Điều khiển vận tốc và moment động cơ AC-Servo bằng PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens

Điều khiển vận tốc và moment động cơ AC-Servo bằng PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens

Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens LỜI NĨI ĐẦU T rong cơng xây dựng phát triển đất nước bước thời kỳ công nghiệp hoá-hiện đại hoá với hội thuận lợi khó khăn thách thức lớn Điều đặt cho hệ trẻ, người chủ tương lai đất nước nhiệm vụ nặng nề Đất nước cần sức lực trí tuệ lịng nhiệt huyết trí thức trẻ, có kỹ sư tương lai Với phát triển nhanh chóng cách mạng khoa học kỹ thuật nói chung lĩnh vực điện - điện tử - tự động hóa - tin học nói riêng làm cho mặt xã hội thay đổi ngày Trong Điều khiển chuyển động lĩnh vực đa dạng phát triển nhanh ngành điều khiển tự động hoá Trong hệ thống điều khiển vị trí, tốc độ moment yêu cầu xác cao cần đến thiết bị đáp ứng.Đây thách thức nhà khoa học, nhà sản xuất chế tạo loại động thể làm nhiệm vụ động servo Ngày hệ thống servo ứng dụng rộng rãi hệ thống, máy yêu cầu xác cao Đối với trường học việc tìm hiểu động servo hạn chế nên muốn tìm hiểu để hiểu động Vì thời gian nghiên cứu điều kiện thực hạn chế nên chắn không tránh sai sót Rất mong nhận đóng góp ý kiến từ thầy bạn để đề tài hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Người thực Biện Quốc Thoại SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens LỜI CẢM ƠN Để đề tài tốt nghiệp“Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens” đạt số mục tiêu đặt ra, hoàn thành thời gian, Tôi xin chân thành cảm ơn: TS Nguyễn Minh Tâm-GVHD -trưởng Bộ mơn Tự động hố cơng nghiệp-giảng viên Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh tận tình bảo, giúp đỡ chuyên môn, tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ tài liệu thiết bị hướng dẫn thời gian thực đề tài để tơi hồn thành đồ án - Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ đóng góp ý kiến tồn thể Giáo Viên Bộ mơn Tự động hố Cơng nghiệp, Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Tp Hồ Chí Minh đóng góp nhiều ý kiến tạo điều kiện tốt để để em hoàn thành đề tài cách tốt - Tôi xin chân thành cảm ơn bạn sinh viên lớp 05118 giúp đỡ đóng góp ý kiến động viên thời gian thực đồ án tốt nghiệp Một lần xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý báu quý thầy cô bạn Người thực Biện Quốc Thoại SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG HỐ CƠNG NGHIỆP NHIỆM VỤ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP SINH VIÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỰ ĐỘNG HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN: Biện Quốc Thoại MSSV: 05118051 TÊN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP: ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ VÀ MOMENT ĐỘNG CƠ ACSERVO BẰNG PLC KẾT HỢP WINCC-FLEXIBLE NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: NGÀY GIAO NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: NGÀY HOÀN THÀNH LUẬN VĂN: HỌ VÀ TÊN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: PHẦN HƯỚNG DẪN 1) 1) 2) 2) 3) 3) Nội dung yêu cầu luận văn tốt nghiệp thông qua Ngày tháng năm 2010 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ( Ký ghi rõ họ tên) SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ( Ký ghi rõ họ tên) Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN  SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN  SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens MỤC LỤC Đề mục Trang Lời nói đầu Lời cảm ơn Nhiệm vụ luận văn .3 Nhận xét GVHD Nhận xét GVPB Mục lục PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ .11 I Lý chọn đề tài 12 II Mục tiêu nghiên cứu .12 III Giới hạn nghiên cứu .13 IV Nhiệm vụ nghiên cứu 13 V Đối tượng nghiên cứu 13 VI Phương pháp nghiên cứu 14 VII Nội dung đề tài .14 PHẦN : GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 15 CHƯƠNG I : CƠ SỞ LÝ LUẬN 16 1.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ĐỘNG CƠ .16 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT VÀ NHU CẦU SỬ DỤNG 16 CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÍ THUYẾT HỆ ĐIỀU KHIỂN SERVO 17 2.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP: .17 2.1.1 Điều khiển vòng hở (open loop): .17 2.1.2 Điều khiển nửa kín (semi-closed loop): .18 2.1.3 Điều khiển vịng kín(full-closed loop): 18 2.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÙNG SERVO: .19 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens 2.2.1 Xu hướng điều khiển chuyển động dùng servo: .19 2.2.2 Hệ thống servo: 20 2.2.2.1 Hệ thống servo gì?: 21 2.2.2.2 Cơ cấu định vị: 21 2.2.2.3 Cơ cấu chuyển động định hướng: .21 2.2.2.4 Backlash hiệu chỉnh: .22 2.2.3 Sơ đồ khối hệ thống servo: 23 2.3 CẤU TẠO VÀ ĐẶC TÍNH CỦA ĐỘNG CƠ SERVO .24 2.3.1 Cấu tạo: 24 2.3.2 Đặc tính động servo: 25 2.3.2.1 Tăng tốc độ đáp ứng: 25 2.3.2.2 Tăng khả đáp ứng: 26 2.3.2.3 Mở rộng vùng điều khiển(control range): 26 2.3.2.1 Khả ổn định tốc độ: 27 2.3.2.1 Tăng khả chịu đựng động cơ: 27 2.2.3 Nguyên lý hoạt động encoder: 28 2.4 TÌM HIỂU VỀ DỊNG SẢN PHẨM SIGMA AC-SEVO CỦA YASKAWA .30 2.4.1 Động Ac-Servo (SGM-******) .30 2.4.1.1 Sơ đồ cấu trúc động Ac-Servo (SGM-******) 30 2.4.1.2 Thông số động 31 2.4.1.3 Nguyên lý hoạt động động .31 2.4.2 Bộ điều khiển driver động SERVOPACK (SGD*-***S) 31 2.4.12.1 Thông số điều khiển driver SERVOPACK (SGD*-****) 32 2.4.12.2 Sơ đồ chân driver SERVOPACK (SGD-02AS) 33 2.4.12.3 Nguyên lý điều khiển driver mod điều khiển tốc độ SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens moment 35 2.4.3 Màng hình điều khiển DIGITAL OPERATOR (JUSP-OP02A, JUSP-OP03A) 39 2.4.3.1 Thông số màng hình điều khiển Digital Oprater (JUSPOP02A, JUSP-OP03A) 40 2.4.3.2 Chức hướng dẫn sử dụng Digital Oprater (JUSP-OP02A) .40 2.4.3.3 Cài đặt thông số cho mod tốc độ moment với màng hình điều khiển Digital Oprater (JUSP-OP02A, JUSP-OP03A) 46 2.4.4 Kết nối động Ac-Servo (SGM-******) với màng hình điều khiển Digital Oprater (JUSP-OP02A) với driver SERVOPACK (SGD*-****) 50 CHƯƠNG III: CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ S7-200 VÀ OPC 52 3.1 TỔNG QUAN VỀ PLC S7_200 3.1.1 Đặc điểm điều khiển loic khả trình (PLC): .52 3.1.2 Cấu trúc phần cứng S7-200 52 3.1.3 Cấu trúc nhớ S7-200 52 3.1.4 Xử lý chương trình 53 3.1.5 Giao tiếp sensor cấu chấp hành 54 3.2 BỘ ĐẾM XUNG TỐC ĐỘ CAO ( HSC: HIGHT SPEED COUNTER) 3.2.1 Giới thiệu HSC 55 3.2.2 Số lượng đếm HSC có PLC tần số tối đa cho phép 3.2.3 Vùng nhớ đặc biệt sử dụng để lập trình cho HSC 55 3.2.4 Các mode đếm đếm 55 3.2.5 Ý nghĩa bit byte trạng thái lập trình cho HSC 59 3.2.6 Ý nghĩa bit byte điều khiển lập trình cho HSC 60 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens 3.2.7 Chọn kiểu Reset, Start tần số đếm cho HSC .61 3.2.8 Byte trạng thái byte điều khiển HSC3,HSC4,HSC5 61 3.2.9 Giá trị tức thời, giá trị đặt .61 3.2.10 Các bước khởi tạo đếm HSC 62 3.3 CHƯƠNG TRÌNH NGẮT 63 3.3.1 Giới thiệu ngắt S7 200 63 3.3.2 Các lệnh sử dụng lập trình điều khiển ngắt 63 3.3.3 Các kiện gây ngắt 64 3.3.4 Các bước lập trình sử dụng ngắt 64 3.4 MODUL ANALOG ( EM321, EM323) 65 3.4.1 Modul EM231 65 3.4.1.1 Giới thiệu Modul EM231 65 3.4.1.2 Đọc tín hiệu analog qua modul EM232 66 3.4.2 Modul EM232 67 3.4.1.1 Giới thiệu Modul EM231 67 3.4.2.2 Xuất tín hiệu analog qua modul EM232 .67 3.5 TỔNG QUAN VỀ OPC 67 3.5.1 OPC supermarket Analogy 67 3.5.2 OPC Defined 67 3.5.3 Ứng dụng việc giao tiếp OPC 68 3.5.4 OPC Server 68 3.5.5 OPC Client 68 3.5.6 Cách thức mà Server Client làm việc với .69 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens 3.5.7 Tên cấp bậc hệ thống 69 CHƯƠNG IV: WINCC FLEXIBLE VÀ HMI 70 4.1 Giới thiệu SIMATIC HMI 70 4.2 Giới thiệu WinCC Flexible 71 4.3 Một số thuộc tính bật WinCC Flexible 72 4.3.1 Thiết lập giao thức kết nối 72 4.3.2 Tags Tags Group 74 4.3.3 Thiết kế giao diện cho HMI 74 4.3.4 Một số hàm sử dụng 75 CHƯƠNG V: ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ 77 5.1 Ưu điểm đề tài 77 5.2 Ưu điểm đề tài 77 PHẦN : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 I Kết luận 79 II Kiến nghị 80 PHẦN : TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ THƯ MỤC ĐÍNH KÈM 81 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 10 Tín hiệu Analog tín hiệu tương tự ( – 10VDC,hoặc 4-20mA……),Hầu hết ứng dụng chương trình PLC Siemens nói riêng hay ứng dụng khác cần phải đọc tín hiệu analog.Tín hiệu analog tín hiệu từ cảm biến đo khoảng cách,cảm biến áp suất,cảm biến đo trọng lượng…… 3.4.1 1.1.1 Modul EM321: Giới thiệu modul EM321: Số lượng ngõ vào Số lượng ngõ vào 4AIW (AIW0,AIW2,AIW4,AIW6) Ngõ vào điện áp hay dòng điện Cách kết nối ngõ vào Dãy điện áp ngõ vào độ phân giải  Điện áp vào: +10V, +5V, +2,5V,-5V,-2,5V  Dòng điện ngõ vào: đến 20mA  Độ phân giải: 5uA hay từ 1,25mV đến 2,5mV  Giá trị số ngõ vào: -32000 đến 32000 hay từ đến 32000 Switch chọn giá trị ngõ vào độ phân giải 1.1.2 Đọc tín hiệu analog từ Modul EM231: SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 68      – –    – Các tín hiệu đọc từ Modul EM231(tuỳ thuộc việc chọn Switch modul): Tín hiệu đơn cực ( Tín hiệu điện áp): 0-10VDC, 0-5VDC Tín hiệu lưỡng cực (tín hiệu điện áp): -5VDC – 5VDC, -2.5VDC – 2.5VDC Tín hiệu dịng điện :0 – 20mA ( đọc 4-20mA) Tín hiệu Analog đọc vào AIW0,AIW2 tương ứng,tuỳ thuộc vào vị trí tín hiệu đưa vào modul Modul EM231 có ngõ vào Analog,do vị trí ngõ vào tương ứng là: AIW0, AIW2, AIW4, AIW6 Tín hiệu analog tín hiệu điện áp ,tuy nhiên giá trị mà AIW đọc vào giá trị điện áp ,mà giá trị quy đổi tương ứng 16bit Trường hợp đơn cực : Giá trị từ – 64000 tương ứng với ( 0-10V,0-5V hay 0-20mA) Trường hợp lưỡng cực : Giá trị từ -32000 – 32000 tương ứng với (-5VDC – 5VDC hay 2.5VDC – 2.5VDC) Vídụ : Trường hợp đơn cực: giá trị đọc vào AIW0 = 32000,khi giá trị điện áp tương ứng : (32000x10VDC/ 64000) = 5VDC ( Tầm chọn – 10VDC) Trường hợp lưỡng cực : Giá trị đọc vào AIW0 = 16000,khi giá trị điện áp – Tương ứng : ( 16000x5VDC/32000) =2.5VDC ( Tầm đo -2.5VDC – 2.5VDC) Do vào giá trị đọc vào AIW ta dùng quy tắc “tam suất”,từ tính giá trị điện áp tương ứng.Từ giá trị điện áp ta suy giá trị mong muốn Thơng thường tín hiệu Analog đọc vào người sử dụng mong muốn đọc giá trị mong muốn ( Ví dụ: giá trị khối lượng đọc đầu cân Loadcell, giá trị áp suất đọc tín hiệu từ cảm biến áp suất… ) Phương pháp đọc Analog trường hợp ta không cần quan tâm nhiều đến chế độ đơn cực hay lưỡng cực,mà cần xác định điểm,từ lập phương trình đường thẳng ( Giá trị mong muốn đọc theo AIW) Ví dụ: Để đọc khối lượng từ đầu cân :Ta xây dựng hàm Khối lượng theo AIW( tín hiệu đọc vào) Bước 1: Ta cần xác định điểm: điểm 1: Ta online máy tính,đọc giá trị AIW0 x1,trong trường hợp điểm (Điểm điểm ta đặt cân chuẩn 1:có khối lượng m1 lên bàn cân) ,Tương tự ta xác định điểm ( tương ứng x2 m2) Từ ta có điểm : Điểm ( x1,m1) , Điểm (x2,m2) Phương trình đường thẳng qua điểm 1,2 có dạng: (X-X1/X2-X1) = (Y-Y1/Y2-Y1),Từ rút Y theo X Đó phương trình khối lượng theo AIW Ví dụ cụ thể: Điểm (0,0), điểm ( 32000,1000) Phương trình lập: (X-0/32000-0) = ( Y-0/1000-0) Từ suy ra: Y= 1xX/ 32 Vậy : Khối lượng = AIW / 32 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 69 3.4.2 1.1.1 Modul EM232: Giới thiệu modul EM232: Điện áp nguồn: +24V Số lượng ngõ analog Output Dãy điện áp ngõ -10V,+10V Dòng điện ngõ ra: đến 20mA Giá trị số ngõ ra: -32000 đến 32000 hay từ đến 32000 Độ phân giải: 2,5mV Xuất tín hiệu analog qua modul EM232: Các tín hiệu xuất Modul EM232(tuỳ thuộc việc chọn Switch modul): Tín hiệu đơn cực ( Tín hiệu dịng điện): 0-20mA Tín hiệu lưỡng cực (tín hiệu điện áp): -10VDC – 10VDC Tín hiệu -20mA tương ứng với giá trị – 32000 Tín hiệu -10VDC – 10VDC tương ứng -32000 – 32000 Giá trị xuất Modul EM232 đưa vào ô nhớ AQW tương ứng 1.1.2 3.5 TỔNG QUAN VỀ OPC PC Access phần mềm Simens đưa để hỗ trợ kết nối PLC S7 200 với PC thuận tiện Nhiệm vụ PC Access đề tài tạo thư viện động hổ trợ cho vịệc kết nối PLC với PC, PC Access đóng vai trò OPC Server 3.5.1 OPC supermarket Analogy (tạm dịch: OPC siêu thị) Khái niềm OPC server OPC client liên kết với giống siêu thị Tất thành phần sử dụng thể OPC Server, việc lựa chọn bao gồm tất vùng xử lý liệu đọc ghi OPC Server OPC Client lựa chọn Items mà yêu cầu OPC Client đọc ghi giá trị đến Items yêu cầu thông qua OPC Server 3.5.2 OPC Defined (tạm dịch: Xác định cấu trúc OPC) Với cấu trúc OPC đối tượng OLE sử dụng đối tượng Microsoft Định dạng OLE ban đầu thể đối tượng nhúng Ngày OPC gọi “COM for Proccess Control” từ OPC dựa COM COM đối tượng chung hệ thống hoạt động Windows điều khiển bên vài đối tượng phần mềm (COM (Component Object Model: mơ hình đối tượng thành phần) giao thức chuẩn để giao tiếp đối tượng cục máy tính chúng thành phần chương trình khác nhau) Bằng việc sử dụng COM, OPC Server trở thành phần hệ thống Windows đó, OPC Server khơng độc lập tên file, vị trí lưu trữ phiên Để phát triển COM, DCOM trí hỗ trợ ứng dụng phân tán cho phép đồng hoạt động đối tượng phần mềm máy tính khác phạm vi mạng SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 70 OPC cung cấp cấu để cung cấp liệu từ nguồn liệu chia liệu đến ứng dụng khác theo cách thức tiêu chuẩn Một nhà cung cấp ngày phát triển Server sử dụng tối ưu hoá khả để chia liệu tới nguồn liệu, bao gồm cấu truy cập liệu từ liệu nguồn với hiệu suất cao Việc cung cấp Server với việc giao diện OPC cho phép Client truy cập thiết bị OPC Mặc dù OPC thiết kế ban đầu để truy cập liệu từ mạng Server, giao diện OPC sử dụng nhiều nơi phạm vị ứng dụng Mức truy cập thấp nhất, chúng thu thập liệu từ thiết bị vật lý mạng SCADA DCS hệ thống SCADA,DCS phạm vi ứng dụng.Kỹ thuật thiết kế tạo nên khả cấu trúc OPC Server cho phép ứng dụng khác truy cập từ nhiều OPC Server khác cung cấp nhiều nhà cung cấp OPC khác chạy nút mạng khác thông qua đối tượng 3.5.3 Ứng dụng việc giao tiếp OPC Ứng dụng giao diện OPC dựa mơ hình Server-Client Một đối tượng Server cung cấp dịch vụ cho đối tượng giao tiếp khác thông qua giao diện Một đối tượng khác sử dụng dịch vụ Với OPC, ứng dụng cụ thể nhận OPC Server tồn hệ thống Có thể địa hóa hoăc nhiều Server yêu cầu dịch vụ mà chúng cung cấp Từ vài OPC Client khác truy cập OPC Server thời điểm, nguồn liệu để sử dụng cho lệnh ứng dụng OPC 3.5.4 OPC Server Thành phần OPC phân phối liệu gọi OPC Server Các thành phần thực việc thâm nhập để tồn hệ thống (máy tính) Một phần dịch vụ, chúng cung cấp thông tin cho OPC Client từ nguồn liệu nào; nguồn liệu phần cứng hay thành phần phần mềm Dữ liêu thu thập từ giao diện, card bus trường, thiết bị đo hay thiết bị điều khiển Mỗi OPC server gán tên nhà cung cấp để định dạng Theo tiểu chuẩn COM tên định nghĩa ProgIDs Bằng việc xác định ProgIDs, định địa cho OPC Server xác định 3.5.5 OPC Client Đối tượng OPC mà sử dụng OPC Server nguồn liệu gọi OPC Client OPC Client tồn phần mềm chuẩn Những Module phần mềm cịn kết hợp với để tạo nên hàm cho Client Để gặp yêu cầu độc lập hệ thống đạt hình thức trình bày tốt có thể, viết OPC Client ngơn ngữ lập trình khác 3.5.6 Cách thức mà Server Client làm việc với nhau: Server Client truyền thông dựa DCOM Client không truy cập trực tiếp Server sử dụng thư viện COM Bằng việc xác định ProgIDs, OPC client định địa mà OPC mà yêu cầu SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 71 Hình 2.4: Truyền thơng Server Client Đặc tính cách thức: Chức OPC Server xác định giao tiếp chúng, OPC Client biết chức OPC Server để yêu cầu sử dụng dịch vụ có giá trị Từ góc nhìn hướng đối tượng, dịch vụ OPC Server thể đặc tính cách thức Tất OPC Server có đặc tính cách thức cài đặt giống Nếu Server không cung cấp nhiều chức mở rộng Client nhận điều phản ứng phù hợp với điều Kết thành phần nhà cung cấp khác làm việc với mà khơng có vấn đề xảy Một Client tạo xóa đối tượng OPC Server thơng qua giao diện OPC OPC Client tham chiếu tất hàm Server, sử dụng cách thức Server đọc ghi liệu Mỗi hàm Server tương ứng với lệnh Client 3.5.7 Tên cấp bậc hệ thống: Khi đối tượng OPC Server tạo chúng xác định đường dẫn cấp bậc OPC Client sử dụng đường dẫn để xác định Item, phần Group kết nối tới Server cụ thể Hình 2.5: Các cấp bậc OPC Server CHƯƠNG 4:WINCC FLEXIBLE VÀ HMI 4.1 GIỚI THIỆU VỀ SIMATIC HMI SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 72 Sự thông suốt tối đa điều thiết yếu để người vận hành điều khiển giám sát trình hoạt động nhà máy cách hiệu với thiết bị, máy móc ngày đại Giao diện người máy (Human Machine Interface- HMI) cung cấp tích hợp tồn diện đa dạng cho người vận hành điều khiển giám sát nhiệm vụ Ví dụ hệ thống SIMATIC HMI hình điều khiển nhỏ để sử dụng cho thiết bị cấp cao Hệ thống HMI miêu tả giao diện người (người vận hành) q trình (máy móc/ thiết bị) PLC đơn vị thời để điều khiển q trình Vì lý đó, có giao diện người vận hành WinCC flexible (tại thiết bị HMI) giao diện WinCC flexible PLC Một hệ thống HMI đảm đương nhiệm vụ sau: • Miêu tả q trình: Quy trình mơ tả thiết bị HMI Màn hình HMI cập nhật động Đây điều q trình chuyển động • Người vận hành điều khiển q trình: Người vận hành điều khiển q trình cơng cụ GUI Ví dụ, người vận hành đặt trước giá trị chuẩn trình điều khiển cài đặt thong số làm việc động • Hiển thị cảnh báo: Trạng thái giới hạn trình tự động khởi phát báo động Ví dụ, giá trị đặt trước bị vượt • Lưu trữ cảnh báo giá trị trình: Hệ thống HMI có ghi giá trị cảnh báo trình Trong tương lai, cho phép bạn truy cập liệu trình lấy liệu sản xuất trước • Ghi chép cảnh báo giá trị trình: Hệ thống HMI có thơng báo cảnh báo giá trị trình Điều cho phép bạn in liệu sản xuất • Quản lý thơng số máy q trình: Hệ thống HMI lưu trữ thơng số q trình máy móc cơng thức Ví dụ, bạn tải thơng số đường dẫn thiết bị HMI tới PLC để thay đổi phiên sản xuất 4.2 GIỚI THIỆU VỀ WINCC FLEXIBLE SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 73 WinCC Flexible phần mềm SCADA thiết kế hãng Microsoft theo yêu cầu Siemens nhằm phục vụ cho việc giám sát thu thập liệu hệ thống SCADA sử dụng thiết bị SIEMENS PLC S7-200, S7-300, S7-400 Hình 3.1 WinCC Flexible giám sát PLC WinCC Flexible linh hoạt việc giám sát chuyển đổi dễ dàng kết nối Giao diện thân thiện với người sử dụng, ngồi cịn hỗ trợ ngơn ngữ lập trình hướng đối tượng VisualBasic Đặc điểm bật WinCC Flexible so với WinCC SCADA hỗ trợ tính mạnh cho việc thiết kế giao diện, thiết lập giao diện lập trình cho loại hình HMI Hình 3.2: Một số hình HMI tích hợp WinCC Flexible 4.3 4.3.1 MỘT SỐ THUỘC TÍNH NỔI BẬT CỦA WINCC FLEXIBLE: Thiết lập giao thức kết nối: WinCC Flexible cung cấp giao thức kết nối HMI s7-200, s7-300, s7-400 Các kết nối qua PMI, DP, Probifus, Ethernet… SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 74  Kết nối HMI với s7-200 Hình 3.3 Thiết lập giao tiếp HMI với s7 200  Kết nối HMI với s7-300/s7-400 SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 75 Hình 3.4: Thiết lập giao tiếp HMI với s7 – 300 qua MPI  Kết nối HMI với s7-300 qua Ethernet Hình 3.5 Thiết lập thông số kết nối qua Ethernet Giao thức kết nối Ethernet theo chuẩn IP Ta cần khai báo địa IP cho phần tử kết nối mạng 4.3.2 Tags Tags Group SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 76 WinCC Flexible giao tiếp thiết bị thơng qua Tags WinCC Flexible thực tính tốn truyền liệu thông qua tag xuống thiết bị, liệu thu nhận từ thiết bị thông qua tag PLC Có loại tag: tag nội tag ngoại Tag nội: Được sử dụng để tính toán, lưu trữ nội WinCC, tag nội khơng giao tiếp với điều khiển lập trình bên ngồi.WinCC quản lý tag nội thơng qua tên tag kiểu liệu tương ứng Chính chương trình tên tag độc Tag ngoại: Là vùng nhớ bên điều khiển lập trình thiết bị mơ Tag ngoại gắn với địa kiểu liệu định WinCC quản lý tag ngoại thơng qua tên tag địa Hình 3.6 Thiết lập Tag kết nối Ở hình ta có: Tag_1 tag nội có kiểu liệu Int Tag_2 tag ngoại có kiểudữ liệu Bool đại giao tiếp với thiết bị bên M0.0 4.3.3 Thiết kế giao diện (Screen) cho HMI Giao tiếp người máy thông qua hình Vì việc thiết kế giao diện cho phù hợp với mục đích sử dụng điều quan trọng WinCC Flexible cung cấp hầu hết công cụ thiết kế phục vụ cho việc thiết kế giao diện điều khiển giám sát Hình 3.7 Giao diện thiết kế WinCC Flexible • Menubar: Là nơi dùng để điều khiển hoạt động việc thiết kế Nó cung cấp cơng cụ thiết lập thông số cho giao diện SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 77 • Standar Toolbar: Là nơi chứa nút cho phép thực lệnh cách nhanh chóng • Tool: Cung cấp cho nhựng đối tượng chuấn ( Polygon, Ellipse, Rectangle,…) đối tượng thông minh ( OLE control, OLE Eleemnt, I/O Field, …) đối tượng Window ( Button, Check Box,….) • Project: Là nơi cung cấp dịch vụ điều khiển hoạt động giao diện tạo ngắt, tạo report… • Kịch (Scrip):Scipt nơi mà ta tạo hoạt động có kích hoạt Scipt hỗ trợ viết ngôn ngữ Visual Basic Trong script hỗ trợ cú pháp chuẩn lệnh Hình 3.8: Khởi tạo Scrip 4.3.4 Một số hàm sử dụng chương trình: Inverbit Cú pháp: Inverbit Ý nghĩa: Đảo ngược giá trị tag kiểu liệu Binary Setbit Cú pháp: Setbit (Tag) Ý nghĩa: Đặt giá trị Tag = True với kiểu liệu Binary Resetbit Cú pháp: Resetbit ( Tag) Ý nghĩa: Đặt giá trị Tag = False với kiểu liệu Binary SetbitlnTag Cú pháp: SetbitlnTag( Tag,bit) Ý nghĩa: Đặt giá trị true cho vị trí bit xác định Tag ResetbitlnTag Cú pháp: ResetbitlnTag( Tag,bit) Ý nghĩa: Đặt giá trị false cho vị trí bit xác định Tag StopRuntime Cú pháp: StopRuntime (Mode) Ý nghĩa: Thoát khỏi Runtime Wincc Flexible SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 78 CHƯƠNG 5: ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ I ƯU ĐIỂM CỦA ĐỀ TÀI: 1) Tính khoa học đề tài: Đề tài nghiên cứu cách thức điều khiển tốc độ moment động Ac-Servo Tuy động Servo sử dụng nhiều trông công nghiệp đề tài đề tài tương đối Nghiên cứu thực tế chứng minh sản phẩm Ac-Servo sau lúc điều SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 79 khiển vị trí tốc độ moment Qua đề tài em có thêm kiến thức thực tế quý báu để hỗ trợ cho sau ra trường bước chân vào xa hội 2) Tính thực tiễn khả ứng dụng: Qua nghiên cứu để rút qui trình, tơi thấy điều khiển động Ac-Servo khơng q phức tạp Đây mơ hình điều khiển nhỏ có thêm thời gian ngun cứu tơi nghĩ tạo sản phẩm ứng dụng vào để sản xuất với qui mô II HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI: Vì thời gian nghiên cứu có hạn, máy móc thiết bị khơng đầy đủ nên cịn có vấn đề cịn tồn • Chưa làm hết tất cách điều khiển tốc độ • Chưa làm hết tất cách điều khiển moment • Việc nghiên cứu dừng lại vị trí, tốc độ moment động nhỏ SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 80 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 81 I KẾT LUẬN Đồ án hoàn thành tiến độ đạt yêu cầu đề sau:  Tìm hiểu cấu tạo, đặc điểm kỹ thuật thiết bị: PLC  Hiểu nguyên lý hoạt động nắm đươc phương pháp điều khiển hệ thống servo  Sử dụng phần mềm Wincc Flexible phần mềm Step MicroWin V4.0  Chạy thành cơng hệ thống mơ hình thật  Tuy nhiên số hạn chế chưa xử lí Trong q trình thực đồ án T.S NGUYỄN MINH TÂM tận tình hướng dẫn để tác giả hồn thành đồ án cách tốt Tác giả cố gắng nhiều hạn chế tài liệu tham khảo lực nên khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến bổ sung, góp ý quý thầy cô để đề tài tác giả ngày hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI 82 .. .Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens LỜI CẢM ƠN Để đề tài tốt nghiệp? ?Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo PLC kết hợp WinCC-Flexible. .. THOẠI 18 Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens 2.2 HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN DÙNG ĐỘNG CƠ SERVO: 2.2.1 Xu hướng điều khiển chuyển động dùng... 2.4.12.3 Nguyên lý điều khiển driver mod điều khiển tốc độ SVTH : BIỆN QUỐC THOẠI Điều khiển vận tốc moment động AC-Servo GVHD : TS.NGUYỄN MINH TÂM PLC kết hợp WinCC-Flexible Siemens moment