4.Thiết Kế hệ thống băng chuyền Phân loại sản Phẩm dùng VĐK AT89S52

Động cơ DC là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều. Động cơ điện một chiều ứng dụng rộng rãi trong các ứng dụng dân dụng cũng như công nghiệp. Thông thường động cơ điện một chiều chỉ chạy ở một tốc độ duy nhất khi nối với nguồn điện, tuy nhiên vẫn có thể điều khiển tốc độ và chiều quay của động cơ với sự hỗ trợ của các mạch điện tử cùng phương pháp PWM. Động cơ điện một chiều trong dân dụng thường là các dạng động cơ hoạt động với điện áp thấp, dùng với những tải nhỏ. Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sử dụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu thay đổi tốc độ trong phạm vi rộng. Ở đây ta chỉ nghiên cứu động cơ DC trong dân dụng chỉ hoạt động với điện áp 24V trở xuống.

Lời Mở Đầu

Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tinngày càng cao đem lại nhiều lợi ích cho con người nhằm giảm thiểu tối đasức lao động của con người trong quá trình sản xuất Mức độ tự động hóatại các phân xưởng và nhà kho cũng như các khu vực quản lý điều hành vẫntiếp tục được nâng cao Ngày càng nhiều các thiết bị tiên tiến đòi hỏi khảnăng xử lý, mức độ hoàn hảo, sự chính xác của các hệ thống sản xuất ngàymột cao hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất về số lượng, chất lượng, thẩm mỹngày càng cao của xã hội

Xuất phát từ tình hình thực tế tự động hóa tại các phân xưởng, nhà kho

và các khu vực điều hành quản lý vẫn đang tiếp tục được nâng cao cùng vớikiến thức đã được học trong trường, chúng em đã nghiên cứu và thực hiện

đề tài thiết kế dây truyền phân loại và đếm sản phẩm theo đặc tính kíchthước kết hợp điều khiển trên máy tính qua phần mềm giao diện WinCC.Đây chỉ là một phần nhỏ trong quy trình sản xuất, tuy vậy chúng em mongrằng với đề tài này chúng em sẽ củng cố được kiến thức đã được học trongtrường và ứng dụng một phần nhỏ trong sản xuất

Nội dung đề tài

Chương I: Sơ Lược Về Đề Tài Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm

Chương II: Giới Thiệu PLC S7-200, Phần Mềm Step Microwin VàPhần Mềm WinCC

Chương III: Lập Trình PLC Và Tạo Giao Diện WinCC

Chương IV: Thiết Kế, Xây Dựng Mô Hình Và Nhận Xét

Do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏitrong quá trình thực hiện nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em rấtmong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài được hoànthiện hơn

Ngày 20 tháng 05 năm 2013Sinh viên thực hiện

Phạm Hữu Cao

Lời Cảm Ơn

Trên con đường học vấn của mình, tới nay chúng em đã đi qua baochặng đường từ tiểu học, trung học cơ sở, trung học phổ thông và hiện bâygiờ là giảng đường đại học Và cứ đi qua mỗi chặng đường như vậy thìchúng em lại được trưởng thành hơn cả trong kiến thức chuyên sâu lẫntrong suy nghĩ Với chúng em thì môi trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵngvới quãng thời gian dài 5 năm đã trở thành một khoảng thời gian không thểnào quên Ở ngôi trường này, chúng em đã được tiếp thu, học tập nhữngkiến thức chuyên môn trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật Không những thếĐại Học Bách Khoa Đà Nẵng còn là nơi cho chúng em tôi luyện, rèn giũangọn lửa tinh thần, lòng đam mê khoa học Hơn thế nữa, tất cả những điều

đó sẽ trở thành hành trang tốt cho chúng em, để cho chúng em thêm vữngbước trên con đường sự nghiệp của mình

Chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Nguyễn Quốc Định.Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, theo sát, ân cần chỉ bảo chúng em từng bước,thúc đẩy chúng em hoàn thành đồ án đúng tiến độ

Bên cạnh đó, gia đình đã trở thành nguồn động viên to lớn về vậtchất lẫn tinh thần giúp chúng em thêm can đảm, tự tin để hoàn thành đồ ánnày Xin gửi lời biết ơn vô vàn tới cha, mẹ đã luôn ủng hộ con trong suốtthời gian qua

Cuối cùng là lời cảm ơn chân thành tới các bạn cùng lớp, khoa đã cónhững giúp đỡ kịp thời, những đóng góp ý kiến thật lòng trong suốt thờigian làm đồ án, giúp cho đồ án hoàn thiện hơn

Ngày 20 tháng 05 năm 2013Sinh viên thực hiện

Phạm Hữu Cao

Lời Cam Đoan

Đây là đề tài lớn nhất trong quá trình học đại học của chúng em, tuy với sựhiểu biết có hạn và khó khăn trong việc tìm kiếm thiết bị, vật dụng Nhưngchúng em đã cố gắng tự mình xoay sở và chúng em xin cam đoan đề tài củachúng em là tự thực hiện không phải là sản phẩm mua hay bản sao từ ngườikhác

Sinh viên thực hiệnPhạm Hữu Cao

Trần Đức Sáng

Nhận Xét Của Giảng Viên Hướng Dẫn

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Nhận Xét Của Giảng Viên Phản Biện

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

Mục lục

Lời Mở Đầu 1

Lời Cảm Ơn 2

Nhận Xét Của Giảng Viên Hướng Dẫn 4

Nhận Xét Của Giảng Viên Phản Biện 5

Chương 1 8

GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 8

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 8

1.2 CÁC LOẠI BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 8

1.2.1 Giới thiệu chung 8

1.2.2 Các loại băng tải hiện nay 9

1.2.3 Tỷ lệ truyền của băng tải 14

Chương 2 15

TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200, PHẦN MỀM STEP MICROWIN VÀ PHẦN MỀM WINCC 15

2.1 GIỚI THIỆU PLC S7-200 15

2.1.1 Giới thiệu chung 15

2.1.2 Sơ đồ khối 17

2.1.3 Cấu hình phần cứng 19

2.1.4 Các vùng nhớ 21

2.1.5 Kết nối với máy tính 24

2.1.6 Giới thiệu chung về CPU 224 sử dụng trong mô hình 26

2.2 PHẦN MỀM STEP MICROWIN 27

2.2.1 Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200 27

2.2.2 Phần ngôn ngữ lập trình 29

2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC 30

2.3.1 Giới Thiệu Chung 30

2.3.2 Cấu Hình WinCC 33

2.4 PHẦN MỀM PC ACCESS KẾT NỐI PLC VÀ WINCC 45

2.4.1 Bước 1: Tạo Tag trong phần mềm PC Access 1.0 45

2.4.2 Bước 2: Kết nối biến với WinCC 48

Chương 3 51

LẬP TRÌNH PLC,TẠO GIAO DIỆN WINCC 51

3.1 VIẾT CHƯƠNG TRÌNH PLC 51

3.1.1 Thuật Toán 51

3.1.2 Chương trình 53

 Code chương trình 54

Xem phụ lục trang 85 54

3.2 Thiết Kế Giao Diện WinCC 55

3.2.1 Tạo biến liên kết trên PC-Access 1.0 55

3.2.2 Giao diện 55

3.2.3 Code bằng ngôn ngữ C trên WinCC 56

Xem phụ lục trang 94 56

Chương 4 57

THIẾT KẾ, XÂY DỰNG MÔ HÌNH DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 57

4.1 CẤU TẠO MÔ HÌNH 57

4.2.1 Chế độ hoạt động tự động 59

4.2.2 Chế độ hoạt động bằng tay 59

4.3 GIỚI THIỆU VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG MÔ HÌNH 60

4.3.1 Động Cơ Một Chiều 60

4.3.2 Cảm Biến E3F3 – D31 63

4.3.3 Rơle 66

4.3.4 Bình Chứa Khí Nén 70

4.3.5 Xy lanh 73

4.3.6 Van Đảo Chiều 74

4.4 HÌNH ẢNH THỰC TẾ CỦA MÔ HÌNH 81

4.5 ỨNG DỤNG 82

4.5.1 Ứng dụng trong sản xuất gạch 82

4.5.2 Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm 83

4.6 NHẬN XÉT 85

4.6.1 Ưu điểm của mô hình 85

4.6.2 Khuyết điểm 85

Phụ lục 86

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG BĂNG CHUYỀN PHÂN

LOẠI SẢN PHẨM

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật,

kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quantrọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự độnghóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nómột cách hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuậtthế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nóiriêng Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy, các khucông nghiệp và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng tôi đã thấyđược nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất Một trongnhững khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượngsản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thốngnâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa

và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong nhữngkhâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân xông, chính vì vậynhiều khi cho ra năng suất thấp chưa đạt hiệu quả Từ những điều đã đượcnhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức đã được học, vàmong muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời vẫn đảmbảo được độ chính xác cao về kích thước Nên tôi đã quyết định thiết kế vàthi công một mô hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm vì nórất gần gũi với thực tế có nhiều sản phẩm được sản xuất ra đòi hỏi phải cókích thước tương đối chính xác và nó còn thật sự rất ý nghĩa đối với chúngtôi được góp phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để xứngtầm với sự phát triển của thế giới

1.2 CÁC LOẠI BĂNG CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

1.2.1 Giới thiệu chung

Băng tải thường dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rờitheo phương ngang và phương nghiêng Trong các dây chuyền sản xuất,các thiết bị này được sủ dụng rộng rãi như những phương tiện để vậnchuyển các cơ cấu nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng để vận chuyểnquạng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm thủy điện thì dùng vận chuyển

Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vậtliệu hạt hoặc 1 số sản phẩm khác Trong 1 số ngành công nghiệp nhẹ, côngnghiệp thực phẩm, hóa chất thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hoànthành, chưa hoàn thành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thờicũng dùng để loại bỏ các sản phẩm không dùng được.

1.2.1.1 Ưu điểm của băng tải

-Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theocác hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằmnghiêng

-Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản,bảo dưỡng dể dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng

so với máy vận chuyển khác không lớn lắm

1.2.1.2 Cấu tạo chung của băng tải

1 Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật

2 Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

3 Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo

4 Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho bộ phận kéo

các thành phần gồm: cao su mặt trên + lớp bố + cao su mặt dưới Lớp bốcủa băng tải loại này duy trì sức căng cũng như tạo độ bền cho kết cấu băngtải, chịu lực nén và kéo tải, chịu nhiệt 1000C tới 6000C

 Cường lực chịu tải lớn: chịu lực gấp 5 lần sợi Cotton.

 Chịu lực va đập lớn: sợi Nylon là loại sợi tổng hợp chịu sự vađập rất tốt nên các tác động ngoại lực hầu như không ảnh hưởng đến chấtlượng bố

 Chịu axit, chịu nước và một số loại hóa chất khác

 Chống được lão hóa do gấp khúc, uốn lượn nhiều trong sửdụng

thiểu việc tách tầng giữa các lớp bố

 Rất bền nếu phải hoạt động trong môi trường nhiệt độ thấp

 Độ dai cực lớn,nhẹ và làm tăng lên sức kéo của motor dẫn đếngiảm tiêu thụ điện

Hình 1.2 Thông số cấu tạo băng tải

 Ứng dụng

 Băng tải NN có đặc tính mềm dẻo, dai và hiện được coi là loại

bố chịu lực phổ thông và có nhiều ưu điểm vượt trội

 Thường dùng để tải than, sỏi, đá (các cỡ), cát, quặng sắt, ximăng, than, gỗ… Không dùng để tải các vật liệu chịu nhiệt trên 6000C hoặc

 Băng tải bố NN chiếm từ 60-70% trên thị trường hiện nay dotính kinh tế và nhẹ của nó.

1.2.2.2 Băng tải con lăn

Hình 1.3: Băng tải con lăn

 Băng tải có thể nâng lên hạ xuống để làm đổi hướng vậnchuyển

 Lớp cáp thép sẽ được liên kết với nhau bằng một phương phápđặt biệt, sự liên kết này giúp cho băng tải không có bất kỳ sự cố nào xảy ra

trong suốt quá trình sử dụng, cao su mặt và cao su bao phủ cáp thép đượcchế tạo theo những tính chất riêng.

 Ký hiệu thông thường các loại băng tải cáp thép: 630,ST-800 và cao nhất tới ST-7000, độ dày có thể lên tới 50mm Băng tảicáp thép thường rất nặng như loại ST-1000, khổ 1 mét có thể lên tới25Kg/m Vì vậy thường chỉ dài 150m/cuộn

ST-500,ST- Đặc điểm

 Băng tải cáp thép chủ yếu sử dụng tại các hệ thống truyền tải

có chiều dài lớn trên 300m, do có thể chịu được cường lực rất cao

 Có những băng tải thép có tuổi thọ tới 15- 20 năm trong điềukiện vận hành liên tục hiệu quả kinh tế là rất lớn.

Hình 1.5 Thông số băng tải cán thép

1.2.2.4 Băng tải bố EP

 Cấu tạo và đặc điểm

hợp Polyester làm sợi dọc và sợi Nylon làm sợi ngang

ngắn hơn do vậy tiết kiệm điện hơn Băng chuyền khởi động êm,đặc biệt là đối với băng chuyền có độ dài lớn

 Chịu ẩm tốt hơn các loại bố khác, vì sợi Polyester cóđặc điểm chịu ẩm, nước rất tốt do đó tuổi thọ băng kéo dài hơnđặc biệt khi gặp ẩm cao, chịu nhiệt rất tốt khi dưới 1500C , chịuhóa chất cực tốt

 Ưu điểm

Độ dãn rất thấp nhỏ hơn 4%, vì vậy bề mặt cao su không bị rạng nứt tránhđược hiện tượng thẩm thấu - tác nhân gây lão hóa tới các lớp bố

Hình 1.6 Thông số băng tải bố EP

1.2.3 Tỷ lệ truyền của băng tải

Ta có:

2

11

2

 



N N

Với N1 : là số vòng quay của buli băng tải

N2: là số vòng quay của động cơ

θ1, θ2 : là đường kính của buli băng tải, buli động cơ

Chương 2

TỔNG QUAN VỀ PLC S7-200, PHẦN MỀM STEP

MICROWIN VÀ PHẦN MỀM WINCC

2.1 GIỚI THIỆU PLC S7-200

2.1.1 Giới thiệu chung

Trong các hệ thống sản xuất, trong các thiết bị tự động và bán tự động, hệthống điều khiển đóng vai trò điều phối toàn bộ các hoạt động của máymóc thiết bị Các hệ thống máy móc và thiết bị sản xuất thường rất phứctạp, có rất nhiều đại lượng vật lý phải điều khiển để có thể hoạt động đồng

bộ hoặc theo một trình tự công nghệ nhất định nhằm tạo ra một sảnphẩm mong muốn

Từng đại lượng vật lý đơn lẻ có thể được điều khiển bằngmột mạch điều khiển cơ sở dạng tương tự hay gián đoạn Điều khiểnnhiều đại lượng vật lý đồng thời chúng ta không thể dùng các mạch điềukhiển tương tự mà phải sử dụng hệ thống điều khiển logic Trước đây các

hệ thống điều khiển lôgíc được sự dụng là hệ thống logic rơ le Nhờ sự pháttriển nhanh chóng của kỹ thuật điện tử, các thiết bị điều khiển lôgíc khả lậptrình PLC (Programmable Logic Controller) đã xuất hiện vào năm 1969thay thế các hệ thống điều khiển rơ le Càng ngày PLC càng trở nên hoànthiện và đa năng Các PLC ngày nay không những có khả năng thay thểhoàn toàn các thiết bị điều khiển logic cổ điển, mà còn có khả năng thay thếcác thiêt bị điều khiển tương tự Các PLC được sử dụng rộng rãi trong côngnghiệp

Chức năng chính của PLC là kiểm tra trạng thái của các đầu vào vàđiều khiển các quá trình hoặc các hệ thống máy móc thông qua các tín hiệutrên chính đầu ra của PLC Tổ hợp logic của các đầu vào để tạo ra một hay

được thực hiện theo trình tự điều khiển hay còn gọi là chương trình điềukhiển Chương trình điều khiển được lưu trong bộ nhớ của PLC có thể bằngcách lập trình bằng thiết bị cầm tay nối trực tiếp với PLC hoặc lập trìnhtrên máy tính cá nhân nhờ các phần mềm chuyên dụng và truyền vào PLCqua mạng hay qua cáp truyền dữ liệu Bộ xử lý tín hiệu, thường là các bộ vi

xử lý tốc độ cao, thực hiện chương trình điều khiển theo chu kỳ Khoảngthời gian thực hiện một chu trình điều khiển từ lúc kiểm tra các tín hiệuvào, thực hiện các phép tính logic hoặc đại số để có được tín hiệu điềukhiển, cho đến khi phát tín hiệu đến đầu ra được gọi là chu kỳ thời gianquét

Ngày nay, PLC được sử dụng rộng rãi trong toàn bộ hệ thống tựđộng hoá nhờ sự vượt trội nổi bật này

Bộ điều khiển chương trình có khả năng làm nhiệm vụ sau:

Điều khiển chuyên gia giám sát:

+ Thay cho điều khiển relay

+ Thời gian đếm

+ Thay cho các panel điều khiển mạch in

+ Điều khiển tự động, bán tự động bằng máy và các quá trình

Điều khiển dãy:

+ Các phép toán số học

+ Cung cấp thông tin

+ Điều khiển liên tục (nhiệt độ, áp suất)

+ Điều khiển động cơ chấp hành, động cơ bước

Điều khiển mềm dẻo:

+ Điều hành quá trình báo động

+ Ghép nối với máy tính, maý in

+ Mạng tự động hoá xí nghiệp (cục bộ, mở rộng)

+ Phát hiện lỗi và điều hành

2.1.2 Sơ đồ khối

Phần cứng PLC có 5 bộ phận cơ bản:

- Bộ xử lý: còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU) , là linh kiện chứa bộ

vi xử lý Bộ xử lý biên dịch các tín hiệu vào và thực hiện các hoạt độngđiều khiển theo chương trình được lưu trong bộ nhớ của CPU , truyền cácquyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các tín hiệu ra

Nguyên lý làm việc của bộ xử lý tiến hành theo từng bước tuần tự , đầutiên các thông tin lưu trữ trong bộ nhớ chương trình được gọi lên tuần tự vàđược kiểm soát bởi bộ đếm chương trình Bộ xử lý liên kết các tín hiệu vàđưa ra kết quả ra đầu ra Chu kỳ thời gian này gọi là thời gian quét ( scan ) Thời gian vòng quét phụ thuộc vào dung lượng bộ nhớ , tốc độ của CPU

Giao diện ra

Bộ nhớ

Nguồn cung cấp Thiết bị lập trình

Sự thao tác tuần tự của chương trình dẫn đến một thời gian trễ trong khi

bộ đếm của trương trình đi qua một chu kỳ đầy đủ , sau đó bắt đầu lại từđầu

- Bộ nguồn: có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp thấp

cho bộ vi xử lý ( thường là 5V ) và cho các mạch điện trong các modulecòn lại ( thường là 24V )

- Thiết bị lập trình: được sử dụng để lập các chương trình điều khiển

cần thiết sau đó được chuyển cho PLC Thiết bị lập trình có thể là thiết bịlập trình chuyên dụng , có thể là thiết bị lập trình cầm tay gọn nhẹ , có thể

là phần mềm được cài đặt trên máy tính cá nhân

- Bộ nhớ: là nơi lưu trữ chương trình sử dụng cho hoạt động điều

khiển Các bộ nhớ có thể là RAM , ROM , EPROM Người ta luôn chế tạonguồn dự phòng cho RAM đề duy trì chương trình trong trường hợp mấtđiện nguồn , thời gian duy trì tùy thuộc vào từng PLC cụ thể Bộ nhớ cũng

có thể được chế tạo thành module cho phép dễ dàng thích nghi với cácchức năng điều khiển có kích cỡ khác nhau , khi cần mở rộng có thể cắmthêm

- Giao diện vào ra: là nơi bộ xử lý nhận thông tin từ các thiết bị ngoại

vi và truyền thông tin đến các thiết bị bên ngoài Tín hiệu vào có thể từ cáccông tắc , các bộ cảm biến nhiệt độ , các tế bào quang điện … Tín hiệu ra

có thể cung cấp cho các cuộn dây công tắc tơ , các rơle , các van điện từ …Tín hiệu vào có thể là tín hiệu rời rạc , tín hiệu liên tục , tín hiệu logic…Mỗi điểm vào ra có một địa chỉ duy nhất được PLC sử dụng

Các kênh vào / ra đã có các chức năng cách ly và điều hòa tín hiệu saocho các bộ cảm biến và các bộ tác động có thể nối trực tiếp với chúng màkhông cần thêm mạch điện khác

Tín hiệu vào thường được ghép cách điện ( cách ly ) nhờ linh kiệnquang Dải tín hiệu nhận vào cho các PLC cỡ lớn có thể là 5V, 24V, 110V,220V Các PLC cỡ nhỏ thường chỉ nhận tín hiệu 24V

Tín hiệu ra cũng được ghép cách ly, có thể cách ly kiều rơle , cách lykiểu quang Tín hiệu ra có thể là tín hiệu chuyển mạch 24V , 100mA ;110V, 1A một chiều ; thậm chí 240V, 1A xoay chiều tùy loại PLC

Cách ly kiều rơle Cách ly kiểu quang.

Qy.y (đèn xanh) : đèn xanh ở cổng ra chỉ định trạng thái tức thời củacổng ( y.y = 0.0-1.10 ) Đèn này báo hiệu trạng thái của tín hiệu theo giá trị

Một số loại CPU 22x:

Hình 2.2 Thông số các loại CPU S7-200

- Cổng truyền thông: S7-200 sử dụng cổng truyền thông nối tiếp RS

485 với phích cắm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nối với thiết bị lậptrình hoặc với các PLC khác.Tốc độ truyền cho máy lập trình kiểu PPI là9.6 kbps Tốc độ truyền cung cấp PLC theo kiểu tự do là từ 300 baud đến

38400 baud Các chân của cổng truyền thông là:

Ghép nối S7-200 với máy tính PC qua cổng RS 232 cần có cáp nốiPC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485 , và qua cổng USB ta có cápUSB/PPI.

- Card nhớ , pin , clock (CPU 221 , 222)

Một tụ điện với điện dung lớn cho phép nuôi bộ nhớ RAM sau khi bịmất nguồn điện cung cấp Tùy theo CPU mà thời gian lưu trữ có thể kéodài nhiều ngày Chẳng hạn CPU 224 là khoảng 100h

Card nhớ: được sử dụng để lưu trữ chương trình Chương trình chứatrong card nhớ bao gồm : program block , data block , system block , côngthức , dữ liệu đo và các giá trị cưỡng bức

Card pin: dùng để mở rộng thời gian lưu trữ các dữ liệu có trong bộnhớ Nguồn pin được tự động chuyển sang khi tụ PLC cạn pin có thể sửdụng đến 200 ngày

Card Clock / Battery module: đồng hồ thơig gian thực cho CPU 221,

222 và nguồn pin để nuôi đồng hồ và lưu giữ liệu Thời gian sử dụng đến

200 ngày

- Biến trở chỉnh giá trị analog: hai biến trở này được sử dụng như hai

ngõ vào analog cho phép điều chỉnh các biến cần phải thay đổi và sử dụngtrong chương trình

2.1.4 Các vùng nhớ

- Vùng nhớ đệm ngõ vào số I:

CPU sẽ đọc trạng thái tín hiệu của tất cả các ngõ vào số ở đầu mỗi chu

kỳ quét ,sau đó sẽ chứa các giá trị này vào vùng nhớ đệm ngõ vào Có thểtruy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword

- Vùng nhớ đệm ngõ ra số Q:

Trong quá trình xử lý chương trình CPU sẽ lưu các giá trị sử lý thuộcvùng nhớ ngõ ra vào đây Tại cuối mỗi vòng quét CPU sẽ sao chép nộidung vùng nhớ đệm này và chuyển ra các ngõ ra vật lý Có thể truy nhậpvùng nhớ này theo bit , Byte , Word hay Doubleword

- Vùng nhớ biến V:

Sử dụng vùng nhớ V để lưu trữ các kết quả phép toán trung gian cóđược do các xử lý logic của chương trình Cũng có thể sử dụng vùng nhớ

khiển Có thể truy nhập vùng nhớ này theo bit , Byte , Word hayDoubleword

- Vùng nhớ M:

Có thể coi vùng nhớ M như các rơle điều khiển trong chương trình đểlưu trữ trạng thái trung gian của một phép toán hay các thông tin điều khiểnkhác Có thể truy nhập vùng nhớ này theo bit, Byte, Word hayDoubleword

- Vùng nhớ bộ định thời T:

S7-200 cung cấp vùng nhớ riêng cho các bộ định thời , các bộ định thờiđược sử dụng cho các yêu cầu điều khiển cần trì hoãn thời gian Giá trị thờigian đếm sẽ được đếm tăng dần theo 3 độ phân giải là 1ms , 10ms , 100ms

- Vùng nhớ bộ đếm C:

Có 3 loại bộ đếm là bộ đếm lên , bộ đếm xuống , bộ đếm lên - xuống Các bộ đếm sẽ tăng hoặc giảm giá trị hiện hành khi tín hiệu ngõ vào thayđổi trạng thái từ mức thấp lên mức cao

- Vùng nhớ bộ đếm tốc độ cao HC:

Các bộ đếm tốc độ cao được sử dụng để đếm các sự kiên tốc độ cao độclập với vòng quét của CPU Giá trị đếm là số nguyên 32 bit có dấu Để truyxuất giá trị đếm của các bộ đếm tốc độ cao cần xác định địa chỉ của bộ đếmtốc độ cao , sử dụng bộ nhớ HC và số của bộ đếm , ví dụ HC0 Giá trị đếmhiện hành của các bộ đếm tốc độ cao là các giá trị chỉ đọc và truy xuất theodouble word

- Các thanh ghi AC:

Là các phần tử đọc / ghi mà có thể được dùng để truy xuất giống như bộnhớ Chẳng hạn có thể sử dụng các thanh ghi để truy xuất các thông số từcác chương trình con và lưu trữ các giá trị trung gian để sử dụng cho tínhtoán Các CPU s7-200 có 4 thanh ghi là AC0 , AC1 , AC2 và AC3 Chúng

ta có thể truy xuất dữ liệu trong các thanh ghi này theo Byte , Word vàDoubleword

- Vùng nhớ đặc biệt SM:

Các bit SM là các phần tử cho phép truyền thông tin giữa CPU và chươngtrình người dùng Có thể sử dụng các bit này để chọn lựa và điều khiển một

số chức năng đặc biệt của CPU , chẳng hạn như bit lên mức 1 trong vòngquét đầu tiên , các bit phát ra các xung có tần số 1Hz… Chúng ta truy xuấtvùng nhớ SM theo bit , Byte , Word và Doubleword

- Vùng nhớ cục bộ L:

Vùng nhớ này có độ lớn 64 Byte , trong đó 60 Byte có thể được dùngnhư vùng nhớ cục bộ hay chuyển các thông số tới các chương trình con , 4Byte cuối cùng dùng cho hệ thống Vùng nhớ này tương tự như vùng nhớbiến V chỉ khác ở chỗ các biến vùng nhớ V cho phép sử dụng tất cả cáckhối chương trình còn vùng nhớ L chỉ có tác dụng trong phạm vi soạn thảocủa một khối chương trình mà thôi Vị trí biến thuộc vùng nhớ L trongchương trình chính thì không thể sử dụng ở chương trình con và ngược lại

- Vùng nhớ ngõ vào tương tự AI:

Các PLC S7-200 chuyển một giá trị tương tự thành giá trị số và chứavào một vùng nhớ 16 bit Bởi vì các giá trị tương tự chiếm một vùng nhớword nên chúng luôn luôn có các giá trị worrd chẵn , chẳng hạn như AIW0, AIW2 , AIW4… và là các giá trị chỉ đọc

- Vùng nhớ ngõ ra tương tự AQ:

Các PLC S7-200 chuyển một giá trị số 16 bit sang giá trị điện áp hoặcdòng điện , tương ứng với một giá trị số Giống như các ngõ vào tương tựchúng ta chỉ có thể truy xuất các ngõ ra tương tự theo word Và là các giátrị word chẵn , chẳng hạn AQW0, AQW2 , AQW4

Bảng các vùng nhớ và đặc điểm của CPU S7-200:

Hình 2.3 Thông số kích thước các vùng nhớ

2.1.5 Kết nối với máy tính

Đối với các thiết bị lập trình của hẵng Siemens có các cổng giao tiếpPPI thì có thể kết nối trực tiếp với PLC thông qua một sợi cáp Tuy nhiênđối với máy tính cá nhân cần thiết phải có cáp chuyển đổi PC/PPI Có 2loại cáp chuyển đổi là cáp RS232/PPI Multi-Master và cáp USB/PPI Multi-Master

- Cáp RS232/PPI Multi-Master.

Hình 2.4 Cấu tạo cáp kết nối loại RS232-RS485

Tùy theo tốc độ truyền giữa máy tính và CPU mà công tắc 1,2,3được để ở vị trí thích hợp Thông thường đối với CPU 22x thì tốc độ truyềnthường đặt là 9.6 kbaud ( tức công tắc 1,2,3 được đặt theo thứ tự là 010 )Tùy theo truyền thông là 10 bit hay 11 bit mà công tắc 7 được đặt ở vị tríthích hợp Khi kết nối bình thường với máy tính thì công tắc 7 chọn ở chế

độ truyền thông 11 bit ( công tắc 7 đặt ở vị trí 0 )

Công tắc 6 ở cáp RS232/PPI Multi-Master được sử dụng để kết nốiport truyền thông RS232 của 1 modem với S7-200 CPU Khi kết nối bìnhthường với máy tính thì công tắc 6 được đặt ở vị trí data ComunicationsEquipment (DCE) (công tắc 6 ở vị trí 0) Khi kết nối cáp PC/PPI với mộtmodem thì port RS232 của cáp PC/PPI được đặt ở vị trí Data TeminalEquipment (DTE) (công tắc 6 ở vị trí 1)

Công tắc 5 được sử dụng để đặt cáp RS232/PPI Multi-Master thaythế cáp PC/PPI hoặc hoạt động ở chế Freeport thì đặt ở chế độ PPI/Freeport(công tắc 5 ở vị trí 0) Nếu kết nối bình thường là PPI (master) với phầnmềm STEP 7 Micro/Win 3.2 SP4 hoặc cao hơn thì đặt ở chế độ PPI (côngtắc 5 ở vị trí 1)

Sơ đồ nối cáp RS232/PPI Multi-Master giữa máy tính và CPU S7-200 vớitốc độ truyền 9,6 kbaud:

- Cáp USB/PPI Multi-Master.

Hình dáng của cáp:

Hình 2.5 Cấu tạo cáp kết nối loại USB-RS485Cách thức kết nối cáp USB/PPI Multi-Master cũng tương tự như cápRS232/PPI Multi-Master Để sử dụng cáp này , phần mềm cần phải làSTEP 7 - Micro/WIN 3.2 Service Pack 4 ( hoặc cao hơn ) Cáp chỉ có thểđược sử dụng với loại CPU 22x hoặc sau này Cáp USB không được hỗ trợtruyền thông Freeport và download cấu hình màn hình TP070 từ phần mền

TP Designer

2.1.6 Giới thiệu chung về CPU 224 sử dụng trong mô hình

S7-200 có bộ xử lý CPU 224 do hãng SIEMENS sản xuất Có 2 loại gồm:+ CPU 224 DC/DC/DC với nguồn cung cấp là điện áp một chiều 24VDC,đầu vào dạng số 24VDC, và các đầu ra dạng số transistor 24VDC

+ CPU 224 AC/DC/Relay với nguồn cung cấp là điện áp xoay chiều 280VAC, đầu vào dạng số 24VDC, và đầu ra dạng số relay 24VDC

100-Cấu tạo chung:

- Gồm có 14 đầu vào và 10 đầu ra Có khả năng mở rộng thêm 7 module

mở rộng Tổng số cổng vào/ra cực đại là 64 cổng vào và 64 cổng ra

- 256 Timer chia làm 3 loại theo độ phân giải khác nhau: Timer 1ms,

- 256 bộ đếm chia làm 2 loại: chỉ đếm tiến, đếm lùi và vừa đếm tiến vừađếm lùi.

- Kích thước chương trình 8k, kích thước dữ liệu 8k

- Một cổng truyền thông port 0

Hình2.6 Hình ảnh thực tế của một CPU 224

2.2 PHẦN MỀM STEP MICROWIN

2.2.1 Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7-200

Các phần tử cơ bản trong chương trình PLC S7- 200 là:

1 Chương trình chính (main program)

2 Chương trình con (subroutine)

3 Chương trinh ngắt (interupt rountine)

4 Khối hệ thống ( system block)

5 Khối dữ liệu (data block)

 Chương trình OB1 (main program)

Đây là phần khung chương trình, chứa các lệnh điều khiển ứng dụng.Với 1 số chương trình điều khiển nhỏ, đơn giản chúng ta có thể viết tắt các

chính, các lệnh được xử lý lần lượt từ trên xuống dưới và chỉ 1 lần ở mỗivòng quét Trong S7-200 chương trính được chứa trong khối OB1.

 Chương trình con SUB (subroutine)

Các lệnh viết trong chương trình con chỉ có thể được xử lý khichương trình con được gọi (Call) từ các chương trình chính, từ 1 chươngtrình con khác hoặc từ 1 chương trình ngắt Sử dụng chương trình con khichúng ta muốn phân chia nhiệm vụ điều khiển Mối chương trình con đượcviết cho 1 nhiệm vụ nhỏ hoặc khi có nhiệm vụ điều khiển tương tự nhau (ví

dụ : điều khiển băng tải 1, điều khiển băng tải 2) thì chúng ta chỉ cần tạochương trình con 1 lần và có thể gọi ra nhiều lần từ chương trình chính

Sử dụng chương trình con có 1 số ưu điểm sau:

+ Chương trình điều khiển được chia theo nhiệm vụ điều khiển nên

có cấu trúc rõ ràng, rất dễ ràng cho việc kiểm tra chỉnh sửa chương trình

+ Giảm thời gian vòng quét của chương trình CPU không phải liêntục xử lý các lệnh của chương trình mà chỉ xử lý chương trình con khi cólênh gọi tương ứng

+ Chương trình con cho phép giảm công việc soạn thảo khi có cácchương trình con giống nhau

 Chương trình ngắt INT ( interupt rountine)

Chương trình ngắt được thiết kế cho 1 sự kiện ngắt được định nghĩatrước Bất cứ khi nào xác định sự kiện ngắt xảy ra thì S7-200 thực hiệnchương trình ngắt

Chương trình ngắt không đựơc gọi bởi chương trình chính mà theo

sự kiện ngắt xảy ra Chương trình ngắt được sử lý mỗi khi sự kiện ngắt xảyra

 Khối hệ thống (system block)

System bock cho phép ta cấu hình các tuỳ chọn phần cứng khác nhaucho S7-200

 Khối dữ liệu (data block)

Data Block cho phép lưu trữ các giá trị biến khác nhau (vùng nhớ V)được sử dụng trong chương trình Giá trị ban đầu được nhập trong mỗi khối

dữ liệu

2.2.2 Phần ngôn ngữ lập trình

Để có thể soạn thảo chương trình cho các S7-200, chúng ta sử dụngchương trình Step 7 Micro Win Và cũng giống như PLC của các hãngkhác chúng ta có 3 dạng soạn thảo thông dụng là LAD FBD, STL Việctuỳ chọn việc soạn thảo nào để viết chương trình là tuỳ vào người sử dụng

 Dạng hình thang LAD (Ladder logic)

Ở dạng soạn thảo này chương trình được hiên thị gần giống sơ đồ nốidây một mạch trang bị điện gồm các thiết bị Rơle, Contactor Chúng ta xemnhư 1 dòngđiện từ 1 nguồn điện chảy qua các chuỗi tiếp điểm lôgic ngõvào từ trái qua phải rồi đến ngõ ra Chương trình cơ bản được chia ra làmnhiều Network, mỗi Network thực hiện 1 nhiệm vụ nhỏ cụ thể CácNetwork thực hiện từ trái qua phải và từ trên xuống dưới

Các phần tử chủ yếu dùng trong dạng soạn thảo này là:

+ Tiếp điểm không đảo -|

|-+ Tiếp điểm đảo

-|\|-+ Ngõ ra –(

)-+ Các hộp chức năng các hộp biểu diễn các phép toán số học định thời , bộđếm

Dạng soạn thảo này có 1 số ưu điểm:

+ Dễ sử dụng cho người mới học lập trình

+ Biểu diễn đồ hoạ dễ hiểu và thông dụng

+ Luôn có thể chuyển sang STL từ dạng LAD

 Dạng khối chức năng: FBD (Funtion Block Diagram)

Dạng FBD hiện thị chương trình soạn thảo ở dạng đồ hoạ tương tựnhư sơ đồ các cổng lôgic FBD không khái niệm đường nguồn phải trái do

đó khái niệm dòng điện không được sử dụng Thay vào đó là các Logic 1.Không có tiếp điểm và cuộn dây như ở dạng LAD, nhưng có các cổngLogic và cổng chức năng Các cổng lôgic AND, OR, XOR… tương ứngvới các tiếp điểm Logic nối tiếp hay song song…

Đầu ra của các cổng Lôgic hay hộp chức năng có thể được sử dụng

để nối tiếp với đầu vào của các cổng lôgic hay các hộp chức năng khác.Với dạng soạn thảo này có 1 số ưu điểm sau:

+ Biểu diễn ở dạng đồ hoạ các cổng chức năng giúp ta có thể dễ đọc hiểutheo trình tự điều khiển.

+ Luôn có thể chuyển từ dạng FBD sang STL

 Dạng liệt kê lệnh : STL (StaTement List)

Đây là dạng soạn thảo chương trình dạng tập hợp các câu lệnh.Người dùng phải nhập các câu lênh từ bàn phím, giữa lệnh và các toánhạng có khoảng trắng và mỗi lệnh chiếm 1 hàng Ở dạng soạn thảo này sẽ

có 1 số chức năng mà dạng soạn thảo STL và FBD không có

Dạng soạn thảo này có 1 số điểm chính:

+ Là dạng soạn thảo phù hợp cho những người có kinh nghiệm lập trìnhPLC

+ STL cho phép khắc phục 1 số khó khăn khi lập trình STL và FBD

+ Luôn luôn có thể chuyển được từ dạng LAD hay FBD về dạng STLnhưng khi chuyển ngược lại từ STL sang LAD hay FBD thì có 1số phảnứng không chuyển được

2.3 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM WINCC

2.3.1 Giới Thiệu Chung

WinCC (Windows Control Center) là một phần mềm của hãng

Siemens dùng để điều khiển, giám sát thu thập dữ liệu trong quá trình sảnxuất Những thành phần có trong WinCC dễ sử dụng, giúp người dùng tíchhợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào

2.3.1.1 Đặc trưng cơ bản của WinCC

WinCC chạy trên hệ điều hành Microsoft Windows XP, Windows

2000 Do đó có tính chất mở và thường xuyên cập nhật, phát triển nênWinCC tương thích với nhiều phần mềm chuẩn tạo nên giao diện người vàmáy đáp ứng nhu cầu sản xuất Chương trình được tích hợp nhiều ứngdụng, tận dụng dịch vụ của hệ điều hành làm cơ sở mở rộng hệ thống VớiWinCC, ta có thể sử dụng nhiều giải pháp khác nhau để giải quyết côngviệc, từ việc xây dựng hệ thống có qui mô nhỏ và vừa khác nhau, cho tới

việc xây dựng hệ thống có qui mô lớn như MES: Hệ thống quản lý việc

thực hiện sản xuất – Manufacturing Excution Systems…

Tuỳ theo khả năng của người thiết kế cũng như các phần cứng hỗ trợkhác mà WinCC đã và đang được phát triển trong nhiều lĩnh vực khácnhau.

Ứng dụng phổ biến nhất của WinCC là:

Khi một hệ thống dùng chương trình WinCC để điều khiển, thu thập

dữ liệu từ quá trình, nó có thể mô phỏng bằng hình các sự kiện xảy ra trongquá trình điều khiển dưới dạng các chuỗi sự kiện WinCC cung cấp nhiềuhàm chức năng cho mục đích hiển thị, thông báo bằng đồ họa, xử lý thôngtin đo lường, các tham số công thức, các bảng ghi báo cáo, v.v…đáp ứngyêu cầu công nghệ ngày một phát triển và là một trong những chương trìnhứng dụng trong thực tế

Các chức năng của WinCC:

» Lập cấu hình hoàn chỉnh

» Hướng dẫn giới thiệu về việc lập cấu hình

» Thích ứng việc ấn định, gọi và lưu trữ các dự án

» Quản lí các dự án

» Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử dụng trongmột project

» Quản lí phiên bản

» Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình

» Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/cấu trúc hệ thống

» Thiết lập cấu hình toàn cục

» Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt

» Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo

» Phản hồi dữ liệu

» Báo cáo trạng thái hệ thống

» Thiết lập hệ thống đích

» Chuyển giữa Run-timer và cấu hình

» Kiểm tra chế độ mô phỏng, trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữliệu bao gồm: Dịch hình vẽ, mô phỏng tag, thị trạng thái và thiết lập thôngbáo

2.3.1.2 Chức năng Graphics Designer

Thực hiện dễ dàng các chức năng mô phỏng và hoạt động thông quacác đối tượng đồ hoạ của chương trình WinCC, Windows, OLE, I/O… vớinhiều thuộc tính động (Dynamic)

2.3.1.3 Chức năng Alarm Logging

Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáo trong khi hệthống đang vận hành, Đảm trách về các thông báo nhận được và lưu trữ

Nó chứa các chức năng để nhận các thông báo từ các quá trình, để chuẩn

bị, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng Ngoài ra Alarm Logging còn giúpchúng ta tìm ra nguyên nhân lỗi của hệ thống

2.3.1.4 Tag Logging

Thu thập, lưu trữ và nén các giá trị đo dưới nhiều dạng khác nhau.Tag Logging cho phép lấy dữ liệu từ các quá trình thực thi, chuẩn bị đểhiển thị và lưu trữ các dữ liệu đó Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn vềcông nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến các trạn thái hoạt động củatoàn hệ thống

2.3.1.5 Report Designer

Có nhiệm vụ tạo các thông báo, báo cáo và các kết quả này được lưutrữ dưới dạng các trang nhật ký sự kiện

2.3.1.6 User Achivers

Cho phép người sử dụng lưu trữ dữ liệu từ chương trình ứng dụng và

có khả năng trao đổi với các thiết bị tự động hoá khác Điều này có nghĩa:Các công thức, thông số trong chương trình WinCC có thể được soạn thảo,lưu trữ và sử dụng trong hệ thống

WinCC sử dụng bộ công cụ thiết kế giao diện đồ hoạ mạnh như:Toolbox, các control, OLE,… được đặt dễ dàng trên giao diện thiết kế.Ngoài ra, để phục vụ cho công việc giám sát điều khiển tự động WinCCcòn trang bị thêm nhiều tính năng mới mà các công cụ khác không có như:

» Các Control thông qua hệ thống quản trị dữ liệu có thể gắn với mộtbiến theo dõi trạng thái của hệ thống điều khiển Thông qua đó, tác độngđến việc giám sát các trạng thái

» Thông qua hệ thống, thông điệp có thể thực hiện những hành độngtương ứng khi trạng thái thay đổi.

» Trong WinCC, ngôn nghữ C-Script, VB-Script được dùng để thaotác giúp cho việc xử lý các sự kiện phát sinh một cách mềm dẻo và linhhoạt

WinCC cho phép người sử dụng có khả năng truy cập vào các hàmgiao diện của chương trình ứng dụng API (Application Program Interface)của hệ điều hành Ngoài ra, sự kết hợp giữa WinCC và công cụ phát triểnriêng như: Visual C++ tạo ra hệ thống có tính đặc thù cao, tinh vi, gắnriêng với một cấu hình cụ thể nào đó

WinCC có thể tạo một giao diện Người – Máy (HMI) dựa trên cơ sởgiao tiếp giữa con người với các hệ thống máy, thiết bị điều khiển (PLC,CNC,…) thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ hoặc câu chữ có tính trựcquan hơn Có thể giúp người vận hành theo dõi quá trình làm việc, thay đổicác tham số, công thức hoặc quá trình công nghệ thông qua các hệ thống tựđộng Giao diện HMI cho phép người vận hành giám sát các qui trình sảnxuất và cảnh báo, báo động hệ thống khi có sự cố

Từ máy tính trung tâm, có thể điều khiển sự hoạt động của toàn bộdây truyền sản xuất được lập trình trên WinCC, bạn có thể giám sát và thutất cả các thiết bị trên dây truyền Dựa vào giao diện HMI, có thể thu thập

dữ liệu vào ra (I/O) một cách chính xác Đây là một trong những chươngtrình thiết kế giao diện Người – Máy phổ biến tại Việt Nam

2.3.2 Cấu Hình WinCC

2.3.2.1 Các loại Project

» Single-User Project: Một Single-User Project là một trạm vận

hành đơn Tạo cấu hình, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệucủa Project được thực hiện trong máy tính này

» Multi-User Project: Cấu hình nhiều Client và một Server Tất cả

cùng làm việc trên một Project Tối đa 16 Client được truy cập vào mộtServer Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client Dữ liệucủa project là các hình ảnh, các tag, mục lưu trữ dữ liệu được lưu trữ trongserver và cung cấp cho các client Server được kết nối với bus quá trình và

dữ liệu quá trình được xử lí ở đây Việc vận hành hệ thống được thực hiện

từ các client

»Client Project: Client Project là một loại project mà có thể truy cập

vào nhiều server Các server được liên kết có project của riêng của chúng.Cấu hình project của server được thực hiện trong server hoặc trong cácclient

2.3.2.2 Chức năng của Win CC Explower

Hình 2.8 WinCC ExplowerKhi khởi động chương trình cửa sổ này hiện ra Tất cả thành phần của Win

CC được khởi động từ đây, có thể truy cập vào tất cả thành phần mà mộtproject giao diện người máy cần có cũng như xây dựng cấu hình cho cácthành phần riêng rẽ

Win CC Explower cung cấp các thông tin dưới đây:

» Chức năng của Win CC Explower

» Kiến trúc của Win CC Explower

Tại đây chứa tất cả các cức năng quản lí cho toàn hệ thống trong Win CCExplower có thể đặt cấu hình khởi động module (Run-time).

» Nhiệm vụ quản lí dữ liệu:

Quản lí dữ liệu cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag Tất cảcác hoạt động của quản lí dữ liệu đều chạy trên một nền

- Lập cấu hình hoàn chỉnh

- Hướng dẫn giới thiệu về việc lập cấu hình

- Thích ứng việc ấn định, gọi và lưu trữ các dự án

- Quản lí các dự án

- Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử dụng trongmột project

- Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình

- Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/cấu trúc hệ thống

- Thiết lập cấu hình toàn cục

- Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt

- Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo

- Phản hồi dữ liệu

- Báo cáo trạng thái hệ thống

- Thiết lập hệ thống đích

- Chuyển giữa Run-timer và cấu hình

- Kiểm tra chế độ mô phỏng, trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữ liệubao gồm: Dịch hình vẽ, mô phỏng tag, thị trạng thái và thiết lập thông báo

Một dự án bao gồm các thành phần sau: Computer (máy tính), TagManagerment (quản lí biến), Data Type (kiểu dữ liệu), Editor (soạn

thảo)

» Computer (máy tính)

Thành phần máy tính dùng để quản lí tất cả máy tính có thể truy cậpvào một dự án hiện có, đặt cấu hình riêng cho mỗi máy Các thuộc tính củamôt máy tính: bao gồm tên máy và kiểu máy tính

- Server: máy tính trung tâm để lưu trữ dữ liệu và quản lí toàn cụctrong hệ thống Win CC

- Client: được định nghĩa như một trạm làm việc Trung tâm điều

- Các bộ điều khiển truyền thông: Là giao diện kết nối một hệ thốngPLC và WinCC Hệ thống Win CC chứa các bộ điều khiển truyền thông(liên kêt động) trong kênh DLL với các thông tin về:

» Điều kiện tiên quyết cần để xử lí các tag quá trình bằng PLC.

» Các thủ tục chung để kết nối tag ngoài

» Giới thiệu cấu hình đặc biệt của kênh DLL

» Tag Mamagerment (quản lí biến)Tags WinCC là phần tử trung tâm

để truy cập các giá trị quá trình Trong một dự án, chúng nhận một tên vàmột kiểu dữ liệu duy nhất Kết nối logic sẽ được gán với biến WinCC Kếtnối này xác định kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các biến.Các biến được lưu trong cơ sở dữ liệu toàn dự án Khi một chế độ củaWinCC khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và cấu trúcRun-time tương ứng được thiết lập Mỗi biến được lưu trữ trong quản lí dữliệu theo một kiểu dữ liệu chuẩn

- Biến nội: các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đóquản lí dữ liệu bên trong WinCC sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống.Các biến nội được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: Ngày giờ hiệnhành, lớp hiện hành, cập nhật liên tục Hơn nữa, các biến nội cho phéptrao đổi dữ liệu giữa các ứng để thực hiện việc truyền thông cho cùng quátrình theo cách tập trung và tối ưu

- Biến quá trình: là các biến liên kết với việc truyền thông logic đểphản ánh thông tin về địa chỉ của các hệ thông PLC khác nhau Các biếnngoại chứa một một mục đích tổng quát gồm các thông tin về tên, kiểu, cácgiá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn tả phụthuộc kết nối logic

- Nhóm biến: chứa tất cả các biến có kết nối logic lẫn nhau

» Data Type (Các kiểu dữ liệu)

- Binary: Kiểu nhị phân

- Unsigned 8-bit value: kiểu nguyên 8 bit không dấu

- Signed 8-bit value: kiểu nguyên 8 bit có dấu

- Signed 16-bit value: Kiểu nguyên 16 bit có dấu

- Unsigned 32-bit value: Kiểu nguyên 32 bit không dấu

- Signed 32-bit value: Kiểu nguyên 32 bit có dấu

- Floating point Number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực

32 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754

- Floating point Number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực

64 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754

- Text Tag 8 bit character set: kiểu kí tự 8 bit

- Text Tag 16 bit character set: kiểu kí tự 8 bit

- Raw Data type: dữ liệu thô

» Các trình soạn thảo (Editor)

- Hệ thống đồ hoạ (Graphics Designer): Là một trình soạn thảo đồhoạ cung cấp các đối tượng đồ hoạ và các bảng màu cho phép tạo các hìnhảnh quá trình từ đơn giản đến phức tạp Những đặc tính động có thể đượctạo ra cho từng đối tượng đồ hoạ riêng lẻ Các đối tượng đồ hoạ có thể dongười sử dụng tạo ra hoặc lấy trực tiếp trong thư viện

- Ấn bản các Action (Global Script): cho phép tạo ra những hành động chocác đối tượng Trình soạn thảo này cho phép người ta tạo ra các hàm giốngnhư trong C hoặc VB Các hành động này có thể được sử dụng trong một

số hoặc nhiều project tuỳ vào mã code được tạo ra

- Hệ thống thông báo (Alarm Longging): cho phép thao tác việc lựa chọnviệc thu thập và lưu trữ các kết quả của quá trình và chuẩn bị để hiển thịcác thông báo Có thể lựa chọn các khối thông báo (Message blocks), cáclớp thông báo (Message classes), loại thông báo (Message type) để hiển thịcác thông báo và báo cáo

- Lưu trữ các giá trị đo của quá trình (Tag Longging): được sử dụng để thuthập dữ liệu từ các quá trình và chuẩn bị chúng cho việc hiển thị và lưu trữ

Dữ liệu được định dạng cho việc lưu trữ, thời gian thu thập và lưu trữ cóthể được lựa chọn trước

- Hệ thống báo cáo (Report Designer): Là một hệ thống tích hợp các báocáo để cung cấp tài liệu theo thời gian đặt trước hoặc theo sự kiện điềukhiển của các thông báo, các thao tác, các nội dung lưu trữ, các dữ liệu hiệnthời hoặc dữ liệu lưu trữ trong các báo cáo của người sử dụng hoặc có thểlựa chọn các dạng layout trong project Nó cung cấp đầy đủ các giao diệncho người sử dụng với các công cụ đồ hoạ và đưa ra các kiểu báo cáo khácnhau.

- Cho phép soạn thảo các văn bản để sử dụng trong quá trình chạy bởi cácmodule khác nhau

- Các đối tượng chuẩn (Standard Object): Tại đây có rất nhiều đốitượng, để sử dụng và lấy chúng thì chỉ cần nhấp chuột và kéo vào cửa sổlàm việc Có thể dùng chuột làm thay đổi kích thước các đối tượng baogồm: Đường thẳng, hình đa giác, đường gấp khúc, elip,…

- Các đối tượng thông minh (Smart Object): Gồm các đối tượngnhúng

- Ứng dụng Window (Application Window): Là những đối tượngthông báo hệ thống (Alarm Longging), lưu trữ hệ thống (Tag Longging),báo cáo hệ thống Application Window mở ra những ứng dụng và quản lí

nó để hiển thị và vận hành

- Điều khiển nhúng và liên kết đối tượng (OLE control): Sử dụngOLE control để cung cấp các công cụ Winndow (nút ấn, hộp lựa chọn…).Các thuộc tính của nó được biểu thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab

- Hiển thị trạng thái (Status Display): Sử dụng để hiển thị bất kỳ con

số nào của những trạng thái khác nhau Cho phép thực hiện hiển thị độngbằng cách nối nó với tất cảc các tag tương ứng với những trạng thái khácnhau

- Danh sách văn bản (Text list): Sử dụng để đưa giá trị cho văn bản

Nó có thể sử dụng như một danh sách vào hoặc phối hợp danh sách vănbản Dạng số liệu là thập phân, nhị phân, hoặc bít dữ liệu đều có thể được

sử dụng

- Nút ấn (button): Nó được sử dụng để điều khiển sự kiện quá trình.

Nó có hai trạng thái ấn xuống và không ấn Liên kết tới quá trình bằng cáchthực hiện các thuộc tính động tương ứng

- Hộp thử (check box)

- Nhóm lựa chọn (Option Group)

- Nút tròn (Round Button)

- Slider

2.3.2.4 Tag Longging (hiển thị giá trị của quá trình)

Đầu tiên, khởi động chương trình windows control Center 6.0

bằng cách: Tasbar, chọn Start > Simantic > Win CC > Windows controlcenter 6.0

Hình 2.10 Tag Logging

» Chức năng của Tag logging

Tag logging có chức năng cho phép lấy dữ liệu từ quá trình thựcthị,chuẩn bị để hiển thị và lưu trữ các dữ liệu đó Dữ liệu có thể được cungcấp các tiêu chuẩn về công nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến hoạtđộng của hệ thống

Tag logging được chia làm 2 phần:

- Tag logging CS hệ thống cấu hình

- Tag logging RT hệ thống Run-Time

» Nhiệm vụ của Tag logging CS