ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ Nguyễn Quang Tâm XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI PLC-S7-1200 KẾT NỐI VỚI PHẦN MỀM WINCC Ngành: Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội – 2017 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nền công nghiệp giới đà phát triển ngày cao, vấn đề điều khiển tự động mối quan tâm hàng đầu ứng dụng khoa học sản xuất Nó đòi hỏi xác, tính tiêu chuẩn khả xử lý nhanh mức hoàn hảo, đáp ứng nhu cầu ngày gia tăng xã hội Từ hệ thống máy tính to lớn cồng kềnh phức tạp, nhà khoa học không ngừng cải tiến hoàn thành phần cứng lẫn phần mềm để đáp ứng yêu cầu công nghiệp với sản phẩm gọn nhẹ, tiện dụng, độ linh hoạt cao, giá thành rẻ Từ lập trình PLC đời Cùng với phần mềm điều khiển giám sát hệ thống tự động phát triển nhằm tăng tính tương tác người dùng hệ thống tự động, giúp cho trình điều khiển thực dễ dàng Từ yêu cầu cấp thiết việc phát triển phần mềm điều khiển giám sát hệ thống PLC, khóa luận nghiên cứu phát triển phần mềm điều khiển cho mô-đun PLC phục vụ đào tạo Mục tiêu khóa luận nghiêu cứu, phát triển phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu dạy học nhà trường Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Khóa luận mang tính nghiên cứu thiết kế phần mềm chương trình điều khiển tối ưu cho ứng dụng PLC phục vụ đào tạo Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần phát triển, khai thác tính thí nghiệm PLCE-SIE để đem ứng dụng vào toán thực tế Đối với sinh viên: Việc nghiên cứu tìm tòi kiến thức giúp cho sinh viên áp dụng kiến thức học vào thực tế, đồng thời tích lũy kinh nghiệm nghiên cứu học tập vững vàng sau tốt nghiêp trường Đối tượng, phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Bộ thí nghiệm PLCE- SIE với lõi điều khiển logic khả trình PLC S7-1200 hãng EDIBON Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phương pháp nghiên cứu thông qua tài liệu, mạng internet, kết nghiên cứu nước để hoàn thiện nội dung yêu cầu khóa luận Nội dung nghiên cứu Khóa luận tập trung tìm hiểu lý thuyết liên quan, thiết kế thuật toán, lập trình cho PLC S7-1200, viết giao diện điều khiển giám sát máy tính cho số mô hình điều khiển điều khiển hệ thống chiếu sáng, hệ thống hàn, đèn giao thông CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 1200 VÀ BỘ THÍ NGHIỆM PLCE – SIE Năm 2009, hãng SIEMENS cho dòng sản phẩm S7 – 1200 với tính trội PLC S7 – 1200 dòng điều khiển kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, có tập lệnh tối ưu cho phép có giải pháp hoàn hảo cho ứng dụng sử dụng với S7 – 1200 Bộ xử lý trung tâm S7 – 1200 kết hợp từ vi xử lý, nguồn điện tích hợp, mạch đầu vào đầu khối nhỏ gọn để tạo PLC mạnh mẽ CPU chứa biến logic cần thiết để kiểm soát thiết bị ứng dụng, giám sát đầu vào thay đổi đầu theo logic người sử dụng bao gồm biến logic, đếm, định thời, toán tử phức tạp giao tiếp truyền thông thiết bị thông minh khác Bộ phận nguồn Các phận kết nối dây người dùng tháo (phía sau nắp che) Khe cắm thẻ nhớ nằm nắp che phía Các LED trạng thái cho I/O tích hợp Bộ phận kết nối PROFINET (phía CPU) Hình 1.1 Cấu tạo CPU Bộ thí nghiệm PLCE–SIE mô-đun đào tạo PLC thiết kế EDIBON Nó cho phép người sử dụng tìm hiểu vấn đề lập trình logic mà không cần tảng kiến thức hay kinh nghiệm PLCE – SIE mô-đun PLC với đầu vào đầu ra, công tắc, nút bấm, chiết áp, … Bộ thí nghiệm cung cấp cho người sử dụng thiết bị thực hành cần thiết, thông qua đó, người sử dụng hiểu làm để PLC hoạt động cách lập trình ứng dụng PLC để có chức theo yêu cầu PLCE – SIE sử dụng để làm việc với số môđun khác Những mô-đun mô mô hình ứng dụng thực tế điều khiển PLC hệ thống thang máy, hệ thống đèn giao thông, máy giặt… Chúng phát triển đặc biệt để kết nối, làm việc với PLCE - SIE Hình 1.5 Bộ thí nghiệm PLCE – SIE CHƯƠNG PHẦN MỀM TIA PORTAL V13 Phần mềm dùng để lập trình cho PLC S7-1200 TIA Portal TIA Portal phần mềm sở tích hợp tất phần mềm lập trình cho hệ thống tự động hóa truyền động điện Phần mềm tích hợp sản phẩm SIMATIC khác phần mềm ứng dụng; ví dụ, Simatic Step V13 để lập trình điều khiển Simatic Simatic WinCC V13 để cấu hình hình HMI chạy SCADA máy tính, giúp tăng suất hiệu làm việc Hình 2.1 Giao diện phần mềm TIA Portal TIA Portal giúp cho phần mềm chia sẻ sở liệu, tạo nên thống giao diện tính toàn vẹn cho ứng dụng Tất khiển PLC, hình HMI, truyền động Siemens lập trình, cấu hình TIA portal Việc giúp giảm thời gian, công sức việc thiết lập truyền thông thiết bị Hai phần mềm quan trọng TIA Portal Simatic Step Simatic WinCC CHƯƠNG GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG PLCE – SIE Tại chương này, khóa luận giới thiệu 10 mô-đun mô hệ thống điều khiển kiểm soát PLC: • • • • • • Điều khiển lò phản ứng hóa học (N – PLCE – CR) Điều khiển hệ thống chiếu sáng (N – PLCE – CTI) Điều khiển hệ thống hàn (N – PLCE – CTRA) Điều khiển hệ thống dập (N – PLCE – MA) Điều khiển máy bán nước tự động (N – PLCE – MBC) Điều khiển hệ thống phân loại thư tự động ( N – PLCE – MCC) • Điều khiển hệ thống dập tự động (N – PLCE – PAE) • Điều khiển hệ thống đóng chai dán nhãn (N – PLCE PELE) • Điều khiển hệ thống bơm bể chứa (N – PLCE – PLLT) • Điều khiển hệ thống đèn giao thông (N – PLCE – CST) Mỗi mô-đun mô rõ liệu đầu vào, đầu điều khiển, lưu đồ thuật toán điều khiển chương trình mô giao diện điều khiển, giám sát hệ thống cho mô-đun KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành nghiên cứu thực khóa luận tốt nghiệp với tên đề tài “Xây dựng phần mềm đo lường điều khiển với PLC-S7-1200 kết nối với phần mềm WinCC”, em đạt kết sau: • Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động lập trình PLC theo ngôn ngữ bậc thang • Tìm hiểu thí nghiệm PLC-SIE với lõi PLC S7–1200 hãng Siemens viết chương trình điều khiển PLC cho 10 mô-đun thí nghiệm • Tìm hiểu viết chương trình điều khiển giám sát cho 10 mô-đun thí nghiệm sử dụng phần mềm WinCC Qua khóa luận “Xây dựng phần mềm đo lường điều khiển với PLC-S7-1200 kết nối với phần mềm WinCC” em có thêm kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị PLC – SIE nói chung CPU S7 – 1200 nói riêng Cùng với kiến thức nguyên lý, cấu tạo cách hoạt động số mô hình thiết bị mô hình đóng chai, máy dập nổi, máy phân loại thư… Từ kiến thức mà em tích lũy suốt trình học thời gian làm khóa luận, em nghĩ làm tốt công việc thực tế sau ... nghiệm sử dụng phần mềm WinCC Qua khóa luận Xây dựng phần mềm đo lường điều khiển với PLC- S7- 1200 kết nối với phần mềm WinCC em có thêm kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động thiết bị PLC – SIE nói... mô-đun KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành nghiên cứu thực khóa luận tốt nghiệp với tên đề tài Xây dựng phần mềm đo lường điều khiển với PLC- S7- 1200 kết nối với phần mềm WinCC , em đạt kết sau:... để kết nối, làm việc với PLCE - SIE Hình 1.5 Bộ thí nghiệm PLCE – SIE CHƯƠNG PHẦN MỀM TIA PORTAL V13 Phần mềm dùng để lập trình cho PLC S7- 1200 TIA Portal TIA Portal phần mềm sở tích hợp tất phần