Giao-trinh-huong-dan-thu-hanh-PLC-S7-300-su-dung-giao-dien-Win-CC

TG Lê Xuân Hải CHƯƠNG : TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ MÔ PHỎNG WINCC ( WINDOWS CONTROL CENTER ) 1.1 Tổng quan hệ thống ScaDa Hệ SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): hệ thống điều khiển giám sát thu thập liệu, đời vào năm 80 sở ứng dụng kỹ thuật tin học, mạng máy tính truyền thơng cơng nghiệp Hệ SCADA cho phép liên kết mạng nhiều mức độ khác nhau: từ cảm biến, cấu chấp hành, điều khiển, trạm máy tính điều khiển giám sát, trạm máy tính điều hành quản lý cơng ty SCADA hệ thống điều khiển có đặc thù có tính phân bố cao phần chấp hành lại có tính tập trung phần điều khiển (phần mềm điều khiển, thu thập, lưu trữ xử lý số liệu trung tâm) Vì đáp ứng yêu cầu hệ thống đòi hỏi phân bố phạm vi địa hình rộng SCADA hệ thống mở nên dễ dàng nâng cấp mở rộng cần thiết TG Lê Xuân Hải Hình 0-1 1.2 Giới thiệu chung WinCC (WindowsControlCenter - Trung tâm điều khiển Windows), cung cấp công cụ phần mềm để thiết lập giao diện điều khiển chạy hệ điều hành Microsoft Windows NT Windows 2000 Trong dòng sản phẩm thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA với chức hữu hiệu dành cho việc điều khiển Một đặc điểm WinCC đặc tính mở Nó sử dụng cách dễ dàng với phần mềm chuẩn phần mềm người sử dụng, tạo nên giao diện người - máy đáp ứng nhu cầu thực tế cách xác.Những nhà cung cấp hệ thống phát triển ứng dụng họ thơng qua giao diện mở WinCC tảng để mở rộng hệ thống Hình 1.2 TG Lê Xuân Hải WinCC kết hợp bí hãng Siemens - cơng ty hàng đầu tự động hố q trình Microsoft - cơng ty hàng đầu việc phát triển phần mềm cho PC Ngoài khả thích ứng cho việc xây dựng hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác nhau, WinCC cịn dễ dàng tích hợp với ứng dụng có quy mơ tồn cơng ty như: việc tích hợp với hệ thống cấp cao MES (Manufacturing Excution System - hệ thống quản lý việc thực sản xuất) ERP (Enterprise Resource Planning) WinCC sử dụng sở quy mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ giúp Siemens có mặt khắp nơi giới 1.3 Các đặc điểm a Sử dụng cơng nghệ phần mềm tiên tiến: WinCC sử dụng công nghệ phần mềm nhất.Nhờ cộng tác Siemens Microsoft, người dùng yên tâm với phát triển công nghệ phần mềm mà Microsoft người dẫn đầu b Hệ thống khách chủ với chức SCADA: Ngay từ hệ thống WinCC sở cung cấp tất chức để người dùng khởi động yêu cầu hiển thị phức tạp.Việc gọi hình ảnh (picture), cảnh báo (alarm), đồ thị trạng thái (trend), báo cáo (report) dễ dàng thiết lập c Có thể nâng cấp mở rộng dễ dàng từ đơn giản đến phức tạp: WinCC module hệ thống tự động hố, thế, sử dụng để mở rộng hệ thống cách linh hoạt từ đơn giản đến phức tạp từ hệ thống với máy tính giám sát tới hệ thống nhiều máy giám sát, hay hệ thống có cấu trúc phân tán với nhiều máy chủ (server) Có thể phát triển tuỳ theo lĩnh vực công nghiệp yêu cầu công nghệ Một loạt module phần mềm mở rộng định hướng cho loại ứng dụng phát triển sẵn để người dùng chọn lựa cần TG Lê Xuân Hải d Cơ sở liệu ODBC/SQL tích hợp sẵn: Cơ sở liệu Sysbase SQL tích hợp sẵn WinCC.Tất liệu cấu hình hệ thống liệu trình điều khiển đựơc lưu giữ sở liệu này.Người dùng dễ dàng truy cập tới sở liệu WinCC SQL (Structured Query Language) ODBC (Open Database Connectivity) Sự truy cập cho phép WinCC chia sẻ liệu với ứng dụng sở liệu khác chạy Windows e Các giao thức chuẩn mạnh (DDE, OLE, ActiveX, OPC): Các giao diện chuẩn DDE OLE dùng cho việc chuyển liệu từ chương trình chạy Windows tính WinCC Các tính ActiveX control OPC server client tích hợp sẵn f Ngơn ngữ vạn năng: WinCC phát triển dùng ngơn ngữ lập trình chuẩn ANSI-C g Giao diện lập trình API mở cho việc truy cập tới hàm WinCC liệu: Tất module WinCC có giao diện mở cho giao diện lập trình dùng ngơn ngữ C (C programming interface, C-API) Điều có nghĩa người dùng tích hợp cấu hình WinCC hàm thực (runtime) vào chương trình người sử dụng h Cài đặt phần mềm với khả lựa chọn ngôn ngữ: Phần mềm WinCC thiết kế sở nhiều ngôn ngữ.Nghĩa là, người dùng chọn tiếng Anh, Pháp, Đức hay chí ngơn ngữ châu làm ngơn ngữ sử dụng Các ngơn ngữ thay đổi trực tuyến i Giao tiếp với hầu hết loại PLC: WinCC có sẵn kênh truyền thơng để giao tiếp với loại PLC Siemens SIMATIC S5/S7/505 thông qua giao thức chung PROFIBUS DP, DDE hay OPC Thêm vào đó, chuẩn thơng tin khác có sẵn lựa chọn hay phần bổ sung TG Lê Xuân Hải k WinCC phần tử hệ thống Tự động hố tích hợp tồn diện (Totally Integrated Automation-TIA): WinCC đóng vai trị cửa sổ hệ thống phần tử trung tâm hệ Nó phần tử SCADA hệ thống PCS Siemens 1.4 Các cấu hình hệ thống WinCC hỗ trợ cấu hình hệ thống từ thấp đến cao, ví dụ cấu sau: - Hệ thống điều khiển dùng máy tính (Sing-user system) - Hệ thống điều khiển dùng nhiều máy tính (Multi-user system) - Cấu trúc Client/Server có dự phịng - Cấu trúc hệ thống phân tán với nhiều trạm chủ (server) 1.5 Các chức 1.5.1 Giao diện người sử dụng: Không phụ thuộc vào ứng dụng nhỏ hay lớn, đơn giản hay phức tạp, dùng WinCC ta thiết kế giao diện cho người sử dụng để phục vụ cho việc điều khiển tối ưu hố q trình sản xuất WinCC có cơng cụ thiết kế giao diện đồ hoạ mạnh Toolbox, Control, OCX đặt dễ dàng sổ thiết kế Giao diện người sử dụng cho phép hiển thị trình hội thoại người điều khiển trình điều khiển cách linh hoạt phụ thuộc vào nhu cầu q trình điều khiển Màn hình điều khiển thể q trình cơng nghệ cách tồn cảnh, qui trình cơng nghệ cụm cơng nghệ cần theo dõi WinCC ghi nhớ giá trị biến Và vậy, ghi nhận ngày tháng, thời gian, người sử dụng, giá trị cũ Vì diễn biến q trình có tính chất kịch tính tái tạo lại phục vụ cho mục đích phân tích TG Lê Xuân Hải 1.5.2 Quyền truy nhập hệ thống công tác quản trị người sử dụng WinCC cho phép người ủy quyền truy cập vào hệ thống Có tới 1000 mức truy cập khác cho phép phân chia quyền truy cập can thiệp vào hệ thống mức độ khác Mật (password) tên người sử dụng (user name) xác định quyền truy cập người Điều định nghĩa lại q trình vận hành hệ thống Một cơng cụ có tên “User Administrator” (Quản trị người sử dụng) dùng để thoả mãn mục đích Quyền truy cập hết hiệu lực thời hạn cho phép kết thúc 1.5.3 Chuyển đổi ngôn ngữ sử dụng Một vài ngơn ngữ xác lập q trình cài đặt để làm ngơn ngữ sử dụng dự án Trong trình vận hành, người sử dụng việc nhấn chuột vào hộp thoại để thay đổi ngôn ngữ sử dụng 1.5.4 Hệ thống đồ hoạ (Graphics System) Hệ thống đồ hoạ WinCC xử lý tất đầu vào đầu thể hình trình vận hành.Khả hiển thị thông tin điều khiển dạng đồ hoạ thực module chương trình có tên gọi Graphics Designer Cơng cụ cung cấp cơng cụ có sẵn như:  Các hình vẽ phần tử tiêu biểu (như bơm, van, động cơ, silơ )  Các phím, hộp thoại, trượt  Các hình ứng dụng hình hiển thị  Các đối tượng OLE, ActiveX  Các trường vào,  Các trạng thái hiển thị theo nhóm  Các đối tượng thay đổi để phù hợp với nhu cầu người sử dụng Người xây dựng hệ thống thể qui trình cơng nghệ mà điều khiển đồ họa Việc định nghĩa tính chất đồ hoạ như: hình dáng hình học, màu sắc, kiểu hoa văn, thực dễ dàng cách sử dụng cơng cụ thiết kế đồ hoạ có sẵn TG Lê Xuân Hải 1.5.5 Hệ thống thông báo (Message System) Hệ thống thông báo WinCC cung cấp thông tin đầy đủ lỗi trạng thái nói chung q trình hoạt động Nó thể thơng báo lúc khứ Các thông báo giúp người vận hành sớm phát cố để khắc phục kịp thời, tránh cố Ta tự lựa chọn khối thông báo, thứ hạng thông báo, dạng thông báo, kiểu hiển thị thông báo Một thơng báo gồm khối thơng báo có chứa giá trị q trình Mỗi thơng báo đặt tệp tin (file) bao gồm 16 thứ hạng thông báo (message classes) 16 loại thông báo (message type) cho thứ hạng thông báo Điều có nghĩa là: phân biệt thơng báo thuộc loại cảnh báo, nhắc nhở, báo lỗi, hoạt động sai chức năng, cho vùng khác hệ thống Hình 0-3 1.5.6 Chức thu thập liệu (Tag Logging) Chức sử dụng để thu thập liệu q trình cơng nghệ để hiển thị chúng lưu trữ Ta tự định dạng liệu lưu trữ chúng Các giá trị trình thể bảng trực tuyến (Online Table) đồ thị Trong việc Tag Logging Editor cho phép ta thu thập liệu biểu diễn theo cách mà ta muốn TG Lê Xuân Hải Các phương pháp thu thập lưu trữ liệu: - Liên tục theo chu kỳ (Cyclical logging): giá trị thu thập cách liên tục theo chu kỳ trật tự thời gian - Theo chu kỳ chọn lựa (selective logging): trình thu thập liệu bắt đầu xảy kiện kết thúc kiện chấm dứt Ví dụ, q trình thu thập liệu tiến hành có kiện sau: + Thay đổi giá trị biến nhị phân + Giá trị biến tương tự vượt ngưỡng cho trước + Tại điểm thời gian định trước + Tác động bàn phím chuột + Có lệnh hệ thống máy tính cấp cao - Khơng theo chu kỳ (acyclical logging): kiện bắt đầu phụ thuộc vào hay nhiều bit Quá trình thu thập liệu bắt đầu bit chuyển từ sang hay ngược lại - Chỉ có thay đổi (archiving only when changed): hệ thống lưu trữ liệu có thay đổi lớn giá trị định trước Các giá trị qúa trình lưu trữ kho lưu trữ (Process Value Archives) hay kho lưu trữ nén Các kho lưu trữ nằm vùng nhớ đệm nhớ hay chứa ổ cứng Quá trình thu thập lưu trữ liên tục đòi hỏi người sử dụng định trước kích cỡ ghi Nếu nhớ đầy, giá trị cũ tự động bị xoá nhường chỗ cho giá trị TG Lê Xuân Hải Hình 0-4 1.5.7 Hệ thống báo cáo (Report System) WinCC cung cấp hệ thống báo cáo cho phép ta đưa liệu giấy Nó in báo cáo thứ tự thông báo, báo cáo việc lưu trữ thông báo, báo cáo hoạt động người vận hành, báo cáo thông báo hệ thống, báo cáo người sử dụng báo cáo dạng văn in với định dạng tuỳ ý Trong công cụ thiết kế báo cáo (Report Designer), ta qui định dạng thức báo cáo in ra, số trang in lựa chọn máy in Trong trình ta qui định chu kỳ in báo cáo cách tự động Các báo cáo in theo kiện hay theo lệnh người vận hành Ta gán loại báo cáo cho máy in khác TG Lê Xuân Hải Hình 0-5 1.5.8 Chức Text Library Trong Text Library, bạn sửa văn thể thay đổi module sử dụng lúc chạy chương trình Các văn với ngôn ngữ khác định nghĩa Những văn sau xuất tương ứng với việc lựa chọn ngôn ngữ lúc chạy chương trình 1.5.9 Hệ thống lưu giữ liệu người dùng (User Archives) User Archiver hệ thống sở liệu mà người dùng tự định cấu hình cho Dữ liệu từ q trình cơng nghệ lưu giữ liên tục PC biểu diễn trực tuyến lúc chạy chương trình Ngồi ra, cịn định việc kết nối để trao đổi với thiết bị tự động khác Điều có nghĩa cơng thức, thơng số chương trình soạn thảo, lưu giữ sử dụng hệ thống 10