đề tài thiết kế hệ scada dùng win cc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ NGÀNH ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ****** Đề tài: T T h h i i e e á á t t K K e e á á H H e e ä ä S S C C A A D D A A D D u u ø ø n n g g W W i i n n C C C C GVHD : Thầy PHAN NGUYỄN PHỤC QUỐC. SVTH : TRẦN THỊ AN. MSSV : 49700018. Niên Khóa 1997-2002. uploaded by http://scribd.com/pvdai Lời cảm ơn Lời đầu tiên em chân thành cám ơn thầy Phan Nguyễn Phục Quốc đã trực tiếp hướng dẫn; cung cấp tài liệu, thiết bò và tạo mọi điều kiện để em hoàn thành tập luận văn này. Em xin gởi lời cám ơn đến tất cả các thầy cô giáo bộ môn Điều Khiển Tự Động, cũng như các thầy cô khoa Điện-Điện Tử thời gian qua đã truyền đạt và trang bò cho em đầy đủ kiến thức chuẩn bò cho luận văn tốt nghiệp. Tuy đã cố gắng nhiều nhưng do thời gian có hạn, tập luận văn này sẽ không tránh khỏi sai sót, em xin quý thầy cô và độïc giả thông cảm bỏ qua. Em xin tiếp nhận mọi ý kiến. Người thực hiện Sinh viên Trần Thò An uploaded by http://scribd.com/pvdai Lời mở đầu Lòch sử đã trải qua nhiều giai đoạn, và từng chứng kiến các cuộc Cách Mạng Khoa Học Kỹ Thuật. Nó không những giải phóng sức lao động, mà còn giúp việc sản xuất được tiến triển nhanh chóng, số lượng và chất lượng sản phẩm không ngừng tăng lên, phục vụ cho đời sống nhân loại. Ngày nay, với sự trợ giúp của máy điện toán, con người đã làm được những việc tưởng chừng như không thể ở vài chục năm trước đây. Hiện nay trong các ngành công nghiệp hiện đại, việc sử dụng máy tính đòi hỏi gần như là tất yếu; chúng giúp cho việc sản xuất hay kiểm tra sản phẩm được dễ dàng, thuận lợi, hạn chế sai số, thất thoát… Người ta có thể không cần phải xuống tận các phân xưởng để theo dõi hay điều chỉnh bằng tay, mà ta hoàn toàn có thể điều khiển và thu thập, quản lý dữ liệu ngay tại phòng Điều Khiển Trung Tâm cho các hệ thống Tự Động-hệ thống này gọi chung là hệ thống SCADA. Đi theo một nhánh nhỏ của hệ thống SCADA, em thực hiện việc điều khiển cho bình trộn hoá chất dùng ngôn ngữ lập trình S7- 300 và WinCC để thiết lập giao diện kết nối điều khiển đối tượng. uploaded by http://scribd.com/pvdai MỤC LỤC Lời mở đầu. PHẦN 1: PLCS7-300 1 Chương 1: Giới thiệu 2 I. Tổng quan về bộ điều khiển lập trình được 2 1. Bộ điều khiển lập trình được 2 2. Điều khiển nối cứng và điều khiển lập trình được 2 3. Quét chương trình tuần hoàn và ảnh các quá trình 3 a. Quét chương trình tuần hoàn 3 b. nh các quá trình 3 II. Cấu trúc và phân chia bộ nhớ 4 1. Các module của PLC S7-300 4 a. Module CPU 4 b. Module mở rộng 5 2. Kiểu dữ liệu và phân chia bộ nhớ 6 a. Kiểu dữ liệu 6 b. Phân chia bộ nhớ 6 c. Tầm đòa chỉ tối đa cho các vùng nhớ 7 3. Cấu trúc chương trình 8 a. Lập trình tuyến tính 8 b. Lập trình có cấu trúc 8 Chương 2: Ngôn ngữ lập trình S7-300 11 I. Sử dụng các ô nhớ và cấu trúc thanh ghi trạng thái 11 1. Đòa chỉ ô nhớ 11 a. Phần chữ 11 b. Phần số 12 2. Cấu trúc thanh ghi trạng thái 12 II. Các lệnh và phép toán 16 1. Lệnh nạp chuyển 16 2. Các lệnh tác động vào RLO và ô nhớ 16 3. Các lệnh tác động vào hai thanh ghi ACCU1 và ACCU2 17 a. Nhóm lệnh đảo vò trí bytes 17 b. Nhóm lệnh tăng giảm 17 uploaded by http://scribd.com/pvdai c. Nhóm lệnh dòch chuyển 18 d. Nhóm lệnh chuyển đổi số BCD và số nguyên 20 e. Nhóm lệnh chuyển đổi số dấu chấm động sang số nguyên 20 f. Nhóm lệnh so sánh 21 g. Nhóm lệnh số học 22 4. Các lệnh điều khiển logic và điều khiển chương trình 23 a. Các lệnh điều khiển logic 23 b. Các lệnh điều khiển chương trình 25 5. Bộ đònh thời Timer 29 a. Chức năng Timer 29 b. Các ví dụ bằng giản đồ cho từng loại Timer 30 6. Bộ đếm Counter 33 a. Chức năng Counter 33 b. Ví dụ minh họa 34 Chương 3: Thực thi chương trình 35 I. Hoạt động của CPU 35 1. Các vùng nhớ CPU 35 2. Cất chương trình vào CPU 36 3. Đònh nghóa các vùng nhớ giữ 36 a. Sử dụng RAM không bốc hơi 37 b. Đặt cấu hình dữ liệu cất trong RAM 38 c. Sử dụng pin backup để giữ dữ liệu 38 4. Hoạt động của CPU 39 a. Chu kỳ quét 39 b. Các chế độ hoạt động 39 c. Các chế độ hoạt động khác 41 II. Các khối logic 42 1. Các khối tổ chức OB 42 2. Các hàm và các khối hàm 48 3. Các khối hệ thống 48 4. Các khối của các CPU của PLC S7-300 49 5. Thực thi chương trình trong OB1 49 a. Hoạt động của OB1 49 b. Dữ liệu cục bộ trong OB1 50 c. Thông tin Start up 50 d. Lớp ưu tiên và chương trình ngắt 51 uploaded by http://scribd.com/pvdai PHẦN 2: LẬP TRÌNH WINCC 54 Chương 1: Control Center 55 I. Nội dung của Control Center 56 1. Chức năng 56 a. Nhiệm vụ của quản lý dữ liệu 56 b. Nhiệm vụ của Control Center 56 2. Cấu trúc 57 3. Soạn thảo 58 4. Các thành phần của project trong Control Center 58 a. Máy tính 59 b. Quản lý tag 59 c. Các kiểu dữ liệu 63 d. Soạn thảo 65 Chương 2: Các thành phần soạn thảo 66 I. Alarm Logging 66 1. Chức năng 66 a. Nhiệm vụ của Alarm Logging CS 66 b. Nhiệm vụ của Alarm Logging RT 66 2. Khái quát về Alarm Logging 66 a. Thông báo 66 b. Thủ tục thông báo 67 c. Cấu trúc một thông báo 67 d. Tổ chức các thông báo 68 e. Hiển thò các thông báo trong chế độ run timer 68 II. Tag Logging 69 1. Chức năng 69 a. Nhiệm vụ của Tag Logging CS 69 b. Nhiệm vụ của Tag Logging RT 69 c. Thực hiện Tag Logging 70 d. Các kiểu dữ liệu 70 e. Các phương pháp lưu trữ dữ liệu quá trình 71 2. Cấu trúc của Tag Logging CS 75 a. Timers 75 b. Achives 75 c. Trends 77 d. Tables 77 uploaded by http://scribd.com/pvdai III. Graphic Designer 77 1. Chức năng 77 2. Cấu trúc 77 a. Palette đối tượng 78 b. Tab “Property” 81 c. Tab “Event” 81 IV. Global Scripts 82 1. Giới thiệu 82 2. Các hàm dự án 83 3. Các hàm chuẩn 84 a. Các hàm chuẩn có sẵn trong hệ thống 84 b. Các hàm chuẩn lựa chọn 86 4. Các hàm nội 86 V. Report Designer 95 1. Giới thiệu 95 2. Báo cáo 96 a. Báo cáo trong page layout 97 b. Báo cáo trong line layout 98 3. Kết nối Report Layouts với các ứng dụng 98 a. Chọn dữ liệu để phản hồi tài liệu 98 b. Chọn dữ liệu cho cấu hình on-line 102 PHẦN 3: ỨNG DỤNG HỆ SCADA VÀO HỆ THỐNG PHA TRỘN HÓA CHẤT 103 Chương 1: Hệ thống Scada 104 I. Giới thiệu hệ Scada 104 II. Các đặc tính chính của hệ thống Scada hiện đại 107 Chương 2: Thực hiện chương trình 110 I. Giới thiệu về hệ thống pha trộn 110 1. Giới thiệu tổng quát 110 2. Hoạt động của hệ thống 110 II. Tạo các giao diện kết nối bằng WinCC 114 1. Các tags và nhóm tag đã tạo trong chương trình 114 2. Các giao diện cho chương trình 116 a. Màn hình chính 116 b. Màn hình “Giới thiệu” 117 c. Màn hình “Thông tin” 118 d. Màn hình “Điều khiển” 119 uploaded by http://scribd.com/pvdai e. Màn hình “Mô hình” 120 f. Màn hình “Xem dữ liệu” 121 g. Màn hình “Thu thập” 122 h. Màn hình “Đồ thò” 123 i. Màn hình “Thông báo” 124 III. Lập trình cho hệ thống bằng Simatic S7-300 125 1. Đặc tính thiết bò 125 a. Cấu hình 125 b. Cáp kết nối MPI 126 2. Giới thiệu chương trình 127 a. Các khối sử dụng trong chương trình 127 b. Phần lập trình 127 Chương 3: Kết quả thực hiện và hướng phát triển đề tài 128 1. Kết quả thực hiện 128 2. Hướng phát triển đề tài 128 uploaded by http://scribd.com/pvdai NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN uploaded by http://scribd.com/pvdai NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN uploaded by http://scribd.com/pvdai [...]... 1.3: CC1 và CC0 sau lệnh toán học số nguyên, có tràn CC1 0 0 1 1 CC0 0 1 0 1 Giải thích Tràn dưới Tràn dãi trò âm Tràn dãi trò dương Số dấu chấm động không hợp lệ Bảng 1.4: CC1 và CC0 sau các lệnh toán học dấu chấm động, có tràn CC1 0 0 1 1 CC0 0 1 0 1 Giải thích ACCU 2 =ACCU 1 ACCU 2 ACCU 1 ACCU 1 hay ACCU 2 là số dấu chấm động không hợp lệ Bảng 1.5: CC1 và CC0 sau các lệnh so sánh CC1 ... OS: JOS (jump after stored overflow), các lệnh gọi khối, và các lệnh kết thúc khối  Mã điều kiện CC1 và CC0 CC1 0 0 1 CC0 0 1 0 Giải thích Kết quả =0 Kết quả 0 Bảng 1.2: CC1 và CC0 sau lệnh toán học, không có tràn CC1 0 CC0 0 Giải thích Tràn dãi trò âm trong +I và +D Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai Trang 14 Luận Văn Tốt Nghiệp 0 1 1 0 1 1 Phần 1 Tràn dãi... các lệnh so sánh CC1 0 1 CC0 0 0 Giải thích Bit vừa dòch ra là 0 Bit vừa dòch ra là 1 Bảng 1.6: CC1 và CC0 sau các lệnh dòch và xoay CC1 0 1 CC0 0 0 Giải thích Kết quả = 0 Kết quả 0 Bảng 1.7: CC1 và CC0 sau các lệnh logic trên word Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai Trang 15 Luận Văn Tốt Nghiệp Phần 1  Bit BR (Binary Result) Bit BR tạo liên kết giữa xử lý các bit và... Các lệnh tác động vào 2 thanh ghi ACCU1 và ACCU2 a Nhóm lệnh đảo vò trí bytes:      POP : lệnh chuyển nội dung của ACCU2 vào ACCU1 PUSH : lệnh chuyển nội dung của ACCU1 vào ACCU2 TAK : lệnh đảo nội dung của 2 thanh ghi ACCU1 và ACCU2 CAW : lệnh đảo nội dung 2 bytes của từ thấp trong ACCU1 CAD : lệnh đảo nội dung các bytes trong ACCU1 Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai... tóm tắt các lệnh xoay bit Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai Trang 18 Luận Văn Tốt Nghiệp Phần 1 Hình 1.2: xoay ACCU1 qua trái 3 bit Thí dụ: xoay phải word kép L +3 L MD10 RRD T MD20 Hình 1.3: xoay ACCU1 phải 3 bit Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai Trang 19 Luận Văn Tốt Nghiệp Phần 1 Hình 1.4: xoay trái 1 bit qua CC1  SLW []: dòch... thấp của ACCU1 Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC uploaded by http://scribd.com/pvdai Trang 22 Luận Văn Tốt Nghiệp Phần 1  Với số nguyên kép 32 bits: có các lệnh thực hiện cộng (+D), trừ (-D), nhân (*D), chia (/D) Lấy ACCU2 +,-,*,/ với ACCU1, kết quả lại vào ACCU1  Với số thực: có các lệnh thực hiện cộng (+R), trừ (-R), nhân (*R), chia (/R) Lấy ACCU2 +,-,*,/ với ACCU1, kết quả lại vào ACCU1  Các lệnh toán... ACCU2ACCU1 ACCU2>=ACCU1 ACCU2 < >= ACCU1 ACCU2 . để phản hồi tài liệu 98 b. Chọn dữ liệu cho cấu hình on-line 102 PHẦN 3: ỨNG DỤNG HỆ SCADA VÀO HỆ THỐNG PHA TRỘN HÓA CHẤT 103 Chương 1: Hệ thống Scada 104 I. Giới thiệu hệ Scada 104 II Văn Tốt Nghiệp Phần 1 Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC Trang 4  nh quá trình xuất PIQ (Process Output Image) Nếu trong một chu kỳ quét, các trạng thái tín hiệu được thiết lập cho một hay. http://scribd.com/pvdai Luận Văn Tốt Nghiệp Phần 1 Thiết Kế Hệ SCADA Dùng WinCC Trang 7  M: Miền các biến cờ. Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu trữ các tham số cần thiết và có thể truy nhập nó