TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM KHOA ĐIỆN TỬ BÀI GIẢNG: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH BIÊN SOẠN: GV ThS Nguyễn Tấn Đời GV ThS Tạ Văn Phương TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2008 Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn MỤC LỤC CHƯƠNG I: PLC S7-300 1.1 Giới thiệu PLC S7-300 1.2 Các Module PLC S7-300 1.3 Các Module hoạt động 1.4 Các kiểu liệu 1.5 Cấu trúc nhớ 1.6 Chu kỳ quét PLC S7-300 1.7 Trao đổi liệu CPU Module mở rộng 1.8 Cấu trúc chương trình PLC S7-300 1.9 Các khối OB đặc biệt 10 CHƯƠNG II: TẬP LỆNH CỦA S7-300 1.1 Cấu trúc lệnh trạng thái kết ruo ©T yen u q 1.3 Nhóm lệnh đặc biệt Ban 1.4 Nhóm lệnh so sánh 1.2 Nhóm lệnh logic H Su ng D ph h yt am K M P HC uat T 12 12 14 20 23 1.5 Nhóm lệnh tốn học 28 1.6 Lệnh chuyển đổi số BCD sang số nguyên 29 1.7 Lệnh Timer 30 1.8 Lệnh Counter 40 CHƯƠNG III: MẠNG PROFIBUS- DP 47 3.1 Tổng quan 47 3.1.2 Kiến trúc giao thức kỹ thuật truyền 48 3.1.3 Truy cập BUS 49 3.1.4 Dịch vụ truyền lịêu 49 3.1.5 Cấu trúc điện 50 3.2 Profibus – DP 51 3.2.1 Cấu hình hệ thống thiết bị 52 3.2.2 Đặc tính vận hành hệ thống 53 3.2.3 Trao đổi liệu Master Slaver 53 3.2.4 Đồng hoá liệu vào /ra 54 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 3.2.5 Tham số hoá chuẩn đoán hệ thống 55 3.2.6 Giao tiếp trực tiếp Slave 55 3.2.7 Chế độ đẳng thời 56 3.3 Giới thiệu Module EM-277 57 3.3.1 Giới thiệu 57 3.3.2 Các thông số EM-277 57 3.3.3 Cấu trúc vùng nhớ Master Slave 58 3.4 Kết nối mạng với module EM-277 61 3.4.1 Thiết lập địa mạng cho khối EM-277 61 3.4.2 Truyền liệu trạm chủ khối EM-277 61 3.4.3 Tệp sở liệu thiết bị ( tệp GSD) 64 3.4.5 Ứng dụng mạng Profibus –DP điều khiển thiết bị 64 4.1 Giới thiệu mạng ASI u DH S g n ruo 4.1.1 Khái niệm K pham M P HC uat T CHƯƠNG IV : MẠNG ASI y th 75 75 75 ©T yen u q BanASI 4.1.3 Hoạt động mạng 77 4.1.4 Ứng dụng mạng ASI 84 4.2 Các AS-I MASTER 86 4.2.1 Giới thiệu 86 4.2.2 AS-I Master PLC S7-200 86 4.2.3 AS-I Master cho PLC S7-300 89 4.2.4 AS-I Gateway 91 4.3 Các thành phần mạng ASI 92 4.3.1 Cáp AS-I 92 4.3.2 Các Module AS-I 93 4.3.3 Lắp đặt Module AS-I 97 4.3.4 AS-I Repeater/Extender 97 4.3.5 Bộ định địa 99 4.1.2 Giao tiếp ASI 82 4.4 Chế độ AS-I MASTER 100 4.4.1 Nguyên tắc Master/Slaver AS-I 100 4.4.2 Chuyển đổi liệu 102 4.5 Hệ thống AS-I 108 4.5.1 Thiết lập hệ thống AS-I 108 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn 4.5.2 Hệ thống truyền liệu AS-I 109 4.5.3 Cấu trúc điện 110 4.6 AS-I MASTER MODULE CP 243-2 113 4.6.1 Giới thiệu module CP 243-2 113 4.6.2 Đặc tính kỹ thuật Module CP 243-2 115 CHƯƠNG V: PHẦN MỀM WINCC 129 5.1 Giới thiệu chung WinCC 129 5.1.1 Khái niệm 129 5.1.2 Đặc điểm 129 5.1.3 Ưu điểm Version WinCC 6.0 131 5.2 Các độ Poject WINCC 131 5.2.1 Single-user Project 131 5.2.3 Client Project u DH S g n uo 5.3.1 Thiết lập Driver kết nối giữanWinCC © Tr PLC e y qu 5.3.2 Định nghĩa TagBan 5.3 Sử dụng WINCC K pham M P HC uat T 5.2.2 Multi-user Project y th 132 132 133 133 134 5.3.3 Tạo giao diện người dùng 134 5.3.4 Tạo ảnh động hiệu ứng cho đối tượng 136 5.3.5 Biểu diễn giá trị trình Logging Editor 136 5.3.6 Thiết lập cảnh báo thông báo lỗi 137 5.3.7 Tạo Function Action 138 5.3.8 Thiết lập Report 138 5.3.9 Chạy chương trình WinCC 139 5.4 Điều khiển giám sát qua mạng PROFIBUS 140 5.4.1 Yêu cầu 140 5.4.2 Kết nối phần cứng 141 5.4.3 Khai báo phần cứng SIMATIC MANAGER 141 5.4.4 Thiết lập giao diện WinCC thiết lập giao tiếp với S&-300 146 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Dỗn Phước, tự động hóa với Simatic S7-300, NXB KHKT, 2006 [2] Hồng Minh Sơn, Mạng truyền thơng cơng nghiệp , NXB KHKT, 2001 [3] Trần Thu Hà, Tự động hố cơng nghiệp với WinCC, NXB Hồng Đức, 2007 [4] TT Việt Đức - ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, SIMATIC S7-300 Điều khiển hệ thống [5] TT Việt_Đức - Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM, Tài liệu huấn luyện PROFIBUS - DP&FMS [6] Siemens, AS-Interface – Introdution and Basic information, 2000 [7] Siemens, S7-300 Programmable Controller Hardware and installation [8] Internet u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 1: CHƯƠNG PLC S7-300 1.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300: PLC S7-300 thiết bị điều khiển lo g i c k h ả t r ì n h c ỡ t r u n g b ì n h hãng S iemens sản xuất với kích thước nhỏ, gọn Chúng có kết cấu theo kiểu Module xếp rack Trên rack cho phép đặt nhiều Module mở rộng (không kể CPU, Module nguồi ni) Một CPU S7-300 làm việc trực tiếp với nhiều rack S7-300 thiết kế dựa tính chất PLC S7-200 (đã trình bày môn học ĐKLT 1) bổ sung tính mới, đặc biệt điều khiển liên kết hệ thống nhiều PLC, gọi mạng PLC – trình bày chương sau 1.2 CÁC MODULE CỦA PLC S7-300: Nhằm mục đích tăng tính mềm dẻo ứng dụng thực tế, M đối tượng điều C H P khiển trạm S7-300 chế tạo theo Module at T u y th K Các Module gồm có: Module CPU, nguồn, ngõphvào/ra am số, tương tự, mạng, …Số lượng u S H Module nhiều hay tùy vào yêu cầu thực tế, song tối thiểu có D uong r T Module CPU, Module lại nhận truyền tín hiệu với đối tượng điều © yen u q khiển, Module chức Bannăng chuyên dụng PID, điều khiển động cơ,… chúng gọi chung Module mở rộng Cấu hình trạm PLC S7-300 sau: CPU Hình 1.1: Các khối rack trạm PLC S7-300 TRANG - Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH - CHƯƠNG Module CPU: chứa vi xử lý, hệ điều hành, nhớ, định thời gian, đếm, cổng truyền thơng (RS485)… có vài cổng vào/ra số onboard PLC S7-300 có nhiều loại CPU khác nhau, chúng đặt tên theo vi xử lý có CPU CPU312, CPU314, CPU315, CPU316, CPU318… Những Module có chung vi xử lý khác cổng vào/ra onboard, khác khối hàm đặc biệt có sẵn thư viện hệ điều hành phân biệt với tên gọi cách thêm cụm từ IFM (Intergrated Function Module) Ví dụ Module CPU314 IFM Ngồi có loại Module CPU với hai cổng truyền thơng, cổng truyền thơng thứ hai có chức phục vụ việc nối mạng phân tán có kèm theo phần mềm tiện dụng cài đặt sẵn hệ điều hành Các loại CPU phân biệt với CPU khác tên gọi thêm cụm từ DP (Distributted Port) tên gọi Ví dụ Module CPU 314C-2DP… Hình vẽ sau minh họa số CPU PLC S7-300: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B CPU 312 IFM CPU 314C-2PIP CPU 314 CPU 314C-2DP Hình 1.2: Các Module tích hợp CPU PLC S7-300 - Module mở rộng: chia làm loại o PS ( Power Supply): Module nguồn ni Có loại 2A, 5A 10A o SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm: o DI (Digital Input): Module mở rộng cổng vào số Số cổng vào số mở rộng 8, 16, 32 tuỳ thuộc vào loại Module o DO (Digital Output): Module mở rộng cổng số Số cổng số mở rộng 8, 16 32 tuỳ thuộc vào loại Module o DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng cổng vào/ra số Số cổng vào/ra số vào/8 16 vào/16 tùy thuộc loại Module o AI (Analog input): Module mở rộng cổng vào tương tự Chúng chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD) Số cổng vào tương tự 2, 4, tùy loại Module TRANG - Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG o AO (Analog output): Module mở rộng cổng tương tự Chúng chuyển đổi số tương tự (DA) Số cổng tương tự 2, tùy thuộc loại o AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng vào/ra tương tự Số cổng vào/ra tương tự vào/2 vào/4 tùy loại Module o IM (Interface Module): Module ghép nối Đây loại Module chuyên dụng có chức nối nhóm Module mở rộng lại với thành khối quản lý chung CPU Một CPU làm việc trực tiếp nhiều rack, rack tối đa Module mở rộng rack nối với Module IM o FM (Function Module): Module có chức điều khiển riêng, ví dụ Module điều khiển động động bước, Module điều khiển động servo, Module PID, điều khiển đếm tốc độ cao… o CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông mạng PLC với PLC với máy tính HCM P Hình sau minh họa số Module mở rộng PLC uS7-300: at T u DH S g n ruo K pham y th ©T yen u q an B a) Module nguồn (PS) d) Module số (DO) b) Module vào số (DI) c) Module analog (AO) e) Module chức (FM) f) Module truyền thơng Hình 1.3: Module mở rộng PLC S7-300 TRANG - Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 1.3 CÁC MODE HOẠT ĐỘNG: - PLC S7-300 có mode hoạt động, gồm: o RUN_P: Xử lý chương trình, đọc ghi từ PG o RUN: Xử lý chương trình, khơng thể đọc từ PG o STOP: Dừng, chương trình khơng xử lý MRES: Chức reset hệ thống (Module Reset o Các mode chọn dựa vào cơng tắc chọn mặt trước CPU hình 1.4 Trong đó: Đèn báo trạng thái Card nhớ Nút chọn kiểu làm việc Đầu nối 24V Ngăn để pin u DH S g n ruo K pham ©T yen u q an B - - M P HC uat T Cổng giao tiếp MPI y th Hình 1.4: Mặt trước CPU S7-300 Ngồi ra, CPU có đèn báo giúp người sử dụng chẩn đoán trạng thái PLC o SF: báo lỗi nhóm, CPU hay Module o BATF: lỗi pin, hết pin khơng có pin o DC5V: báo có nguồn 5V o FRCE: báo có ngỏ vào/ra bị cưỡng hoạt động o RUN: nhấp nháy CPU khởi động sáng CPU làm việc o STOP: sáng PLC dừng, chớp chậm có yêu cấu reset nhớ, chớp nhanh reset nhớ Các thành phần khác CPU: o Card nhớ: dùng để lưu chương trình mà khơng cần pin trường hợp điện o Ngăn để pin: nằm nắp, chứa pin cung cấp lượng cho RAM điện o Đầu nối MPI: đầu nồi dành cho thiết bị lập trình hay thiết bị cần giao tiếp qua cổng MPI o Đầu nối điện 24V: cung cấp nguồn cho CPU TRANG - Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 1.4 CÁC KIỂU DỮ LIỆU: Tương tự PLC S7-200, kiểu liệu sử dụng chương trình PLC S7-300 gồm có: - BOOL: có dung lượng bit, giá trị 1, sử dụng cho biến có giá trị - BYTE: dung lượng bit, thường dùng biểu diễn số nguyên dương từ đến 255, mã BCD số thập phân chữ số, mã ASCII ký tự,… - WORD: dung lượng byte, biểu diễn số nguyên dương từ đến 65535 - INT: dung lượng byte, biểu diễn số nguyên từ -32768 đến 32767 - DINT: dung lượng byte, biểu diễn số nguyên từ -2147483648 đến 2147483647 - REAL: dung lượng byte, biểu diễn số thực có dấu phẩy Ngồi có kiểu liệu khác: - S5T (S5TIME): biểu diễn khoảng thời gian, tính theo giờ/phút/giây/mgiây - TOD: biểu diễn khoảng thời gian tính theo giờ/phút/giây - DATE: biểu diễn thời gian theo năm/tháng/ngày - CHAR: biểu diễn ký tự (tối đa ký tự) n© 1.5 CẤU TRÚC BỘ NHỚ: quye Ban u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th T Bộ nhớ PLC minh họa hình 1.5, gồm: vùng nhớ chứa ghi, vùng nhớ System, vùng nhớ Work, vùng nhớ Load Hình 1.5: Phân chia vùng nhớ S7-300 TRANG - Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG o Xây dựng đối tượng thư viện điều khiển ActiveX o Thay đổi thư viện hình ảnh từ phiên chương trình cũ o Định cấu hình chạy runtime M P HC uat T th Kydiện đồ họa Hình 5.7: Màn Hình Thiết kế giao pham u DH S g n ruo n©T uye Các thành phần an q hình tạo giao diện gồm: B - Color Palette: Thiết lập màu cho đối tượng chọn Có 16 màu chuẩn, nhiên dùng màu tùy thích bạn định nghĩa - Object Palete: Chứa đối tượng chuẩn ( Polygon, Ellipse, Rectangle,…), đối tượng thông minh ( OLE control, OLE Elêmnt, I/O Field,…) đối tượng Windows ( Button, Check Box,…) - Style Palette: thay đổi hình thức đối tượng chọn Tuỳ vào kiểu đối tượng, mà ta thay đổi kiểu đường thẳng đường viền, độ rộng đường thẳng đường viền, kiểu kết thúc đường thẳng, kiểu tô - Alignment Palette: Cho phép thay đổi vị trí nhiều đối tượng, để thay đổi vị trí đối tượng chọn có liên quan đến đối tượng khác, tiêu chuẩn hoá chiều cao bề rộng vài đối tượng - Zoom palette: thiết lập hệ số phóng đại (phần trăm) cho hoạt động cửa sổ Các hệ số phóng đại chuẩn là: 8, 4, 1, 1/2, 1/4 - Menu Bar: Chứa tất trình đơn lệnh cho Graphic Designer Những lệnh khơng có hiệu lực biểu diễn màu xám - Toolbar: chứa nút để thực nhanh nhiều lệnh chung - Font Palette: cho phép thay đổi kiểu font, kích thước, màu đối tượng text, màu đường thẳng đối tượng chuẩn - Layer: cho hiển thị lớp 16 lớp (Lớp đến 15) Lớp chọn mặc định TRANG – 135 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 5.3.4 Tạo ảnh động hiệu ứng cho đôi tượng: Vào properties đối tượng thiết lập thuộc tính đối tượng thời gian cập nhật liệu Có ba cách để thực hiện: - Dùng kết nối trực tiếp ( Direct connector) với tag - Dùng VBS-Action - Dùng C-Action Để hiểu rõ cách tạo ảnh động ta thực ví dụ thể trình làm đầy bồn nước minh họa sau: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 5.8: Ví dụ minh họa 5.3.5 Biểu diễn giá trị trình - Logging Editor: Chức Logging Editor: - Thiết lập thời gian ( chu kỳ ) cập nhật thông tin liệu ( Timer) - Thiết lập Archive Wizard lưu trữ liệu để in ra, hiển thị bảng báo cáo thơng số q trình sản xuất chạy runtime Các bước thiết lập : - Mở Tag Logging Editor, - Đặt cấu hình cho Timer, - Tạo liệu lưu trữ với Archive Wizard, - Vẽ đồ thị hiển thị thông số trình sản xuất TRANG – 136 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG Trong sổ Graphics Designer, chọn WinCC Online Trend Control Tab Control bên sổ Object Palette kéo vào hình soạn thảo Tạo bảng báo cáo Chọn WinCC Online Table Control có Tab “Control” bên cửa sổ Object Palette đặt vào trang hình soạn thảo Cài đặt tham số Runtime Nhằm thiết lập thuộc tính để ghi tag (Tag Logging) khởi động lúc chạy chương trình Người dùng cần phải vào “Properties” “Computer”, chọn nhãn “Startup” Chạy chương trình Chú ý: - Bản ghi thời gian khoảng thời gian mà giá trị lấy từ ảnh trình quản lý liệu Tag-Logging - Việc lưu giữ thời gian khoảng thời gian mà liệu lưu M kho lưu trữ Việc lưu giữ thời gian ln ln T bội sốC(ngun) việc H P uat chọn ghi thời gian Giá trị cất giữ Kmỗi y ththời điểm (lưu giữ) ln am thuộc thời điểm trước ln giá trị cuối ghi GiáSutrịphđầu g DH uon © Tr n quye n a 5.3.6 Thiết lập cảnh Bbáo thông báo lỗi - Alarm Logging: Chức Alarm Logging: - Thông báo cung cấp cho người điều khiển thông tin liên quan đến trạng thái hoạt động lỗi trình sản xuất Những điều cung cấp cho người điều khiển biết vị trí tới hạn phạm vi hoạt động cách sớm giúp loại trừ thời gian vơ ích - Người dùng định nghĩa kiện quy trình sản xuất mà trigger thơng báo Chẳng hạn: cảnh báo tải, cảnh báo nhiệt độ … Các bước thiết lập : - Mở cửa sổ soạn thảo Alarm Logging Editor - Khởi động System Wizard - Cài đặt Message Text - Dùng Message Class để đặt màu cho message - Cài đặt Limit value - Tạo Message Window hình soạn thảo - Thiết lập tham số Runtime - Chạy chương trình TRANG – 137 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG 5.3.7 Tạo Function Action: Để tạo soạn thảo Function hay Action dùng Global Script WinCC - - Function: Sử dụng hàm cần tính tốn nhiều lần chương trình Lợi ích việc tạo Function là: o Chỉ cần lập trình lần Khi cần thực thi việc gọi hàm đưa vào đối số thích hợp o Chương trình ngắn dễ hiểu Action: Khác với Function, Action hoạt động có điều kiện kích (Function khơng tự hoạt động chạy Runtime) o Action khơng có đối số o Có thể tạo quyền cho Action Chú ý: - Action: Được tạo hay sửa đổi Global Script, dùng Project tạo M HC P T Project Function: Chỉ dùng Project huatcó thể tạo hay sửa từ y ttại, K am hàm có sẵn u ph DH S g n Standard Function: Dùng uotrong tất Project, tạo hay sửa từ © Tr n e y hàm có sẵn n qu Ba Internal Function: Dùng tất Project, tạo hay sửa từ hàm có sẵn 5.3.8 Thiết kế Report - Report Designer: Chức Report Designer: Thiết kế giao diện layout để in liệu cập nhật lúc chạy runtime Các bước thiết kế Report: - Tạo layout Report Designer - Thiết kế layout - Cài đặt thông số in ấn - Làm hoạt động Project TRANG – 138 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG K pham M P HC uat T y th u DH S g n o uGiao Hình 5.9: diện Layout © Tr n e y n qu Ba Các thành phần giao diện gồm: - Color Palette: thiết kế màu cho đối tượng chọn - Object palette: chứa Standard Objects (Polygon, Ellipse, Rectangle, ), Dynamic Object (Dynamic Text, Dynamic Table, ) System Object (Date, Page Number, ) - Style Palette: thay đổi xuất đối tượng chọn Tuỳ thuộc vào đối tượng, bạn thay đổi kiểu đường thẳng đường viền, độ rộng đường thẳng, kiểu tô - Alignment Palette: cho phép bạn thay đổi vị trí quan sát nhiều đối tượng, để thay đổi vị trí đối tượng chọn có liên quan đến đối tượng khác, tiêu chuẩn hoá chiều cao chiều rộng nhiều đối tượng - Zoom Palette: thiết lập hệ số (phần trăm) phóng to cho hoạt động cửa sổ Bạn thiết lập hệ số phóng to khác qua nút ấn - Menu Bar: chứa tất lệnh cho Report Designer - Toolbar: chứa nút ấn để biểu diễn nhanh chóng nhiều lệnh chung - Font Palette: cho phép bạn thay đổi kiểu font, kích thước màu đối tượng text, màu đường thẳng Standard Objects 5.3.9 Chạy chương trình WINCC: Vào startup properties computer chọn thuộc tính Run TRANG – 139 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH 5.4 CHƯƠNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT QUA MẠNG PROFIBUS: 5.4.1 Yêu cầu: Trong phần trình bày cách để thiết lập điều khiển thiết bị dùng WinCC kết hợp với mạng Profibus Để cho người đọc dễ dàng hình dung bước thiết lập điều khiển, thatực mạng đơn giản điều khiển giám sát mơ hình động bước mơ hình cân trọng lượng dùng WinCC kết hợp với mạng Profibus - Sơ đồ hệ thống điều khiển: EM 277 u DH S g n ruo Máy tính K pham CPU 224 y th ©T yen u q an B M P HC uat T KHỐI ANALOG EM 231 TRẠM CÂN CPU 315 – DP RS 232/MPI CABLE PROFIBUS CABLE EM 277 CPU 224 ĐỘNG CƠ BƯỚC Hình 5.10: Sơ đồ hệ thống điều khiển Trong hệ thống này, S7-300 đóng vai trò Master, có chức điều khiển, giám sát hoạt động hệ thống Hai khối S7-200 hai Slave điều khiển hai mơ hình (mơ hình trạm cân, mơ hình động bước), đồng thời gởi tín hiệu báo cáo Master Hai khối S7-200 kết nối vào mạng PROFIBUS DP thông qua khối EM277 TRANG – 140 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH - CHƯƠNG Các bước thực hiện: o Bước 1: Kết nối phần cứng, o Bước 2: Thiết lập khai báo phần cứng SIMATIC Manager , o Bước 3: Thiết kế giao diện WinCC giao tiếp với S7-300, o Bước 4:Viết chương trình giám sát điều khiển 5.4.2 Kết nối phần cứng: - - Kết nối S7-200 vào mạng PROFIBUS DP: o Kết nối khối EM277 với S7-200: CPU-S7-200 tự khơng thể tham gia vào mạng PROFIBUS DP, cần thông qua khối EM277 o Kết nối cáp PROFIBUS từ S7-300 đến hai khối EM277 Xác định địa cho khối EM277: Việc xác định địa cho khối EM277 trước việc cần thiết, khai báo M cấu hình phần mềm cho CPU S7-300, CPU S7-300 Pchỉ HCnhận để bắt tay T uat với Slave địa khai báo với địa thực y th am K ph Trước tiên ta chưa cấp nguồn cho EM277, dùng H Su vít xoay chọn địa cho Slave: o o ong D u Chọn Slave có địa © Trlà 5, kết nối với S7-200 điều khiển mơ hình động n e y bước Ban qu Chọn Slave có địa 6, kết nối với S7-200 điều khiển mơ hình trạm cân trọng lượng - Kết nối trạm với máy tính: sử dụng cáp chuyển đổi RS 232 sang MPI - Kết nối S7-200 với mơ hình 5.4.3 Khai báo phần cứng SIMATIC Manager: Muốn sử dụng S7-300 điều khiển trước tiên ta cần khai báo phần cứng để khởi động CPU S7-300 so sánh cấu hình khai báo với cấu hình thực Các thao tác khai báo trình bày chi tiết phần sử dụng phần mềm SIMATIC MANAGER - Khởi động chương trình Simatic manager - Bấm chọn nút New Projec/Library xuất hộp thoại New - Đặt tên dự án vào ô Name, chọn OK - Thiết lập trạm S7-300: Nếu khơng thấy catalog linh kiện chọn View/Catalog Nếu chưa có khối EM277 catalog phải cài đặt file GSD TRANG – 141 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG Hình 5.11: Cài đặt file GSD vào catalog Sau chọn đường dẫn đến file GSD khối EM277 Thiết lập mạng cách chọn New hình bên u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 5.12: Thiết lập thơng số cho CPU TRANG – 142 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG Sau khai báo có kết hình vẽ sau: CM H Hình 5.13: Màn hình cấu hình sau khai TP CPU at báo hu yt am K - h Su p H D g nối vào mạng: Chọn theo đường dẫn nkết Tiếp theo ta chọn khối EM 277 Truo © n hình, kéo khối EM quye277 thả vào subnet, xuất hộp thoại hình vẽ: Ban Hình 5.14: Khai báo địa cho khối EM277 TRANG – 143 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH - CHƯƠNG Phải chọn địa cho EM 277 (phải chọn địa module CPU nhận được): nhấp đúp vào khối EM 277 xuất hộp thoại “Properties – DP slave”, vào Parameter Assignment để chọn địa chỉ, theo hình vẽ: M P HC uat T h Ky t m a Thiết lập thông số cho hkhối EM277 Su p H D ng Truo © n ye n qu Vào ParameterBaAssignment để chọn địa I/O offset vùng V-memory, chọn giá trị Value 100 Hình 5.15: Chọn giá trị offset cho khối EM 277 TRANG – 144 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG Chọn kích thước vùng đệm: chương trình dùng byte buffer I/O Hình 5.16: Cửa sổ chọn kích thước vùng đệm Địa vào/ra xuất địa mặc định.Ta thay đổi giá trị để sử dụng Chú ý địa vào khối EM 277 khơng trùng Tương tự ta có đặt trạm EM 277 cho mơ hình điều khiển - CM P H cấu hình thực, đạt Tiếp theo ta chọn module vào số/tương tự theo T t a u y th kết sau: mK ruo ©T yen u q an H Su ng D pha B Hình 5.17: Cấu hình phần cứng sau khai báo Chú ý: slot bỏ trống, vị trí dành cho khối mở rộng IM TRANG – 145 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH - CHƯƠNG Tiếp theo ta chọn nút save and compile để biên dịch Sau nhấn nút để tải cấu hình phần cứng vào CPU download o Nếu download không đèn báo lỗi phần cứng CPU sáng lên cần kiểm tra lại việc thiết lập phần cứng o Sau download thành công đèn báo trạng thái CPU sáng lên Sau ta tiến hành viết chương trình điều khiển 5.4.4 Thiết kế giao diện WinCC thiết lập giao tiếp với S7-300: - Đầu tiên ta khởi động WinCC - Sau tạo Project cách nhấp vào nút New công cụ, chọn mục Single-User Project hộp thoại u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 5.18: Hộp thoại tạo project - Đặt tên cho project - Tạo Picture mới, đổi tên picture cách nhấp đúp vào cửa sổ bên phải Hình 5.19: Tạo picture TRANG – 146 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG Dùng công cụ WinCC ta tạo giao diện sau: u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th T n© Hình quye 5.20: Giao diện WinCC Ban - Ta tạo tag nội để điều khiển giao diện: giatricanduoc, giatridinhmuc, dongia, thanhtien, alamnhohon, alamquatai, alamkhtai, alamcotai Hình 5.21: Tạo tag nội TRANG – 147 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH - CHƯƠNG Tạo tag ngoại khai báo địa để tiến hành giao tiếp với S7-300 o Khai báo địa tag ngoại kết nối S7- 300 điều khiển mơ hình trạm cân: theo hình vẽ bên u DH S g n ruo K pham M P HC uat T y th ©T yen u q an B Hình 5.22: Khai báo địa tag ngoại o Khai báo địa tag ngoại kết nối S7- 300 điều khiển mô hình động bước: tương tự phải khác địa - Thực liên kết tag I/O Field giao diện vừa tạo Graphics Designer - Tiếp theo tạo Tag Trigger Global Script - Sau viết chương trình xong nhấn nút Complie để biên dịch, sau lưu chương trình lại - Kích hoạt tính Global Script: click phải Computer chọn properties Trong hộp thoại Computer property chọn thẻ Startup check vào ô Global Script Runtime TRANG – 148 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn Truong DH SPKT TP HCM http://www.hcmute.edu.vn ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG K pham M P HC uat T y th H Su Global Scrip Hình 5.23: Kích g Dhoạt ruon - ©T yen u q an B Trở lại hình giao diện bấm chọn Save, chọn Runtime để giám sát điều khiển mơ hình kết nối TRANG – 149 Thu vien DH SPKT TP HCM - http://www.thuvienspkt.edu.vn ... 84 4 .2 Các AS-I MASTER 86 4 .2. 1 Giới thiệu 86 4 .2. 2 AS-I Master PLC S7 -2 0 0 86 4 .2. 3 AS-I Master cho PLC S 7-3 00 89 4 .2. 4 AS-I Gateway 91 4.3 Các thành phần mạng ASI 92 4.3.1 Cáp AS-I 92 4.3 .2 Các... AS-I MASTER MODULE CP 24 3 -2 113 4.6.1 Giới thiệu module CP 24 3 -2 113 4.6 .2 Đặc tính kỹ thuật Module CP 24 3 -2 115 CHƯƠNG V: PHẦN MỀM WINCC 129 5.1 Giới thiệu chung WinCC 129 5.1.1 Khái niệm 129 ... module EM -2 7 7 61 3.4.1 Thiết lập địa mạng cho khối EM -2 7 7 61 3.4 .2 Truyền liệu trạm chủ khối EM -2 7 7 61 3.4.3 Tệp sở liệu thiết bị ( tệp GSD) 64 3.4.5 Ứng dụng mạng Profibus –DP điều khiển thiết