Giáo trình Winlog DPC

Cho người mới nhập môn SCADA Tạo dự án SCADA đơn giản với PLC hãng Siemens áp dụng giao thức truyền thông theo chuẩn MPI Lịch sử biên soạn tài liệu Ngày Biên soạn Chú thích 30/10/2009 1.0 - Đuc Phong Technology & Automation Corp. 5 Nguyễn Công Trứ, Hiệp Phú, Quận 9 TP Hồ Chí Minh http://www.dpcvn.com Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 2 1. Lời giới thiệu + Tài liệu này nhằm hướng dẫn bạn đọc tạo ra một chương trình SCADA với PLC Siemens bằng giao thức truyền thông quen thuộc MPI. Ví dụ ở đây sẽ là nền tảng giúp bạn tự tin hơn trong việc tạo ra các dự án SCADA phức tạp hơn trong tương lai, bằng sản phẩm và giải pháp của phần mềm Winlog Pro (Đại lý phân phối tại Việt Nam Là công Ty Đức Phong). + Mỗi khi bạn thiết kế một ứng dụng mới, điều cần thiết phải hiểu rõ là: Thiết bị hiện trường, chuẩn truyền thông, các địa chỉ mạng và danh sách các biến mà bạn muốn đọc về PC hay ghi xuống PLC từ PC. Trong ví dụ chúng ta truyền thông bằng giao thức MPI với 2 thiết bị lần lượt là (Test Device#1 và Test Device#2). Các địa chỉ sẽ lần lượt sẽ là 1 và 2; Tại mỗi thiết bị sẽ đọc về PC 3 biến dạ ng số thực từ PLC đó là (Temp, Sp và Out) và một biến báo động (Alarm) dạng số (Digital). Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 3 2. Khởi tạo project Để tạo ra dự án PC cần cài đặt phần mềm Winlog Pro. Dùng Project Manager, và các công cụ được tích hợp trong Winlog Pro là: Gate Builder, Template Builder, Code Builder. Để tạo nên dự án của bạn. Từ Start Î Run Project Manager hoặc chọn icon của nó tại Start menu. Từ ProjectÎ Chọn “New” và đặt tên cho (Ví dụ là Test). Khởi tạo dự án mới Bằng cách này bạn đã khai báo việc tạo ra một cây thư mục với tất cả các phần tử liên quan của dự án. Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 4 3. Cấu hình cho kênh truyền thông giữa PC & PLC Từ thư mục “Configuration” bạn chọn “Channels”. Chọn chuẩn truyền thông “MPI ” và đặt đối số “Channel” lên “1” như vậy Winlog hiểu rằng bạn muốn truyền thông với PLC S7-300/400 PLCs của Siemens tại kênh 1. Về khả năng Winlog có thể truyền thông với vài PLC cùng lúc. Chọn nghi thức truyền thông giữa PC và PLC Bấm nút “Options ” và chọn “Serial port” để gán cổng cho PC (Ví dụ COM1). Sau đó cần khai báo các thông số cho môi trường truyền thông giữa PC và PLC như: Baud rate,Time out,Query Pause,Bus Baud Rate,PC MPI Address,Connections,Station address,Segment id ,Rack number,Slot number (Tham khảo tài liệu của Siemens) Khai báo cổng COM chuẩn Serial Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 5 Khai báo vùng đệm cho MPI adapter trên PC Khai báo cấu hình cho Connections đến PLC kết nối PC (Winlog có thể kết nối cùng lúc với 16 thiết bị ngoại vi ) Máy tính và PLC được kết nối bằng cáp giao tiếp của SIEMENS SIMATIC S7 - PC Adapter V 5.1 – Mã số đặt hàng là 6ES7 972-0CA23-0XA0 (Dùng Google Picture để xem hình ảnh để nhận diện cáp này) Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 6 4. Khai báo các thiết bị cần trao đổi (Devices) Từ thư mục “Configuration” Î chọn tập tin “Devices”. Lần lượt khai báo “Test Device#1” và “ Test Device#2”, Cấp 02 địa chỉ riêng biệt là 1 & 2 cho “Devices” Khai báo cho “Devices” hiển thị trên PC Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 7 5. Tạo database cho các biến trên PC Sau các bước khai báo trên giờ bạn bắt đầu mở thư mục “Gates” để thực hiện việc khai báo cho các biến của “Devices” Trong ví dụ này chúng ta làm quen với 02 loại biến của Winlog đó là “numeric ” và “digital”. Cổng truyền thông dạng “Numeric” sẽ bao gồm các gía trị của các kênh “analog” của PLC dùng cho các tín hiệu đo của quá trình, hoặc các biến là “setpoint”, và các mức báo động “alarm” Chúng tồn tại trong bộ nhớ của PLC dưới các dạng là: Byte, Word, Double word, số nguyên “Integer” hoặc số thực dạng “floating-point”. Cổng truyền thông dạng “Digital” bao gồm toàn bộ các biến loại trạng thái logic “1/0” ví dụ các điều kiện báo động “Alarm conditions”, sự tùy chọn kiểu vận hành “configuration option”, ) và chúng được phát biểu ở d ạng “bit”. Thỉnh thoảng các điều kiện dạng Digital cũng có thể thu thập trong các biến dạng “numeric”, Nhưng việc khai báo khá phức tạp. Trường hợp này không mô tả trong ví dụ của chúng ta. Để soạn thảo database cho các biến trong Winlog Î chạy “Gate Builder” Î làm việc với “Numeric, Digital” Khởi tạo database cho các biến dùng trong Winlog Giả định Winlog cần các biến như sau Name Channel Device MPI address* Variable type Gate type Unit Description TEMP 1 1 (DB5) Word 5 Signed Word Numeric °C Temperature - Measure SP 1 1 (DB5) Word 10 Signed Word Numeric °C Temperature - Setpoint OUT 1 1 (DB6) Word 15 Unsigned Word Numeric % Control Output - Value ALARM 1 1 (DB8) Byte 12 Bit 1 Bit Bit Digitale Internal alarm status TEMP 1 2 (DB5) Word 5 Signed Word Numeric °C Temperature - Measure SP 1 2 (DB5) Word 10 Signed Word Numeric °C Temperature - Setpoint OUT 1 2 (DB6) Word 15 Unsigned Word Numeric % Control Output - Value ALARM 1 2 (DB8) Byte 12 Bit 1 Bit Bit Digital Internal alarm status * Mã giữa các cặp mốc đơn là tên của các khối DB trong PLC nó có thể là: Word, Byte & Bit được Winlog đọc về khi chạy ở real-time mode. Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 8 5.1 Khai báo biến (I/O) loại “Numeric” Lập lại việc khai báo biến “numeric” trong (PLC Siemens S7300/400 khu vực bộ nhớ của DB) cho cả 02 nhóm thiết bị “devices”, phải cẩn thận khi thay đổi số của N & ID của từng “device”. Khai báo biến cho TEMP (Nhiệt độ thực tế) thuộc loại “Numeric” Khai báo biến “TEMP” thuộc loại “ numeric” tại thẻ “General” Khai báo biến “TEMP” thuộc loại “ numeric” tại thẻ “Sampling”- Chú ý sự phân biệt của chử in trong trường Address Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 9 Khai báo biến “TEMP” thuộc loại “ numeric” tại thẻ “Value” – nếu cần scaling bạn có thể thự hiện ở đây Khai báo biến cho SP (Nhiệt độ đặt) thuộc loại “Numeric” Khai báo biến cho “SP” ở thẻ “General” thuộc loại “ numeric” cho phép ghi xuống và đọc về từ PLC. SP numeric variable configuration - Sampling folder Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 10 [...]... Siemens bằng giao thức MPI 21 7 Ví dụ về lập trình trong Winlog Pro : Tạo hàm riêng để cho phép hiển thị frame “main” khi khởi động “runtime” Tại thư mục “Code” tạo một tập tin và đổi tên nó thành “ Main”; mở nó, bộ lập trình Code Builder starts Tạo chương trình CODE Code Builder là môi trường lập trình trong Winlog Pro; Chúng ta dùng nó để định nghĩa một function winlog sẽ mở template “Main” lúc PC khởi... “Digital” trong Winlog sau khi khai báo Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 13 5.3 Khai báo các mức “Alarms” từ PLC trên Winlog Sau khi tạo CSDL cho các biến “ numeric” và “digital”; Bây giờ bạn cần khai báo các “event/alarm” cho mỗi “device” vừa khai báo ở trên Các “gates” này được Winlog đọc về từ các “devices – là các PLC” các trạng thái của chúng sẽ hiện ra trong Winlog ở chế... bảng bên dưới Cơ sở dữ liệu của các “Alarm” cho cổng “Gates” Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 15 6 Khởi tạo màn hình trình diển trong real-times (Template) Sau khi khai báo phần CSDL cho Winlog quản lý các biến in/out mong muốn trên Winlog Chúng ta xây dựng màn hình “ template” cho ứng dụng SCADA này Chọn “Template” “Main” chọn “Edit” Chọn “New” Tạo một “template” mới, Hoặc... ( ) theo nhản trước; kết nối nó tới biến “NUM,Out,1” sử dụng “Property” soạn thảo “Label” bằng cách đưa vào %g°C Bằng cách này giá trị của “output” sẽ được hiển thị trong Winlog ở cả dạng số và thanh Chèn một “Gauge” vào màn hình Winlog 6.5 Đưa đối tượng đèn “Led” vào frame Chèn một “Label” mới, đặt nó bên dưới “OUTPUT” và sửa text trong “INTERNAL ALARM” Chèn một đèn Led ( ).cạnh nhản trước Đặt bản... trưng là alarm, trường hợp khác sẽ là màu xanh (OK) Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 19 Chèn đèn “Led” vào frame 6.6 Hoàn tất “template” cho Winlog Toàn bộ biến đọc về từ “device 1” được hiển thị trên Winlog; và các biến của “device 2” vừa đủ hiển thị trong “Frame” vừa tạo ra, “copy” và “paste” nó vào “template” Không được cắt dán vào”frame” gốc; Để tránh lổi này click... SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens bằng giao thức MPI 17 Đối tương đã gán “Label” được đưa vào “Frame” để trình bày khi chạy real-times 6.3 Đưa vào một đối tượng “Edit object” Đưa một “Label” khác, định vị cho nó bên dưới “TEMPERATURE” và sửa lại thành “SETPOINT” một hàm điều khiển được đưa vào cho phép WINLOG thay đổ giá trị “SP gate” và ghi giá trị vào PLC Chọn nút ) từ thanh menu; giống như đã làm lần... chúng ta đã hoàn thành Nối cáp tới PLC và PC; Chạy project manager, từ Project chọn Execute Chúng ta vào chế độ thời gian thực "run-time" Winlog Pro lấy mẫu các “variables” từ “devices” và đưa các kết quả xử lý vào màn hình hiển thị (trends và template) và các dạng trình bày khác (reports và historical data) Khi khởi động project màn hình “main” sẽ xuất hiện một cách tự động Từ menu “Supervision” bạn... dán chúng Và bây giờ bạn chỉ cần sửa các kết nối cho các “variable” trong nội dung “Label” của chúng kết nối với các biến con của “Test Device #2” Template cho 2 devices giám sát trên trang “Main” của Winlog Để hoàn tất “template” này, chèn vào một màn hình làm nền (background bitmap, ) Thông thường màn hình trang trí này có thể tạo ra từ trước bằng bất kỳ phần mềm đồ hoạ nào (Ví dụ bằng Paint trong... thành Tạo màn hình SCADA thong qua thư mục “Template” Nhấp đôi chuột lên tập tin “template” vừa tạo, Dụng cụ “Template Builder” khởi động để biên soạn các hình ảnh minh họa bằng các dụng cụ đồ họa của Winlog 6.1 Khai báo các biến cho các “template” Trước hết cần khai báo các biến sẽ dùng trong các “template”; Trong ví dụ này chúng ta sẽ dùng hết các biến đã khai báo Nhấp chuột lên Trên thanh “Gates”... trình CODE Code Builder là môi trường lập trình trong Winlog Pro; Chúng ta dùng nó để định nghĩa một function winlog sẽ mở template “Main” lúc PC khởi động ứng dụng Copy và paste đoạn code sau đây: // Hàm Winlog startup Function void Main() #Startup //*** // Open default page //*** TPageOpen("Main"); end Kiểm tra cú pháp của đoạn code dùng chức năng kiểm tra ( Nhập môn SCADA – Tạo dự án với PLC Siemens . PC (Winlog có thể kết nối cùng lúc với 16 thiết bị ngoại vi ) Máy tính và PLC được kết nối bằng cáp giao tiếp của SIEMENS SIMATIC S7 - PC Adapter V 5.1 – Mã số đặt hàng là 6ES7 97 2-0 CA2 3-0 XA0. Siemens bằng giao thức MPI 15 6. Khởi tạo màn hình trình diển trong real-times (Template) Sau khi khai báo phần CSDL cho Winlog quản lý các biến in/out mong muốn trên Winlog. Chúng. với PLC Siemens bằng giao thức MPI 3 2. Khởi tạo project Để tạo ra dự án PC cần cài đặt phần mềm Winlog Pro. Dùng Project Manager, và các công cụ được tích hợp trong Winlog Pro là: Gate