Đồ án tìm hiểu về pc

Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 MC LC CHƯƠNG I: PCS7 TỔ CHỨC MẠNG VÀ KIẾN TRÚC PHẦN CỨNG…… I GIỚI THIỆU VỀ PCS7………… Tổng quan kiến trúc hệ thống ………………………………………………… …3 Các thành phần ………………………………………………………… 3 Các đặc tính hệ thống …………………………………………………………4 II TRẠM KỸ THUẬT…………… III TRẠM VẬN HÀNH Hệ thống trạm vận hành …………………………………………………….7 Hệ thống nhiều người sử dụng ………………………………………………… IV TRUYỀN THÔNG GIỮA CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG …………………….12 Hệ thống bus sử dụng DCS7 …………………………………………… 12 Bus hệ thống PCS7 ………………………………………………………13 Kết nối bus trường PCS7 …………………………………………………20 V PLC ……………………………………………………………………………………….26 PLC ……………………………………………………… …………………… 26 Vào phân tán thiết bị trường ………………………………………… 29 Các mô dun vào ……………………………………………………………….30 Các mô đun chức ………………………………………………………… 31 CHƯƠNG II: .33 PHẦN MỀM STEP 34 I TẠO DỰ ÁN …………………………… 36 II CẤU HÌNH TRẠM PLC ………………………………………….36 III CẤU HÌNH THUỘC TÍNH TRẠM PLC ……………………………………………….38 IV THAY ĐỔI ĐỊA CHỈ VÀO RA CHO CÁC MƠ ĐUN ……………………………… 40 V LẬP TRÌNH CHO CPU …………………………………………………………………41 VI CẤU HÌNH CỦA MỘT TRẠM PC …………………………………………………….46 CHƯƠNG III: 47 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC 47 I CÁC PHẦN TỬ HỆ THỐNG 48 II TÍCH HỢP WINCC TRONG PCS7 …………………………………………………… 50 III TÍNH NĂNG MỞ CỦA HỆ THỐNG ………………………………………………… 51 IV HỆ THỐNG ĐỒ HOẠ ………………………………………………………………….54 V HỆ THỐNG THU THẬP VÀ LƯU TRỮ DỮ LIỆU ………………………………… 59 VI GIAO TIẾP HỆ THỐNG ……………………………………………………………….62 VII MỘT SỐ LỰA CHỌN KHÁC …………………………………………………………66 Líp: Tin häc c«ng nghiệp KSCLC K46 Đồ án môn học: T×m hiĨu vỊ PCS7 CHƯƠNG I TÌM HIỂU VỀ PCS7-TỔ CHỨC MẠNG VÀ KIẾN TRÚC PHẦN CỨNG I.Giới thiệu chung hệ DCS –PCS 1.Tổng quan kiến trúc hệ thống Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển PCS Mơ hình tổng quan hệ thống điều khiển PCS7 2.Các thành phần - Các trạm điều khiển: SIMATIC S7-400 - Các trạm vận hành: IPC + OS Software (WinCC) Líp: Tin häc c«ng nghiƯp – KSCLC K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 - Trạm kỹ thuật: IPC + OS Engineering (SIMATIC Manager, CFC, SFC, SCL, DOCPRO, ) - Vào/ra phân tán: ET200M + S7-300 I/O Module - Bus trường: PROFIBUS-DP - Bus hệ thống: Industrial Ethernet, Fast Industrial Ethernet, PROFIBUS DP - Các trạm BATCH/IT: IPC + Phần mềm bổ sung 3.Các đặc tính hệ thống PCS - Tích hợp thiết bị tự động hóa thuộc họ Simatic từ nhà cung cấp khác - Kiến trúc nhiều người sử dụng - Truyền thông thông suốt từ cấp thấp tới cấp cao - Tích hợp khả cấu hình hệ thống lập trình - Tích hợp khả quản lý liệu: (SAP R/3, Gensym) - Cơng cụ lập trình chuẩn hóa - Khả dự phịng, độ tin cậy cao Thích hợp cho ứng dụng địi hỏi độ tin cậy cao - Có thể áp dụng cho hệ thống qui mô khác (từ 50 tới 18.000 điểm vào/ra) II.Trạm kỹ thuật (Engineering system) Trạm kỹ thuật (ES) phận quan trọng toàn hệ thống điều khiển, từ trạm kỹ thuật ta làm cơng việc kỹ thuật hệ Líp: Tin häc c«ng nghiƯp – KSCLC K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 thống ví dụ cấu hình hệ thống, đặt tham số, lập trình hệ thống từ cấp trường cấp điều khiển giám sát PCS cung cấp hệ thống kỹ thuật trọn vẹn để cấu hình hệ điều khiển trình Trạm kỹ thuật thiết kế linh hoạt để sử dụng phù hợp cho loại dự án, từ nhỏ lớn Ta cần sử dụng công cụ cho tất loại project, từ việc cấu hình hệ thống việc điều khiển giám sát Điều có nghĩa tồn hệ thống tích hợp trọn vẹn phần cứng phần mềm cấu hình cơng cụ tổng hợp (PCS7) Về phần cứng tất thiết bị hệ thống cấp SIEMENS, trừ cấp trường thay số thiết bị hãng khác phải theo số chuẩn định Về phần mềm, tất cơng cụ phần mềm để lập trình hệ thống tích hợp hệ thống tổng thể PCS7, SIMATIC Manager coi môi trường để kết nối tất thành phần với Hệ thống điều khiển PCS7 Hệ thống PCS7 cịn cho phép quản lý tồn phần tử hệ thống theo cấu trúc dạng (giống thư mục Windows) Nó có ưu điểm sau: - Cho phép cấu hình hệ thống theo dạng top-down tuỳ thuộc vào chức Líp: Tin häc c«ng nghiƯp – KSCLC – K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 - Cỏc chức điều khiển phân tán tới nhiều người sử dụng, người sử dụng quản lý thành phần thuộc chức - Đối với hệ thống lớn, nhiều người sử dụng PC khác có nối mạng với để xây dựng project - Các khối chức sử dụng nhiều lần chép chỉnh sửa lại Các phần tử trạm kỹ thuật : Trạm kỹ thuật PCS có phần mềm PCS chứa tất công cụ để cấu hình hệ thống từ cấp thấp cấp cao nhất, kể thành phần mạng kết nối chúng Trong trạm kỹ thuật có chứa phần tử sau: - STEP với SIMATIC MANAGER trung tâm điều hành ES - Kết nối phần cứng mạng công cụ đồ hoạ - NETPRO: công cụ đồ hoạ dùng để kết nối truyền thông phần tử - NCM S7: dùng cho Industrial Ethernet/PROFIBUS để kết nối truyền thông cho khối xử lý - STL, FBD, LAD: Các ngôn ngữ lập trình PLC - SCL ( Structured Control Language) PASCAL ngôn ngữ bậc cao để tạo User block - CFC (Continuous Function Chart) cơng cụ lập trình PLC đồ hoạ - SFC (Sequential Function Chart) cơng cụ lập trình đồ hoạ - WinCC (Window Control Center) dùng để xây dựng giao diện vận hành - DOCPRO: lưu trử quản lý liệu Project - IEA(Import/Export Assistant) dùng để trao đổi liệu hai chiều - PDM ( Process Device Manager): khối chức dùng để quản lý thơng số, truyền thơng số, chuẩn đốn thiết bị trường thơng minh mà có hỗ trợ PROFIBUS-PA giao thức HART Líp: Tin häc c«ng nghiƯp KSCLC K46 Đồ án môn học: Tìm hiĨu vỊ PCS7 III.Trạm vận hành (Operator System) Hệ thống PCS hệ thống giao diện vận hành xây dựng dựa phần mềm SIMATIC WinCC (Window Control Center) Hệ thống giao diện vận hành PCS gọi trạm vận hành Có loại trạm vận hành sau: - Hệ thống người sử dụng - Hệ thống nhiều người sử dụng Hệ thống mở rộng từ vài hệ người sử dụng thành hệ thống nhiều người sử dụng, ví dụ phần tử phần cứng phần mềm hệ người sử dụng sử dụng cho hệ nhiều người sử dụng Hệ nhiều người sử dụng cài đặt dạng mơ hình Server- Client Multi-Client PCS cung cấp khả dự phòng trạm vận hành Hệ thống mở với OS: Cả liệu cấu hình liệu vận hành lưu trữ sở liệu cần sử dụng đọc ODBC SQL hai ứng dụng sở liệu chạy song song trạm vận hành, chúng kết nối tới sở liệu q trình OS thơng qua DDE Trạm vận hành cho phép sử dụng hệ thống nhúng (OLE Custems Controls-OCX), Các hệ thống mua từ nhà cung cấp khác Hệ thống vận hành: Hệ thống vận hành hệ PCS xây dựng máy tính cơng nghiệp + Windows NT4.0 Với phiên 6.0 trở lên dùng với hệ điều hành Windows 2000 service pack trở lên Cấu hình hệ thống Online: Với cơng cụ cho phép thay đổi số thông số online, mà không cần can thiệp tới trình vận hành Và việc thay đổi tiến hành dễ dàng (bằng phần mềm) Líp: Tin học công nghiệp KSCLC K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 1.H thng mt trm vận hành Hệ thống trạm vận hành hệ thống có kênh mà kết nối tới BUS hệ thống thông qua giao diện CP Nếu có nhiều kênh vận hành cần hoạt động, có nhiều hệ thống đơn vận hành cách linh hoạt BUS hệ thống thời điểm Mỗi trạm vận hành làm việc riêng lẻ, nên cịn gọi hệ thống đơn Hệ thống trạm trạm vận hành 2.Hệ thống nhiều người sử dụng Hệ thống đa người sử dụng có nhiều trạm vận hành (OS clients) mà chúng cung cấp liệu từ OS Server thông qua Terminal Bus Terminal Bus loại Ethernet Bus, độc lập với System Bus sử dụng cho loại truyền thông sau: - Giữa OS Server OS Client - Giữa OS Server Trạm kỹ thuật - Giữa OS Server Máy chủ Hiển thị hoạt động Process diễn OS clients, Trong OS Server chịu trách nhiệm giao tiếp với PLC vùng quản lý liệu Hệ thống đa người sử dụng có số ưu điểm sau: Líp: Tin học công nghiệp KSCLC K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 - Ti mt thời điểm OS Server vừa giao tiếp với PLC cấp điều khiển, vần giao tiếp với kênh vận hành tầng thông qua bus khác - Cấu trúc cách xếp Clients linh hoạt - Cấu trúc có giá thành thấp - System Bus terminal bus riêng rẽ Hệ thống đa người sử dụng xây dựng mơ hình : ClientServer Theo mơ hình trạm vận hành hệ PCS7 cấu hình theo cách: - Một Client - Nhiều Client tuỳ thuộc vào yêu cầu vận hành  Kiến trúc Client-Server: Được mô tả vài OS client kết nối với OS Server Server chịu trách nhiệm giao tiếp với PLC thông qua System Bus, lưu trữ liệu, Líp: Tin häc c«ng nghiệp KSCLC K46 Đồ án môn học: T×m hiĨu vỊ PCS7 xử lý liệu q trình Các liệu Project, biến trình server phục vụ riêng cho client Trong hệ PCS OS Server phục vụ 16 OS Client OS Server dự phòng OS Server khác mắc song song Kiến trúc Client – Server  Server - Multi-Client: Multi-Clients client kết nối tới số OS Server Chúng kết nối tới Server cách đồng thời Dữ liệu Project, biến trình cung cấp OS Server cho MultiClients Ngược lại OS clients OS Multi-client có liệu cấu hình riêng OS Server dự phịng với cấu trúc Multi-Client Líp: Tin häc c«ng nghiƯp – KSCLC – K46 Đồ án môn học: Tìm hiểu PCS7 Kin trúc Server – Multi – Client  Hệ thống với client có giao diện Web: Sử dụng hệ thống có giao diện web dùng để giám sát vận hành hệ thống thông qua mạng Internet Intranet Kết nối Client qua Internet Líp: Tin häc c«ng nghiƯp – KSCLC – K46