Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát mức nước và áp suất của một nồi hơi

1.1.1.Mô tả công nghệ. - Khởi động hệ thống , ấn START hệ thống khởi động. Đèn RUN sáng báo hệ thống đang làm việc. Mức nước [0-0,5]m van M mở và đèn LAL sáng báo mức nước thấp nước được cấp vào nồi hơi, khi mức nước lớn hơn 0,5m thì đèn LAL tắt, nước tiếp tục được bơm vào nồi hơi. Khi mức nước tăng dần đến 1,5m thì máy bơm hoạt động. Khi mức nước vượt quá 2,5m thì đèn HAL sáng báo hiệu nước ở mức cao van M đóng lại, ngừng cấp nước cho nồi hơi. Áp suất trong nồi tăng dần cho đến khi áp suất trong nồi hơi lớn hơn 25bar thì đèn HAP sáng cảnh báo áp suất cao. Ấn STOP hệ thống ngừng hoạt động. Kết thúc quá trình làm việc. Hình 1.1: hình ảnh hệ thống 1.1.2.Phân tích hệ thống. -Các thông số đo của hệ thống + Đo áp suất [0-30]bar + Đo mức nước [0-3]m -Đối tượng điều khiển và giám sát là các nút ấn & các đèn + START: Khởi động hệ thống +STOP : Dừng hệ thống +RUN: Hệ thống hoạt động +LAL : Đèn báo mức thấp( Nhỏ hơn 0,5m), +HAL : Đèn báo mức cao( Lớn hơn 2,5m) +HAP: Đèn báo áp suất cao( Lớn hơn 25bar) 1.2. Phương pháp đo 1.2.1. Đo áp suất - Phương pháp đo áp suất phụ thuộc vào dạng áp suất 1.Đo áp suất tĩnh -Đo trực tiếp chất lưu thông qua 1 lỗ khoan trên thành bình -Đo gián tiếp thông qua biến dạng của thành bình dưới tác động của áp suất 2.Đo áp suất động -Dựa theo nguyên tắc chung là đo hiệu suất tổng và áp suất tĩnh -Có thể đo bằng cách đặt áp suất tổng lên màng trước, đặt áp suất tĩnh lên màng sau của màng đo, tín hiệu đưa ra là đọ chênh lệch giữa áp suất tổng và áp suất tĩnh

BỘ CÔNG THƯƠNGTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

BÁO CÁO

ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN

ĐỀ TÀI SỐ 2 : THIẾT KẾ THỐNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM

SÁT MỨC NƯỚC VÀ ÁP SUẤT CỦA MỘT NỒI HƠI

Hà Nội ngày 19 tháng 6 năm 2017

Lời nói đầu

Tự động hóa đang trở thành một nghành khoa học đa nhiệm vụ Tự động hóa

đã đáp ứng được những đòi hỏi không ngừng của nghành, lĩnh vực khác nhaucho đến nhu cầu thiết yếu của con người trong cuộc sống hàng ngày Mộttrong những sản phẩm tiên tiến của nó là PLC Ứng dụng rất quan trọng củanghành công nghệ tự động hóa là việc điều khiển, giám sát các hệ thống vớinhững thiết bị điều khiển từ xa rất tinh vi và đạt được năng suất, kinh tế cao.Xuất phát từ ứng dụng đó, chúng em xin phép thiết kế một mạch ứng dụngcủa PLC đó là thiết hệ hệ thống điều khiển và giám sát mức nước và áp suấtcủa một nồi hơn trên S7 - 300

MỤC LỤC

PHẦN 1: CƠ SỞ LÍ THUYẾT 5

1.1 Mô tả công nghệ và phân tích hệ thống 5

1.1.1.Mô tả công nghệ 5

1.1.2.Phân tích hệ thống 6

1.2 Phương pháp đo 6

1.2.1 Đo áp suất 6

1.2.2 Các phương pháp đo mức chất lỏng: 7

Khi đo liên tục biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu còn lại trong bình chứa Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tín hiệu dạng nhị phân cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng có đạt hay không 7 + Có ba phương pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức chất lưu: 7

- Phương pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện 7

- Phương pháp điện dựa trên tính chất điện của chất lưu 7

- Phương pháp bức xạ dựa trên sự tương tác giữa bức xạ và chất lưu 7

Một số loại cảm biến đo mức chất lưu 7

1.3.Tìm hiểu về PLC 8

1.3.1.Khái quát chung về PLC S7-300 9

- Cấu trúc PLC S7-300 9

1.3.2.Các Module 10

1.3.2.1 Cách thức PLC thực hiện chương trình 15

1.3.2.2.Module analog 16

1.3.3Tìm hiểu về HMI 19

1.3.3.1Tìm hiểu về HMI 19

1.3.3.2Tìm hiểu về WINCC 21

2.Các thành phần cơ bản của WinCC 22 3.Nguyên tắc hoạt động của WinCC Một chương trình của chúng ta sẽ được tạo

ra bởi các công cụ soạn thảo ( bao gồm các chương trình Graphic System, Alarm

Logging, Archive System…) Các thông số trong chương trình của ta sẽ được

lưu trong vùng nhớ dữ liệu CS (Configuration database) 22

4.Quy trình tạo một project trên WinCC 23

CHƯƠNG II : THIẾT KẾ HỆ THỐNG 25

2.1 Xây dựng sơ đồ khối 25

2.2 Lựa chọn thiết bị 26

2.2.1 Lựa chọn cảm biến áp suất 26

2.1.2 Lựa chọn cảm biến đo mức 27

2.1.3 Lựa chọn PLC 29

2.1.4 Lựa chọn biến tần 34

2.1.5 Lựa chọn động cơ bơm nước 35

2.3 Xây dựng lưu đồ thuật toán 36

2.5 Xây dựng phần mềm 44

3.1 – Kết quả đạt được 47

3.2-Hạn chế tồn tại và phương hướng khắc phục 47

sáng báo mức nước thấp nước được cấp vào nồi hơi, khi mức nước lớn

hơn 0,5m thì đèn LAL tắt, nước tiếp tục được bơm vào nồi hơi Khi

mức nước tăng dần đến 1,5m thì máy bơm hoạt động Khi mức nước

vượt quá 2,5m thì đèn HAL sáng báo hiệu nước ở mức cao van M đóng

lại, ngừng cấp nước cho nồi hơi Áp suất trong nồi tăng dần cho đến khi

áp suất trong nồi hơi lớn hơn 25bar thì đèn HAP sáng cảnh báo áp suất cao Ấn STOP hệ thống ngừng hoạt động Kết thúc quá trình làm việc.

Hình 1.1: hình ảnh hệ thống

1.1.2.Phân tích hệ thống.

- Các thông số đo của hệ thống

+ Đo áp suất [0-30]bar

+LAL : Đèn báo mức thấp( Nhỏ hơn 0,5m),

+HAL : Đèn báo mức cao( Lớn hơn 2,5m)

+HAP: Đèn báo áp suất cao( Lớn hơn 25bar)

1.2 Phương pháp đo

1.2.1 Đo áp suất

- Phương pháp đo áp suất phụ thuộc vào dạng áp suất

1 Đo áp suất tĩnh

- Đo trực tiếp chất lưu thông qua 1 lỗ khoan trên thành bình

- Đo gián tiếp thông qua biến dạng của thành bình dưới tác động của ápsuất

2 Đo áp suất động

- Dựa theo nguyên tắc chung là đo hiệu suất tổng và áp suất tĩnh

- Có thể đo bằng cách đặt áp suất tổng lên màng trước, đặt áp suất tĩnhlên màng sau của màng đo, tín hiệu đưa ra là đọ chênh lệch giữa áp suấttổng và áp suất tĩnh

- Áp suất có đơn vị đo là pascal (Pa)

- Trong công nghiệp còn dùng đơn vị đo là bar (1bar= 10^5 Pa)

Công thức xác định :

- dF: lực tác dụng

-dS: diện tích thành ống chịu lực tácdụng

-Trong đề tài này Chúng em đo áp suất bằng cách sử dụng Cảm Biến áp suất để đo Với ưu điểm đơn giản, dễ dàng sử dụng, hơn nữa có thể bảo dưỡng định kì Chất lượng đảm bảo.

1.2.2 Các phương pháp đo mức chất lỏng:

-Có hai dạng đo: đo liên tục và xác định theo ngưỡng

Khi đo liên tục biên độ hoặc tần số của tín hiệu đo cho biết thể tích chất lưu

còn lại trong bình chứa Khi xác định theo ngưỡng, cảm biến đưa ra tínhiệu dạng nhị phân cho biết thông tin về tình trạng hiện tại mức ngưỡng

có đạt hay không

+ Có ba phương pháp hay dùng trong kỹ thuật đo và phát hiện mức chất lưu:

- Phương pháp thuỷ tĩnh dùng biến đổi điện

- Phương pháp điện dựa trên tính chất điện của chất lưu

- Phương pháp bức xạ dựa trên sự tương tác giữa bức xạ và chất lưu

Một số loại cảm biến đo mức chất lưu

* Cảm biến độ dẫn

Các cảm biến loại này dùng để đo mức các chất lưu có tính dẫn điện (độ dẫnđiện ~ 50μScm-1) Trên hình 1.2 giới thiệu một số cảm biến độ dẫn đo mứcthông dụng

Hình 1.2: Cảm biến độ dẫn

a, Cảm biến hai điện cực b, Cảm biến một điện cực c, Cảm biến phát hiện

Sơ đồ cảm biến hình 1.2a gồm hai điện cực hình trụ nhúng trong chất lỏngdẫn điện Trong chế độ đo liên tục, các điện cực được nối với nguồn nuôixoay chiều ~ 10V (để tránh hiện tượng phân cực của các điện cực) Dòng điệnchạy qua các điện cực có biên độ tỉ lệ với chiều dài của phần điện cực nhúngchìm trong chất lỏng.

Sơ đồ cảm biến hình 1.2b chỉ sử dụng một điện cực, điện cực thứ hai là bìnhchứa bằng kim loại

Sơ đồ cảm biến hình 1.2c dùng để phát hiện ngưỡng, gồm hai điện cực ngắnđặt theo phương ngang, điện cực còn lại nối với thành bình kim loại,vị trí mỗiđiện cực ngắn ứng với một mức ngưỡng Khi mức chất lỏng đạt tới điện cực,dòng điện trong mạch thay đổi mạnh về biên độ

* Cảm biến tụ điện

Khi chất lỏng là chất cách điện, có thể tạo tụ điện bằng hai điện cực hình trụnhúng trong chất lỏng hoặc một điện cực kết hợp với điện cực thứ hai là thànhbình chứa nếu thành bình làm bằng kim loại Chất điện môi giữa hai điện cựcchính là chất lỏng ở phần điện cực bị ngập và không khí ở phần không có chấtlỏng Việc đo mức chất lưu được chuyển thành đo điện dung của tụ điện, điệndung này thay đổi theo mức chất lỏng trong bình chứa Điều kiện để áp dụngphương pháp này hằng số điện môi của chất lỏng phải lớn hơn đáng kể hằng

số điện môi của không khí (thường là gấp đôi)

Trong trường hợp chất lưu là chất dẫn điện, để tạo tụ điện người ta dùng mộtđiện cực kim loại bên ngoài có phủ cách điện, lớp phủ đóng vai trò chất điệnmôi còn chất lưu đóng vai trò điện cực thứ hai

1.3.Tìm hiểu về PLC

Theo yêu cầu cầu đề tài có sử dụng winCC để mô phỏng hệ thống Mặc

dù gần 2 năm quá chúng em được tìm hiểu về PLC S7-200 Tuy nhiên doWin CC không tương thích với loại PLC S7-200 Do vậy chúng em quyết

định sử dụng loại PLC S7-300 Chúng tương thích với Win CC trong quá

trình mô phỏng Đây cũng là cơ hội cho chúng em biết hơn về các loạiPLC.

1.3.1.Khái quát chung về PLC S7-300

Hình 1.3 Nguyên lí chung về cấu trúc của một bộ điều khiển logic khả

trình (PLC)

Để có thể thực hiện được một chươg trình điều khiển, tất nhiên PLCphải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có bộ vi xử lý (CPU),một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu chương trình điều khiển và tất nhiên phải

có cổng vào/ ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổithông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ bài toánđiều khiển số, PLC cần phải có thêm các khối chức năng đặc biệt khác như

bộ đếm (Counter), bộ thời gian (Timer)và những khối hàm chuyên dụng(hình 1.4)

1.3.2.Các Module

Thông thường để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng thực tế mà ở đóphần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào/ra khác nhau màcác bộ điều khiển PLC được thiết kế không được cứng hoá về cấu hình.Chúng được chia nhỏ thành các module Số các module được chia nhiềuhay ít tuỳ theo từng bài toán, song tối thiểu phải có một module chính làmodule CPU Các module còn lại là các module nhận/truyền tín hiệu vớitín hiệu điều khiển, các module chức năng chuyên dụng như các modulePID, điều khiển động cơ Chúng được gọi chung là modul mở rộng Tất

cả các module được gá trên những thanh ray (Rack)

Hình 1.4 Cấu trúc một thanh Rack của PLC S7-300 Theo yêu cầu công nghệ của đề tài Trong hệ thống cần đo các đại lượng :

-Áp suất: P(bar) -Mức nước: H(m)

Do đó ta cần chọn các module sau: Module CPU, Module nguồn – PS ( Power supply), Module ghép nối IM (Interface module), Module tín hiệu SM (Signal module) Module truyền thông (được sử dụng khi giao tiếp với máy tính )

Hình 1.5 Hình ảnh module CPU 312C

Modul CPU là modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các

bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS 485) và có thể còn có mộtvài cổng vào/ra số Các cổng vào/ra số có trên modul CPU được gọi là

cổng vào/ra onboard.

Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau Nói chung chúngđược đặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như modul 312, modul 314,modul 315

Những modul cùng sử dụng một loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau vềcổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵntrong thư viện của hệ điều hành phục vụ cho việc sử dụng các cổngvào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng thêm

cụm chữ cái IFM (Intergrated Function Module) Ví dụ modul 312 IFM,

modul 314 IFM

Ngoài ra còn có các loại modul CPU với hai cổng truyền thông, trong

đó cổng truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạngphân tán Tất nhiên kèm theo cổng truyền thông thứ hai này là những phần

mềm tiện dụng thích hợp cũng đã được cài sẵn trong hệ điều hành Cácloại CPU được phân biệt với những modul CPU khác bằng thêm cụm từ

DP (Distributed Port) trong tên gọi Ví dụ modul 315-DP, 315-2DP

Hình 1.6 Hình ảnh thực tế các module mở rộng của PLC S7-300

2. Module nguồn – PS ( Power supply)

Có chức năng cung cấp nguồn cho các module của hệ SimaticS7_300 Module nguồn có 3 loại : 2A, 5A, 10A

3 Module ghép nối IM (Interface module)

Modul ghép nối đây là loại modul chuyên dụng có nhiệm vụ nối từngnhóm các modul mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản ly

chung bởi modul CPU Thông thường các modul mở rộng được gá liền vớinhau trên một thanh đỡ gọi là rack Trên mỗi một rack chỉ có thể gá đượcnhiều nhất 8 modul mở rộng (không kể modul CPU, modul nguồn nuôi.Một modul CPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp được với nhiều nhất 4Racks và các Racks này phải được nối với nhau bằng modul IM

4 Module tín hiệu SM (Signal module)

SM (Signal modul): modul mở rộng cổng tín hiện vào/ra bao gồm: + DI (digital input): modul mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào

số mở rộng có thể là 8, 16, hoặc 32 tuỳ theo từng loại module

+ DO (digital output): modul mở rộng các cổng ra số Số các cổng ra số

mở rộng có thể là 8, 16, hoặc 32 tuỳ theo từng loại modul

+ DI/DO (digital input/digital output): modul mở rộng các cổng vào/ra

số Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8vào/8ra, 16vào/16 ra theotừng loại modul

+ AI (analog input): Modul mở rộng các cổng vào tương tự Về bản chất

chúng chính là các bộ chuyển đổi tương tự số12 bit (AD), tức là mỗi tínhiệu tương tự được chuyển thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12bit Số các cổng vào tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại modul

+ AO (analog output): Modul mở rộng các cổng ra tương tự Về bản

chất chúng chính là các bộ chuyển đổi số tương tự (DA) Số các cổng ratương tự có thể là 2 hoặc 4 tuỳ từng loại modul

+ AI/AO (analog input/analog output): Modul mở rộng các cổng

vào/ra tương tự Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc4vào/4 ra tuỳ từng loại modul

5 Module truyền thông CP ( Communication module)

Phục vụ truyền thông trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc giữaPLC với máy tính.

1.3.2.1 Cách thức PLC thực hiện chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp, mỗi vòng lặp được gọi

là vòng quét (scan), mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữliệu từ các cổng vào số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thựchiện chương trình.Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từlệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (Block End) Sau giai đoạnthực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đếm ảo Qtới các cổng ra số, vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thôngnội bộ và kiểm soát lỗi

Hình 1.7 vòng quét chương trình

Chuyển dữ liệu từ cổng vào tới I

Truyền thông và kiểm tra nội bộ

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thờigian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định tức làkhông phải vòng quét nào cũng thực hiện trong khoảng thời gian nhưnhau Có vòng quét thực hiện lâu có vòng quét thực hiện nhanh tuỳ thuộcvào số lệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu đượctruyền thông trong vòng quét đó.

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việcgửi tín hiệu điều khiển tới các đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúngbằng thời gian vòng quét Nói cách khác thời gian vòng quét quyết địnhtính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC Thời gian vòngquét càng ngắn thì tính thời gian thực của chương trình càng cao

Analog output : Analog output cũng là một phần của module analog.Thực chất nó là một bộ biến đổi số - tương tự (D/A) Nó chuyển tín hiệu

số ở đầu vào thành tín hiệu tương tự ở đầu ra Dùng để điều khiển các thiết

bị với dải đo tương tự Chẳng hạn như điều khiển Van mở với góc từ 100%, hay điều khiển tốc độ biến tần 0-50Hz

0-Thông thường đầu vào của các module analog là các tín hiệu điện áphoặc dòng điện Trong khi đó các tín hiệu tương tự cần xử lý lại thường làcác tín hiệu không điện như nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, lưu lượng, khốilượng Vì vậy người ta cần phải có một thiết bị trung gian để chuyển

các tín hiệu này về tín hiệu điện áp hoặc tín hiệu dòng điện – thiết bị nàyđược gọi là các đầu đo hay cảm biến.

Để tiện dụng và đơn giản các tín hiệu vào của module Analog Input vàtín hiệu ra của module Analog Output tuân theo chuẩn tín hiệu của côngnghiệp.Có 2 loại chuẩn phổ biến là chuẩn điện áp và chuẩn dòng điện

- Điện áp : 0 – 10V, 0-5V, ±5V…

- Dòng điện : 4 – 20 mA, 0-20mA, ±10mA

Trong khi đó tín hiệu từ các cảm biến đưa ra lại không đúng theo chuẩn Vì vậy người ta cần phải dùng thêm một thiết chuyển đổi để đưa chúng

về chuẩn công nghiệp

Kết hợp các đầu cảm biến và các thiết bị chuyển đổi này thành một bộcảm biến hoàn chỉnh , thường gọi tắt là thiết bị cảm biến, hay đúng hơn làthiết đo và chuyển đổi đo ( bộ transducer)

Hình 1.8 Quá trình chuyển đổi ADC (analog to digital conveter)

Analog Input ( A/D) Các con số Analog Output ( D/A) Các con số

Đầu đo

Thiết bị chuyển đổi

SM 334 là 1 module tương tự gồm có 4AI và 2AO 12bit có tích hợp

bộ chuyển đổi ADC ( analog to digital converter)

Hình 1.9 Hình ảnh module analog SM331

Hình 1.10 Sơ đồ khối của Module analog SM331

Ưu điểm lớn nhất là trong các máy tính nhúng có hình dạng nhỏ gọngiúp nó thay thế hiển thị 2 đường trên một công cụ thông thường hay trên

bộ truyền với một HMI có đầy đủ tính năng.Người điều khiển làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy.Đôi khi không có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họcần có HMI có thể di chuyển được

- Một số hệ thống HMI

Hình 1.10 HMI điều khiển trực tiếp 1 bộ điều khiển thông qua

PROFIBUS

Hình 1.11HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển thông PROFIBUS

Hình 1.12HMI kết nối với máy chủ thông qua đường truyền

LAN(TCP/IP)

1.3.3.2 Tìm hiểu về WINCC

WinCC (Window Control Center) là phần mềm tạo dựng hệ SCADA vàHMI rất mạnh của hãng SIEMENS hiện đang được dùng phổ biến trên thếgiới và Việt Nam WinCC hiện có mặt trong rất nhiều lĩnh vực như sảnxuất xi măng, giấy, théo, dầu khí,…

WinCC là một hệ thống điều khiển trung lập có tính công nghiệp và cótính kỹ thuật, hệ thống màn hình hiển thị đồ họa và điều khiển nhiệm vụtrong sản xuất và tự động hóa quá trình Hệ thống này đưa ra nhữngmodule chức năng tích hợp công nghiệp cho hiển thị đồ họa, những thôngbáo, những lưu trữ và những báo cáo Nó là một trình điều khiển mạnh,nhanh chóng cập nhật các ảnh và những chức năng lưu trữ an toàn, bảođảm một tính lợi ích cao đem lại cho người vận hành một giao diện trựcquan dễ sử dụng, có khả năng giám sát và điều khiển quá trình công nghệtheo chế độ thời gian thực

Ngoài những chức năng hệ thống, WinCC đưa ra những giao diện mởcho các giải pháp của người dùng Những giao diện này làm cho nó có thểtích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức tạp, các giải pháp chocông ty mở Sự truy nhập tới cơ sở dữ liệu tích hợp bởi những giao diệnchuẩn ODBC và SQL, sự lồng ghép những đối tượng và những tài liệuđược tích hợp bởi OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX) Những cơchế này làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môitrường Windows

Để xây dựng được giao diện HMI bằng phần mềm WinCC thì cấu hìnhphần cứng phải bao gồm thiết bị PLC S7-xxx và cấu hình phần cứng tốithiểu của máy tính cho việc sử dụng phần mềm WinCC và các thiết bịkhác phục vụ cho việc truyền thông

2 Các thành phần cơ bản của WinCC

- Communications Drivers : là các driver giúp WinCC có thể thực hiệngiao tiếp với các thiết bị theo các tiêu chuẩn khác nhau, ví dụ như theochuẩn mạng profibus, chuẩn mạng modbus…

- Graphics Designer : là công cụ giúp người dùng tạo các giao diệntương thích với hệ thống thực tế, từ đó người dùng có thể thực hiện cácthao tác điều khiển các thiết bị của hệ thống đó

- Tag Logging : là công cụ thực hiện việc lấy dữ liệu từ các quá trìnhthực thi, chuẩn bị để hiển thị và lưu trữ các dữ liệu Từ những dữ liệutrên giúp thiết lập các thông báo, các bảng, biểu hoàn chỉnh về giá trịcủa quá trình

- Alarm Logging : đây là công cụ giúp cung cấp các thông tin về các lỗiphát sinh và trạng thái hoạt động toàn diện của hệ thống Từ công cụAlarm Logging nó giúp người dùng sớm nhận ra các tình trạng nguycấp của hệ thống từ đó tránh và giảm thiểu rủi ro, nâng cao chất lượngcho hệ thống

Một chương trình của chúng ta sẽ được tạo ra bởi các công cụ soạn thảo ( bao gồm các chương trình Graphic System, Alarm Logging, Archive System…) Các thông số trong chương trình của

ta sẽ được lưu trong vùng nhớ dữ liệu CS (Configuration database)

- Khi runtime, thì phần mềm Runtime sẽ đọc các thông tin từ vùng dữliệu CS và Project được khởi động Các giá trị của các biến quá trình

sẽ được lưu vào vùng dữ liệu RT (Runtime database) Các biến thực tếnày sẽ được đưa đến màn hình giao diện ( tạo bởi Graphics Designer ),đến hệ thống lưu trữ

4 Quy trình tạo một project trên WinCC

- Tạo một dự án “project” WinCC mới

Có 3 lựa chọn cho dự án

Single-User Project : Dự án thực hiện trên máy đơn

Multi-User Project

Multi-Client Project

- Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management

Mục đích : để thiết lập kết nối truyền thông giữa WinCC với các thiết bị(chủ yếu là PLC ) bằng một mạng liên kết chúng với nhau trong việc traođổi dữ liệu Mỗi một driver có định dạng *.chn Ví dụ : để liên kếtWinCC với S7-300 ta có thể chọn driver “ SIMATIC S7 Protocol Suite.chn

”, để liên kết WinCC với S7-200 thông qua mạng Modbus ta có thể chọndriver “Modbus Serial.chn ”…

Sau khi ta chọn Driver, thì mỗi một Driver sẽ xuất hiện các loại cổngkết nối riêng của nó Trong WinCC thì mỗi cổng được gọi là một channel.Các cổng này thông thường chỉ định cổng COM của máy tính

Để thêm một kết nối Driver mới, ta chỉ cần nhấp phải chuột vào cáccổng kết nối >> chọn New Driver Connection

- Tạo các biến ( Tag )

Để tạo kết nối các thiết bị của một dự án trong WinCC., trước tiên phảitạo các Tags trên WinCC Tags được tạo dưới Tags Management Gồm cóTags nội và Tags ngoại