Xây dựng mô hình hệ thống gia công cơ khí tự Động sử dụng plc s7 1200 Đi sâu thiết kế chương trình Điều khiển cho hệ thống
TỔNG QUAN VỀ MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIA CÔNG CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-1200
Tổng quan về đề tài
1.1.1 Vai trò của điều khiển và tự động hóa
Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp các công nghệ thông minh để tối ưu hóa quy trình, phương thức sản xuất, đặc biệt là những công nghệ đang và sẽ có tác động lớn như công nghệ tự động hóa, robot, công nghệ in 3D chế tạo, công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu mới…đang làm thay đổi căn bản nền sản xuất của thế giới Việc năm bắt kịp thời các thành quả của cuộc CMCN 4.0 có thể coi là chìa khóa, cơ hội tạo bước phát triển mang tính đột phá cho nền kinh tế nước ta trong thời gian tới nhằm thực hiện thành công quá trình công nghiệp hóa Tuy nhiên cũng tồn tại nhiều thách thức trong ngắn và trung hạn Lợi thế về lao động, đặt biệt là lao động chi phí thấp, lợi thế về tài nguyên sẽ giảm đáng kể; các ngành sản xuất lạm dụng lao động, lạm dụng tài nguyên sẽ mất dần lợi thế và dần bị thu hẹp.
Hiện nay, Việt Nam đang duy trì mô hình tăng trưởng dựa vào khai thác tài nguyên, gia công lắp ráp, tiến hành CNH - HĐH dựa thu hút vốn đầu tư trực tiếp từ nước ngoài FDI và xuất khẩu trong những ngành sử dụng lao động cõ kỹ năng thấp Tuy nhiên, mô hình tằng trưởng này sẽ đứng trước thách thức lớn trong bối cảnh cuộc CMCN 4.0 khi robots, trí tuệ nhân tạo sẽ thay thế sức lao động của con người, hoạt động sản xuất – chế tạo trong tương lai sẽ quay trở lại các nước công nghiệp phát triển Trong CMCN 4.0, chi phí nghiệp phát triển, không phải vì giá nhân công tăng lên, mà là vì các quốc gia muốn đưa sản xuất về gần với khách hàng để có thể phản ứng nhanh hơn thay đổi nhu cầu
Trong các hệ thống tự động hóa công nghiệp, người ta thường hay sử dụng các bộ Programmable Logic Controller (PLC) PLC có thể xem là những máy tính đơn giản để hỗ trợ người thiết lập hệ thống tạo ra các chương trình điều khiển dựa trên những thuật toán điều khiển logic và các sự kiện kích thích từ những hệ thống bên ngoài như các cảm ứng (Sensor) hoặc các thông tin ghi nhận lại tại các trạm HMI (Human Machine Interface), MMI (Machine Machine Interface). Để theo dõi và điều khiển theo thời gian thực các hệ thống tự động phức tạp và rải rác tại một vị trí tập trung, người ta thường áp dụng mô hình SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) Một hệ thống SCADA thu thập lại thông tin từ hiện trường, từ các cảm ứng hoặc PLC, sau đó lưu chuyển chúng về trung tâm, thông báo cho trạm điều khiển các vấn đề xảy ra, và tiến hành các phân tích, điều khiển cần thiết để xử lý vấn đề.
Hình 1.1 Mô hình tự động hóa thường gặp
Chương 1: Tổng quan về mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động sử dụng PLC S7-1200
Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS - Flexible Manufacturing Systems) là một hệ thống bao gồm các thiết bị gia công như máy điều khiển số, trung tâm gia công, thiết bị gá lắp, tháo dỡ chi tiết và dụng cụ tự động, hệ thống cơ cấu định hướng chi tiết tự động trong quá trình gia công, cơ cấu kiểm tra tự động, cơ cấu vận chuyển tự động, cơ cấu cấp phát dụng cụ tự động, hệ thống điều khiển…v…v được thiết kế theo nguyên tắc môđun và được điều khiển bằng một máy tính hoặc một hệ thống máy tính với việc tiếp cận nhanh nhạy và ứng dụng linh hoạt những thành tựu của CMCN 4.0, ngành Cơ khí nước ta sẽ có nhiều cơ hội trong việc nâng cao trình độ công nghệ, tăng năng suất, rút ngắn thời gian đưa sản phẩm ra thị trường, sản xuất được những sản phẩm có chất lượng, giá cả cạnh tranh…qua đó, làm thay đổi phương thức quản lý, quản trị trong sản xuất cơ khí Đặc điểm của FMS là khả năng điều chỉnh nhanh các thiết bị để chế tạo sản phẩm mới Như vậy, nó rất thích hợp không chỉ cho sản xuất hang khối, hàng loạt lớn mà còn cho sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ, thậm chí sản xuất đơn chiếc
Và quá trình điều khiển tự động dây chuyền gia công cơ khí cũng là một phần của hệ thống điều khiển tự động hóa mà em muốn trình bày
1.1.2 Lý do lựa chọn đề tài
Việc nghiên cứu xây dựng mô hình hệ thống điều khiển tự động hóa sử dụng S7-1200 điều khiển động cơ bước và sử dụng phần mền WinCC để giám sát hệ thống, điều khiển hệ thống từ xa không những giúp em nắm rõ được kiến thức quan trọng về tự động hóa với những thiết bị phổ biến như PLC, cảm biến, xin-lanh, khí nén…mà còn giúp ẹm nâng cao khả năng đưa ra giải pháp, tư duy logic và tăng kiến thức ngày một rộng rãi để đáp ứng nhu cầu thị trường ngày càng phát triển như hiện nay.
1.1.3 Tính ứng dụng của đề tài
Hệ thống gia công cơ khí tự động có phạm vi ứng dụng rộng lớn, không chỉ giới hạn trong lĩnh vực cơ khí, gia công mà còn mở rộng sang các lĩnh vực khác như: dây chuyền sản xuất nước đóng chai, dây chuyền cắt bao bì, phân loại sản phẩm, đào tạo thiết bị giáo dục và hoạt động máy CNC Điều này thể hiện tính linh hoạt và tính ứng dụng cao của hệ thống này trong thực tiễn.
Giới thiệu tổng quan về mô hình hệ thống
1.2.1 Giới thiệu chung về mô hình
Sự kết hợp giữa ngành điện – điện tử và ngành cơ khí là một bước tiến quan trọng trong sự phát triển của tự động hóa trong công nghiệp Hiện nay đất nước ta đang trong quá trình phát triển và hội nhập, chính vì thế các mặt hàng được sản xuất ra không những đạt tiều chuẩn về chất lượng, mà còn đòi hỏi phải có độ chính xác cao về hình dạng, kích thước, trọng lượng…Cho nên từ đó các khu công nghiệp được hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc hiện đại để phối hợp với nhu cầu sản xuất, để tạo ra năng suất cao hơn trong quá trình sản xuất Trong các Nhà máy, các sản phẩm được sản xuất ra trước khi được xuất xưởng thì phải trải qua nhiều giai đoạn kiểm tra sản phẩm Tuỳ theo sản phẩm được sản xuất ra mà nó phải được kiểm tra qua các
Chương 1: Tổng quan về mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động sử dụng PLC S7-1200 khâu khác nhau, chẳng hạn như kiểm tra về chất lượng, kích thước, hình dạng, hoặc trọng lượng …Trong đề tài này chúng em đã xây dựng được mô hình gia công cơ khí tự động dùng PLC S7-1200 điều khiển chính xác vị trí của từng khâu với dây chuyền sản xuất hoàn toàn tự động bao gồm: Cấp phôi
- Dập – Khoan- Lưu trữ Cho biết dạng phôi là hình trụ đặc.
Ngoài việc sử dụng phần mềm giám sát hệ thống WinCC để giám sát, điều khiển hệ thống từ xa, mô hình gia công cơ khí tự động còn mang lại lợi ích lớn như giảm thiểu nguồn lao động Tự động hóa giúp tăng năng suất sản xuất, tiết kiệm thời gian và chi phí Hiện nay, các nhà máy công nghiệp đang dần tự động hóa quy trình sản xuất, do đó, nghiên cứu và xây dựng mô hình gia công cơ khí tự động rất thiết thực với sinh viên điện - điện tử Điều này giúp sinh viên tiếp cận và ứng dụng linh hoạt mô hình vào công việc thực tế.
1.2.2 Bản vẽ kết cấu mô hình
4 Bộ đo áp suất khí.
Nghiên cứu cấu trúc và phần mềm lập trình cho PLC S7-1200. Ứng dụng điều khiển chính xác vị trí từng khâu để thực hiện gia công cơ khí. Giám sát quá trình sản xuất bằng màn hình HMI.
Máy hoạt động tin cậy.
Làm việc theo đúng chương trình đã đặt. Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Kết luận
Trước sự hội nhập của nền kinh tế thế giới, nền công nghiệp nước ta nói riêng và các nước trên thế giới nói chung đang trong thời kỳ phát triển mạnh mẽ. Nước ta đã và đang xuất hiện nhiều doanh nghiệp đầu tư trong nước và ngoài nước, không chỉ về mặt kinh tế, nền công nghiệp nước ta đang dần được cải thiện về quy mô lẫn công nghệ, nhiều công ty xí nghiệp, nhà máy, khu công nghiệp đã và đang hình thành. Đi kèm với sự phát triển ấy, số lượng sản phẩm, hàng hóa công nghiệp được tăng nhanh Để đáp ứng được nhu cầu lưu kho, xuất kho một cách khoa học thì đòi hỏi người công nhân phải thực hiện công việc của mình với một tốc độ cao và chính xác, không chỉ vậy độ an toàn lao động của những người công nhân luôn được quan tâm Để cải thiện được điều này, ở nhiều khu công nghiệp,
Chương 1: Tổng quan về mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động sử dụng PLC S7-1200 công ty, nhà máy trên thế giới đã phát minh ra nhiều bộ phận máy móc, robot dùng để vận chuyển hàng hóa, sản phẩm một cách khoa học nhất.
Vì vậy, việc xây dựng mô hình gia công cơ khí tự động sẽ đem lại những lợi ích:
Cải thiện chất lượng hoặc tăng khả năng dự báo về chất lượng.
Cải thiện mạnh mẽ (thống nhất), quy trình hay sản phẩm.
Tăng tính nhất quán của đầu ra.
Giảm chi phí nhân công trực tiếp và chi phí nhân lực.
Sau phần tổng quan này em xin trình bày kĩ hơn về mô hình gia công cơ tự động sử dụng PLC S7-1200 trong chương 2.
KẾT CẤU VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG GIA CÔNG CƠ KHÍ TỰ ĐỘNG
Kết cấu của mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động
Bao gồm có các phần tử chính:
Bộ điều khiển trung tâm: PLC Simen S7-1200
Cơ cấu di chuyển vị trí: Sử dụng động cơ bước, trục vít me thanh trượt.
Cơ cấu gia công: Khoan- Động cơ điện 1 chiều, Dập – Xi lanh
Thiết bị phụ khác: Cảm biến, van điện từ, xi lanh khí, máy nén khí.
2.1.1 PLC Simen S7-1200 a) Giới thiệu chung PLC-1200
Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm PLC S7-1200 dùng để thay thế dần cho PLC S7-200 Bộ điều khiển PLC S7-1200 cung cấp sự linh hoạt một loạt các thiết bị hỗ trợ các nhu cầu tự động hóa của bạn Thiết kế nhỏ gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh được kết hợp mạnh mẽ để kiểm soát nhiều ứng dụng đã làm cho PLC S7-1200 trở nên hoàn hảo hơn.
PLC S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).
Hình 2.1 Hình dạng thực tế PLC S7-1200
Chương 2: Kết cấu và nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU PLC S7-1200 và chương trình điều khiển:
+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC
+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình PLC S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài ra ta có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232,GPRS Tốc độ truyền 10/100 Mbit/s
Có thể mở rộng tín hiệu vào ra bằng board tín hiệu mở rộng (Signal Board) gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào ra mà không thay đổi kích thước hệ điều khiển Mỗi CPU của PLC S7-1200 có thể kết nối
8 module mở rộng tín hiệu vào/ra Ngõ vào analog 0-10V được tích hợp trên CPU.
Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 12 của Siemens Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI b) Các module trong hệ PLC S7-1200
Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau …
PLC S7-1200 có các loại sau:
Làm việc 30 Kb 50Kb 75Kb 100 Kb
Tải 1 MB 4Mb 4Mb 4Mb
Giữ lại 10KB 10KB 10KB 10KB
Kích thước hình ảnh QT
Input 1024 byte 1024 byte 1024 byte 1024 byte Output 1024 byte 1024 byte 1024 byte 1024 byte
Bit bộ nhớ 4096byte 4096byte 8192byte 8192byte
Thẻ nhớ SIMATIC Memory card
Chương 2: Kết cấu và nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động
Communication board RS485 Half – duplex c) Phần mềm lập trình PLC s7-1200_Tia Portal
Trong tiến trình số hóa công nghiệp, Siemens mở rộng môi trường thiết kế và lập trình với Chương trình phần mềm Tự động hóa Tích hợp Toàn diện (TIA Portal) - nền tảng thống nhất giúp loại bỏ nhu cầu sử dụng các giao diện riêng biệt cho hệ thống thiết kế và lập trình, đơn giản hóa công việc lập trình giải pháp tự động và truyền động.
Tia Portal V14 SP1: Tên tiếng anh - Totally Integrated AutomationPortal Phần mềm lập trình mới này giúp người sử dụng phát triển, tích hợp các hệ thống tự động hóa một cách nhanh chóng, do giảm thiểu thời gian trong việc tích hợp, xây dựng ứng dụng từ những phần mềm riêng rẽ Phần mềm bao gồm Simatic Step 7, Simatic WinCC, phần mềm mô phỏng SimaticSimulation và các phần mềm hỗ trợ khác.
Hình 2.2 Phần mềm Tia Portal V14
Hiện nay, những người thiết kế lập trình các nhà máy sản xuất phải sử dụng các công cụ phần mềm khác nhau để điều khiển các máy móc, robot, và các động cơ Do đó, họ phải tự làm quen với các gói phần mềm khác nhau, cập nhật bất cứ thay đổi về thiết kế trong mỗi chương trình, và đảm bảo rằng mọi chi tiết không được sai lệch Đây là một khối lượng công việc rất lớn, chưa kể tới sự đa dạng của các loại máy móc ngày một tăng Trong khi đó, TIA Portal tạo ra một môi trường thống nhất để lập trình tất cả các giải pháp tự động và qua đó, giảm đáng kể thời gian thiết kế, công sức và chi phí d) Kĩ thuật lâp trình
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi.
Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào / ra tương
Chương 2: Kết cấu và nguyên lý hoạt động của mô hình hệ thống gia công cơ khí tự động tự nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm.
Khối tổ chức (OB) là giao diện giữa hoạt động của hệ thống và chương trình của người dùng OB được gọi ra bởi hệ điều hành, điều khiển theo quá trình.
- Xử lý chương trình theo quá trình.
- Báo động – kiểm soát xử lý chương trình.
- Program cycle OBs thực hiện theo chu kỳ trong khi CPU ở chế độ Run Khối chính của chương trình là một chu kỳ chương trình OB Đây là nơi đặt cấu trúc chương trình điều khiển của bạn và là nơi bạn gọi các khối bổ sung để sử dụng.
- Startup OBs thực hiện một lần khi chế độ của CPU chuyển từ STOP sang RUN, bao gồm cung cấp năng lượng chế độ Run và lệnh chuyển STOP sang RUN Sau khi hoàn thành, chương trình chính “Program cycle” OB bắt đầu hoạt động.
- Cycle interrupt OBs thực hiện tại một khoảng thời gian nhất định. Một cycle interrupt OB sẽ làm gián đoạn chương trình theo chu kỳ khoảng thời gian xác định của người dùng Với mỗi một OBs cho phép với mỗi cấu hình thời gian trễ và chu kì hoạt động
- Hardware interrupt OB thực hiện khi hoạt động xảy ra có liên quan đến phần cứng Khi có một vấn đề từ phần cứng,một hardware interrupt OB sẽ làm gián đoạn chương trình đang thực hiện.
- Time error interrupt thực thi khi thời gian chu kỳ tối đa vượt quá hoặc
Lỗi chẩn đoán xảy ra khi một lỗi được phát hiện và báo cáo OB 82 là khối được hỗ trợ cho các hoạt động chuẩn đoán lỗi Nếu muốn CPU dừng khi phát hiện lỗi chương trình, bạn có thể sử dụng lệnh STP (đặt CPU ở chế độ STOP) trong OB 82.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống gia công cơ khí tự động
Ban đầu, trục ở trạng thái bất kỳ Ấn Reset để đưa trục về vị trí Home Sau đó, ấn Start, xy lanh đẩy phôi sẽ đưa phôi về vị trí gắp Khi cảm biến phát hiện phôi, tay gắp sẽ di chuyển đến gắp phôi Cơ cấu xoay gắp sẽ di chuyển từ vị trí Home (A) đến vị trí (B) để tay gắp gắp và ép phôi Sau khi ép, cơ cấu xoay gắp sẽ di chuyển tiếp đến vị trí (C) để khoan Cuối cùng, cơ cấu xoay gắp sẽ xoay và nhả sản phẩm, đồng thời đếm số lượng sản phẩm Nếu chưa đạt đủ số lượng sản phẩm yêu cầu, hệ thống sẽ lặp lại quy trình ban đầu Nếu đủ, cơ cấu xoay gắp sẽ quay về vị trí Home và dừng hệ thống.
THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ LẬP TRÌNH
Thiết kế, đấu nối
3.1.1 Thiết kế phần cơ khí cho mô hình
Quy trình lắp ráp: Động cơ bước được liên kết với vít me thông qua khớp nối mềm Mỗi trục được lắp một động cơ bước, ta nới lỏng ốc một đầu của khớp nối mềm rùi lắp vào đầu vít me đã được tiện nhỏ, sau đó vặn chặt ốc lại Sau đó đưa động cơ bước gắn vào đầu còn lại của khớp nối, xoay thử động cơ với khớp nối, vít me xem đã đồng trục chưa, nếu đã đảm bảo thì vặn chặt ốc lại Nếu không điều chỉnh đồng trục thì khớp nối sẽ nhanh bị mỏi, bị bó vít me, dẫn đến tuổi thọ của khớp nối không được bền lâu, máy chạy không êm Động cơ bước được giữ trên mặt bích được cố định vào máy chắc chắn, đảm bảo cho máy được hoạt động ổn định.
Chiều dài vít me + động cơ: 57cm.
Khung nhôm: 1 thanh T kích thước 30x30mm
Phạm vi tay gắp di chuyển và gắp vật: 15cm.
Vật liệu gia công: Gỗ, nhựa, mêca, nhôm…. Động cơ truyền động: Động cơ Step 24VDC - 4A.
3.1.2 Đấu nối phần điện a) Bản vẽ cấp nguồn
Hình 3.2 Thiết kế bản vẽ cấp nguồn
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình b) Bản vẽ kết nối PLC
Bảng 3.1 Bảng khai báo đầu vào đầu ra của PLC Đầu vào Đầu ra
I0.0: Start Q0.0, Q0.1: Đấu vào bộ điều khiển
I0.1: Stop Q0.2: Xy lanh kẹp hàng
I0.2: Cảm biến xy lanh khoan lên Q0.3: Xy lanh tay gắp
I0.3: Cảm biến xy lanh khoan xuống Q0.4: Xy lanh xoay
I0.4: Cảm biến xy lanh ép lên Q0.5: Xy lanh đẩy phôi
I0.5: Cảm biến xy lanh ép xuống Q0.6: Xy lanh ép
I0.6: Cảm biến phôi ra Q0.7: Xy lanh khoan
I1.0: Cảm biến xy lanh tay gắp ra
I1.5: Cảm biến xy lanh tay gắp vào
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình c) Bản vẽ cấp nguồn Bộ điều khiển d) Bản vẽ thủy khí
Hình 3.5 Thiết kế bản vẽ thủy khí
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình e) Bản vẽ cấp nguồn van điện từ
Xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống
3.2.1 Xây dựng lưu đồ thuật toán
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Khai báo biến đầu vào ra
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình a) Chương trình Main (OB1) b) Home (FC3)
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình c) Khối nguồn (FC1)
Network3: d) Khối di chuyển và hoạt động (FC2)
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Xây dựng giao diện giám sát trên máy tính cho hệ thống
3.3.1 Giới thiệu về phần mềm WinCC
Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyên dụng để xây dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyên ngành tự động hóa.
WinCC là chữ viết tắt của Windows Control Center (Trung tâm điều khiển chạy trên nền Windows), nói cách khác, nó cung cấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều hành của Microsoft như Windows NT hay Windows 2000, XP, Vista 32bit (Not SP1). Trong dòng các sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA (SCADA class) với những chức năng hữu hiệu cho việc điều khiển.
WinCC kết hợp các bí quyết của Siemens, công ty hàng đầu trong tự động hóa quá trình, và năng lực của Microsoft, công ty hàng đầu trong việc phát trỉên phần mềm cho PC Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có qui mô toàn công ty như việc tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution System - Hệ thống quản lý việc thực hiện sản suất) và ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt khắp nơi trên thế giới Ở Việt Nam, hệ thống của Siemens được tài trợ đưa vào hệ đào tạo chính thức
Tùy theo chức năng sử dụng mà người dùng có thể chọn các gói khác nhau của WinCC như là một trong các lựa chọn của sản phẩm Các gói cơ bản
WinCC Complete Package (Viết tắt là RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấu hình hệ thống (configuration licence) và bản quyền để chạy ứng dụng (Runtime).
Các gói này có các phiên bản khác nhau tùy theo số lượng các tham số làm việc (Powertag) mà nó có thể đáp ứng: 128, 256, 1024, 65536 Powertag. Powertag là các tham số làm việc mà bộ điều khiển theo dõi giá trị của nó bằng việc nối ghép với quá trình và thiết bị mà nó điều khiển hoặc giám sát Trong trường hợp người sử dụng muốn nâng cấp từ một phiên bản có số powertag nhỏ lên cấp lớn hơn, họ có thể mua các phiên bản chuyên để năng cấp gọi là WinCC Powerpacks.
Ngoài các gói phần mềm cơ bản trên, WinCC còn có các module nâng cao dành cho những ứng dụng cấp cao hơn (WinCC Options) và các mô đun mở rộng đặc biệt (WinCC Add-on) Các WinCC Option là sản phẩm của Siemens Automation and Drive (A&D) Các WinCC Add-on là các sản phẩm của các bộ phận khác của Siemens hay các đối tác của Siemens xây dựng lên nhằm mở rộng chức năng hay để phù hợp với từng loại ứng dụng.
3.3.2 Kết nối các biến của PLC S7-1200 với WinCC
Hệ thống được điều khiển bởi thiết bị điều khiển PLC S7-1200 Sau khi lập trình trình chương trình điều khiển PLC, tiến hành xây dựng hệ thống giám sát và điều khiển trên WinCC Cấu hình hệ thống trên truyền thông như hình dưới đây, bao gồm PLC S7-1200 và WinCC.
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình
Hình 3.2 Cấu hình hệ thống truyền thông PLC-WinCC trên máy tính Để thiết lập kết nối giữa WinCC và PLC S7-1200, cần khai báo các biến quá trình hay còn gọi là các Tags liên kết Các Tag này được hiển thị ở mục TagManagement trong phần mềm WinCC.
3.3.3 Thiết kế và xây dựng giao diện giám sát trên máy tính
Giao diện giám sát và điều khiển của hệ thống được chia thành hai ứng dụng riêng biệt:- GIAMSAT_TOTNGHIEP là giao diện chính của chương trình, cung cấp khả năng giám sát và điều khiển toàn diện hệ thống.- COCAUXOAYGAP đóng vai trò là giao diện hỗ trợ, cung cấp các chức năng điều khiển chuyên sâu hơn.
Hình 3.4 Giao diện chính của chương trình giám sát
Hình 3.5 Giao diện phụ của chương trình giám sát
Chương 3: Thiết kế mô hình và lập trình Để chương trình giám sát có thể vận hành theo hệ thống thực tế ta cần tạo các chuyển động và các hiệu ứng cho từng đối tượng Các chương trình tạo chuyển động được lập trình bằng ngôn ngữ C trong mục Global Script trong phần mềm WinCC.
Hình 3.6 Giao diện Global Script C
Hình 3.8 Giao diện chương trình giám sát khi chạy Runtime
3.3 Hình ảnh thực tế mô hình
Hình 3.9 Hình ảnh thực tế mô hình
