Đồ án tìm hiểu về s7 300 và wincc ứng dụng điều khiển giám sát sản xuất nước tinh khiết

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHO A CƠNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ S7-300 VÀ WINCC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SẢN XUẤT NƯỚC TINH KHIẾT SVTH : Trịnh Việt Tuấn Vũ Đình Tuân Nguyễn Đình Tú Trương Minh Trị MSSV MSSV MSSV MSSV GVHD:Phan Minh Thân TP HỒ CHÍ MINH 07-2010 07704741 07711481 07706061 07708941 LỜI MỞ ĐẦU Ngày , khoa học kỹ thuật ngày phát triển cộng với phát triển ngành cơng nghiệp Do nhu cầu sản xuất ngày tăng,tự động hóa khơng ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.Ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất xu hướng tất yếu nước ta.Hiện ,hàng loạt nhà cung cấp công nghệ phát triển nhiều thiết bị ,chương trình giám sát Tuy nhiên ,phổ biến hay sử dụng nhiều chương trình WinCC kết hợp vói PLC Trong phần Đồ Án ,chúng tơi xin trình bày hiểu biết hai chương trình LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án chúng em nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Phan Minh Thân Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy tồn thể thầy Khoa Điện Đồng thời xin chân thành cảm ơn bạn lớp ĐHĐI3B đóng góp ý kiến cung cấp số tài liệu giúp đỡ Dù cố gắng nhiều ,nhưng lần làm Đồ Án q trình làm cịn có thiếu sót Nên nhóm tơi mong nhận góp ý q thầy tồn thể bạn Nhận xét (Của giáo viên hướng dẫn) ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm Giáo Viên Hướng Dẫn Nhận xét (Của giáo viên phản biện) ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm Giáo Viên Phản Biện MỤC LỤC 1.TÌM HIỂU VỀ S7-300 1.1 Giới thiệu chung PLC (Programmable Logic Control) : (bộ điều khiển logic khả trình) 1.1.2 Phân loại PLC: 1.1.3 Các điều khiển phạm vi ứng dụng: 1.1.3.1 Máy tính: 1.1.3.2 Vi xử lý: .5 1.1.3.3 PLC 1.1.4 Ưu điểm sử dụng hệ thống điều khiển với PLC: .5 1.1.5 Ứng dụng hệ thống điều khiển PLC: 1.2 Hệ thống điều khiển PLC S7-300 1.2.1 Các tính PLC S7-300: .6 1.2.2 Các Module S7-300: 1.2.3 Cấu trúc nhớ CPU S7-300: 13 1.2.4 Các ngơn ngữ lập trình S7-300: .15 1.2.4.1 Ngơn ngữ lập trình LAD .15 1.2.4.2 Ngơn ngữ lập trình FBD .16 1.2.4.3 Ngơn ngữ lập trình STL 16 1.2.4.4 Ngôn ngữ lập trình SCL 17 1.2.4.5 Ngơn ngữ lập trình S7-Graph: 18 1.2.4.6 Ngôn ngữ lập trình Hi-Graph: .18 1.3 Cài đặt phần mềm S7-300 chọn chế độ làm việc: .19 1.3.1 Giới thiệu chung: 19 1.3.2 Cài đặt STEP7: .19 1.3.3 Đặt tham số làm việc: 23 1.3.4 Trình tự bước thiết kế chương trình điều khiển: 23 1.3.5 Soạn thảo Project: 24 1.3.5.1 Khai báo mở Project mới: .24 1.3.5.2 Xây dựng cấu trúc phần cứng cho trạm PLC: .26 1.3.5.2 Cấu trúc PROJECT STEP7: 26 1.3.5.2 Viết chương trình điều khiển: .26 1.3.5.3 Soạn thảo chương trình cho khối Logic: 28 1.3.6 Nạp chương trình giám sát việc thực chương trình: 32 1.3.6.1 Nạp chương trình soạn thảo từ PC xuống CPU: 32 1.3.6.2 Xóa chương trình có CPU: 32 1.3.6.3 Giám sát việc thực chương trình: 33 2.Dự án winCC .33 2.1.1 Bước 1: Khởi động WinCC 34 2.1.2 Bước 2:Tạo dự án (Project) 34 2.1.3 Bước 3: Cài đặt điều khiển cho PLC .36 2.1.4 Tags nhóm Tag: 39 2.1.4.2 Bước 4a: Tạo nhóm tag 40 2.1.5 Hiệu chỉnh hình ảnh trình (Process Pictures) 42 2.1.5.1 Bước 5.1 :Tạo hình ảnh trình: 42 2.1.5.2 Cửa sổ Graphics Designer: 43 2.1.5.3 Hình ảnh trình 45 2.1.5.4 Bước 5.2 : Tạo nút nhấn (button) : .45 2.1.5.5 Bước 5.3 : Định dạng hình ảnh trình 46 2.1.5.6 Bước 5.4 Kích hoạt chế độ hiển thị Fill Level : 48 2.1.5.7 Bước 5.5: Tạo thực thi vùng xuất/nhập liệu: 51 2.1.6 Bước 6: Thiết lập thuộc tính chạy thực (Runtime) .53 2.1.7 Bước 7: Kích hoạt Project .54 2.1.8 Bước 8: Dùng mô (Simulator) 55 2.2 Hiển thị giá trị trình 56 2.2.1 Bước 1: Mở Tag Loging .56 2.2.2 Bước 2: Cấu hình định thời (timer) 57 2.2.3 Bước 3: Tạo vùng lưu trữ ( Archive): 58 2.2.4 Bước 4: Tạo Trend Window 60 2.2.5 Bước 5: Tạo cửa sổ bảng biểu ( Table) 62 2.2.6 Bước 6: Thiết lập thuộc tính chạy thực : .65 2.2.7 Kích hoạt Project : 65 3.1 Ứng Dụng điều khiển lập trình Lader với S7-300 67 3.1.1 Chương trình “Day Chuyen San Xuat Nuoc Tinh Khiet” .77 3.1.2 Giải thích chương trình: 80 3.1.3 Mô Phỏng Chương Trình S7-300 81 3.2 Các bước thực WinCC 86 3.2.1 Khởi động chương trình tạo biến 86 3.2.2 Tạo hình biểu diễn 93 3.2.3 Đặt điều kiện cho Runtime hoạt động 101 3.3.3.1 Hiển thị giá trị xử lý 105 3.3.3.2 Tạo Trend Window Graphic Designer .110 3.3.3.3 Tạo Table Window Graphic Designer .116 3.3.4 Cấu trúc Alarm logging .123 3.3.4.2 Cài đặt thông báo màu .130 3.3.4.3 Chèn cửa sổ tin vào ảnh .130 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân 1.TÌM HIỂU VỀ S7-300 1.1 Giới thiệu chung PLC (Programmable Logic Control) : (bộ điều khiển logic khả trình) Hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu thiết kế điều khiển thỏa mãn yêu cầu sau: - Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu - Dễ dàng sửa chữa thay - Ổn định môi trường công nghiệp - Giá co cạnh tranh Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) (hình 1.1) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật tốn điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc thể thuật tốn mạch số Như vậy, với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC FB) thực lặp theo chu kỳ vòng quét Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính máy tính, nghĩa phải có vi xử lý (CPU), hệ điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với mơi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC cịn cần phải có thêm khối chức Trang Đồ án GVHD: Phan Minh Thân đặc biệt khác đếm (Counter), định (Timer)…và khối chuyên dụng (như hình bên ta có sơ đồ cấu tao PLC đơn giản) Trang