Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng

Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Năm 2009 ban tự động hóa công nghiệp, tập đoàn Siemens vừa giới thiệu ra thị trường bộ điều khiển PLC cỡ nhỏ S7 -1200, như là sự tiếp nối phát triển của S7-200, S7-300 bộ điều khiển đã quen thuộc với người sử dụng. Với thiết kế theo dạng modul, tính năng cao cấp, SIMATIC S7-1200 thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đến trung bình. Đặc điểm nổi bật là S7-1200 được tích hợp sẵn cổng truyền thông Profinet (Ethernet), sử dụng chung một phần mềm Simatic Step 7 Basic cho việc lập trình PLC và các màn hình HMI ( Human Machine Interface ). Step 7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens. Bên cạnh CPU S7-1200 và phần mềm lập trình mới, một dải sản phẩm các màn hình HMI mới dung cho PLC S7 -1200 cũng được giới thiệu. Tất cả cùng tạo ra một giải pháp tích hợp, thống nhất cho thị trường tự động hóa cỡ nhỏ (Micro Automation). S7-1200 bao gồm các họ CPU 1211C, 1212C, 1214C. Mỗi loại CPU có đặc điểm và tính năng khác nhau, thích hợp cho từng ứng dụng của khách hàng. 1.2 Một số tính năng nổi bật Dưới đây là tóm tắt các tính năng nổi bật của SIMATIC S7-1200.  Cổng truyền thông Profinet ( Ethernet ) được tích hợp sẵn: - Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC – PLC. - Dùng kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở. - Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo. - Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s.CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN 3 3 - Hỗ trợ 16 kết nối Ethernet TCP/IP, ISO on TCP và S7 protocol.  Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí điều khiển quá trình: - 6 bộ đếm tốc độ cao (High speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đo lường, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz. - 2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí động cơ bước hay bộ lái servo (servo drive) - Ngõ ra điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ … - 16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điều khiển (Auto-tune functionality)  Thiết kế linh hoạt: - Mở rộng tín hiệu vào ra bằng board tín hiệu mở rộng (signal board ), gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà không thay đổi kích thước hệ điều khiển. - Mỗi CPU có thể kết nối 8 modul mở rộng tín hiệu vào/ra. - Ngõ vào analog 0 – 10V được tích hợp trên CPU. - 3 modul truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộng khả năng truyền thông, ví dụ modul RS232 hay RS485. - 50KB work memory, 2 MB load memory. - Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần mở rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay khi cập nhật Firmware - Chẩn đoán lỗi online/offline  Board tín hiệu của S7-1200CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN 4 4 Board tín hiệu là một dạng modul mở rộng tín hiệu vào/ra với số lượng tín hiệu ít, giúp tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng yêu cầu mở rộng số lượng tín hiệu ít.  Modul mở rộng tín hiệu vào,ra Các modul mở rộng tín hiệu vào/ra được gắn trực tiếp vào phía bên phải của CPU.Với dải rộng các loại modul tín hiệu vào/ra số và analog, giúp linh hoạt trong sử dụng S7-1200. Tính đa dạng của cá modul tín hiệu vào/ra sẽ được tiếp tục phát triển.  Modul truyền thông Bên cạnh truyền thông Ethernet được tích hợp sẵn, CPU S7-1200 có thể mở rộng được 3 modul truyền thông khác nhau, giúp cho việc kết nối được linh hoạt hơn. Tại thời điểm giới thiệu S7-200 ra thị trường, có các modul RS232 và RS485, hỗ trợ các protocol truyền thông như modbus, USS…5 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TIA PORTAL, PC ACCESS VÀ NGÔN NGỮ C# 5 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TIA PORTAL, PC ACCESS VÀ NGÔN NGỮ C# 2.1 Phần mềm lập trình TIA PORTAL Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic. Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL. Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens. 2.2 Phần mềm PC Access PC Access là phần mềm của Siemens dùng để truy xuất dữ liệu từ một số PLC của hãng. PC Access hoạt động thông qua OPC Server, vốn được chuẩn hóa bởi OPC Foundation. PC Access cung cấp thư viện bổ sung cho Excel, Protool, VB nhằm kết nối PLC với PC từ các chương trình này. Hạn chế của PC Access trong việc tạo OPC sever cho S7-1200: PC Access được thiết kế chủ yếu dành cho dòng PLC S7-200, tuy nhiên có thể dùng được với PLC S7-1200, nhưng chỉ có các thẻ dữ liệu trong khối dữ liệu DB1 của S7- 1200 mới có thể được truy cập, nguyên nhân là do S7-200 chỉ có một khối dữ liệu. 2.3 Ngôn ngữ lập trình C# và ứng dụng C# là một ngôn ngữ lập trình ứng dụng, ngôn ngữ biên dịch, ngôn ngữ đa năng được phát triển bởi hãng Microsoft, là một phần khởi đầu cho kế hoạch .NET. Microsoft phát triển C# dựa trên C, C++ và Java. C# được miêu tả là ngôn ngữ có được sự cân bằng giữa C++, Visual Basic, Delphi và Java… Ưu điểm nổi trội so với các ngôn ngữ khác: - C# là ngôn ngữ đơn giản, có ít từ khóa - C# là ngôn ngữ hiện đại - C# là ngôn ngữ hướng đối tượng, hướng module - C# là ngôn ngữ mạnh mẽ và mềm dẻo6 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER 6 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER 3.1 OPC Server - OPC dựa trên Microsoft Component Object Model (COM) - OPC được viết tắt từ “OLE for Process Control”. - OPC được điều hành bởi tổ chức độc lập: OPC Foundation (www.opcfoundation.org) - OPC chuẩn hóa cách liên kết giữa các phần mềm trong ngành tự động công nghiệp. - OPC Server là một ứng dụng hoạt động như một API (giao diện lập trình ứng dụng) hoặc là một bộ chuyển đổi giao thức. - Một OPC Server sẽ kết nối với các thiết bị như PLC (Programable Logic Controller - bộ điều khiển lập trình được), DCS (Distributed control system - hệ điều khiển phân tán), RTU (Remote Terminal Unit), cơ sở dữ liệu…rồi chuyển đổi dữ liệu sang định dạng OPC chuẩn. 3.2 OPC Client Những ứng dụng OPC (OPC Client) như HMI, bộ ghi dữ liệu, bảng biểu, vẽ đồ thị… có thể kết nối với OPC Server rồi đọc/ghi dữ liệu lên thiết bị.” Trong project này ta sẽ nghiên cứu cách kết nối C# với một OPC Server, như vậy C# sẽ là một OPC Client. OPC Server ở đây sẽ là Simatic S7-200 PC Access OPC Server. Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng Đồ án: Tìm hiểu kết nối PC với PLC S7-1200 qua OPC server trên giao diện C# và ứng dụng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN - - ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH Đề tài: TÌM HIỂU KẾT NỐI PC VỚI PLC S7-1200 QUA OPC SEVER TRÊN GIAO DIỆN C# VÀ ỨNG DỤNG Giáo viên hướng dẫn Sinh viên thực Mã số sinh viên Lớp khóa Hà Nội, 5-2014 : Ths Đào Quý Thịnh : Vũ Duy Khánh : 20101718 : ĐK-TĐH K55 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Một số tính bật CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TIA PORTAL, PC ACCESS VÀ NGÔN NGỮ C# 2.1 Phần mềm lập trình TIA PORTAL 2.2 Phần mềm PC Access 2.3 Ngôn ngữ lập trình C# ứng dụng CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER 3.1 OPC Server 3.2 OPC Client 3.3 Một số thuật ngữ OPC 3.4 Tạo kết nối C# OPC CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 10 4.1 Thiết lập cấu hình cho PLC TIA PORTAL 10 4.2 Tạo OPC Server PC Access 15 4.3 Tạo ứng dụng C# kết nối đến OPC Server 18 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 22 5.1 Mô tả công nghệ 22 5.2 Phân cổng vào 22 5.3 Lưu đồ chương trình 23 5.4 Giao diện chương trình ứng dụng 24 5.5 Lựa chọn thiết bị 24 5.6 Sơ đồ nguyên lý 25 5.7 Sơ đồ đấu dây 26 KẾT LUẬN 27 PHỤ LỤC 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 27 LỜI NÓI ĐẦU Cùng với phát triển không ngừng ngành công nghệ thông tin, điện - điện tử tự động hóa, ngày giúp giảm bớt sức lao động người, nâng cao suất tính tiện nghi trình sản xuất Một thành ứng dụng điều khiển, giám sát trình công nghệ sản xuất từ xa máy tính “Tìm hiểu kết nối PC với PLC s7-1200 qua OPC Sever giao diện C# ứng dụng” đề tài chúng em chọn để tìm hiểu Đồ án chuyên ngành Trong khuôn khổ Đồ án chúng em tìm hiểu vấn đề OPC sever, cách kết nối bước tạo ứng dụng để hiểu làm bước đệm cho ứng dụng lớn sau Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Ths.Đào Quý Thịnh, với hướng dẫn bảo nhiệt tình thầy với cố gắng nỗ lực thành viên nhóm, chúng em hoàn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức hiểu biết hạn chế nên tránh khỏi nhiều thiếu xót Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá, góp ý thầy cô giáo bạn sinh viên để chúng em phát triển hoàn thiện thêm đề tài Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực Vũ Duy Khánh CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN 1.1 Giới thiệu chung Năm 2009 ban tự động hóa công nghiệp, tập đoàn Siemens vừa giới thiệu thị trường điều khiển PLC cỡ nhỏ S7 -1200, tiếp nối phát triển S7-200, S7-300 điều khiển quen thuộc với người sử dụng Với thiết kế theo dạng modul, tính cao cấp, SIMATIC S7-1200 thích hợp với nhiều ứng dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đến trung bình Đặc điểm bật S7-1200 tích hợp sẵn cổng truyền thông Profinet (Ethernet), sử dụng chung phần mềm Simatic Step Basic cho việc lập trình PLC hình HMI ( Human Machine Interface ) Step Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình FBD, LAD SCL Phần mềm tích hợp TIA Portal 11 Siemens Bên cạnh CPU S7-1200 phần mềm lập trình mới, dải sản phẩm hình HMI dung cho PLC S7 -1200 giới thiệu Tất tạo giải pháp tích hợp, thống cho thị trường tự động hóa cỡ nhỏ (Micro Automation) S7-1200 bao gồm họ CPU 1211C, 1212C, 1214C Mỗi loại CPU có đặc điểm tính khác nhau, thích hợp cho ứng dụng khách hàng 1.2 Một số tính bật Dưới tóm tắt tính bật SIMATIC S7-1200  Cổng truyền thông Profinet ( Ethernet ) tích hợp sẵn: - Dùng để kết nối máy tính, với hình HMI hay truyền thông PLC – PLC - Dùng kết nối với thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở - Đầu nối RJ45 với tính tự động chuyển đổi đấu chéo - Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN - Hỗ trợ 16 kết nối Ethernet TCP/IP, ISO on TCP S7 protocol  Các tính đo lường, điều khiển vị trí điều khiển trình: - đếm tốc độ cao (High speed counter) dùng cho ứng dụng đếm đo lường, có đếm 100kHz đếm 30kHz - ngõ PTO 100kHz để điều khiển tốc độ vị trí động bước hay lái servo (servo drive) - Ngõ điều rộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ … - 16 điều khiển PID với tính tự động xác định thông số điều khiển (Auto-tune functionality)  Thiết kế linh hoạt: - Mở rộng tín hiệu vào board tín hiệu mở rộng (signal board ), gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp mở rộng tín hiệu vào/ra mà không thay đổi kích thước hệ điều khiển - Mỗi CPU kết nối modul mở rộng tín hiệu vào/ra - Ngõ vào analog – 10V tích hợp CPU - modul truyền thông kết nối vào CPU mở rộng khả truyền thông, ví dụ modul RS232 hay RS485 - 50KB work memory, MB load memory - Card nhớ SIMATIC, dùng cần mở rộng nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay cập nhật Firmware - Chẩn đoán lỗi online/offline  Board tín hiệu S7-1200 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PLC S7-1200 CỦA SIEMEN Board tín hiệu dạng modul mở rộng tín hiệu vào/ra với số lượng tín hiệu ít, giúp tiết kiệm chi phí cho ứng dụng yêu cầu mở rộng số lượng tín hiệu  Modul mở rộng tín hiệu vào,ra Các modul mở rộng tín hiệu vào/ra gắn trực tiếp vào phía bên phải CPU.Với dải rộng loại modul tín hiệu vào/ra số analog, giúp linh hoạt sử dụng S7-1200 Tính đa dạng cá modul tín hiệu vào/ra tiếp tục phát triển  Modul truyền thông Bên cạnh truyền thông Ethernet tích hợp sẵn, CPU S7-1200 mở rộng modul truyền thông khác nhau, giúp cho việc kết nối linh hoạt Tại thời điểm giới thiệu S7-200 thị trường, có modul RS232 RS485, hỗ trợ protocol truyền thông modbus, USS… CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TIA PORTAL, PC ACCESS VÀ NGÔN NGỮ C# CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TIA PORTAL, PC ACCESS VÀ NGÔN NGỮ C# 2.1 Phần mềm lập trình TIA PORTAL Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình FBD, LAD SCL Phần mềm tích hợp TIA Portal 11 Siemens 2.2 Phần mềm PC Access PC Access phần mềm Siemens dùng để truy xuất liệu từ số PLC hãng PC Access hoạt động thông qua OPC Server, vốn chuẩn hóa OPC Foundation PC Access cung cấp thư viện bổ sung cho Excel, Protool, VB nhằm kết nối PLC với PC từ chương trình Hạn chế PC Access việc tạo OPC sever cho S7-1200: PC Access thiết kế chủ yếu dành cho dòng PLC S7-200, nhiên dùng với PLC S7-1200, có thẻ liệu khối liệu DB1 S71200 truy cập, nguyên nhân S7-200 có khối liệu 2.3 Ngôn ngữ lập trình C# ứng dụng C# ngôn ngữ lập trình ứng dụng, ngôn ngữ biên dịch, ngôn ngữ đa phát triển hãng Microsoft, phần khởi đầu cho kế hoạch NET Microsoft phát triển C# dựa C, C++ Java C# miêu tả ngôn ngữ có cân C++, Visual Basic, Delphi Java… Ưu điểm trội so với ngôn ngữ khác: - C# ngôn ngữ đơn giản, có từ khóa - C# ngôn ngữ đại - C# ngôn ngữ hướng đối tượng, hướng module - C# ngôn ngữ mạnh mẽ mềm dẻo 5 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER 3.1 OPC Server - OPC dựa Microsoft Component Object Model (COM) - OPC viết tắt từ “OLE for Process Control” - OPC điều hành tổ chức độc lập: OPC Foundation (www.opcfoundation.org) - OPC chuẩn hóa cách liên kết phần mềm ngành tự động công nghiệp - OPC Server ứng dụng hoạt động API (giao diện lập trình ứng dụng) chuyển đổi giao thức - Một OPC Server kết nối với thiết bị PLC (Programable Logic Controller - điều khiển lập trình được), DCS (Distributed control system - hệ điều khiển phân tán), RTU (Remote Terminal Unit), sở liệu…rồi chuyển đổi liệu sang định dạng OPC chuẩn 3.2 OPC Client Những ứng dụng OPC (OPC Client) HMI, ghi liệu, bảng biểu, vẽ đồ thị… kết nối với OPC Server đọc/ghi liệu lên thiết bị.” Trong project ta nghiên cứu cách kết nối C# với OPC Server, C# OPC Client OPC Server Simatic S7-200 PC Access OPC Server 6 CHƯƠNG 3: TỔNG QUAN VỀ OPC SERVER Hình 3.1 Sơ đồ giao diện hệ thống sử dụng OPC Sever 3.3 Một số thuật ngữ OPC  OPC Object – đối tượng client tạo dùng để kết nối đến OPC Server, đối tượng định danh – sau dùng để đọc ghi liệu đến PLC, DCS… thông qua OPC Server  OPC Item - tag hay biến liệu quản lý OPC Server - tức biến liệu PLC  OPC Group - nhóm OPC item người dùng định nghĩa Được tạo OPC client cách thức quản lý nhóm liệu – nhóm biến điều khiển thiết bị  Collection - nhóm đối tượng có kiểu liệu giống CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 17  Bước 5: Giám sát chạy thử Chọn Item cần giám sát → Chọn nút "Add current items to test client" công cụ Các Item chọn chuyển xuống sổ “Test Client” Kết nối PLC S7-1200 với máy tính Sau để bắt đầu chạy thử chọn nút "Start Test Client" công cụ Nếu cột “Quality” khung “Test Client” có giá trị “Good” tức trình kết nối tới PLC thành công 17 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 18 4.3 Tạo ứng dụng C# kết nối đến OPC Server  Bước 1: Tạo project “File” → “New” → “Project” Trong cửa sổ “New project” chọn “Visual C#” → “Windows Froms Application” → Đặt tên chọn nơi lưu cho project “Name” “Location” → “Ok” 18 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 19 Để thuận tiện cho lập trình ta cho hiển thị công cụ “Tool box”, “Solution Explorer”, “Properties” cách vào “View” chọn đến công cụ cần hiển thị Ta giao diện hình sau:  Bước 2: Thêm thư viện OPC Sever Trong khung “Solution Explorer” → Click chuột trái vào “References” → “Add Reference…” Trong cửa sổ “Reference Manager” → Chọn “Browe…” → Thêm file thư viện SiemensOPCdotNETLib.dll → “Ok” 19 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 20 “SiemensOPCdotNETLib.dll” thư viện chứa đối tượng, thuôc tính, câu lệnh, hàm nhằm thực kết nối đến OPC Sever  Bước 3: Lập trình file khởi tạo OPC Server Trong khung “Solution Explorer” → Click chuột trái vào tên projec, ví dụ “app_da_cn” → “Add” → “New item…” Trong sổ “Add new item” → “Visual C# Item” → “Windows Form” → Đặt tên cho Windows form → “Add” 20 CHƯƠNG 4: KẾT NỐI PLC S7-1200 VỚI C# QUA OPC SERVER TẠO BỞI PC ACCESS 21 Chèn code tạo OPC Sever phần Phục lục lưu lại Chú ý: Trong dòng lệnh "MicroWin:2:192.168.0.1:1000:0301," địa (192.168.0.1) địa PLC, code cần sửa lại tất địa PLC có  Bước 4: Lập trình ứng dụng Tại cửa sổ “Form1.cs [Design]” ta lấy Button, Lable, TextBox, … từ “Toolbox” để xây dựng giao diện theo yêu cầu Trong khung “Properties” ta chỉnh lại thuộc tính tên đối tượng cho hợp lý dễ sử dụng Để lập trình hành động cho đối tượng ta kích chuột trái vào Form → “View code”  Một số đối tượng thuộc tính thường sử dụng trình lập trình: Đối tượng Form Button Thuộc tính Phương thức Text: Phần hiển thị đầu sổ Load: Form gọi ứng dụng hiển thị Name: Tên truy cập đến đối tượng Click: Kích hoạt chức Color: Màu nút ấn lập trình trước Name: Tên truy cập đến đối tượng Lable Text: Tên hiển thị giao diện Name: Tên truy cập đến đối tượng Picture Timer Visiable: Ẩn/hiện đối tượng Chức cập nhật lại trạng thái biến PLC cần hiển thị 21 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 5.1 Mô tả công nghệ Hộ tiêu thụ điện cấp điện từ nguồn, từ điện áp lưới, từ hệ thống máy phát dự phòng Rơle RL báo điện áp lưới, tiếp điểm đưa vào PLC Rơle RF báo điện áp từ máy phát điện, tiếp điểm đưa vào PLC Các thao tác vận hành, khởi động đóng máy phát dự phòng thực sau:  Khi điện áp lưới (UL=0): Ấn nút Start → ON 1s, OFF 10s động đề cho động Diezen Quá trình lặp lặp lại lần có điện áp từ máy phát (UF=1) Trường hợp sau lần thử khởi động máy phát không thành công hệ dừng  Khi UL=0 có UF=1 (đã khởi động máy phát): Chuyển sang cấp điện cho hộ tiêu thụ từ nguồn máy phát Hay CF ON 1s  Khi có lại UL=1 có UF=1: Đợi phút để chắn có điện lưới lại Chuyển tải sang điện lưới CL ON 1s Sau dừng máy phát ON 1s 5.2 Phân cổng vào Input Output I0.0 – Start Q0.0 – Start/Stop I0.1 – Stop Q0.1 – Động đề I0.2 – Báo điện áp lưới RL Q0.2 – Chuyển nguồn lưới CL I0.3 – Báo điện áp máy phát RF Q0.3 – Chuyển nguồn phát CF I0.4 – Chuyển nguồn lưới tay Q0.4 – Tắt máy phát điện I0.5 – Chuyển nguồn phát tay 22 22 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 23 5.3 Lưu đồ chương trình Hình 5.5 Lưu đồ chương trình điều khiển hệ thống chuyển đổi nguồn điện tự động 23 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 24 5.4 Giao diện chương trình ứng dụng Hình 5.6 Giao diện chương trình điều khiển hệ thống chuyển đổi nguồn điện tự động 5.5 Lựa chọn thiết bị Hệ thống thiết kế cấp điện cho hộ gia đình nên nguồn cung cấp điện xoay chiều pha máy phát điện xoay chiều có U=220V f=50Hz  Contactor đảo chiều: thiết kế cho số ứng dụng cụ thể, thực chất cấu tạo gồm contactor thường ghép nối qua thiết bị để hai Contactor trạng thái đóng Chọn contactor: ABB A26M-30-10-80 Thông số kỹ thuật: - Điện áp định mức cuộn dây: 240VAC - Số tiếp điểm: NO (Tiếp điểm thường hở) 24 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 25  Rơle trung gian: chức trung gian báo điện áp lưới, đóng cắt khởi động động đề Chọn rơle: OMRON MY2N AC220 Thông số kỹ thuật: - Điện áp cuộn dây: 220/240VAC - chân, cặp tiếp điểm - Relay công suất loại nhỏ 3-5A - Tiếp điểm chịu điện áp tới 2000 VAC, 5.6 Sơ đồ nguyên lý Hình 5.7 Sơ đồ cấu trúc đơn giản mạch lực hệ thống chuyển đổi nguồn điện tự động 25 CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ĐIỆN TỰ ĐỘNG 26 Nguyên lý: Điện áp lưới điện áp máy phát phát đưa PLC thông qua tiếp điểm thường đóng rơle trung gian, điện áp tiếp điểm thường mở rơle đóng báo tín hiệu PLC Đầu PLC điều khiển hoạt động contactor đảo chiều (chuyển mạch), ưu điểm loại contactor có hai nguồn điện đến với hộ tiêu thụ, hạn chế cố hai nguộn cung cấp cho tải 5.7 Sơ đồ đấu dây Hình 5.8 Sơ đồ đấu dây PLC hệ thống chuyển đổi nguồn điện tự động 26 KẾT LUẬN Có nhiều cách khác để kết nối PC PLC, qua việc thực Đồ án chúng em hiểu cách việc thực truyền nhận liệu PLC PC Thông qua việc tìm hiểu giao thức cụ thể OPC Sever sử dụng ngôn ngữ C# để tạo giao diện giám sát PC Qua vào xây dựng số ứng dụng cụ thể hệ thống đèn giao thống hay chuyển đổi nguồn tự động để áp dụng nội dụng tìm hiểu vào thực tiễn Hai ứng dụng đơn giản đầy đủ bước để tiến hành thiết kế hệ thống giám sát điều khiển từ xa Trong Đồ án công cụ để tạo lên OPC sever phần mềm PC Access, nhiên nhiều phần mềm khác tạo nên OPC Sever, giúp trao đổi liệu PC PLC Cũng vậy, nhiều cách khác để giao tiếp PC PLC, vậy, việc tìm hiểu giao thức giúp tìm ưu nhược điểm phương pháp Đồng thời giúp trình thiết kế hệ thống giám sát sau xác định phương pháp giao tiếp phù hợp với ứng dụng 27 PHỤ LỤC Code tạo kết nối PC-Access với C# using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Text; using System.Threading.Tasks; using System.Runtime.InteropServices; using OPC.Common; using OPC.Data.Interface; using OPC.Data; public class S7200 { public void write_PLC(OpcGroup TheGrp, string Address, string Value, string Type) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.23:1000:0301," + Address + "," + Type + ",RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); if (rItm_ == null) return; HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; arrVal_[0] = Value; TheGrp.SyncWrite(HandlesSrv_, arrVal_, out arrErr_); } public bool read_PLC_bool(OpcGroup TheGrp, string Address) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.23:1000:0301," + Address + "," + "BOOL,RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; OPCItemState[] arrStat_ = null; 28 int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; TheGrp.SyncRead(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE, HandlesSrv_, out arrStat_); return bool.Parse(arrStat_[0].DataValue.ToString()); } public int read_word(OpcGroup TheGrp, string Address) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.69:1000:0301," + Address + "," + "WORD,RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; OPCItemState[] arrStat_ = null; int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; TheGrp.SyncRead(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE, HandlesSrv_, out arrStat_); return int.Parse(arrStat_[0].DataValue.ToString()); } public byte read_byte(OpcGroup TheGrp, string Address) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.23:1000:0301," + Address + "," + "BYTE,RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; OPCItemState[] arrStat_ = null; int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); 29 TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; TheGrp.SyncRead(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE, HandlesSrv_, out arrStat_); return byte.Parse(arrStat_[0].DataValue.ToString()); } public long read_dword(OpcGroup TheGrp, string Address) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.23:1000:0301," + Address + "," + "DWORD,RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; OPCItemState[] arrStat_ = null; int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; TheGrp.SyncRead(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE, HandlesSrv_, out arrStat_); return long.Parse(arrStat_[0].DataValue.ToString()); } public float read_float(OpcGroup TheGrp, string Address) { string diachi = "MicroWin:2:192.168.1.23:1000:0301," + Address + "," + "DWORD,RW"; OPCItemDef[] ItemDefs_ = new OPCItemDef[1]; OPCItemResult[] rItm_; OPCItemState[] arrStat_ = null; int[] HandlesSrv_ = new int[1]; int[] arrErr_ = new int[1]; object[] arrVal_ = new object[1]; ItemDefs_[0] = new OPCItemDef(diachi, true, 1234, VarEnum.VT_EMPTY); TheGrp.AddItems(ItemDefs_, out rItm_); HandlesSrv_[0] = rItm_[0].HandleServer; TheGrp.SyncRead(OPCDATASOURCE.OPC_DS_DEVICE, HandlesSrv_, out arrStat_); return float.Parse(arrStat_[0].DataValue.ToString()); } 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] S7-1200 Programmable controller, System Manual, Siemens, 04/2012, A5E02486680-06 [2] SIMATIC, S7-1200 Easy Book, Manual, Siemens, 11/2009, A5E02486774-01 [3] http://support.automation.siemens.com [4] OLE Process Control Data Access Automation Interface Standard Version 2.01, January 6, 1999 Version 2.02, February 4, 1999 [5] Using Visual Basic As An OPC Client, Presentation Updated 3/2001 John Weber, President & Founder, Software Toolbox, Inc jweber@softwaretoolbox.com, website: http://softwaretoolbox.com ... s7-1200 qua OPC Sever giao diện C# ứng dụng” đề tài chúng em chọn để tìm hiểu Đồ án chuyên ngành Trong khuôn khổ Đồ án chúng em tìm hiểu vấn đề OPC sever, cách kết nối bước tạo ứng dụng để hiểu... lực thành viên nhóm, chúng em hoàn thành đồ án Tuy nhiên kiến thức hiểu biết hạn chế nên tránh khỏi nhiều thiếu xót Vì chúng em mong nhận nhiều ý kiến đánh giá, góp ý thầy cô giáo bạn sinh viên... 22 5.3 Lưu đồ chương trình 23 5.4 Giao diện chương trình ứng dụng 24 5.5 Lựa chọn thiết bị 24 5.6 Sơ đồ nguyên lý 25 5.7 Sơ đồ đấu dây