên File thì ta kích phải chuột vào File Newpdl0.pdl và chọn Rename Picture trong Pop-up menu Khi hộp thoại New name hiện ra thì ta thay đổi tên cho trang đồ hoạ và kích OK
2.3.3 Cấu trúc của Graphic Designer:
Graphics Designer chứa các mục sau
Hình 2.4 Cấu trúc của Graphics Designer
Các palette để tạo và sửa các đối tượng đồ hoạ:
+ Palette màu (Color Palette): ấn định màu cho từng đối tượng, phạm vi của nó gồm
+ Palette đối tượng (Object Palette): Bao gồm các chuẩn đối tượng để vẽ (Standart Object) như Polygon, Ellipse, Rectangle, , Smart Object (OLE Control, OLE Element, I/O Field và Window Object (Button, check Box )
+ Palette kiểu (Style Palette): Dùng để thay đổi hình dạng của đối tượng lựa chọn, tuỳ thuộc vào từng đối tượng cụ thể mà ta có thể thay đổi chúng về đường nét và hình dạng (Như độ rộng của đường nét, màu gạch cho hình dạng )
+ Palette về sắp xếp (Alignment Palette): Cho phép thay đổi vị trí tuyệt đối cũng như tương đối của một hay nhiều đối tượng, hoặc các tiêu chuẩn về độ rộng, độ cao cho một vài đối tượng
Layer Bar Zoom palette Color palette
Style paletteObject paletteFont paletteMenu Bar Standart ToolBar
+ Palette về phóng to, thu nhỏ hình (Zoom Palette): Cho phép đặt độ phóng to hay thu nhỏ của màn hình trang đồ hoạ, tiêu chuẩn chỉ ở dạng các tỷ lệ 8, 4, 1, 1/2, 1/4 + Font Palette: Cho phép ta thay đổi kiểu chữ, kích cỡ và kiểu màu cho các đối tượng dạng Text.
Các bảng và các thanh công cụ phục vụ cho thao tác với Graphic Designer.
+ Menu Bar: Chứa toàn bộ các lệnh cần thao tác trong khi thiết kế
+ Thanh công cụ: Có chứa các lệnh dùng thao tác nhanh trong khi thiết kế
+ Thanh lớp (Layer Bar): sử dụng để lựa chọn các kiểu lớp (Có 16 lớp với kí hiệu từ 015), trong đó lớp 0 là lớp mặc định, mỗi đối tượng khi kéo ra màn hình đều mặc định là lớp 0, tuy vậy ta có thể định nghĩa lại sự phân lớp của chúng trong phạm vi từ 015, thứ tự lớp ở đây được hiểu là lớp sau che lớp trước (có nghĩa là nếu có hai đối tượng trồng lên nhau thì đối tượng nào nằm ở lớp thấp hơn sẽ bị che khuất)
Đối tượng thiết kế các trang đồ hoạ :
Các công cụ chuẩn dùng để thiết kế chủ yếu là các đối tượng nằm trong thành phần “Object
Palette” Ngoài ra còn có nhiều đối tượng khác được lấy từ thư viện chuẩn Các đối tượng lấy ra từ thư viện này thực ra được xây dựng “Object
Cấu trúc của Object Palette: gồm 3 thành phần chính sau
Các đối tượng chuẩn (Standard Object ) gồm các hình đa giác, chữ nhật, elip
Các đối tượng thông minh (Smart Object) gồm có các đối tượng nhúng, các trường vào/ra, các đối tượng đồ hoạ, các công cụ hiển thị, các đối tượng ba chiều
Các đối tượng Window (Window Object) gồm có các Button, hộp checkBox, Option Group, Slider Đây là các đối tượng hỗ trợ đồ hoạ
Smart Object Ứng dụng Window (Application Window).
Là những đối tượng thông báo hệ thống (Alarm Logging), lưu trữ hệ thống (Tag Logging), báo cáo hệ thống (Print Jobs) cũng như các ứng dụng của Global Script. Application Window mở ra những cửa sổ ứng dụng và quản lí nó để hiển thị và vận hành.
Là những đối tượng được tạo ra trong Graphic Disigner Các đối tượng đó được đặt cấu hình theo vị trí, kích thước và các đặc tính động khác Chẳng hạn một đặc tính quan trọng là truy nhập hình ảnh được hiển thị trong Picture Window bằng cách thay đổi thuộc tính động ’’Picture name”, lúc chạy thực thì nội dung của cửa sổ có thể được thay đổi theo. Điều khiển nhúng và liên kết đối tượng (OLE Control).
Sử dụng OLE Control để cung cấp các công cụ Window (như nút bấm, hộp lựa chọn) Các thuộc tính của nó được hiển thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab
“Event” Các thuộc tính này có thể được ấn bản trong cửa sổ trên. Đối tượng liên kết và nhúng.
Graphic Disigner cho phép chèn các đối tượng nhúng vào cửa sổ làm việc của nó Trong mode cấu hình ta có thể thiết lập một đối tượng với ứng dụng OLE thích hợp Sau khi ta hoàn thành việc thay đổi để liên kết đối tượng nhúng một cách chặt chẽ thì ta phải cập nhật liên kết bằng tay sao cho phù hợp với các thay đổi được thể hiện Tuy nhiên ta không được phép thiết lập trong khi hệ thống đang chạy runtime. Trường vào/ra(I/O Field).
Sử dụng như một trường vào hoặc một trường ra hoặc như là một trường vào/ra. Các dạng dữ liệu cho phép sử dụng với I/O Field:
Ta cũng có thể định rõ giá trị giới hạn, chỉ định là trường vào hoặc trường ra hoặc là trường vào/ra.
Thu thập và lưu trữ dữ liệu (Tag Logging)
Các bước để thu thập và lưu trữ thông số quá trình
1 Mở cửa sổ Tag Logging.
6 Cài đặt tham số Runtime.
2.4.1 Chức năng của Tag Logging
Nhiệm vụ chính của Tag Logging là thu thập, lưu trữ mọi sự thay đổi của thuộc tính, trạng thái, tính chất của dữ liệu từ bên ngoài (khi có sự kết nối của phần cứng) cũng như sự thay đổi bên trong máy tính theo một chu kỳ định sẵn Dữ liệu thu được sẽ được hiển thị trên màn hình dưới dạng các đồ thị (Trend) hay dưới dạng bảng (Table) và được thực hiện thông qua WinCC Online Trend và Table Control của Graphics Designer.
Tag Logging chứa các hàm để lấy dữ liệu từ các quá trình đã thực hiện và chuẩn bị dữ liệu đó để hiển thị và lưu trữ Ưu diểm chínhTag Logging:
- Đơn giản hoá việc phát hiện sớm sự cố nguy hiểm và các điều kiện gây ra lỗi.
- Sáng sủa, dễ hiểu trong thủ tục vận hành.
- Giúp cải tiến chất lượng sản phẩm
- Hiệu quả và tối ưu trong việc sử dụng hệ thống
- Tạo văn bản cho tiến trình của các giá trị quá trình
Tag Logging có chứa những chức năng nhận dữ liệu từ quy trình chấp hành để lưu trữ và hiển thị Nó có thể mang lại ý nghĩa công nghệ và kỹ thuật liên quan tới trạng thái vận hành của hệ thống.
Tag Logging được tách ra làm 2 thành phần :
Cấu hình của hệ thống (Tag Logging Cofiguration System /Tag Logging CS).
Chạy thực hệ thống (Tag Logging Runtime Tag Logging RT). a) Nhiệm vụ của Tag Logging CS:
Tất cả các đặc tính cần thiết cho lưu trữ và hiển thị được gán dữ liệu bằng "Tag Logging Configuration System " Những đặc tính này phải được tạo ra và chuẩn bị trước khi khởi động chạy thực hệ thống b) Nhiệm vụ của TagLoggig Run-Time System :
Tag Logging Run -Time System chấp nhận dữ liệuđã đặt và liên kết chúng tới những đặc tính đã được chỉ định và chuẩn bị cho lưu trữ và hiển thị
2.4.2 Cấu trúc của Tag Logging :
1 Trong cửa sổ hướng của project kích đúp vào "Editor"để hiển thị danh sách tất cả các ấn bản đã dược cài đặt.
2 Kích chuột phải vào nút "Tag Logging"
3 Khi Menu xuất hiện hãy chọn "Open".
4 Sự lựa chọn này sẽ khởi động "Tag Logging"và bây giờ bạn có thể khởi tạo. Cấu trúc của Tag Logging: Gồm 3 loại cửa sổ
Navigation Window: Chứa các thành phần cơ bản của Tags Logging
Data Window: Hiển thị nội dung cửa sổ Navigation Window
Table Window: Chứa danh sách nội dung từ cửa sổ Data Window
Timer: Chứa các Timer cơ sở (như 500ms, 1s, 1 phút, 1 giờ, 1 ngày), thực chất thì Time trong timer là khoảng thời gian mà ta sử dụng trong việc định nghĩa chu kỳ thu thập hay lưu trữ dữ liệu (Định nghĩa chu kỳ thu thập của biến Tags)
Tag Logging giới thiệu 2 loại hệ thống Timer khác nhau:
Timer lưu trữ (Archiving Timer ).
+ Timer thu nhận : Là khoảng thời gian mà các giá trị được Tag Logging copy từ hình ảnh quá trình của bộ quản lí dữ liệu (Data Manager).
+ Timer lưu trữ : Là khoảng thời gian mà dữ liệu được nạp vào vùng lưu trữ Bộ định thời lưu trữ luôn là một số nguyên lần bộ định thời thu nhận được thiết lập Giá trị đầu tiên thuộc về khoảng thời gian trước.
+ Timer nén: Là những Timer được sử dụng để đặt phạm vi thời gian, dữ liệu của nó được nén lại Ta có thể tạo ra và thiết lập những Timer này trong vùng cấu hình
2.4.4.Biến lưu trữ Archives Được sử dụng để liên kết các Tags mà ta đã định nghĩa ở Tag Management
Thư mục lưu trữ có chứa thông số mặc định cho việc tạo ra một bộ phận lưu trữ và xác định các tag liên quan trong suốt mối liên hệ giữa chúng với quản lí dữ liệu của tag.
Tạo ra và ấn bản một hay nhiều lưu trữ được thực hiện trong vùng đặt cấu hình
"Archive" Tại mội thời điểm một lưu trữ mới cũng được nạp vào project.
Các thư mục lưu trữ chứa những thiết lập mặc định để tạo ra và lưu trữ và định nghĩa các Tag liên quan cùng với liên kết của chúng với Tag bộ quản lý dữ liệu,
Các vùng lưu trữ có thể được tạo ra và sửa đổi trong vùng cấu hình “Archives". Mỗi khi một vùng lưu trữ mới được tạo ra, các thiết lập trước được dùng.
Trend Window Template: Dùng để định nghĩa việc thu thập dữ liệu thông qua Tags hay dưới dạng đồ thị (Trend)
+ Chức năng Để thể hiện trạng thái các Tag Nhờ Tag Logging mà giá trị của các Tag được thể hiện bằng Trend Tag Logging cho phép lựa chọn kiểu Trend và có thể vẽ đồ thị củaTag hiện thời hoặc lưu trữ giá trị Tag.
+ Phân loại : Có 3 loại Trend có thể sử dụng
Trend vẽ theo các điểm rời rạc.
Trend tuyến tính hoá theo từng bước nhảy.
+ Đặt cấu hình cho "Trend Window Template"
2 Liên kết Trend với Trend Window Template.
3 Đăt các thông số tổng thể cho Trend.
4 Nối Trend với tag được hiển thị.
5 Đặt thông số của trục x, y.
6 Đặt các thuộc tính của Trend:
- Tạo cửa sổ ứng dụng trong "Graphic Disigner".
- Trong "Graphic Disigner" nối cửa sổ ứng dụng tới Trend đã đặt cấu hình Phạm vi của Trend được thể hiện
Thể hiện tĩnh của đồ thị :
Có thể cho phép thể hiện đồ thị trong một đoạn thời gian mà ta đặt cho Trend Cấu hình này được đặt trong "X-Axis" Khi thể hiện tĩnh thì Trend chỉ thể hiện một đoạn giá trị cố định mà ta đã đặt.
Thể hiện động của đồ thị:
Thời điểm cuối của Trend luôn tương ứng với thời gian hệ thống ở thời điểm hiện tại Việc đặt cấu hình cho nó cũng trong "X-Axis" của cửa sổ hộp thoại "Properties Trend Window Template".
Table Window Template: Dùng để định nghĩa việc thu thập dữ liệu thông qua Tags hay dưới dạng bảng (Table)
2.4.5 Cài đặt tham số khi chạy Runtime
Tiếp theo, chúng ta cài đặt tham số để Tag Logging khởi tạo khi chạy Runtime.Bên trái cửa sổ Wincc Explorer, kích vào Computer.
Bên phải cửa sổ Wincc Explorer, kích chuột phải lên tên của Computer, trên menu thả xuống chọn Properties.
Tích chọn “Tag Logging Runtime” và “Graphics Runtime”.
Trong hộp thoại “Graphics Runtime” Để chọn màn hình khởi động, kích vào nút
“Browse” trong hộp thoại “Start Picture” và chọn giao diện khởi động
“TagLogging.pdl” Sau đó chọn OK.
- Để chạy chương trình mô phỏng chọn “Wincc Variable Simulator”.
- Trong hộp Simulation, chọn biến Tag cần mô phỏng
- Trong hộp thoại “Simulation”, chọn hộp thoại “Properties” -> chọn kiểu mô phỏng
- Trong hộp thoại “Simulation” -> chọn hộp thoại “List of Tags” -> kích chuột vào nút
“Start Simulation” để bắt đầu mô phỏng biến Tag.
Cảnh báo và thông báo lỗi (Alamr Logging)
Các bước thiết lập cảnh báo và thông báo lỗi:
1 Mở cửa sổ Alarm Logging
4 Thiết lập màu cho các thông báo
5 Thiết lập giá trị giới hạn cho các thông báo
6 Thiết lập giao diện thông báo
7 Thiết lập các tham số Runtime
2.5.1.Chức năng của Alamr Logging
Cho phép thao tác lựa chọn thực hiện thu thập và lưu trữ các kết quả của quá trình và hiển thị các thông báo và đáp ứng nhanh đối với các dạng thông điệp (Message) Alarm Logging có thể:
- Cung cấp thông tin đầy đủ chính xác về lỗi và trạng thái hoạt động.
- Được dùng để phát hiện sớm các trường hợp sự cố nghiêm trọng.
- Tránh và giảm thời gian chết (Downtime).
- Tăng chất lượng sản phẩm
- Cung cấp tài liệu định hướng cho các lỗi và trạng thái hoạt động.
Hệ thống thông báo xử lí kết quả từ các chức năng theo dõi các tác vụ trong quá trình, ở mức tự động và trong hệ thống WinCC Các sự kiện thông báo được ghi nhận được thông báo bởi hệ thống theo cả hình ảnh và âm thanh
Bên trái cửa sổ WinCC Explorer, Click chuột phải vào “Alarm Logging”, trên menu thả xuống chọn Open.
Cấu trúc cửa sổ Alarm Logging gồm 3 phần:
Navigation Window: chứa các thành phần cơ bản của Alarm Logging.
Data Window: chứa nội dung chi tiết các thành phần cửa sổ Navigation Window.
Chúng ta dễ dàng thiết lập một hệ thống cảnh báo sử dụng System Wizard như sau:
Để khởi động System Wizard, chọn File chọn Select Wizard:
Hộp thoại “Select Wizard ” xuất hiện, click đúp vào System Wizard.
Trong hộp thoại đầu tiên, chọn Next.
Hộp “System Wizard: Selecting Message Blocks” xuất hiện hộp thoại “System Blocks” và hộp thoại “User Text Blocks”
Trong hộp thoại này, chúng ta thiết lập các khối thông báo như “System Blocks” là khối khối thông báo cửa hệ thống (ví dụ: ngày, thời gian ), “User Text Block” là khối thông báo do người dùng định nghĩa (ví dụ: nội dung thông điệp, vị trí lỗi )
Chọn Next, hộp thoại “System Wizard: Preset Classes” xuất hiện, chọn "Class of Error with Types Alarm, Error and Warning (Incoming Acknowledgement)"
Chọn Next Hộp thoại “System Wizad: Select Archive”, chọn “ShortTerm Archive for 250 Messages”.
Trong hộp thoại này, chúng ta có thể lựa chọn số lượng dòng thông báo trên giao diện thông báo (ở đây ta chọn ít nhất có 250 dòng thông báo được lưu trữ trên giao diện thông báo).
Chọn Next, Hộp thoại cuối cùng System Wizard đưa ra tóm tắt các tham số đã được thiết lập Sau đó chọn Finish để thoát khỏi System Wizard.
Tiếp theo, chúng ta thiết lập thông báo trong cửa sổ Table Window Đối với Project này chúng ta sẽ đặt 3 thông báo Nhưng độ dài của các User Text Blocks được tạo bởiWizard phải được hiệu chỉnh.
2.5.4.1.Thay đổi độ dài của một dòng thông báo:
Click chuột vào biểu tượng dấu thập (+) trên thư mục “Message Blocks”.
Chọn “User Text Blocks” Kích chuột phải vào “Message text chọn “Properties”.
Hộp thoại tiếp theo, nhập độ dài thông báo “Length” chọn OK
2.5.4.2 Thay đổi độ dài của một thông báo vị trí lỗi (Point of error):
Chọn “User Text Blocks” click chuột phải vào “Point of error”, chọn
“Properties”.Hộp thoại tiếp theo, nhập độ dài thông báo trong “Length” chọn OK.
2.5.4.3.Thiết lập thông báo thứ nhất:
Message Tag: lựa chọn biến Tag (để thu thập dữ liệu).
Message Bit: chọn bít lỗi có trong Message Tag.
Message Text: thông điệp lỗi.
Point of error: chỉ vị trí lỗi xẩy ra.
Tại dòng thứ nhất, click đúp chuột vào “MessageTag” Trong hộp thoại tiếp theo, chọn biến Tag là “Vitri” và sau đó chọn OK.
Tại dòng thứ nhất, Click chuột vào “MessageBit” và nhập giá trị “2” Số này có nghĩa là dòng thông báo đầu tiên sẽ xuất hiện khi bít thứ ba kể từ phải sang của 16 bít thuộc biến “Phuongx” được thiết lập.
2.5.4.4 Thiết lập màu cho các thông báo
Các thông báo có thể được hiển thị màu khác nhau khi chạy Runtime Điều này thuận tiện cho việc nhận dạng lỗi dựa vào màu sắc:
Kick vào biểu tượng dấu thập của “Message classes”, click chuột vào “Error”.
Click phải chuột vào “Alarm”, trên menu kéo xuống chọn Properties. Để đặt màu chữ và màu nền cho thông báo chúng ta làm như sau:
Click chọn “Came in” (Kích hoạt cảnh báo Alarm):
Click chuột vào “Text Color”
Click chọn vào “Background Color”.
Click chọn “Went Out” (không kích hoạt cảnh báo Alarm): Click chuột vào “Text Color” Click chọn vào
Click chuột vào “Text Color” Click chọn vào “Background Color”
2.5.4.5 Thiết lập giá trị giới hạn cho các thông báo
Các biến Tag có thể được quan sát để xác định giá trị của chúng có nằm trong giới hạn cho phép hay không.
Trên thanh menu cửa sổ Alarm Logging chọn Tools chọn “Add Ins ”
Trong hộp thoại “Expansions” tiếp theo, click chọn vào “Analog Alarm” để kích hoạt giá trị giới hạn giám sát.
Giá trị giới hạn quan sát được hiển thị bên dưới thư mục Message Classes Trong cửa sổ
Navigation window, click chuột phải vào
Analog Alarm, trên menu thả xuống chọn New.
Hộp thoại “Properties” xuất hiện, chúng ta có thể chọn biến Tag để quan sát: Để chọn biến Tag quan sát, chúng ta click vào nút ấn “…”
Chúng ta có thể chọn biến Tag đã có hay tạo một biến Tag mới
Chọn tiếp OK để thoát khỏi hộp thoại “Properties”.
Lưu chương trình lại và đóng cửa sổ lại.
2.5.4.6 Tạo giao diện cảnh báo Để tạo một giao diện cảnh báo thực hiện các chức năng giống như hiển thị giao diện bảng và đồ thị Mở cửa sổ Graphics Designer và tạo một giao diện có tên AlarmLogging.pdl, sau đó chúng ta làm các bước như sau:
Trong cửa sổ Object Palette chọn
Controls chọn WinCC Alarm Control
Chuột phải chọn “Configuration Dialog ”.
Nhập tên "BANG THONG BAO”
Thiết lập trường vào/ra I/O:
Từ Object Palette chọn SmartObject chọn I/OField.
Chọn biến Tag là “So chai”
Chu kỳ cập nhật là 500ms.
Từ Object Palette chọn Standard chọn Windows Objects chọn Slider Object.
Chọn biến Tag là “SO CHAI”
Giá trị max, min, bước nhảy như hình vẽ
Chu kỳ cập nhật là Upon change.
Chọn hướng trượt là horizontal
Sau đó lưu lại giao diện AlarmLogging.pdl
2.5.4.7 Đặt tham số khi chạy Runtime và chạy chương trình
Chúng ta thực hiên tương tự như đã thực hiện với Graphic Designer và Alarm
Lập trình C cho WinCC
2.6.1 Môi trường phát triển những đoạn chương trình C
WinCC cung cấp hai trình soạn thảo cho chương trình C Một trình soạn thảo trong Graphics Designer cho việc tạo CAction cho các đối tượng, một trình soạn thảo khác trong Global Script cho việc tạo những Function và Action toàn cục Cú pháp của ngôn ngữ soạn thảo tương ứng với C chuẩn theo ANSI Một vùng ứng dụng khác cho ngôn ngữ lập trình C trong WinCC kèm theo việc tạo Dynamic Wizards Do đó có sẵn trình soạn thảo tách rời.
2.6.2 Soạn thảo Action trong Graphics Designer
Chú ý: Có thể tạo mới và sửa chữa các hàm có sẵn trong Global Script
Action là các chức năng được tạo lập trong ngôn ngữ lập trình C và được thực hiện đều đặn hoặc là đáp ứng lại một sự kiện Ví dụ các sự kiện là bấm phím thay đổi thuộc tính hoặc trong giá trị các biến Tag Action được liên kết với các mục sau: đối tượng đồ hoạ, lưu trữ dữ liệu, vòng lặp Alarm hay chức năng của hệ thống Message Giá trị trả về của một hàm có thể điều khiển thuộc tính của đối tượng mà Action gắn tới.
Các hàm và action mà có thể dùng trong suốt một quá trình hay một dự án được gọi là “Global Script” – các Script toàn cục Chúng không được liên kết với các đối tượng.Cùng với các hàm Project, ta có thể sử dụng “Internal function”, các hàm trong là các hàm chuẩn riêng của hệ thống, cũng như tất cả các hàm trong thư viện C chuẩn
Chú ý: Việc xử lý action được thực hiện nhờ một module biên dịch Khi thực hiện nhiều hoặc mở rộng các action, ta có thể lập kế hoạch cho một tải hệ thống cao hơn Do vậy nên thay thế các action mở rộng bằng các DLL riêng.
Lập trình với C-Action cho Properties của đối tượng thì cần phải có Trigger, còn Event thì không cần có Trigger vì bản thân nó là Trigger rồi
Cấu trúc một chương trình cửa C-Action cho một Property của đối tượng:
Câu lệnh #include”apdefap.h” là khai báo các thư viện các Function và Action hỗ trợ có sẵn.
Dòng thứ hai là dòng mã lệnh tự động phát sinh giống nhau cho các Properties và không được thay đổi Bao gồm:
Nội dung của chương trình là do người sử dụng viết, ví dụ chương trình trên bao gồm: Khai báo biến
Tính toán các giá cho Property
Trả về giá trị cho Property
Chú ý: Sau khi lập trình xong Action cho một Property của đối tượng thì phải chọn Trigger cho nó bằng biểu tượng ở góc phải bên trên của cửa sổ
Cấu trúc một chương trình cửa CAction cho một Event của đối tượng:
Cấu trúc có một số điểm khác cơ bản sau:
Hàm không có giá trị trả về
Sau khi lập trình xong Action cho một Event không phải chọn Trigger.
Chức năng: Đây là môi trường chuẩn dùng để lập trình các sự kiện, trạng thái cho hệ thống sử dụng ngôn ngữ C Lập trình trong Global Script là lập trình theo cấu trúc.
Global Script cho phép ta tạo ra những hành động (thay đổi trạng thái) cho các đối tượng Trình soạn thảo này cho phép ta tạo ra các hàm giống như trong C và các sự kiện này có thể sử dụng trong một dự án hoặc nhiều dự án phụ thuộc vào loại hàm được tạo ra.
Cấu trúc của một Global Script bao gồm các thành phần sau: a Project Functions:
Tạo ra các module nhỏ, mỗi module là một chương trình con có thể tạo mới và sửachữa các hàm có sẵn Chỉ được sử dụng trong Project mà nó tạo ra
Là các hàm chuẩn đã có sẵn trong WinCC có thể tạo mới và sửa chữa các hàm có sẵn Được sử dụng trong tất cả các Project
Chứa các lệnh cơ bản trong WinCC dùng để lập trình không thể tạo mới hay sửa chữa các hàm có sẵn được sử dụng trong tất cả các Project
2.6.4.Sự khác nhau giữa Function và Action
Function được sử dụng khi cần tính toán nhiều lần trong chương trình Ưu điểm của hàm Function là: o Chỉ cần lập trình một lần Khi cần thực hiện chỉ cần gọi hàm và đưa ra đối số thích hợp o Chương trình ngắn và dễ hiểu
Action khác với Function, nó chỉ được hoạt động khi có các điều kiện click Ưu điểm của Action là: o Action không có đối số o Có thể tạo bảo quyền cho Action Để tạo và soạn thảo Funtion hay Action ta sử dụng Global Script WinCC
* Lập trình tạo một Funtion
Giả sử ta lập trình một ví dụ đơn giản là tính tổng hai số Integer và xuất kết quả ra màn hình khi nhấn một nút ấn Button. Để mở cửa sổ Global Script, từ cửa sổ
Wincc Explorer -> kích chuột phải Global
Script bên nửa cửa sổ bên trái -> chọn
Open, thì hộp thoại Global xuất hiện Kích chuột phải vào loại vào Function -> chọn
New Trong cửa sổ soạn thảo ta ta lập trình như sau:
Cấu trúc của một Funtion đơn giản:
Kiểu dữ liệu trả về của hàm, Tên hàm, Đối số cùng với kiểu dữ liệu của nó,
Thân hàm, Gía trị trả về của hàm Để xem kết quả tính toán của hàm và chuẩn đoán lỗi ta dùng của sổ Global Script Window, cách thực hiện như sau:
- Mở trang màn hình Graphics Designer
- Từ Object Palete -> chọn Standard -> chọn Smart Object -> chọn Appliaction Window
- Hộp thoại “Window content” xuất hiện -> chọn “Global Sript” -> chọn OK
- Hộp thoại “Template” xuất hiện -> chọn
- Kích chuột phải vào Application Window vừa tạo ra -> chọn Properties -> cửa sổ
“Object Properties” xuất hiện chọn
“Properties” Chọn “Yes” cho tất cả các thuộc tính của Miscellaneous Khi chạy Runtime kết quả của lệnh Printf sẽ được hiện ra trên cửa sổ này
2.6.5.Các thủ tục hay sử dụng khi lập trình
Cú pháp #define Tên Tag
Trong đó : Tag là biến đã được khai báo trong Tag Manager
Ví dụ: Gỉa sử đã định nghĩa một Tag tên là Start trong Tag Manager có địa chỉ trên PLC đã xác định từ trước Vậy câu lệnh sau: #define Tag0 “Start“
Thì khi đó trong chương trình ta dùng biến Tag0 thay cho biến “Start“
Khai báo hằng: Cú pháp #define Tên hằng
Khai báo biến: Cú pháp: Kiểu dữ liệu của biến Tên biến
Thủ tục xuất dữ liệu ra màn hình
2.6.6.Một số hàm hay sử dụng trong chương trình. a SetTagBit
Cú pháp: BOOL SetTagBit(Tag Tag_Name, short int value);
Chức năng: thiết lập một giá trị cho biến quá trình (kiểu dữ liệu BOOL) b SetTagByte
Cú pháp: BOOL SetTagByte(Tag Tag_Name, BYTE value);
Chức năng: thiết lập một giá trị cho biến quá trình (kiểu dữ liệu 8 bit không dấu). c GetTagBit
Cú pháp: BOOL GetTagBit (Tag Tag_Name);
Chức năng: lấy giá trị hiện thời của một Tag, kiểu dữ liệu Binary d GetTagByte
Cú pháp: BOOL GetTagByte (Tag Tag_Name);
Chức năng: lấy giá trị hiện thời của một Tag, kiểu dữ liệu 8 bit không dấu 2.6.7.Các hàm điều khiển a.Thoát khỏi RunTime
Chức năng: Thoát khỏi chương trình WinCC đang chạy Runtime b.Thoát khỏi WinCC
Chức năng: Thoát khỏi chương trình WinCC, kể cả WinCC Explorer
2.6.8.Các hàm xử lý tính toán
Bảng 2.1 Các hàm xử lý tính toán
- Phép trừ số - Dấu âm
% Trả về số dư của phép chia ++ Phép tăng
2.6.9.Các hàm tính toán trên bit
Bảng 2.2 Các hàm xử lý tính toán trên bít
& Phép hội các bit (AND) ~ Phép lấy phần bù
! Phép tuyển các bit (OR) > Phép dịch các bít về bên phải
Bảng 2.3 Các toán tử logic
>= Lớn hơn hoặc bằng && Và
Yêu cầu công nghệ
Sau khi đi khảo sát thực tế tại công ty cổ phần bia rượu – nước giải khát Hà Nội. Dựa vào những tài liệu thu thập, cũng như sự quan sát hoạt động của dây chuyền sản xuất bia, vận dụng vào những điều kiện và khả năng cho phép, chúng em đã tự xây dựng và thiết kế được giao diện cho 2 công đoạn trong dây chuyền sản xuất bia.
1 Hệ thống chiết rót bia và dập nắp chai bao gồm:
Giao diện điều khiển qua màn hình máy tính được thiết kế bằng phần mềm wincc V5.1
2 Hệ thống đóng keg bia
Giao diện điều khiển qua màn hình máy tính được thiết kế bằng phần mềm wincc V5.1
Hệ thống hoạt động hoàn toàn ở chế độ tự động Ở chế độ này người vận hành có thể khởi động hệ thống trực tiếp từ bàn điều khiển hoặc có thể khởi động từ giao diện giám sát trên máy tính.
Nguyên tắc điều khiển trên giao diện điều khiển
+ Hệ thống dừng toàn bộ khi tác động vào nút ấn Stop,
+Hệ thống sẽ trở về vị trí ban đầu hoặc có thể bắt đầu một chu trình mới khi người vận hành tác động vào nút Reset
+ Hệ thống có thể bắt đầu khởi động bước tiếp theo là người vận hành tác động vào nút Start.
3.1.1.Công nghệ chiết chai và dập nắp(Giao diện 1).
Công đoạn chiết bia và dập nắp bao gồm:
+ 1 Động cơ ĐC1 điều khiển cho băng tải hoạt động
+ 2 Cảm biến: CB1 phát hiện chai trên băng tải, CB2 phát hiện chai đến vị trí chiết,
+ 1 Xylanh XL1 điều khiển cho máy dập nắp và được điều khiển bằng van2/3.
- Chai rỗng sau khi đã được làm sạch, được đưa lên băng chuyền, khi tới vị trí chiết được phát hiện nhờ cảm biến CB2 sẽ tiến hành chiết bia vào chai theo nguyên tắc đẳng áp như sau : Đầu tiên chai được hút chân không, tráng CO2, rồi hút chân không lần thứ 2 để làm sạch chai, loại bỏ hết khí thừa không có lợi cho bia trong quá trình bảo quản Sau đó CO2 được đưa vào chai để tạo áp suất cân bằng với áp suất với áp suất bên trong bầu chiết, khoảng từ 2.8 đến 3.2 bar Sau đó đến giai đoạn chiết Lúc này áp lực trong bầu và trong chai cân bằng nhau nên bia chảy từ bầu vào chai theo nguyên tắc chênh lệch thế năng (bia chảy từ chỗ cao đến chỗ thấp) Trong khi chiết bia, bia chảy vào theo men đường thành chai xuống đáy chai, CO2 thoát lên bầu chiết theo đường vòi giữa chai duy trì áp lực cân bằng Đến khi bia ngập vòi chiết thì CO2 không thoát lên được nữa, phá vỡ sự mất cân bằng giữa áp suất và quá trình chiết bia vào chai kết thúc
- Chai bia sau khi đã được chiết được đưa ra bộ phận đóng chai Nắp chai bia được đổ vào thùng chứa nắp, qua băng tải nắp, qua hộp phân phối nắp, xoay hướng nắp rồi xuống vị trí dập nắp Chai bia nhờ etoan dẫn vào vị trí dập nắp và hoàn thiện quá trình dập nắp
3.1.2.Công nghệ đóng keg bia.
(Mô phỏng cho hai keg, mỗi keg gồm hai chai)
Công đoạn đóng keg bia bao gồm 6 Động cơ
+ Động cơ ĐC2, ĐC3, ĐC4 : Điều khiển hoạt động tay máy gắp chai bia
+ Động cơ ĐC5, ĐC6, ĐC7: Điều khiển cho băng tải đặt chai , đặt keg
+ 1 Xylanh được điều khiển bằng van 5/2 điều khiển cho hệ thống kẹp chai
+ 2 Cảm biến: CB_chai, CB_keg để phát hiện ra chai và keg khi đến vị trí gắp + Bộ nguồn nuôi cung cấp cho động cơ
+ ĐC2, ĐC3, ĐC4 được điều khiển giám sát bằng biến trở
Điều khiển cho tay máy hoạt động:
Hình 3.1: Hệ tọa độ OXY mô tả hoạt động của tay máy
- Chọn hệ trục tọa độ OXY và cánh tay máy sẽ chuyển động theo trục OXY. ĐC2, ĐC3 điều khiển cho tay máy chuyển động lên xuống và dừng tại các vị tri C, D,
E ĐC4 điều khiển cho tay máy chuyển động sang ngang và dừng tại các vị trí A, B. Trong đó:
+ A, C là vị trí ban đầu của tay máy.
+ D là vị trí tay máy xuống chuẩn bị gắp chai khi chai đến vị trí gắp của băng tải2.
+ B, E là vị trí tay máy gắp chai để vào keg sau khi keg đến vị trí nhận chai của băng tải 3.
- Tại vị trí ban đầu tay máy đang ở vị trí C, sau khi chai được đưa vào băng tải 2 sẽ di chuyển đến vị trí chuẩn bị được gắp lên, lúc này CB_chai tác động sẽ đưa tín hiệu điều khiển tới tay máy và tay máy bắt đầu được hoạt động Để tay máy hoạt động,ĐC2 quay thuận đưa tay máy chuyển động xuống vị trí D thì dừng lại chụp lấy chai
(gồm 4 chai) Sau khi chụp lấy chai, ĐC2 sẽ quay ngược kéo động cơ lên đến vị trí C sau đó sẽ dừng lại ĐC4bắt đầu hoạt động, quay thuận đưa tay máy chuyển động sang bên phải, đến vị trí B dừng lại, ĐC3 bắt đầu hoạt động, quay thuận đưa tay máy xuống đến vị trí E thì dừng lại Chai được đặt vào keg rỗng đang chờ Sau khi chai được đặt vào keg, ĐC3 lại quay ngược đưa tay máy đi lên đến vị trí C' ( cũng chính là vị trí C nhưng lúc này tay máy đang ở bên phải) thì dừng lại, ĐC4 bắt đầu hoạt động quay ngược đưa tay máy chuyển động về vị trí A thì dừng lại Lúc này tất cả các động cơ điều khiển tay máy đều dừng lại chờ cho đợt gắp nhóm chai lần thứ 2.
- Sau 3 lần tay máy gắp chai liên tiếp vào keg thì tay máy dừng lại , trở về vị trí ban đầu và nghỉ trong khoảng thời gian 1phút (lúc này chai và keg đều đang ở vị trí sẵn sàng chờ tay máy hoạt động) Sau thời gian nghỉ, tay máy lại tiếp tục hoạt động cho chu trình gắp chai vào keg lần thứ 2.
+ Trong quá trình hoạt động 2 động cơ ĐC2 và ĐC3 không cùng hoạt động. + Quãng đường tay máy dịch chuyển: Có nhiều cách để xác định đoạn di chuyển của tay máy, phương pháp chúng em chọn là sử dụng biến trở xoay vì ưu điểm của phương pháp này là: đơn giản, tiết kiệm, độ chính xác tương đối cao.
Biến trở xoay được chọn nối cứng vào trục động cơ, động cơ quay làm cho giá trị của biến trở thay đổi, giá trị của biến trở còn phải tùy, thường người ta hay chọn sao cho mỗi vòng biến trở thay đổi tương với điện áp ra thay đổi là 1V/vòng biến trở
Hình 3.2: Sơ đồ băng tải
+ ĐC5 điều khiển cho băng tải 2
+ ĐC6 điều khiển cho băng tải 3
+ ĐC7 điều khiển cho băng tải 4
Các động cơ chỉ được điều khiển quay theo chiều mũi tên như hình vẽ.
+ Khi hệ thống hoạt động ĐC5 quay, băng tải 1 hoạt động đưa chai di chuyển về vị trí cuối băng tải để chuẩn bị cho tay máy gắp lên đưa vào keg Đồng thời ĐC6 cũng quay, băng tải 2 hoạt động đưa keg rỗng di chuyển về vị trí cuối băng tải Tại vị trí cuối băng tải 1 và băng tải 2 có đặt 2 cảm biến là CB_chai và CB_keg để phát hiện ra chai và keg đã đến vị trí cuối băng tải hay chưa Khi CB_chai tác động, sẽ gửi tín hiệu tới ĐC5 dừng băng tải 1, CB_keg tác động sẽ gửi tín hiệu tới ĐC6 dừng băng tải 2 lại, 2 cảm biến này tác động sẽ gửi tín hiệu điều khiển cho tay máy Khi chai được gắp lên CB_chai và CB_keg mất tác động gửi lại tín hiệu điều khiển cho ĐC5 và ĐC6 tiếp tục cho băng tải hoạt động.
Điều khiển cho hệ thống kẹp chai
Hệ thống kẹp chúng em thiết kế như hình vẽ trên sẽ được điều khiển bằng van5/2 Van này điều khiển cho pittong di chuyển lên xuống Hoạt động của hệ thống kẹp như sau: Bình thường khi van5/2 chưa tác động, ngàm 1 sẽ mở tự do và chai có thể đi qua được (độ cao của ngàm chỉ vừa cổ chai) Ngàm1 được gắn trên pitttong đồng thời cũng được gắn với lò xo 2, lò xo 2 gắn cố định trên chụp 5 đang được gắn cố định với xylanh 3 Khi tay máy đi xuống vị trí gắp chai, van5/2 tác động kéo pittong đi lên,đồng thời ngàm 1 cũng đi lên, do chụp 5 cố định, dưới tác dụng của lực lò xo làm cho ngàm 1 bị cụp lại đồng thời giữ chặt cổ chai lại, khi thay máy đi lên, đồng thời chai cũng đi lên chuyển động theo tay máy Van 5/2 ko tác động sẽ mở ngàm 1 và nhả chai ra.
Chương trình điều khiển
Lưu đồ thuật toán chiết bia và dập nắp
Hình 3.4 : Lưu đồ thuật toán tại giao diện 1
Lưu đồ thuật toán đóng keg bia
Hình 3.5 : Lưu đồ thuật toán cho giao diện 2
Sơ đồ nguồn 12V Động cơ dùng để kéo các băng tải và tạo sự chuyển động các tay máy gắp chai là động cơ điện một chiều nguồn nuôi là 12V Nguồn này được tạo ra bằng một mạch chỉnh lưu có sơ đồ như sau:
Hình 3.6: Sơ đồ mạch nguồn
Sơ đồ mạch điều khiển các động cơ điện một chiều
Hình 3.7: Sơ đồ mạch động lực
Sơ đồ kết nối cảm biến quang : Đầu ra của các cảm biến quang lần lượt là CB1, CB2, CB3 được đưa tới đầu vào của PLC. Để cảm nhận mỗi lần sản phẩm (chai bia) đi qua thì cảm biến phải có phần phát và phần thu Phần phát ra ánh sáng hồng ngoại và phần thu hấp thụ ánh sáng hồng ngoại vì ánh sáng hồng ngoại có đặc điểm ít nhiễu so với các loại ánh sáng khác. Hai bộ phận phát và thu hoạt động cùng tần số Khi có sản phẩm đi qua giữa phần phát và phần thu, ánh sáng hồng ngoại bị che bộ phận thu sẽ hoạt động với tần số khác tần số phát như thế tạo một xung tác động tới bộ phận xử lí Vậy bộ phận phát và bộ phận thu phải có nguồn dao động Bộ dao động tác động tới công tắc đóng ngắt của nguồn phát và nguồn thu ánh sáng Có nhiều linh kiện phát và thu ánh sáng hồng ngoại nhưng chúng em chọn led hồng ngoại và transistor quang là linh kiện quang vì transistor quang là linh kiện rất nhạy với ánh sáng hồng ngoại Bộ phận dao động có thể dung mạch LC, cổng logic, hoặc IC dao động Với việc sử dụng IC chuyên dùng tạo dao động, bộ dao động sẽ trở nên đơn giản hơn với tần số phát và thu
- Sơ đồ mạch điện kết nối mạch phát - thu
Hình 3.8 :Sơ đồ mạch thu phát của cảm biến quang
Sơ đồ điều khiển Xilanh :
Các xi lanh được dùng trong mô hình là loại xi lanh đơn và xy lanh kép, được điều khiển bằng các van đảo chiều 2/5 và 5/3 được điều khiển bằng điện khí nén với các đầu vào điều khiển xilanh là các đầu ra của PLC.
- Xilanh điều khiển cho việc dập nắp
Hình 3.9: Mạch khí nén điều khiển Xylanh cho việc dập nắp
- Xi lanh kép điều khiển gắp chai
Hình 3.10: Mạch điều khiển Xylanh cho gắp bia
Sau khi nghiên cứu yêu cầu công nghệ và thuật toán điều khiển chúng em đã tiến hành thiết kế sơ đồ mạch kết nối PLC như sau:
Hình 3.11 Mạch điều khiển kết nối PLC
Do trong bài của chúng em chủ yếu mô phỏng trên Wincc nên các sơ đồ về mạch điểu khiển chủ yếu là chúng em mới thiết kế trên cơ sở lý thuyết
Phần cứng có các thành phần như sau:
Bảng 3.1: Kết nối phần cứng của PLC 3.2.2.2 Bảng Symbol
Sau khi nghiên cứu số đầu vào và ra của hệ thống ta có bảng Symbol sau:
Bảng 3.2: Bảng Symbol 3.2.3 Chương trình PLC
( xem phần Phụ lục) 3.2.4 Chương trình điều khiển và giám sát với WinCC
Mục đích và yêu cầu:
Quá trình điều khiển toàn hệ thống trên hai giao diện chính : Chiết bia vào chai và đóng keg bia diên ra hoàn toàn tự động sau khi người vận hành ấn nút Start Nhưng một yêu cầu đặt ra là, việc giám sát hoạt động của hệ thống cũng cần thực hiện tự động Điều này là thực sự cần thiết vì những lý do sau:
Quá trình điều khiển và giám sát gắn liền với nhau nhằm thực hiện một giải pháp tự động hoá toàn diện Nó mang lại hiệu quả sản xuất cao.
Hỗ trợ con người trong việc quan sát và điều khiển từ xa.
Đảm bảo sự hoạt động ổn định và tăng tính tin cậy của hệ thống.
Theo dõi được mọi diễn biến của quá trình, tình trạng thiết bị, trạng thái hệ thống một cách nhanh chóng, chính xác.
Dễ dàng phát hiện sự cố để có những biện pháp điều chỉnh kịp thời.
Việc thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống trên WinCC phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Quá trình vận hành được thực hiện một cách hoàn toàn tự động.
Quá trình điều khiển phải đúng qui trình công nghệ đảm bảo yêu cầu công nghệ.
Người vận hành dễ dàng giám sát trạng thái hoạt động của hệ thống, theo dõi diễn biến các quá trình thông qua các đồ thị.
Dễ dàng phát hiện các sự cố để có những biện pháp xử lý kịp thời
Các giao diện thân thiện, linh hoạt và dễ dàng sử dụng.
3.2.4.1 Các Tag sử dụng trong chương trình
Tag kết nối với đầu vào PLC ( )
STT TÊN TAG KIỂU DỮ LIỆU ĐẠI CHỈ
Tag kết nối với đầu ra PLC ( )
STT TÊN TAG KIỂU DỮ LIỆU ĐỊA CHỈ
Bảng 3.4: Tag đầu ra Tag kết nối với vùng nhớ PLC ( )
STT TÊN TAG KIỂU DỮ LIỆU ĐỊA CHỈ
Bảng 3.5: Tag kết nối với vùng nhớ PLC Tag kết nối với PLC tạo cảnh báo
STT TÊN TAG KIỂU DỮ LIỆU ĐỊA CHỈ
3 MAY DAP NAP HONG BOOL M30.2
Bảng 3.6: Tag kết nối PLC tạo cảnh báo 3.2.4.2 Giao diện điều khiển chính
Giao diện điều khiển chính gồm hai giao diện chính mô tả một cách trực quan sự hoạt động thực tế của hai quá trình chiết bia và đóng keg bia.
Tuy đây chỉ là mô phỏng những cũng cho phép chúng ta quan sát được toàn bộ diễn biến của quá trình, và cho phép chúng ta quan sát được các giao diện khác nhau của hệ thống ngoài hai giao diện chính còn cho phép người vận hành Link tới hai giao diện khác như Tag Logging và Alarm Logging.Tất cả chỉ là giả tưởng vì vậy khi muốn quan sát sự cố tại giao diện nào và tại đâu thì ta sẽ ấn nút có sẵn trong giao diện lập tức sẽ có hàng thông báo cho biết đã xảy ra sự cố tại đó
Trên các giao diện sẽ có các nút bấm gọi tới các trang màn hình khác, tại các trang màn hình này ta có thể theo dõi chi tiết các quá trình của hệ thống và ra các quyết định vận hành
Các bước điều khiển mô hình trên màn hình điều khiển giám sát như sau:
- Khi hệ thống chạy Runtime màn hình giao diện 1(Giao diện chiết bia) sẽ xuất hiện đầu tiên
- Dùng chuột tác động vào nút Start1, Stop1, Reset1 trên màn hình khi nhả chuột thì các bít tương ứng ở mức 1
- Khi bắt đầu khởi động hệ thống ta phải dùng chuột tác động vào nút ấn Reset sau đó tác động vào nút Start để hệ thống lại bắt đầu làm việc.
Dưới đây là các giao diện điều khiển chính :
Hình 3.12 : Giao diện chiết bia vào chai 3.2.4.3 Các giao diện điều khiển khác
Hình 3.13: Giao diện đóng keg bia
Hình 3.14 : Giao diện cảnh báo
Hình 3.15 : Giao diện Tag Logging
Tổng kết
Sau một khoảng thời gian thực hiện đồ án với sự cố gắng nỗ lực của mỗi thành viên trong nhóm cùng với sự hướng dẫn chỉ bảo tận tình của thầy Đỗ Tuấn Khanh và thầy Đỗ Quang Huy cũng như các thầy cô trong khoa Điện - Điện tử, cùng sự giúp đỡ nhiệt tình của công ty cổ phần bia rượu - nước giải khát Hà Nội đến nay đồ án của chúng em đã được hoàn thành theo đúng thời gian và đã thu được một số kết quả:
- Tham quan và tìm hiểu về công nghệ sản xuất bia của công ty bia rượu - nước giải khát Hà Nội.
- Nghiên cứu và sử dụng được PLC S7 300 trong việc viết chương trình điều khiển đáp ứng đúng yêu cầu của đề tài.
- Nghiên cứu và sử dụng thành công Wincc trong việc thiết kế giao diện điều khiển phục vụ đúng yêu cầu của đề tài.
- Mô phỏng hoàn thiện 2 giao diện chính: Chiết bia vào chai, dập nắp và đóng keg bia, cùng với sự minh họa ý tưởng thiết kế mô hình cho 2 giao diện tương ứng dựa trên những yêu cầu thực tế và điều kiện cho phép.
Qua quá trình thực hiện đồ án chúng em đã vận dụng các kiến thức đã học vào quá trình thiết kế mô hình, viết chương trình điều khiển, có thể áp dụng các kiến thức đã học trong quá trình thực hiện công việc sau này Ngoài ra chúng em đã rèn luyện khả năng làm việc và tổ chức công việc theo nhóm
Kiến nghị
Do chưa có kinh nghiệm, cũng như những hiểu biết còn hạn chế và đề tài chủ yếu xây dựng trên nền tảng lý thuyết nên kết quả không thể tránh khỏi những thiếu sót về mặt hình thức, thực tế cũng như về mặt kĩ thuật khác Ngoài ra đây là mô hình mô phỏng nên mức độ chỉ là tương đối so với hệ thống thực tế Ví dụ như trên thực tế chai có thể chuyển động một cách hoàn toàn tự nhiên với sự chuyển động của băng tải, nguyên tắc chiết chai chỉ dựa trên cơ sở lý thuyết, do có nhiều đối tượng ảo cần mô phỏng nên thời gian đáp ứng trong quá trình mô phỏng hơi chậm
Với phần mềm WinCC sử dụng phiên bản cũ V5.0, do đó sử dụng hoàn toàn ngôn ngữ lập trình C do vậy chưa thể khai thác được hết những ứng dụng của phần mềm Hiện nay đã có các phiên bản mới hơn như V6.0, V7.0 cho phép người lập trình sử dụng thêm ngôn ngữ VB để thiết kế.
Do điều kiện thời gian cũng như trình độ còn hạn chế, đề tài chỉ hoàn toàn xây dựng trên cơ sở lý thuyết, tuy nhiên để trực quan và có ý nghĩa thực tế hơn Chúng em hy vọng nếu các lớp khóa sau có cơ hội làm đề tài này hoặc những đề tài tương tự thì có thể mở rộng đề tài với một số gợi ý như sau :
- Được đi tham quan, tìm hiểu kỹ về công nghệ sản xuất của nhà máy xí nghiệp, để đề tài có tính thực tiễn và sát với yêu cầu thực tế.
- Thiết kế giao diện bằng Wincc với các phiên bản mới hơn để không chỉ dừng lại ở việc sử dụng duy nhất ngôn ngữ lập trình C.
- Nghiên cứu, tìm hiểu thêm một số phần mềm mô phỏng khác như logixpro, SPS visual
- Tiến hành phát triển xây dựng đề tài với mô hình thật.
- Tìm hiểu thêm về "Hệ điều khiển giám sát từ xa", hiện nay đang là một phần ứng dụng hay trong các doanh nghiệp
