btl hệ thu thập dữ liệu và truyền dữ liệu

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 3001, Giới thiệu chung: - PLC là viết tắt của Programmable Logic Control là thiết bị điều khiển Logic lập trình hay khả trình được, cho phép thực hiện lin

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7 – 300

1, Giới thiệu chung:

- PLC là viết tắt của Programmable Logic Control là thiết bị điều khiển Logic lập

trình hay khả trình được, cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình

- Trong lĩnh vực tự động điều khiển, bộ điều khiển PLC là thiết bị có khả năng lập

trình được sử dụng rộng rãi Kỹ thuật PLC được sử dụng từ những năm 60 cà được sửdụng chủ yếu để điều khiển và tự động hoá quá trình công nghệ hoặc các quá trình sảnxuất trong công nghiệp Đặc trưng của PLC là sử dụng vi mạch để xử lý thông tin, nó cũng giống như con vi xử lý xong việc lập trình và tốc độ thuận tiện hơn, xử lí nhanh hơn và dễ dàng thay đổi công nghệ, cải tạo dựa trên chương trình và phần mở rộng

- Các nối ghép logic cần thiết trong quá trình điều khiển xử lí bằng phần mềm do

người dùng lập nên và cài vào Cùng với lí do này nên chúng ta giải quyết các bài

toán tự động hoá một cách dễ dàng, khác nhau nhưng cùng chung một bộ điều khiển

và chỉ thay đổi phần mềm tức là các phương trình khác nhau

- Các ưu thế của PLC trong tự động hóa:

+Thời gian lắp đặt công trình ngắn

+Dễ dàng thay đổi nhưng không tốn kém về mặt chính

+ Có thể tính toán chính xác giá thành

+ Cần ít thời gian làm quen

+ Do phần mềm linh hoạt nên khi muốn mở rộng và cải tạo công nghệ thì dễ

dàng

+ Ứng dụng điều khiển trong phạm vi rộng

+ Dễ bảo trì, các chỉ thị vào ra giúp xử lý sự cố dễ dàng và nhanh hơn

+ Thích ứng với môi trường khắc nghiệt: nhiệt độ, độ ẩm, điện áp dao động,

tiếng ồn

 Cấu trúc chung của một hệ thống PLC được thể hiện trên sơ đồ

Hình 1.1: Sơ đồ cấu trúc bên trong PLC

2, Cấu tạo:

a, Bộ nguồn:

- Bộ nguồn cung cấp điện cho PLC hoạt động, việc chọn bộ nguồn dựa trên dòng tiêuthụ của điện áp một chiều (5 VDC hoặc 24 VDC) Dòng tiêu thụ của các phân tử PLCphải nhỏ hơn dòng điện cấp của bộ nguồn để không bị quá tải

b, CPU:

- Thành phần cơ bản của PLC là khối vi xử lý CPU Sản phẩm của mỗi hãng có đặc

trưng cho tính linh hoạt, tốc độ xử lý khác nhau Về hình thức bên ngoài, các hệ CPU của cùng một hãng có thể được phân biệt nhờ các đầu vào, ra và nguồn cung cấp

- Tốc độ xử lí của CPU là tốc độ xử lý từng bước lệnh của chương trình PLC đòi hỏi CPU phải có tốc độ xử lý nhanh để có thể mô phỏng các hiện tượng logic vật lý xảy

ra nhanh trong thế giới thực, CPU có tần số nhịp càng cao thì xử lí càng cao Tuy

nhiên tốc độ cũng bị ảnh hưởng bởi cách lập trình cho PLC

c, Module CPU:

- Module CPU là loại module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời

gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485)… và có thể còn có một vài cổng vào ra số Các cổng vào ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào ra onboard

- PLC S7_300 có nhiều loại module CPU khác nhau Chúng được đặt tên theo bộ vi

xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, module CPU315…

- Những module cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra

onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sẵn trong thư viện của hệ điều

trong tên gọi bằng thêm cụm chữ IFM (Intergrated Function Module)

Ví dụ như Module CPU312 IFM, Module CPU314 IFM…

- Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng

truyền thông thứ hai có chức năng chính là phục vụ việc nối mạng phân tán Các loại module này phân biệt với các loại module khác bằng cụm từ

DP (Distributed Port) như là module CPU315-DP

Hình 1.2: Module CPU

d, Module mở rộng:

- Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu module Các module này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau Việc xây dựng PLC theo cấu trúcmodule rất thuận tiện cho việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng nhưngtối thiểu bao giờ cũng phải có một module chính là module CPU, các module còn lại

là những module truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài như động

cơ, các đèn báo, các rơle, các van từ Chúng được gọi chung là các module mở rộng

+ Các module mở rộng chia thành 5 loại chính:

 Module nguồn nuôi (PS – Power supply):

Có 3 loại: 2A, 5A, 10A

 Module xử lý vào/ra tín hiệu số( SM- Signal module)

Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra có 6 loại:

+ DI (Digital input ): Module mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số mở rộng

có thể là 8, 16, 32 tùy vào từng loại module

+ DO (Digitial output ): Module mở rộng các cổng ra số Số các cổng vào số mở rộng

có thể là 8, 16, 32 tùy vào từng loại module

+ DI/DO (Digitial input/Digitial output): Module mở rộng các cổng vào/ra số … Sốcác cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy từng loạimodule

+ AI (Analog input): Module mở rộng các cổng vào tương tự Số các cổng vào tương

tự có thể là 2, 4, 8 tùy từng loại module

+ AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng các cổng vào/ra tương tự

Số các cổng vào/ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hay 4 vào/4 ra tùy từng loại module

- Các CPU của S7-300 chỉ xử lý được các tín hiệu số, vì vậy các tín hiệu analog đềuphải được chuyển đổi lại thành tín hiệu số Cũng như các module số, người sử dụngcũng có thể thiết lập các thông số cho các module analog

 Module ghép nối (IM – Interface module);

- Module ghép nối các module mở rộng với nhau thành một khối và được quản lýchung bởi một module CPU Thông thường các module mở rộng được gắn liền vớinhau trên một thanh đỡ được gọi là rack Trên mỗi rack có nhiều nhất 8 module mởrộng ( không kể module CPU, module nguồn nuôi) Một module CPU S7 – 300 có thể

+ IM 365: Là module ghép nối có thể mở rộng thêm một tầng chứa 8 module trên đóvới khoảng cách tối đa là 1m lấy nguồn từ CPU.

 Module chức năng( FM – Function module):

- Module có chức năng điều khiển riêng, như module PID, module điều khiển động

cơ bước,…

 Module truyền thông ( CP – Communication module):

- Module phục vụ truyền thông giữa trong mạng giữa các PLC với nhau hoặc PLC

với máy tính

Hình 1.3: Nguồn và các module mở rộng

3, Bộ nhớ:

- Dung lương bộ nhớ nói lên khả năng nhớ của PLC đo bằng đơn vị Kbyte nhưng

cũng có thể là số tối đa dòng lệnh có khi được viết chương trình

- Bộ nhớ của S7 -300:

Bộ nhớ được chia làm ba vùng:

+ Vùng chương trình: là miền nhớ để lưu giữ các lệnh chương trình.Vùng nàythuộckiểu non-volatile đọc ghi được Vùng nhớ chương trình được chia thành 3 miền:  OB (Organisation block): Miền chứa chương trình tổ chức

 FC (Function): Miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có

biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó

 FB (Function block): Miền chưa chương trình con được tổ chức thành hàm

và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác Các dữ

liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB)

+ Vùng chưa tham số các hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân

 Q(Process image output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số.

 M: Miền biến cờ

 T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (timer)

 C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm ( counter)

 PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự(I/O External input)

 PQ: Miền địa chỉ cổng ra các module tương tự (I/O External output)

+ Vùng dữ liệu: là miền để sử dụng để cất giữ các khối dữ liệu của chươngtrình bao gồm kết quả các phép tính , hằng số được định nghĩa trong chương trình bộđệm truyền thông Một phần của bộ nhớ này thuộc kiểu đọc ghi được

+ Vùng dữ liệu chia thành 2 loại:

• DB (Data block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối Kíchthước cũng như khối lượng do người sử dụng quy định

• L( Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được các khối chương trình

OB, FC, FB tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi dữ liệu củabiến hình thức với những khối chương trình đã gọi nó Nội dung của dữ liệu trongmiền nhớ này sẽ bị xóa khi kết thúc chương trình tương ứng trong khối OB, FC, FB

- Tổ chức bộ nhớ CPU : là cách phân chia bộ nhớ cho các vùng nhớ khác nhau Cấutrúc bộ nhớ CPU của PLC S7-300 bao gồm:

+ Vùng nhớ chứa các thanh ghi

+ Vùng system memory

+ Vùng Load memory

+ Vùng Work memory

Kích thước các vùng nhớ này phụ thuộc vào chủng loại của từng module CPU

Load memory: là vùng nhớ chương trình ứng dụng ( do người sử dụng viết ) bao

gồm tất cả các khối chương trình ứng dụng OB, FC, FB, các khối chương trình trongthư viện hệ thống được sử dụng( SFC,SFB) và các khối dữ liệu DB

System memory: Là vùng nhớ chưa các khối DB đang được mở, khối chương trình

(OB, FC, FB, SFC hoặc SFB) đang được CPU thực hiện và phần bộ nhớ cấp phát chonhững tham số hình thức để các khối chương trình này trao đổi tham trị với hệ điềuhành và với khối chương trình khác( Local Block) Tại mỗi thời điểm nhất định vùngwork memory chỉ chứa 1 khối chương trình Sau khi khối chương trình đó được thựchiện xong thì hệ điều hành sẽ xóa nó khỏi Work memory và nạp vào đó khối chươngtrình kế tiếp đến lượt thực hiện

4, Truyền thồng với thiết bị khác:

a, Giớí thiệu chung:

- Truyền thồng là phần khá phức tạp trong việc làm chủ PLC PLC họ s7 sử dụngcổng truyền thông nối tiếp RS485 với phích căm 9 chân để phục vụ cho việc ghép nốivới thiết bị lập trình (PC) hoặc với trạm PLC khác Ghép nối PLC qua cổng RS232cần có cáp nối PC/PPI với bộ chuyển đổi RS232/RS485

- Truyền thông là 1 quá trình trao đổi thông tin giữa hai chủ thể với nhau Đối tác này

có thể điều khiển đối tác kia, hoặc quan sát trạng thái của đối tác.Các đối tác truyềnthông người hoặc hệ thống kỹ thuật là các thiết bị phần cứng ( đối tác vật lý) hoặc cácchương trình phần mềm( đối tác logic)

PPI là phương thức chủ tớ Các thiết bị chủ (CPU, thiết bị lập trình…) gửi yêu cầuđến các trạm và các trạm trả lời Các trạm không bao giờ tự gửi thông tin lên mạng

mà chỉ chờ nhận các yêu cầu của các thiết bị chủ để trả lời

 Phương thức MPI:

MPI có thể là phương thức chủ/tớ hay chủ/chủ Cách thức hoạt động phụ thuộc vàoloại thiết bị Nếu thiết bị đích là CPU S7-300 thì MPI tự động trở thành chủ/chủ vì cácCPU S7-300 là các thiết bị chủ trong mạng Nếu thiết bị đích là CPU S7-200 thì MPIlại là chủ/tớ vì các CPU S7-200 lúc đó được coi như là trạm

Khi hai thiết bị trong mạng kết nối nhau bằng phương thức MPI, chúng tạo nên mộtliên kết riêng, không thiết bị chủ khác nào có thể can thiệp vào liên kết này Thiết bịchủ trong hai thiết bị kết nối thường giữ mối liên kết đó trong một khoảng thời gianngắn hoặc huỷ liên kết vô thời hạn (giải phóng đường truyền) Mạng MPI có giáthành thấp, được ứng dụng với số lượng đối tác truyền thông ít (tối đa 32 trạm), lượng

dữ liệu nhỏ

+ Phương pháp truy cập:

MPI sử dụng phương thức truy cập Token-Passing Token là một bức điệnngắn không mang dữ liệu, có cấu trúc đặc biệt với các bức điện mang thông tinnguồn, được dùng tương tự như một chìa khoá Một trạm được quyền truy cập bus

và gửi thông tin đi chỉ trong thời gian nó được giữ Token

+ Môi trường truyền dẫn:

MPI sử dụng cáp hai dây Chiều dài tối đa của cáp cho một đoạn bus là 50m.

Sử dụng bộ lặp RS-485 làm tăng chiều dài tối đa lên đến 1100m Tốc độ truyềnthường là 187.5 Kbit/s

 Phương thức PROFIBUS:

Phương thức PROFIBUS được thiết kế cho việc truyền tốc độ cao với các thiết bịphân phối vào ra, thường cũng được gọi là các đầu vào/ra từ xa Mạng PROFIBUSthường bao gồm một thiết bị chủ và nhiều trạm vào/ra Thiết bị chủ được đặt cấu hình

để nhận biết loại cũng như địa chỉ của các trạm nối vào nó.Sau đó nó tự kiểm tra cáctrạm theo cấu hình được đặt Thiết bị chủ ghi vào các trạm và đọc dữ liệu từ đó mộtcách liên tục Nói chung, mỗi thiết bị chủ thường làm chủ thiết bị của mình, các thiết

bị chủ khác trên mạng (nếu có) chỉ có thể truy cập rất hạn chế vào các trạm khôngphải của chúng

 Mạng AS- I

-AS-I (Actuator Sensor Interface) là kết quả phát triển của 11 hãng sản xuấtcác thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có tên tuổi trong công nghiệp, trong đóSiemens AG, Festo KG, Pepperl & Fuchs GmbH) Mục đích duy nhất của AS-I làkết nối các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành số với cấp điều khiển Từ mộtthực tế là 80% cảm biến và cơ cấu chấp hành trong một hệ thống máy móc làmviệc với các biến logic, cho nên việc nối mạng chúng trước hết phải đáp ứng đượcyêu cầu về giá thành thấp cũng như lắp đặt, vận hành và bảo dưỡng đơn giản Vì thếcác tính năng kỹ thuật được đặt ra:

+ Khả năng đồng tải nguồn, tức dữ liệu và dòng nuôi cho toàn bộ cảm biến và mộtphần lớn các cơ cấu chấp hành phải được truyền tải trên cùng một cáp hai dây

đòi hỏi cao về chất lượng đường truyền.

+ Cho phép thực hiện cấu trúc mạng đường thẳng cũng như hình cây

+ Các thành phần giao diện mạng có thể thực hiện với giá cả rất thấp

+ Các bộ nối phải nhỏ, gọn, đơn giản và giá cả hợp lý

Hình 1.4: Ví dụ về cấu hình mạng AS –I với bộ điều khiển PLC S7 -300 và Module

giao diện CP341-2(Siemens)

 Industrial Ethernet(IE)

- Mạng Industrial Ethernet (IEEE 802.3) dựa trên cơ sở Ethernet thường nhưng

được thiết kế lại cho sử dụng phù hợp trong môi trường công nghiệp và do tổ chức

IEA (Industrial Ethernet Assciation) quản lý

- Industrial Ethernet là một mạng dành cho cấp giám sát và cấp trạm của mạng

truyền thông giữa các máy tính và những bộ điều khiển logic khả trình nó được sử

dụng để truyền dữ liệu với lượng lớn và có thể được sử dụng để truyền qua khoảng

cách lớn

Hình 1.5 : Cấu trúc mạng Ethernet

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ WINCC

1,Giới thiệu chung

a Sơ bộ về Scada

-Hệ SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): là hệ thống điều khiểngiám sát vvà thu thập dữ liệu, ra đời vào những năm 80 trên cơ sở ứng dụng kỹ thuậttin học, mạng máy tính và truyền thông công nghiệp Hệ SCADA cho phép liên kếtmạng ở nhiều mức độ khác nhau: từ các bộ cảm biến, cơ cấu chấp hành, các bộ điềukhiển, các trạm máy tính điều khiển và giám sát, cho đến các trạm máy tính điều hành

và quản lý công ty

Các chức năng cơ bản của hệ SCADA:

-Giám sát (Supervisory): Chức năng này cho phép giám sát liên tục các hoạt động

trong hệ thống điều khiển quá trình Hiển thị các báo cáo tổng kết về quá trình sảnxuất, chỉ thị giá trị đo lường, dưới dạng trang màn hình, trang đồ hoạ, trang sự kiện,trang báo cáo sản xuất, Qua đó nhân viên vận hành có thể thực hiện các thao tácvận hành và can thiệp từ xa đến các hệ thống phía dưới

-Điều khiển (Control): Chức năng này cho phép người điều hành điều khiển các thiết

bị và giám sát mệnh lệnh điều khiển

-Thu thập dữ liệu (Data Acquisition): Thu thập dữ liệu qua đường truyền số liệu

về quá trình sản xuất, sau đó tổ chức lưu trữ các số liệu như: số liệu sản xuất, chấtlượng sản phẩm, sự kiện thao tác, sự cố, dưới dạng trang ghi chép hệ thống theo một

cơ sở dữ liệu nhất định

C p qu nlí kinh doanh ấp quảnlí kinh doanh ảnlí kinh doanh

Van

cảm biếntrạm vận hành

Cơ cấu chấp hành

mạng điều khiển

c p tr ấp quảnlí kinh doanh ường ng

b Giới thiệu về wincc

Hình III Cấu hình của một SCADA điển hình

-WinCC (Windows Control Center - Trung tâm điều khiển trên nền Windows), cungcấp các công cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điềuhành của Microsoft như Windows NT và Windows 2000 Trong dòng các sản phẩmthiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADAvới những chức năng hữu hiệu dành cho việc điều khiển.

-Một trong những đặc điểm của WinCC là đặc tính mở Nó có thể sử dụng một cách

dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng tạo nên giao diệnngười-máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác

-WinCC kết hợp các bí quyết của hãng Siemens-công ty hàng đầu trong tự động hoáquá trình và Microsoft-công ty hàng đầu trong việc phát triển phần mềm cho PC

-Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có quy mô lớn nhỏ khácnhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có quy mô toàn công

ty như: việc tích hợp với những hệ thống cấp cao MES (Manufacturing ExcutionSystem - hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise ResourcePlanning) WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở quy mô toàn cầu nhờ hệ thống trợgiúp của Siemens có mặt khắp nơi trên thế giới

2 Các bước cơ bản tiến hành thiết kế

 Chọn Single-User Project / OK: tạo một dự án đơn người sử dụng

 Chọn Multi-User Project / OK: tạo một dự án đa người sử dụng

 Chọn Multi-Client Project / OK: tạo một dự án nhiều khách Đặt tênProject / nhấn Create Khi đó màn hình WinCC hiện ra như hình III.2

Hình III.2Màn hình giao diện chính của WINCC-Kích chuột phải vào biểu tượng có tên Computer để mở hộp thoại thiết lập các thuộctính của hệï thống khi chạy chương trình cũng như thay đổi các tên của máy tính.

c Kết nối với PLC

-Để khai báo việc kết nối với một PLC mới ta tiến hành theo trình tự sau:

- Kích chuột phải vào Tag Management / Add New Driver Trong hộp thoại hiện ra tachọn SIMATIC S7 Protcol Suite và kích vào nút Open

- Tạo một kết nối với thiết bị cấp dưới: kích chuột vào SIMATIC S7 ProtcolSuite/New Conection / Connection properties Nhập tên đối tượng kết nối và nhấn

OK

d Tag và Tag Group

-Tạo Internal tag

-Trong Tag management, kích phải chuột vào Internal Tag/New Tag Xuất hiện hộpthoại Tag Properties cho phép ta nhập tên, kiểu dữ liệu của Tag

-Tạo Tag Group

-Kích phải chuột lên kết nối PLC vừa tạo như trên: New Group / Properties Of TagGroup, nhập tên Group sau đó nhấn OK

c Tạo External tag

- Kích phải chuột lên kết nối PLC chọn New Tag / Tag Properties, nhập tên, kiểu dữliệu của Tag sau đó nhấn OK

- Nhấn nút Select để mở hộp thoại Address Properties sau đó chọn danh sách dữ liệucho Tag, vùng dữ liệu biến

2.2 Thiết kế giao diện đồ hoạ

-Trong cửa sổ WinCC Explorer ta kích phải chuột vào Graphics Designer chọn NewPicture, một bức tranh Newpld0.Pdl sẽ hiện ra trong cửa sổ WinCC Explorer

-Để thiết kế đồ hoạ cho bức tranh vừa tạo, ta cĩ thể nhấp đúp chuột vào tên bức tranhhoặc kích phải chuột vào tên bức tranh và chọn Open Picture

-WinCC hỗ trợ một cơng cụ mạnh về đồ hoạ, và hỗ trợ một thư viện rất lớn về cácthiết bị cơng nghiệp rất sinh động, ta cĩ thể chọn và đem ra sử dụng nĩ một cách dễdàng

2.3 Thu thập dữ liệu và biểu diễn giá trị quá trình (Tag logging)

a.Mở Tag Logging

-Trong cửa sổ bên trái của WinCC Explorer, kích phải chuột lên Tag Logging, chọnOpen

-Đối tượng Timer được định vị tại dịng thứ hai trong cửa sổ Timer cĩ thể được địnhcấu hình cho bản ghi hay cho việc lưu trữ

b Tạo một Archive

Hình III.3: Màn hình hiển thị chức năng Tag

Hình III.4: Tạo một archive Hình III.5:Kết thúc việ tạo archive

Winzad, trong hộp thoại xuất hiện đầu tiên ta chọn Next, trong hộp thoại xuất hiệntiếp theo ta nhập tên của Archive, chọn kiểu của Archive là Process value Archive(hình III.4)

-Sau đó ta chọn Next / Select, chọn Tag cần thực hiện lưu trữ giá trị quá trình Tronghộp thoại xuất hiện tiếp theo ta nhấn OK để xác nhận, chọn Apply để kết thúc việc tạoArchive Winzad (hình III.5)

c Tạo một Table windows

-Với Table Windows ta có thể biễu diễn các Tag quá trình dưới dạng bảng Để tạomột Table Windows ta tiến hành như sau:

 Trong Graphic Designer tạo một trang Graphic có tên “Đo Thi.Pdl”

 Trong Object Palette / Control / WinCC Online Table Control, kéo đối tượngvào trang Graphic, kích đúp chuột lên đối tượng để mở hộp thoại Properties OfWinCC Online Trend Control

Ấn chọn mục General: Ấn chọn mục Columns:

2.4 Thu thập cảnh báo dữ liệu (alarm logging)

a.Mở alarm Logging

-Trong cửa sổ WinCC Explorer, kích phải chuột vào Alarm Logging, chọn Open.

b Các bước tiến hành để định cấu hình và thiết lập một hệ thống cảnh báo

-Alarm Logging hỗ trợ một cơng cụ System Winzad Cơng cụ này cung cấp cho tamột phương pháp đơn giản và tự động tạo một hệ thống cảnh báo như mong muốn -

Để thiết lập một hệ thống cảnh báo ta tiến hành từng bước như sau:

 Chọn File / Select Winzad, xuất hiện hộp thoại System Winzad

Hình III.7: Màn hình giao diện Alarm

Hình III.6: Tạo một Table Windows

Hình III.7 (a,b,c): Các bước thiết lập Alarm Logging

Number Trong User Text Block chọn Msg Txt, Error Location Trong Process ValueBlocks chọn None / Next (hình III.8.a)

 Khi hộp thoại System Winzad: Preset Classes hiện ra ta chọn Class ErrorWith Type Alarm and Warning / Next (hình III.8.b)

 Trong hộp thoại System Winzad: Selecting Archives, thiết lập Short-TermArchive For 250 Messages (hình III.8.c)

Cuối cùng ta nhấn nút Finish để kết thúc việc định cấu hình và thiết lập một

hệ thống cảnh báo (Alarm Logging) Trong công đoạn này ta cần chú ý một số vấn đềsau:

- Ta có thể định cấu hình cho văn bản thông báo như sau: thay đổi chiều dài củaMessage Text, chọn Message Blocks trong cửa sổ bên trái của trang Alarm Logging,chọn User Text Block, kích phải chuột vào Message Text / Properties và nhập giá trịmong muốn

- Thay đổi chiều dài của Point Of Error: chọn Message Blocks trong cửa sổ bên tráicủa trang Alarm Logging Chọn User Text Block, kích phải chuột vào Point Of Error /Properties, nhập giá trị mong muốn

- Định cấu hình màu của thông báo: thực hiện công việc này nhằm mục đích giúpngười vận hành dễ dàng nhận ra loại thông báo Ta tiến hành thiết lập như sau:

+ Kích chuột vào Came In: chọn Text Color để định màu cho văn bản, chọnBackground Color để định màu nền.

+ Kích chuột vào Went Out: chọn Text Color để định màu cho văn bản, chọnBackground Color để định màu nền

+ Kích chuột vào Acknowleged: chọn Text Color để định màu cho văn bản,chọn Background Color để định màu nền

+ Kích OK để kết thúc

2.5 Truyền thông trong môi trường WinCC

Bản chất truyền thông giữa máy tính (PC) và PLC

-Bản chất của quá trình này được thể hiện như sơ đồ sau đây:

Trong đó :

Data Manager (Trình quản trị dữ liệu)

-WinCC Data Manager quản lý dữ liệu (Database) Người sử dụng không thấy được

Hình III.9: bản chất của quá trình truyền thông trong

WinCC

dữ liệu từ trình quản lý dữ liệu ở các dạng biến WinCC Các ứng dụng này gồmGraphic Runtime, Alarm Logging Runtime và Tag Logging Runtime.

Các trình điều khiển truyền thông (Comunication driver)

-Để cho WinCC truyền thông với các kiểu PLC khác, người sử dụng phải nối trìnhquản lý dữ liệu với PLC Trình điều khiển truyền thông gồm một C++DLL, mà truyềnthông giao tiếp với trình quản lý dữ liệu (gọi là kênh API) Trình điều khiển truyềnthông cung cấp các giá trị quá trình cho WinCC Tag

Đơn vị kênh (Channel Unit)

-Ngõ vào Communication Driver trong Tag Managerment chứa ít nhất một Entry Sub-Entry của Communication Driver này gọi là Đon vị kênh Mỗi đơn vị tạonên giao tiếp với một Hardware và như vậy với Modul truyền thông của PC Người taphải định nghĩa đơn vị kênh Modul truyền thông này được gán trong hộp thoạiSystem Parameters Hộp này được mở bằng cách click chuột phải vào đơn vị kênhtương ứng và chọn System Parameter từ Menu hiện lên

Sub-Sự xuất hiện của hộp thoại phụ thuộc vào trình điều khiển truyền thông được chọn.Tuy nhiên có thể thêm các thông số truyền thông nếu cần

Hardware driver: Driver kết nối phần cứng.

Communication Processor (CP): bộ xử lý truyền thông.

PLC: thiết bị PLC.

Hình III.10: Keát noái truyeàn thoâng -Quá trình truyền thông này có thể được mô tả như sau: WinCC Data Manager quản

lý các WinCC Tag khi thực thi Nhiều ứng dụng WinCC khác nhau (trên WinCCApplication) yêu cầu các giá trị từ Data Manager Công việc của Data Manager nhậncác tag yêu cầu từ quá trình Nó thực hiện việc này thông qua trình điều khiển truyềnthông đã được tích hợp trong WinCC Project Trình điều khiển truyền thông tạo nêngiao tiếp giữa WinCC và quá trình bằng cách sử dụng đơn vị kênh của nó Trong phầnlớn các trường hợp, kết nối dựa trên Hardware đến quá trình được cài đặt bằng cách

sử dụng một CP Trình điều khiển truyền thông WinCC sử dụng các CP để gởi thôngđiệp yêu cầu đến PLC Tiếp đến CP gửi các giá trị quá trình được yêu cầu từ cácthông điệp tương ứng về lại WinCC

Thiết lập cấu hình truyền thông:

Các dịch vụ truyền thông củaWinCC:

a Truyền thông với Simatic S5:

Dùng phương tiện truyền thông nối tiếp: Sử dụng giao thức ASCII và

b Truyền thông với Simatic S7:

-WinCC truyền thông với S7 qua các chuẩn sau:

c Truyền thông với WinCC.

-Kết nối các trạm WinCC thông qua OPC (OLE For Process Control) Các trạm củaWinCC có thể kết nối với nhau bằng bất kỳ phương pháp kết nối nào, ví dụ kết nốiEthernet qua TCP/IP

Hàm truyền thông cơ bản

a Kiểu dữ liệu của WinCC

Binary Tag: kiểu nhị phân

Unsigned 8 Bit Value: Kiểu nguyên 8 Bit không dấu

Signed 8 Bit Value: Kiểu nguyên 8 Bit có dấu

Unsigned 16 Bit Value: Kiểu nguyên 16 Bit không dấu

Signed 16 Bit Value: Kiểu nguyên 16 Bit có dấu

Unsigned 32 Bit Value: Kiểu nguyên 32 Bit không dấu

Signed 32 Bit Value: Kiểu nguyên 32 Bit có dấu

Floating Point Number 32 Bit IEEE 754: Kiểu số thực 32 bít theo tiêuchuẩn IEEE 754

Floating Point Number 64 Bit IEEE 754: Kiểu số thực 64 Bit theo tiêuchuẩn IEEE 754

Text Tag 8 Bit Character Set: Kiểu kí tự 8 Bit.

Text Tag 16 Bit Character Set: Kiểu kí tự 16 Bit

Raw Data Type: Kiểu dữ liệu thô

b Gửi dữ liệu từ winCC xuống ô nhớ PLC:

-Cấu trúc: (Giá trị trả về) SetTagXXX (“tên biến ngoại”, giá trị)

-Giải thích:

Giá trị trả về: Là kiểu BOOL Nếu quá trình gửi thành công thì giá trị trả về là TRUE,còn ngược lại thì giá trị trả về là FALSE

XXX: Là Bit, Byte, Word

Nếu XXX là Bit thì “giá trị” là 0 hoặc 1

Nếu XXX là Byte thì “giá trị” là byte

Nếu XXX là word thì “giá trị” là Word

c Lấy dữ liệu từ ô nhớ PLC lên biến ngoại nào đó trên WinCC:

-Cấu trúc: (Giá trị trả về) GetTagXXX(“tên biến ngoại”)

-Giải thích:

XXX: là Bit, Byte, Word

Nếu XXX là Bit thì giá trị trở về là 0 hoặc 1

Nếu XXX là Byte thì giá trị trở về là Byte

Nếu XXX là Word thì giá trị trở về là Word

- Tên biến ngoại: Là biến được gán tương ứng với ô nhớ nhất định của PLC đượcthiết lập ở Tag Management

- Tuỳ theo chức năng sử dụng mà người dùng có thể chọn các gói khác nhau củaWinCC như là một trong các lựa chọn của sản phẩm Các gói cơ bản của WinCC chialàm hai loại như sau:

- WinCC Runtime Package (Viết tắt là RT): chứa các chức năng ứng dụng dùng đểchạy các ứng dụng của WinCC như hiển thị , điều khiển, thông báo các trạng thái, cácgiá trị điều khiển và làm các báo cáo

-WinCC Complete Package (Viết tắt là RC): bao gồm bản quyền để xây dựng cấuhình hệ thống (configuration license) và bản quyền để chạy ứng dụng (Runtime)

-Các gói này có các phiên bản khác nhau tuỳ theo số lượng các tham số làm việc(power tag) mà nó có thể đáp ứng: 128, 256, 1024, 65536 Powertags Powertags làcác tham số làm việc mà bộ điều khiển theo dõi giá trị của nó bằng việc nối ghép vớiquá trình và thiết bị mà nó điều khiển hoặc giám sát Trong trường hợp người sử dụngmuốn nâng cấp từ một phiên bản có số Powertag nhỏ lên cấp lớn -hơn, họ có thể muacác phiên bản chuyên để nâng cấp gọi là WinCC Powerpacks

-Ngoài các gói phần mềm cơ bản trên, WinCC còn có các modul nâng cao dành chonhững ứng dụng cấp cao hơn (WinCC Options) và các modul mở rộng đặc biệt(WinCC Add-on) Các WinCC Options là sản phẩm của Siemens Automation andDrive (A$ D) Các WinCC Add-on là các sản phẩm của các bộ phận khác củaSiemens hay các đối tác của Siemens xây dựng lên nhằm mở rộng chức năng hay đểphù hợp với từng loại ứng dụng

a Chức năng đồ hoạ - Trình soạn thảo Graphic Designer:

-Để thực hiện công việc mô phỏng quá trình bằng những hình ảnh trực quan Win CC

có một giao diện khá hoàn chỉnh dành cho người sử dụng thông qua trình ứng dụngthiết kế đồ hoạ Graphic Designer

-Trình ứng dụng Graphic Designer giúp cho người lập trình có khả năng vẽ lại toàn

bộ quá trình, các mô hình của đối tượng

-Việc mô phỏng hệ thống chia làm hai bước:

 Thể hiện hệ thống ở trạng thái tĩnh: Sử dụng các đối tượng chuẩn vẽ cáchình ảnh cần thiết kế Mỗi đối tượng khi được thả xuống thì nó có các giátrị thuộc tính mặc định Người thiết kế cần đặt các giá trị như vị trí, màunền, màu đường, phông chữ hiển thị, độ lớn