Nghiên cứu WinCC kết nối và điều khiển PLC S7 200

Đây là đồ án nghiên cứu về sự kết nối giữa WinCC và PLC S7-200 để tạo giao diện điều khiển, giám sátChương 1: Tổng quanNghiên cứu các đồ án tốt nghiệp, các mô hình về kết nối WinCC và điều khiển PLC của các trường đại học, ứng dụng trong thực tế. Đánh giá những điểm tồn tại ở các đồ án đó, và từ đó phát triển hướng đề tài của mình.Chương 2: Tổng quan về phần mềm WinCCNghiên cứu về phần mềm WinCC và cách sử dụng nó để ứng dụng vào thực tiễn đề tài.Chương 3: Thiết bị lập trình PLC S7-200 CPU22X (SIEMENS)Nghiên cứu về hệ PLC nói chung và PLC S7–200 CPU22X (SIEMENS) nói riêng về cấu trúc phần cứng, cấu trúc chương trình và cách gọi tên…Và đây là cơ sở để lập trình chương trình điều khiển cho mô hình.Chương 4: Kết nối và điều khiển giữa WinCC và PLCThực hiện kết nối giữa WinCC và PLC thông qua phần mềm PC Access.Chương 5: Ứng dụng điều khiển và giám sát hệ thốngThiết kế mô hình đóng, mở cửa tự động dùng PLC S7-200 điều khiển thông qua giao diện WinCC.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Nha Trang, 6-2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

Nha Trang, 6-2012

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

PHIẾU NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên người nhận xét:

Tên đồ án: Nghiên cứu WinCC kết nối và điều khiển PLC

Họ và tên sinh viên: Phạm Huỳnh Vinh MSSV: 50131995

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật điện, điện tử Hệ: Chính quy Khóa: 50

Ý KIẾN NHẬN XÉT

1 Chất lượng hình thức

2 Chất lượng nội dung

Khánh Hòa, ngày tháng năm 2012

Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên

Phạm Huỳnh Vinh

TÓM TẮT ĐỒ ÁN

Với đề tài “Nghiên cứu WinCC kết nối và điều khiển PLC”, tôi nghiên cứu về phần mềm WinCC và hệ thống PLC cùng đó cũng xây dựng mô hình cữa tự động, điều khiển lập trình bằng PLC S7-200 và giám sát trên của WinCC Việc sử dụng ngôn ngữ lập trình cấu trúc LAD và kết nối điều khiển giám sát bằng WinCC thông qua phần mềm PC Access

Đồ án “Nghiên cứu WinCC kết nối và điều khiển PLC” ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, danh mục tài liệu tham khảo và các phụ lục, nội cung chính của đoạn văn gồm các chương sau:

Chương 1: Tổng quan

Nghiên cứu các đồ án tốt nghiệp, các mô hình về kết nối WinCC và điều khiển PLC của các trường đại học, ứng dụng trong thực tế Đánh giá những điểm tồn tại ở các đồ án đó, và từ đó phát triển hướng đề tài của mình

Chương 2: Tổng quan về phần mềm WinCC

Nghiên cứu về phần mềm WinCC và cách sử dụng nó để ứng dụng vào thực tiễn

đề tài

Chương 3: Thiết bị lập trình PLC S7-200 CPU22X (SIEMENS)

Nghiên cứu về hệ PLC nói chung và PLC S7–200 CPU22X (SIEMENS) nói riêng về cấu trúc phần cứng, cấu trúc chương trình và cách gọi tên…Và đây là cơ sở

để lập trình chương trình điều khiển cho mô hình

Chương 4: Kết nối và điều khiển giữa WinCC và PLC

Thực hiện kết nối giữa WinCC và PLC thông qua phần mềm PC Access

Chương 5: Ứng dụng điều khiển và giám sát hệ thống

Thiết kế mô hình đóng, mở cửa tự độngdùng PLC S7-200 điều khiểnthông qua giao diện WinCC

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

TÓM TẮT ĐỒ ÁN ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

DANH MỤC BẢNG ix

DANH MỤC HÌNH x

MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHI TIẾT NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1

A Đặt vấn đề 1

B Tính cấp thiết 1

C Mục tiêu nghiên cứu 1

D Phương pháp nghiên cứu 2

E Phạm vi đề tài 2

F Ứng dụng và nhu cầu thực tế của đề tài 2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 3

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM WINCC 4

2.1 Tổng quan về phần mềm WinCC 4

2.2 Chức năng của trung tâm điều khiển (Control Center) 6

2.2.1 Chức năng 6

2.2.2 Control Center 7

2.2.3 Những module chức năng 7

2.3 Các khái niệm thường dùng trong WinCC 8

2.3.1 WinCC Explorer 8

2.3.2 Chức năng của WinCC Explorer 8

2.3.3 Nhiệm vụ của quản lí dữ liệu (Data Manager) 8

2.3.4 Nhiệm vụ của WinCC Explorer 8

2.3.5 Các loại Project 9

2.3.6 Các thành phần cơ bản trong một dự án WinCC 10

2.4 Các công cụ soạn thảo cơ bản của WinCC 12

2.4.1 Thiết kế đồ họa của WinCC (Graphic Designer) 12

2.4.1.1 Chức năng của Graphic Designer 12

2.4.1.2 Cấu trúc của Graphic Designer 12

2.4.1.3 Thiết lập một cửa sổ đồ họa mới 13

2.4.1.4 Các đặc tính của chạy thực đồ họa 14

2.4.1.5 Quan sát thuộc tính của các đối tượng tạo ra trong màn hình đồ họa 14 2.4.2 Các đối tượng của WinCC 14

2.4.2.1 Các đối tượng chuẩn (Standard Object) 14

2.4.2.2 Smart Object 15

2.4.2.3 Các đối tượng của Window (Window Object) 17

2.4.3 Hệ thống lưu trữ và hiển thị (Tag Logging) 18

2.4.3.1 Chức năng của Tag Logging 18

2.4.3.2 Thành phần cơ bản của trình soạn thảo Tag Logging 19

2.4.4 Hệ thống cảnh báo (Alarm Logging) 22

2.4.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống cảnh báo (Alarm Logging) 22

2.4.4.2 Một số khái niệm trong soạn thảo Alarm Logging 24

2.4.5 Hệ thống báo cáo (Report Designer) 27

2.5 Hàm trong WinCC 29

2.5.1 Nhóm hàm chuẩn (Standard Function) 29

2.5.2 Nhóm hàm trong (Internal Function) 31

2.5.3 Dynamic Wizard 31

2.6 Truyền thông trong WinCC 32

2.6.1 Truyền thông trên mạng MPI 33

2.6.1.1 Bộ xử lý truyền thông 33

2.6.1.2 Đối tác truyền thông 34

2.6.1.3 Dữ liệu truyền thông 34

2.6.2 Truyền thông trên mạng PROFIBUS 35

2.6.2.1 Bộ xử lý truyền thông 35

2.6.2.2 Trình điều khiển truyền thông (Communication Driver) 36

2.6.2.3 PROFIBUS DP 37

2.6.2.4 PROFIBUS FMS 38

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ LẬP TRÌNH PLC S7-200 CPU22X (SIEMENS) 40

3.1 Giới thiệu tổng quát về họ PLC S7 40

3.2 Đặc trưng kỹ thuật của PLC S7-200 CPU 22X 41

3.2.1 Địa chỉ các vùng nhớ của S7-200 CPU 22X 41

3.2.2 Cấu hình vào ra của S7-200 CPU22X AC/DC/RELAY 42

3.2.3 Cấu hình phần cứng 43

3.2.4 Khối truyền thông 44

3.2.5 Card nhớ, pin, clock 44

3.2.6 Kết nối ngoại vi với PC 45

3.3 Những khái niệm cơ sở của PLC S7-200 47

3.3.1 Khái niệm vòng quét của PLC 47

3.3.2 Truy cập dữ liệu tại các vùng nhớ của S7-200 50

3.3.2.1 Truy cập dữ liệu trực tiếp 50

3.3.2.2 Phân chia vùng nhớ trong S7-200 51

3.3.2.3 Truy cập dữ liệu gián tiếp thông qua con trỏ 54

3.3.2.4 Lựa chọn ngôn ngữ lập trình 55

CHƯƠNG 4: KẾT NỐI VÀ ĐIỀU KHIỂN GIỮA WINCC VÀ PLC 58

4.1 Cài đặt S7-200 PC Access 58

4.2 Cách sử dụng S7-200 PC Access 63

4.2.1 Tạo sự kết nối cho một PLC 63

4.2.1.1 Thiết lập cấu hình giao tiếp 63

4.2.1.2 Thiết lập cấu hình mới cho một PLC 66

4.2.2 Tạo mục Item 67

4.2.3 Chạy thử, kiểm tra 69

CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG 70

5.1 Yêu cầu công nghệ 70

5.2 Thiết kế - lập trình trên S7-200 70

5.2.1 Sơ đồ kết nối mạch điều khiển 70

5.2.2 Khai báo thiết bị ngõ vào ra 71

5.2.3 Sơ đồ thuật toán 72

5.2.4 Mạch lập trình LAD với S7-200 73

5.3 Thiết kế tạo kết nối trên S7-200 PC Access 77

5.4 Thiết kế mô hình giám sát trên WinCC V7 79

5.4.1 Tạo dự án mới 79

5.4.2 Xây dựng mô hình giám sát 85

5.4.3 Thiết lập thuộc tính cho các đối tượng 90

5.4.3.1 Thiết lập thuộc tính cho động cơ kéo cửa 90

5.4.3.2 Thiết lập thuộc tính cho nút nhấn Star và Stop 91

5.4.3.3 Thiết lập thuộc tính cho các nút nhấn cảm biến 94

5.4.4 Chạy mô phỏng 96

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 98

Tài liệu tham khảo 99

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

PLC: Programmable Logic Controller Bộ điều khiể logic lập trình được WinCC: WindowsControlCenter Trung tâm điều khiển

HMI: Human Machine Interface Giao tiếp người – máy

MPI: Message Passing Interface Giao diện đa điểm

RAM: Random Access Memory Bộ nhớ tạm thời

CPU: Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm

DCE: Data Communication Equipment Thiết bị truyền thông dữ liệu DTE: Data Teminal Equipment Thiết bị đầu cuối

PIR: Passive InfraRed Sensor Cảm biến hồng ngoại

CS: Configuration System Hệ thống cấu hình

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Cấu hình cài đặt WinCC 5

Bảng 2.2 Bộ xử lý truyền thông 34

Bảng 2.3 Số lượng PLC được địa chỉ bởi bộ xử lý trong trạm WinCC 35

Bảng 2.4 Bộ xử lý truyền thông có sẵn cho phép kết nối trạm WinCC 35

Bảng 2.5 Giao thức truyền thông cho các trình điều khiển 36

Bảng 2.6 Số lượng các kết nối truyền thông 36

Bảng 2.7 Danh sách phần mềm liên kết truyền thông trạm WinCC thông qua PRIFIBUS DP 38

Bảng 2.8 Danh sách phần mềm liên kết truyền thông trạm WinCC thông qua PROFIBUS FMS 39

Bảng 3.1 Một số thông số kỹ thuật của S7-200 CPU22X 41

Bảng 3.2 Các module mở rộng của S7-200 CPU224 43

Bảng 5.1 Khai báo biến vào ra 70

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Mô hình truyền thông qua mạng MPI 34

Hình 2.2 Mô hình truyền thông qua mạng Profibuss DP 377

Hình 2.3 Mô hình truyền thông qua Profibus FMS 38

Hình 3.1 CPU 224 AC/DC/RLY 40

Hình 3.2 Sơ đồ đấu nối dây vào ra của PLC S7-200 CPU224 42

Hình 3.3 Cấu hình phần cứng PLC S7-200 CPU 214 43

Hình 3.4 Hình dáng của cáp và công tắc chọn chế độ truyền 45

Hình 3.5 Kết nối máy tính với CPU S7–200 RS232/PPI Multi-Master 46

Hình 3.6 Hình dáng cáp USB/PPI 47

Hình 3.7 Vòng quét của PLC 47

Hình 3.8 Chu kỳ quét S7 – 200 49

Hình 3.9 Lập trình bằng ngôn ngữ LADDER 56

Hình 3.10 Lập trình bằng ngôn ngữ STL 56

Hình 3.11 Lập trình bằng ngôn ngữ FBD 57

Hình 4.1 Mở file cài đặt 58

Hình 4.2 Lựa chọn ngôn ngữ 58

Hình 4.3 Quá trình cài đặt 59

Hình 4.4 Giải nén cài đặt 59

Hình 4.5 Cài đặt chương trình 59

Hình 4.6 Lựa chọn ổ đĩa cài đặt 59

Hình 4.7 Quá trình cài đặt cài đặt 610

Hình 4.8 Cài đặt Driver 610

Hình 4.9 Lựa chọn cổng kết nối 621

Hình 4.10 Kết thúc cài đặt 621

Hình 4.11 Giao diện chương trình PC Access 63

Hình 4.12 Bước chọn cổng kết nối 64

Hình 4.13 Chọn kết nối cho chương trình 64

Hình 4.14 Thiết đặt cho kết nối 65

Hình 4.15 Chọn cổng USB cho kết nối 65

Hình 4.16 Thiết lập cấu hình cho PLC 66

Hình 4.17 Đặt tên cho PLC 66

Hình 4.18 Tạo Item 67

Hình 4.19 Đặt tên cho Item 676

Hình 4.20 Hoàn tất quá trình đặt tên 68

Hình 4.21 Đưa Item đã tạo vào test 67

Hình 4.22 Kiểm tra quá trình test 68

Hình 5.1 Sơ đồ kết nối PLC 69

Hình 5.2 Sơ đồ giải thuật 72

Hình 5.3 Chương trình cho hệ thống 754

Hình 5.4 Chọn loại CPU của PLC 765

Hình 5.5 Chọn nút dowload để nạp chương trình cho PLC 765

Hình 5.6 Lựa chọn PLC 776

Hình 5.7 Đặt tên cho PLC 776

Hình 5.8 Chọn Item 776

Hình 5.9 Đặt tên các biến 787

Hình 5.10 Kết quả các biến đã tạo 787

Hình 5.11 Chạy thử và kiểm tra 798

Hình 5.12 Giao diện WinCC 78

Hình 5.13 Tạo dự án mới 79

Hình 5.14 Chọn Add New Driver 79

Hình 5.15 Chọn mạng kết nối 81

Hình 5.16 Thiết lập kết nối 81

Hình 5.17 Chọn mạng kết nối với PC Access 82

Hình 5.18 Chọn kết nối S7200.OPCServer 82

Hình 5.19 Chọn Server 83

Hình 5.20 Chọn S7-200 83

Hình 5.21 Đặt tên kết nối 83

Hình 5.22 Add tag S7200_OPCServer 84

Hình 5.23 Add các Tag vào WinCC 843

Hình 5.24 Tạo Graphics Designer 85

Hình 5.25 Đặt tên cho Graphics Designer 85

Hình 5.26 Mở Graphics Designer 85

Hình 5.27 Giao diện Graphics Designer 86

Hình 5.28 Lấy thư viện linh kiện 86

Hình 5.29 Giao diện của thư viện 87

Hình 5.30 Lấy cửa trong Architechtural 87

Hình 5.31 Lấy motor 88

Hình 5.32 Lấy cảm biến 87

Hình 5.33 Tại nút nhấn 87

Hình 5.34 Đặt tên cho nút nhấn 88

Hình 5.35 Giao diện hoàn thành thiết kế 88

Hình 5.36 Thiết lập thuộc tính cho động cơ 89

Hình 5.37 Chọn DCMOCUA 89

Hình 5.38 Thiết lập hiệu ứng 91

Hình 5.39 Thiết lập thuộc tính cho nút Start 91

Hình 5.40 Thiết đặt trong SetTagBit 92

Hình 5.41 Chọn Tag_Name cho thiết lập 92

Hình 5.42 Chọn Tag START cần thiết lập 92

Hình 5.43 Đặt giá trị cho Value 93

Hình 5.44 SetTagBit sau thiết lập START 93

Hình 5.45 Thiết lập Tag_Name và value cho STOP 93

Hình 5.46 SetTagBit sau thiết lập START và STOP 94

Hình 5.47 Kết nối hoàn tất 94

Hình 5.48 Thiết lập Tag cho nút nhấn cảm biến 94

Hình 5.49 SetTagBit lúc chưa kết nối 95

Hình 5.50 Chọn Tag Name cho kết nối 95

Hình 5.51 Chọn Tag cảm biến cho kết nối 95

Hình 5.52 Thiết đặt giá trị 1 96

Hình 5.53 Tag mới đã thiết đặt 96

Hình 5.54 Thiết đặt giá trị 0 96

Hình 5.55 Nút nhấn Runtime 97

Hình 5.56 Giao diện màn hình mô phỏng 97

MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHI TIẾT NỘI DUNG ĐỀ TÀI

A Đặt vấn đề

Với sự phát triển mạnh của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang xây dựng ngày càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ Ngành tự động hóa cũng không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất Ứng dụng công nghệ tự động vào trong sản xuất là xu hướng tất yếu của Việt Nam đang trên đường phát triển công nghiệp hội nhập cùng thế giới Hiện nay, hàng loạt các nhà cung cấp công nghệ đã và đang phát triển nhiều thiết bị, chương trình để giám sát và điều khiển dây chuyền sản xuất thay thế dần các phương pháp điều khiển bằng tay như các module điều khiển lập trình như Zen, Logo, các PLC

Trong đó việc nghiên cứu WinCC kết nối và điều khiển PLC nhằm thay thế dần sức lao động của con người qua các thiết bị nhỏ gọn, giá thành hạ nhưng rất hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả, tiết kiệm thời gian và nâng cao năng xuất trong công việc

Từ những vấn đề này, em đã chọn đề tài “NGHIÊN CỨU WINCC ĐIỀU KHIỂN

VÀ KẾT NỐI PLC”

B Tính cấp thiết

Hiện tại, trong các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp đều ứng dụng thiết bị lập trình để điều khiển hoạt động máy móc, dây chuyền sản xuất Tuy nhiên đa phần nhập dây chuyền sản xuất của nước ngoài, giá thành cao, kỹ sư trong nhà máy chưa có khả năng sửa chữa khi bị hư hỏng mà chủ yếu là sử dụng điều khiển

Nghiên cứu, thiết kế giao diện người dùng WinCC làm cho quá trình điều khiển, giám sát của nhân viên kỹ thuật ngày càng thuận tiện, an toàn hơn, dễ sửa chữa, giá thành thấp

C Mục tiêu nghiên cứu

 Nghiên cứu WinCC điều khiển và kết nối PLC

 Xây dựng mô hình thực tế kết nối và điều khiển trên máy tính thông qua giao

diện WinCC

D Phương pháp nghiên cứu

 Cơ sở lý thuyết: tìm hiểu về các phần mềm WinCC, Step 7 MicroWIN, PC Access

 Mô phỏng: tổng hợp các phần mềm trên để viết chương trình mô phỏng trên máy tinh

 Cơ sở thực tiễn: làm mô hình cữa tự động để điều khiển và giám sát hệ thống

và kiểm tra lại cơ sở lý thuyết cũng như mô phỏng ở trên

E Phạm vi đề tài

Nghiên cứu phần mềm WinCC để kết nối và điều khiển PLC Đề tài chỉ dừng ở mục đích nghiên cứu, mô phỏng và kết nối mô hình điều khiển trên máy tính với phần mềm WinCC và PLC S7-200 của hãng Siement

F Ứng dụng và nhu cầu thực tế của đề tài

Khi đề tài hoàn thành có thể là nguồn tư liệu cho các khóa sau, áp dụng thực tiễn trong nhà trường, phân xưởng nhằm giảm sức lao động cũng như nhân công trong việc quản lý và giám sát các máy móc cũng như các hệ thống dây chuyền sản xuất trong một xưởng hay khu công nghiệp

G Ý nghĩa khoa học và thực tiễn đề tài

Mô hình và tư liệu hoàn thành sẽ đóng góp vào cơ sở vật chất để phục vụ giảng dạy, thực hành thí nghiệm Mặc khác, việc thi công, thực hiện những nhu cầu đặt ra đã giúp tôi có thêm nhiều kiến thức bổ ích

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Tự động hóa quá trình sản xuất đã và đang ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất, từng bước thay thế dần sức lao động của con người qua các thiết bị điều khiển nhỏ gọn, giá thành hạ nhưng rất hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả, tiết kiệm được thời gianđã đem lại không ít hiệu quả về kinh tế đòi hỏi cần có những kiến thức và kỷ thuật nhằm sử thành thạo thiết bị Việc tìm hiểu cách sử dụng những thiết bị để điều khiển

và giám sát là yêu cầu tất yếu Vấn đề là như vậy, nhưng sự hiểu biết về nó hiện nay còn chưa tương xứng, vì đây là lĩnh vực mới, tài liệu đã thiếu lại rất tản mạn Rất ít trường có giáo trình, làm cho người học lúng túng khi tiếp xúc, vận hành, cải tạo qui trình và giám sát theo hướng mới

Cho đến hiện nay đã có không ít các tài liệu và đồ án làm về vấn đề nay như:

“Báo cáo mạng PLC Trình bày phương pháp điều khiển hai bóng đèn trong mạng AS-I qua WinCC” của sinh viên Nguyễn Thành Trung - Trường Đại học Sư Phạm Kỷ Thuật TP.HCM

“Thiết kế và chế tạo mô hình hệ thống dây chuyền tự động hóa sản xuất” của Hà Văn Ngọc – Giảng viên Khoa kỷ thuật điện Trường cao đẳng nghề cơ điện – xây dựng

và nông lâm Trung Bộ

Đây là những đề tài chủ yếu nghiên cứu cụ thể về những bài toán ứng dụng thực tiễn cho từng mô hình hay công nghệ cụ thể

Với đề tài này nhằm mang đến kiến thức tổng quan về các phần mềm WinCC, PLC cũng như cách thức kết nối và điều khiển để có thể lập trình và viết ứng dụng giám sát cho mọi mô hình và bài toán thực tế đề ra

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM WINCC

2.1 Tổng quan về phần mềm WinCC

Ngày nay các thiết bị điều khiển khả trình PLC (Programable Logic Control) được thay thế lần cho các thiết bị điều khiển quá trình cũ để thực hiện việc tự động hoàn toàn một quá trình công nghệ, thực hiện việc tích hợp mạng công nghiệp (Industrial Ethernet) Trên thế giới các hãng về tự động hóa như Omron (Nhật), Allen Bradly (Mỹ), Siemens (Đức)…không ngừng phấn đấu để đưa ra những sản phẩm mới trong lĩnh vực này với những tính năng của các PLC ngày càng mạnh, tốc độ sử lí nhanh đáp ứng được các nhu cầu trong nền công nghiệp với các bài toán điều khiển khó và độ phức tạp cao Hiện nay trên thị trường Việt Nam, PLC của hãng Siemens được sử dụng khá nhiều trong các lĩnh vực như Điện lực, Giấy, Xi măng,…Các chủng loại PLC của hãng khá phong phú như S5, S7-200, S7-300, S7-400,…được sản xuất đa dạng tùy theo yêu cầu sử dụng và độ phức tạp của bài toán điều khiển Tuy nhiên, ta thấy trong công nghiệp vấn đề giao diện người – máy HMI (Human Machina Interface) rất quan trọng trong việc điều khiển và giám sát quá trình sản xuất Hãng Siemens đưa ra một số phần mềm để xây dựng giao diện người - máy như Protool/Protool CS, WinCC có tính linh hoạt và mềm dẻo để thực hiện giải pháp kỹ thuật thực hiện giao diện người - máy Những phần mềm này không những có thể sử dụng cho các thiết bị của chính hãng mà nó còn mở rộng tương thích với các thiết bị của các hãng khác như của GE (General Electric), Allen Bradly, Misubishi Electric,…thông qua các kênh điều khiển riêng

WinCC là một hệ thống điều khiển trung lập có tính công nghiệp và có tính kỹ thuật, hệ thống màn hình hiển thị đồ họa và điều khiển nhiệm vụ trong sản xuất và tự động hóa quá trình Hệ thống này đưa ra những modul chức năng tích hợp công nghiệp cho hiển thị đồ họa, những thông báo, 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 bảo đảm một tính lợi ích cao đem lại cho người vận hành một giao diện trực quan

dễ sử dụng, có khả năng giám sát và điều khiển quá trình công nghệ theo chế độ thời gian thực

Ngoài những chức năng hệ thống, WinCC đưa ra những giao diện mở cho các giải pháp của người dùng Những giao diện này làm cho nó có thể tích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức tạp, các giải pháp cho công ty mở Sự truy nhập tới

cơ sở dữ liệu tích hợp bởi những giao diện chuẩn ODBC và SQL, sự lồng ghép những đối tượng và những tài liệu được tích hợp bởi OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX) Những cơ chế này làm cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môi trường Windows

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

WinCC hỗ trợ cho tất cả các máy tính - những nền tảng PC thích hợp Mặc dù giá trị đưa ra cho cấu hình tối thiểu nhưng bạn phải nhắm đạt được cấu hình khuyến cáo

để đạt hiệu quả tối ưu

Bảng 2.1 Cấu hình cài đặt WinCC

2.2 Chức năng của trung tâm điều khiển (ControlCenter)

2.2.1 Chức năng

ControlCenter chứa tất cả các chức năng quản lý cho toàn hệ thống TrongControlCenter, có thể đặt cấu hình và khởi động module Run-time

a Nhiệm vụ quản lý dữ liệu

Chức năng quản lý dữ liệu cung cấp hình ảnh quá trình với các giá trị của tag, tất

cả hoạt động liên quan đến quản lý dữ liệu đều chạy trên một background (nền)

b Nhiệm vụ của ControlCenter

ControlCenter có các nhiệm vụ chính:

 Lập cấu hình hoàn chỉnh

 Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình

 Thích ứng việc ấn định, gọi và lưu trữ các dự án (Project)

 Quản lý các dự án (Project)

 Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử dụng trong một Project

 Quản lý phiên bản

 Diễn tả bằng đồ thị cho dữ liệu cấu hình

 Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/cấu trúc hệ thống

 Thiết lập việc cài đặt toàn cục

 Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt

 Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo

 Phản hồi tài liệu

 Báo cáo trạng thái hệ thống

 Thiết lập hệ thống đích

 Chuyển giữa Run-time và cấu hình

 Kiểm tra chế độ mô phỏng, trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữ liệu bao gồm: dịch hình vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập thông báo

 Chu kỳ với sự thay đổi

 Điều khiển sự kiện thời gian

 Truyền dữ liệu từ những hệ thống tự động hóa theo những cách sau:

 Nhận

 Yêu cầu

2.2.3 Những module chức năng

 Hệ thống đồ họa (Graphich Designer): trình bày và nối quá trình bằng đồ họa

 Soạn thảo hoạt động (Global Scrip): làm một dự án động cho những yêu cầu đặc biệt

 Hệ thống thông báo (Alarm Logging): xuất các thông báo và hồi đáp

 Soạn thảo và lưu trữ những giá trị phép đo (TagLogging)

 Soạn thảo những giá trị phép đo và cất giữ chúng trong thời hạn lâu dài

 Soạn thảo dữ liệu hướng người dùng và cất giữ chúng lâu dài

 Hệ thống báo cáo (Report Designer): báo cáo những trạng thái hệ thống

Control Center làm cho ta có thể định hướng xuyên qua những ứng dụng WinCC

và dữ liệu của nó với chỉ một ít thao tác ControlCenter thao tác tương tự giống như Explorer trong Windows Trong WinCC bao gồm 2 cơ sở dữ liệu: một dành cho việc

định dạng hệ thống CS (Configuration System), một dành cho việc chạy thời gian thực

RT (Run time) khi chạy WinCC cơ sở dữ liệu này luôn được tải vào và chạy song song với nhau

2.3 Các khái niệm thường dùng trong WinCC

2.3.2 Chức năng của WinCC Explorer

WinCC explorer gồm tất cả các chức năng quản lí phục vụ việc vào hệ thống của WinCC Tại đây bạn có thể đặt cấu hình (Computer, Tag,…) và khởi động module Run-time

2.3.3 Nhiệm vụ của quản lí dữ liệu (Data Manager)

Đây là một phần của WinCC explorer, nó cung cấp các hình ảnh quá trình, bộ đệm (Proces Image) cho các Tag

2.3.4 Nhiệm vụ của WinCC Explorer

 Tạo một dự án mới

 Đặt cấu hình trọn vẹn

 Gọi và lưu trữ dự án

 Quản lí dự án: mở, lưu, di chuyển và copy

 Chức năng ấn bảng mạng cho nhiều người sử dụng (Client-Server Environment)

 Hiển thị cấu hình dữ liệu

 Điều khiển và đặt cấu hình của cấp bậc của các ảnh, cấu trúc hệ thống, chẳng hạn như bằng cách thể hiện cây thư mục

 Cài đặt thông số tổng thể như ngôn ngữ, hệ thống, đường dẫn người dùng

 Đặt cấu hình cho vị trí chức năng đặc biệt của người dùng

 Phản hồi tài liệu (feedback documentation)

 Lập báo cáo trạng thái của hệ thống

 Chuyển đổi giữa đặt cấu hình và chạy thực (run time)

 Thử các module như mô phỏng khi chạy (simulation), trợ giúp hoạt động đặt cấu hình dữ liệu, chuyển đổi các picture, thể hiện trạng thái và tạo thông báo

2.3.5 Các loại Project

WinCC cung cấp nhiều loại dự án khác nhau tùy theo yêu cầu công việc và quy

mô dự án

 Dự án đơn (Single-User Project)

Một dự án đơn thực chất là một trạm vận hành đơn, việc tạo cấu hình, chạy thời gian thực, cũng như kết nối với bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của dự án đều được thực hiện trên máy tính này

 Dự án nhiều người dùng (Multi-User Project)

Một dự án nhiều người dùng có đặc điểm cấu hình nhiều máy khách (client) và một máy chủ (server), tất cả chúng làm việc trong cùng một dự án Tối đa 16 client được truy cập vào một server Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client Dữ liệu của dự án xem như là các hình ảnh (picture), các tag, dữ liệu được lưu trữ trong server và cung cấp cho các client Server được kết nối với bus quá trình và dữ liệu được sử lý ở đây Vận hành hệ thống được thực hiện từ các client

 Dự án nhiều máy khách (Multi-Client Project)

Dự án nhiều máy khách là một loại dự án mà có thể truy cập vào nhiều server Các server được liên kết có dự án riêng của chúng Cấu hình của project server được thực hiện trong server hoặc trong các client, cấu hình của dự án multi-client được thực hiện trong dự án multi-client

Một server có thể truy cập tối đa 16 client Một dự án multi-client có thể truy cập được tối đa 6 server Có nghĩa là dữ liệu của 6 server có thể được giám sát và điều khiển trên một màn hình của dự án multi-client

2.3.6 Các thành phần cơ bản trong một dự án WinCC

 Computer: quản lý tất cả các WorkStatio và Server nằm trong Project

 Tag managerment: là khu vực quản lý tất cả cá kênh, các quan hệ logic, các tag process, tag internal và tag groups

 Data type: chứa chứa các loại dữ liệu được gán cho các Tag và các kênh khác

 Editor (các trình soạn thảo): các trình biên tập được liệt kê trong vùng này dùng để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh bao gồm Graphics System (Graphics Designer) dùng để làm các giao diện ảnh, Global Scrips dùng hiển thị động cho các yêu cầu đặc biệt, các Message System như cảnh báo (Alarm Logging), thu thập và lưu trữ các giá trị đo (Tag Logging), hệ thống báo cáo (Report Designer), giấy phép sử dụng (User administration) và các Text library Tất cả các modul này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cần thiết thì không nhất thiết phải cài đặt hết

Sử dụng các trình soạn thảo để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh Các thành phần được liệt kê đều là các trình soạn thảo chuẩn của WinCC

 Alarm Logging: đảm nhận đưa tin từ quá trình chuẩn bị, hiển thị, nhận, lưu trữ những tin tức theo một quy luật

 User Administration: kiểm tra giấy phép truy nhập cho các Group và Server

 Text Library: chứa đựng các ngôn ngữ phụ thuộc văn bản mà chúng ta tạo ra

 Report Designier: cung cấp một báo cáo tổng hợp mà có thể dùng để báo cáo như dữ liệu sử dụng, các giá trị hiện thời và giá trị cất giữ, bản tin hiện thời và bản tin lưu trữ, và các văn bản của bản thân hệ thống

 Global Scrips: cho phép tạo ra một dự án động đặc biệt theo yêu cầu Trình soạn thảo này cho phép ta tạo ra các hàm giống như trong ngôn ngữ C và các

hành động mà có thể sử dụng trong suốt dự án hoặc qua nhiều dự án phụ thuộc trong cùng loại đó

 Tag Logging: đo các giá trị quá trình, lưu trữ chúng dài hạn

 Graphics Designer: cung cấp các biểu tượng đồ họa và nối để tạo thành quá trình

Trong phần mềm WinCC có một khai niệm đặc biệt quan trọng mà chúng ta cần phải nắm vững khi xây dựng một hệ thống điều khiển giám sát bằng WinCC đó là khai niệm về Tag và Tag Groug

Định nghĩa Tag: Tag là một thành phần trung gian cho việc truy nhập các biến quá trình

Trong một dự án thì Tag chỉ mang một tên duy nhất và một loại dữ liệu WinCC Tag được gán bởi các mối quan hệ Logic, cái mối liên hệ được định rõ bởi kênh phân phối các giá trị quá trình tới các Tag sử dụng tại các thời điểm nối WinCC Tag chứa trong một cở sở dữ liệu của một dự án rộng Sau khi chạy WinCC tất cả các Tag đều được tải vào và tương ứng với cấu trúc Run-time được dựng lên

Tag Groug dùng để tổ chức các Tag thành các cấu trúc Tất cả các Tag đều có thể được tổ chức trong các nhóm Tag để tăng sự rõ ràng của dự án

WinCC Tag mô tả một dạng dữ liệu thành phần đó à loại duy nhất trong một dự

án và những luật cho phép truy cập dữ liệu này

Nói chung, dữ liệu quản lý có sự khác nhau giữa 2 loại Tag:

 Internal Tag (Tag trong):là các khối nhớ trong WinCC được phân chia theo chức năng như một PLC Chúng có thể được tính toán và chỉnh sửa trong WinCC và không có địa chỉ trên lớp PLC

 External Tag (Tag ngoài): gán các địa chỉ và kết nối trong các lớp PLC

Trong loại Tag này có một khung đặc biệt được gọi là Tag dữ liệu thô (Raw Data Tag-RDT) Theo một quan điểm chung, dữ liệu thô phù hợp với một dạng khung dữ liệu thông báo trên mưc vận chuyển, RDT không hiển thị được trong Graphics

Designer RDT chỉ sử dụng được trong các ứng dụng sau của WinCC: “Alarm Logging”, “Tag Logging” và “Global Scrips”

2.4 Các công cụ soạn thảo cơ bản của WinCC

2.4.1 Thiết kế đồ họa của WinCC (Graphic Designer)

2.4.1.1 Chức năng của Graphic Designer

Được sử dụng để tạo ra hình ảnh quá trình nên graphic designer có những đặc trưng sau đây:

 Dễ sử dụng, dễ dàng ghép nối với các công cụ đồ họa và các bảng màu đồ họa

 Cho phép đặt cấu hình các đối tượng mà chúng được liên kết với các thư viện biểu tượng

 Mở ra giao diện cho các đồ họa quan trọng và cung cấp giao diện OLE 2.0

 Tính chất cấu hình động của hình ảnh đối tượng với sự cung cấp và trợ giúp của Dynamic Wizard

 Liên kết với các chức năng bổ xung bằng cách thành lập cấu hình Script

 Liên kết với các đối tượng đồ họa do chính bạn tạo ra

 Có khả năng chạy dưới nền Window 95 và WinNT

2.4.1.2 Cấu trúc của Graphic Designer

Trong cửa sổ soạn thảo Graphic Designer bao gồm các công cụ để hỗ trợ việc tạo

ra các ứng dụng đồ họa sau

 Bảng để tại ra và ấn bản các đối tượng đồ họa:

 Colour Palettes (Bảng màu)

 Object Palettes (Bảng đối tượng)

 Style Palettes

 Alignment Palettes (Bảng căn chỉnh)

 Zoom Palettes

 Các hộp thoại phục vụ đặt các thông số và thay đổi thuộc tính đối tượng

 Bảng màu (Color Palettes):

 Gồm 16 màu cơ bản

 Sử dụng để đổi màu của đối tượng

 Sử dụng để thêm vào các màu tùy chọn

 Bảng đối tượng: bảng này gồm có nhiều đối tượng được sắp xếp thành các mục con sau đây:

 Các đối tượng chuẩn (Standard bject) gồm các hình đa giác, chữ nhật, elip,…

 Các đối tượng thông minh (Smart Object) gồm có các đối tượng nhúng, các trường vào/ra, các đối tượng đồ họa, các công cụ hiển thị, các đối tượng ba chiều,…

 Các đối tượng Window (Window Object) gồm có các Button, Check Box, Option Group, Slider Đây là các đối tượng nhằm hỗ trợ cho đồ họa

2.4.1.3 Thiết lập một cửa sổ đồ họa mới

Trong của sổ WinCC Explorer, kich đúp lên “Edittor”, khi đó các thành phần của Edittor sẽ được liệt kê ra Vào “Graphic Disigner” bằng cách kích chuột phải và chọn

“Open” Sau khi khởi tạo, trên thanh công cụ của “Graphic Disigner” chọn “New”

2.4.1.4 Các đặc tính của chạy thực đồ họa

Bước này là cần thiết trước khi chạy Run-time một dự án Trong của sổ WinCC Explorer ta kích chuột phải lên thành phần “Computer” và chọn thuộc tính

“Properties” Tại đây bạn sẽ chọn chế độ Run-time theo các thông tin trên các Tab

2.4.1.5 Quan sát thuộc tính của các đối tượng tạo ra trong màn hình đồ họa

Tất cả các đối tượng được tạo ra trong cửa sổ đồ họa đều có các thuộc tính khác nhau Mỗi thuộc tính lại được liên kết với các Tag (tùy theo mục đích cụ thể mà có cần thiết liên kết với các Tag hay không) đồng thời WinCC cũng cho phép liên kết động cho từng đối tượng và gán các hành động hay sự kiện vào cho chúng để điều khiển quá trình

Nếu muốn thay đổi hay ấn bản một hay nhiều thuộc tính của một đối tượng đồ họa thì chỉ cần nháy đúp chuột trái lên đối tượng đó hoặc kích chuột phải lên nó và khi menu sổ ra ta chọn “Properties” Hộp thoại chứa các thông tin về thuộc tính cũng như các sự kiện có thể gán cho đối tượng hiện ra chờ bạn ấn bản các thông tin cần thiết lập

2.4.2 Các đối tượng của WinCC

2.4.2.1 Các đối tượng chuẩn (Standard Object)

Tại đây có rất nhiều đối tượng, những đối tượng này bạn có thể sử dụng nó một cách dễ dàng bằng cách nhắp, kéo vào cửa sổ làm việc đồ họa và có thể dùng chuột kéo để thay đổi kích thước theo ý muốn hoặc dùng bàn phím để thay đổi kích thước Các đối tượng chuẩn trong WinCC bao gồm một số đối tượng quan trọng sau:

 Static text (dòng văn bản tĩnh) Để thực hiện các dòng văn bản, khi chạy thực

có thể thay đổi vị trí, nội dung của hộp văn bản

2.4.2.2 Smart Object

 Ứng dụng Window (Application Window)

Là những đối tượng thông báo hệ thống (Alarm Logging), lưu trữ hệ thống (Tag Logging), báo cáo hệ thống (Print Jobs) cũng như các ứng dụng của Global Scrip Application Window mở ra những của sổ ứng dụng và quản lý nó để hiển thị và vận hành

 Picture Window

Là những đối tượng được tạo ra trong Graphic Disigner Các đối tượng đó được đặt cấu hình theo vị trí, kích thước và các đặc tính động khác Chẳng hạn một đặc tính quan trọng là truy nhập hình ảnh được hiển thị trong Picture Window bằng cách thay đổi thuộc tính động “Picture name” lúc chạy thực thì nội dung của cửa sổ có thể chạy được thay đổi theo

 Điều khiển nhúng và liên kết đối tượng (OLE Control)

Sử dụng OLE Control để cung cấp các công cụ Window (như nút bấm, hộp lựa chọn) Các thuộc tính của nó được hiển thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab

“Event” Các thuộc tính này có thể được ấn bản trong cửa sổ trên

 Đối tượng liên kết và nhúng

Graphic Designer cho phép chèn các đối tượng nhúng vào cửa sổ làm việc của

nó Trong mode cấu hình bạn có thể ấn bản một đối tượng với ứng dụng OLE thích hợp Sau khi bạn hoàn thành việc thay đổi để liên kết đối tượng nhúng một cách chặt chẽ, bạn phải cập nhật kiên kết bằng tay sao cho phù hợp với các thay đổi được thể hiện Tuy nhiên bạn không được phép ấn bản trong lúc chạy runtime

 Trường vào/ra (I/O File)

Sử dụng như một trường vào hoặc một trường ra hoặc như là một trường vào/ra Các dạng dữ liệu cho phép sử dụng với I/O File:

Thuộc tính nhóm Smart Object Thuộc tính của nó ảnh hưởng đến sự xuất hiện

và tính năng của nó Nó thể hiện những giá trị bằng đồ thị có quan hệ với giới hạn cao, thấp hoặc hoàn toàn chỉ là miêu tả bằng đồ họa hoặc phối hợp thể hiện những giá trị với tỉ lệ do bạn định nghĩa

 Hiển thị trạng thái (Status Display)

Sử dụng để hiển thị bất kì con số của những trạng thái khác nhau nào Cho phép thể hiện động bằng cách nối nó với giá trị của tất cả các Tag tương ứng với những trạng thái khác nhau Bạn có thể ấn định bất kì con số nào trong khoản từ 0 tới

222-1

 Danh sách văn bản (Text List)

Sử dụng Text List để đưa giá trị cho văn bản Nó có thể sử dụng như một danh sách vào (Vào là danh sách, ra là giá trị) hoặc danh sách ra (Vào là giá trị, ra là văn bản) hoặc phối hợp dah sách/văn bản Dạng số liệu là thập phân, nhị phân hoặc bit dữ liệu đều có thể sử dụng

 Loại danh sách “Decimal” thể hiện văn bản đã ấn định tới giá trị ra Khi bạn cho vào một “Text” thì giá trị đã được chỉ định sẽ được quyền tới quản lí dữ liệu

 Loại danh sách “Binary” thể hiện một văn bản được chỉ định tới một bit của giá trị ra nếu bit đó được set (đặt giá trị lên 0 hoặc 1) Trong trường hợp này chỉ một bít của giá trị ra được set Văn bản được chỉ định tới bit nào thì bit

ấy được đưa ra Khi vào một văn bản, quản lí dữ liệu nhận giá trị vào và sẽ set chính xác cho bit tương ứng với văn bản vào

 Loại danh sách “Bit” thể hiện một văn bản mà nó liên quan tới những trạng thái của bit đã định nghĩa trong miền giá trị ra

 3D Bar

Nó thể hiện những giá trị có quan hệ đồ họa với mức cao và mức thấp Có thể đặt cấu hình loại thể hiện 3D theo bất kì cách nào mà bạn muốn

 Nhóm hiển thị (Group Display)

Cung cấp thể hiện cách quy tụ theo cấp bậc của trạng thái hiện tại của những loại thông báo nhất định mặc dù không có sự liên quan tới thông báo hệ thống với WinCC

2.4.2.3 Các đối tượng của Window (Window Object)

 Nhóm lựa chọn (Option Group)

Tương tự như Check-Box nhưng là lựa chọn đơn

trị lớn nhất mà ta có thể đặt, giá trị đặt phụ thuộc vào dạng dữ liệu được gán cho Slider Bạn có thể thiết lập một sự liên kết tới quá trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương ứng

2.4.3 Hệ thống lưu trữ và hiển thị (Tag Logging)

Tag Logging mang lại những điểm nổi bật sau đây:

 Hiệu quả và tối ưu trong việc sử dụng hệ thống

 Rõ ràng, đễ hiểu trong thủ tục vận hành

 Tăng năng xuất

 Tăng chất lượng sản xuất

2.4.3.1 Chức năng của Tag Logging

Tag Logging có chứa những chức năng nhận dữ liệu từ quá trình chấp hành để lưu trữ và hiển thị Nó có thể mang lại ý nghĩa công nghệ và kỉ thuật liên quan tới trạng thái vận hành của hệ thống

Tag Logging cũng như các trình soạn thảo khác được chia ra làm 2 thành phần:

 Cấu hình của hệ thống (Tag Logging Cofiguration System/Tag Logging CS) Tất cả các đặc tính cần thiết cho lưu trữ và hiển thị được gán dữ liệu bằng

“Tag Logging Configuration System” Những đặc tính này phải được tạo ra và chuẩn

bị trước khi khởi động chạ thực hệ thống

 Chạy thực hệ thống (Tag Logging Runtime Tag Logging RT)

Tag Logging Run-Time System chấp nhận dữ liệu đã đặt và liên kết chúng tới những đặc tính đã được chỉ định và chuẩn bị cho lưu trữ và hiển thị

 Các kiểu dữ liệu

Dữ liệu có thể được chia thành các nhóm sau đây:

 Dữ liệu vận hành (Operating Data)

 Phục vụ cơ bản cho việc truyền trạng thái hiện tại, workload,

 Charge Data

 Labor Data: gồm có tất cả các loại dữ liệu được vào bằng tay

 Machine Data: cung cấp về trạng thái máy móc

 Process Data: dữ liệu quá trình

 Quality Data

 Các phương pháp lưu trữ giá trị quá trình

Dữ liệu quá trình là những giá trị đo được thu nhận từ các sensor đặc biệt Để thực hiện trong WinCC, vùng lưu trữ hay các Tag sẽ được gán cho các dữ liệu này

Dữ liệu lưu trữ được điều khiển thông qua một sự phối hợp giữa sự kiện và sự chu kì Khi đặt cấu hình của hệ thống sẽ xác định loại dữ liệu nào nên lưu trữ trong mỗi nơi

Có thể lựa chọn một trong các phương pháp lưu trữ dưới đây:

 Giám sát Tag theo một chu kỳ lưu trữ liên tục-giá trị đo

 Chấp nhận lưu trữ không theo chu kỳ giá trị hiện thời

 Lựa chọn chu kỳ lưu trữ liên kết với điều khiển sự kiện cùng với điều khiển lưu trữ qua chu kỳ

 Các bước soạn thảo Tag Logging

 Trong cửa sổ hướng của dự án kích đúp vào “Editor” để hiển thị danh sách tất cả các ấn bản

 Cài đặt

 Kích chuột phải vào nút “Tag Logging”

 Khi Menu xuất hiện hãy chọn “Open”

 Sự lựa chọn này sẽ khởi động “Tag Logging” và bây giờ ta có thể khởi tạo

2.4.3.2 Thành phần cơ bản của trình soạn thảo Tag Logging

Trình soạn thảo Tag Logging gồm có các thành phần sau:

 Time

Tag Logging giới thiệu 2 loại hệ thống timer khác nhau:

 Timer thu nhận (Acquisition Timer)

Là khoảng thời gian mà trong đó những giá trị thời gian này được sao chép bởi Tag từ ảnh quá trình của quản lý dữ liệu (Data Manager)

 Timer lưu trữ (Archiving Timer)

Là khoảng thởi gian mà trong đó dữ liệu được nạp vào “vùng lưu trữ” Giá trị sau cùng luôn được nạp vào trong một khoảng thời gian lưu trữ Giá trị đầu thuộc

về khoảng thời gian trươc đó

 Bộ phận lưu trữ (Archives)

Thư mục lưu trữ có chứa thông số mặc định cho việc tạo ra một bộ phận lưu trữ và xác định các Tag liên quan trong suốt mối quan hệ giữa chúng với quản lí dữ liệu của Tag

Tạo ra và soạn thảo một hay nhiều lưu trữ được thực hiện trong vùng đặt cấu hình “Archive” Tại một thời điểm một lưu trữ mới cũng được nạp vào dự án

Trong WinCC cho phép sử dụng 3 dạng lưu trữ:

 Lưu trữ giá trị quá trình (Process Value Archive)

Các giá trị của quá trình được thu nhận về môi trường WinCC để xử lí tính toán thông qua mối liên hệ logic là các Tag quá trình Mỗi một thành phần lưu trữ nhận các Tag của quản lý dữ liệu Mối liên hệ giữa các giá trị quá trình và lưu trữ được hình thành khi lưu trữ mà bạn tạo ra được nối với một Tag

 Lưu trữ dạng nén (Compressed Archive)

Lưu trữ dạng này nén dữ liệu và phối hợp các số liệu một cách hiệu quả Theo cách này các giá trị đo có thể được thu thập trực tiếp và được sao chép (copy) ngay sau đó

 Lưu trữ của người sử dụng (User Archive)

Bất kỳ số lượng Tag được tạo ra do người sử dụng đều được nạp vào trong

“User Archive” Vì lí do này mà người dùng có thể đưa vào phương pháp làm việc hay phương pháp thay đổi sau khi đó nạp chúng vào trong “User Archive” và nếu cần thiết thì thông qua chúng liên hệ tới PLC Ngoài ra lưu trữ của người dùng (User Archive) còn được sử dụng để thu nhận “Charge Data” (là tổng hợp của các thông báo, dữ liệu quá trình và các giá trị đặt cho mỗi phần sản phẩm)

Loại lưu trữ này được tổ chức thành các bảng riêng rẽ trong cơ sở dữ liệu trừ cột đầu tiên của bảng (có cấu trúc hoàn toàn tự do)

Mỗi lưu trữ của người dùng phải có một tên riêng biệt Truyền thông giữa PLC và WinCC được thực hiện do cấu trúc bức điện phù hợp với qui ước rõ ràng theo cấu trúc của chúng

 Trend (đồ thị)

Chức năng:

Để thể hiện trạng thái các Tag, nhờ Tag Loggig mà giá trị của các Tag được thể hiện bằng đồ thị Tag Logging cho phép lựa chọn kiểu đồ thị và có thể vẽ đồ thị của Tag hiện thời hoặc lưu trữ giá trị Tag

Tuy nhiên ứng dụng cửa sổ này phải được tạo ra trong “Graphic Designer” và được liên kết với “Trend Window Template” (mẫu đồ thị) đã được đặt cấu hình ở cửa

sổ Tag Logging

Phân loại: Có 3 loại Trend có thể sử dụng

 Trend vẽ theo các điểm rời rạc

 Trend tuyến tính

 Trend tuyến tính hóa theo từng bước nhảy

Đặt cấu hình cho “Trend Window Template”

 Tạo Trend Window Template

 Liên kết Trend với Trend Window Template

 Đặt các thông số tổng thể cho Trend

 Nối Trend với Tag được hiển thị

 Đặt thông số của trục x,y

 Đặt các thuộc tính của Trend

 Tạo cửa sổ ứng dụng trong “Graphic Disigner”

 Trong “Graphic Designer” nối cửa sổ ứng dụng (Aplication window) tới Trend đã đặt cấu hình

Phạm vi của Trend được thể hiện

 Thể hiện tĩnh của đồ thị:

Có thể cho phép thể hiện đồ thị trong một đoạn thời gian mà ta đặt cho Trend Cấu hình này được đặt trong “X-Axis” Khi thể hiện tĩnh thì Trend chỉ thể hiện một đoạn giá trị cố ddingj mà ta đã đặt

 Thể hiện động của đồ thị:

Thời điểm cuối của Trend luôn tương ứng với thời gian hệ thống ở thời điểm hiện tại Việc đặt cấu hình cho nó cũng trong “X-Axis” của cửa sổ hộp thoại

“Properties Trend Window Template”

 Bảng lưu trữ (Table Window Template)

Thành phần này có cấu trúc gần giống như Trend nhưng hiện thị giá trị hiện thời của Tag dạng bảng Về mặt nguyên lí mà nói thì chúng không có gì khác nhau, mà chỉ khác về cách thể hiện Tất cả việc khởi tạo và đặt cấu hình là tương tự với Trend

Chức năng của nó cũng giống với Trend, ngoài việc hiển thị còn phục vụ cho việc in ấn hệ thống

2.4.4 Hệ thống cảnh báo (Alarm Logging)

2.4.4.1 Giới thiệu chung về hệ thống cảnh báo (Alarm Logging)

Alarm Logging là trình soạn thảo đảm nhận đưa tin từ quá trình chuẩn bị, hiển thị, nhận, lưu trữ những tin tức theo một quy luật

Các khả năng chính của trình soạn thảo Alarm Logging:

 Cung cấp các thông tin tổng thể về lỗi và trạng thái hoạt động của hệ thống

 Được dùng để định vị sớm các tình huống nguy hiểm

 Tránh và giảm thời gian chết của máy móc

 Tăng thêm chất lượng

 Cung cấp các tài liệu về lỗi và trạng thái của hệ thống

Kết quả thông báo quá trình hệ thống từ việc giám sát các hành động trong quá trình, trên mức tự động hóa, và trong hệ thống WinCC Việc ghi các sự kiện thông báo được báo cáo bằng cả hình ảnh và âm thanh Cũng như trình soạn thảo Tag Logging Việc tạo ra các thông báo cũng bao gồm 2 phần: định dạng (Configuration System) và chạy thời gian thực (Runtime)

 Nhiệm vụ của việc định dạng Alarm Logging

Sử dụng việc định dạng để định dạng các thông báo mà sẽ xuất hiện trong lúc chạy thời gian thực theo cách mà mình mong muốn Việc định dạng có thể đơn giản nếu ta sử dụng công cụ Wizard màWinCC đã hỡ trợ sẵn cho việc định dạng các thông báo

 Wizard cung cấp các công cụ hỗ trợ cho việc tạo các thông báo cơ sở

 Wizard làm đơn giản việc nối các Tag tới các thông báo quá trình

 Với hộp thoại có sẵn làm cho ta có thể định dạng vài thông báo cùng một lúc

 Nhiệm vụ của việc chạy thời gian thực Alarm Logging

Khi chạy thời gian thực Alarm Logging sẽ ghi những thông báo và chấp nhận những thông báo Nó chuẩn bị những thông báo cho hiển thị và lưu trữ

Sau bạn mở hệ thống cấu hình WinCC Alarm, một cửa sổ soạn thảo được chia thành ba khu vực xuất hiện Thanh menu được định vị ở trên cùng cửa sổ Nó bao gồm những menu thả xuống Thanh công cụ nằm ở dưới các menu Những chức năng sử

dụng được để thành những biểu tượng trên thanh bảngnày Cửa sổ dự án được chia thành 3 cửa sổ nhỏ: dẫn đường, dữ liệu, bảng

Ta có thể thay đổi kích thước của những cửa sổ này Phía dưới cửa sổ chứa thanh trạng thái hiển thị thông tin về quá trình hiện thời

2.4.4.2 Một số khái niệm trong soạn thảo Alarm Logging

có thể được cất giữ trong một lưu trữ ngắn hạn Những thông báo mà được cất giữ trong một lưu trữ ngắn hạn được hiển thị trong một cửa sổ thông báo

 Cho những lưu trữ dài hạn, kích thước lưu trữ được xác định bởi khoản thời gian qua đó những thông báo sẽ được lưu trữ Một lưu trữ dài hạn có thể là liên tục hoặc nối tiếp Trong những lưu trữ liên tục, những thông báo cũ nhất được ghi đè lên sau, lưu trữ khi những thông báo có đạt đến cực đại Trong lưu trữ nối tiếp, lưu trữ được tiếp tục tuần tự cho đến khi hết kkhar năng của môi trường chứa Những thông báo mà được cất giữ trog một lưu trữ dài hạn được

hiển thị trong một cửa sổ thông báo

b Thông báo đơn, thông báo nhóm

Trong Alarm Logging, có hai mẫu thông báo là thông báo đơn và thông báo nhóm

 Với thông báo đơn, mỗi sự kiện được gán bằng một thông báo

 Thông báo nhóm được sử dụng để tổng kết nhiều thông báo đơn Những sự kiện liên kết tới những thông báo đơn chỉ thúc đẩy việc nhóm chung các thông báo lại Thông báo đơn mà thúc đẩy thống báo nhóm không thể được xác định