Ngày nay , khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển cộng với sự phát triển của các ngành công nghiệp .Do đó nhu cầu sản xuất ngày càng tăng,tự động hóa cũng không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.Ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất là xu hướng tất yếu của nước ta.Hiện nay ,hàng loạt các nhà cung cấp công nghệ đã và đang phát triển nhiều thiết bị ,chương trình giám sát .Tuy nhiên ,phổ biến và hay được sử dụng nhiều là chương trình WinCC kết hợp vói các PLC .
BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN ĐỒ ÁN TÌM HIỂU VỀ S7-300 VÀ WINCC ỨNG DỤNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT SẢN XUẤT NƯỚC TINH KHIẾT SVTH : Trịnh Việt Tuấn Vũ Đình Tuân Nguyễn Đình Tú Trương Minh Trị MSSV MSSV MSSV MSSV GVHD:Phan Minh Thân TP HỒ CHÍ MINH 07-2010 LỜI MỞ ĐẦU 07704741 07711481 07706061 07708941 Ngày , khoa học kỹ thuật ngày phát triển cộng với phát triển ngành cơng nghiệp Do nhu cầu sản xuất ngày tăng,tự động hóa khơng ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu đó.Ứng dụng công nghệ tự động vào sản xuất xu hướng tất yếu nước ta.Hiện ,hàng loạt nhà cung cấp công nghệ phát triển nhiều thiết bị ,chương trình giám sát Tuy nhiên ,phổ biến hay sử dụng nhiều chương trình WinCC kết hợp vói PLC Trong phần Đồ Án ,chúng tơi xin trình bày hiểu biết hai chương trình LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đồ án chúng em nhận hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy Phan Minh Thân Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy tồn thể thầy Khoa Điện Đồng thời xin chân thành cảm ơn bạn lớp ĐHĐI3B đóng góp ý kiến cung cấp số tài liệu giúp đỡ Dù cố gắng nhiều ,nhưng lần làm Đồ Án q trình làm cịn có thiếu sót Nên nhóm tơi mong nhận góp ý q thầy tồn thể bạn Nhận xét (Của giáo viên hướng dẫn) ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm Giáo Viên Hướng Dẫn Nhận xét (Của giáo viên phản biện) ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………………………………………… ……………………… TP.Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Năm Giáo Viên Phản Biện MỤC LỤC 1.TÌM HIỂU VỀ S7-300 1.1 Giới thiệu chung PLC (Programmable Logic Control) : (bộ điều khiển logic khả trình) 1.1.2 Phân loại PLC: .4 1.1.3 Các điều khiển phạm vi ứng dụng: .4 1.1.3.1 Máy tính: 1.1.3.2 Vi xử lý: 1.1.3.3 PLC 1.1.4 Ưu điểm sử dụng hệ thống điều khiển với PLC: .5 1.1.5 Ứng dụng hệ thống điều khiển PLC: 1.2 Hệ thống điều khiển PLC S7-300 .6 1.2.1 Các tính PLC S7-300: 1.2.2 Các Module S7-300: 1.2.3 Cấu trúc nhớ CPU S7-300: 13 1.2.4 Các ngơn ngữ lập trình S7-300: 15 1.2.4.1 Ngôn ngữ lập trình LAD 15 1.2.4.2 Ngơn ngữ lập trình FBD 16 1.2.4.3 Ngơn ngữ lập trình STL .16 1.2.4.4 Ngôn ngữ lập trình SCL .17 1.2.4.5 Ngơn ngữ lập trình S7-Graph: 18 1.2.4.6 Ngôn ngữ lập trình Hi-Graph: 18 1.3 Cài đặt phần mềm S7-300 chọn chế độ làm việc: 19 1.3.1 Giới thiệu chung: 19 1.3.2 Cài đặt STEP7: .19 1.3.3 Đặt tham số làm việc: 23 1.3.4 Trình tự bước thiết kế chương trình điều khiển: .23 1.3.5 Soạn thảo Project: 24 1.3.5.1 Khai báo mở Project mới: 24 1.3.5.2 Xây dựng cấu trúc phần cứng cho trạm PLC: 26 1.3.5.2 Cấu trúc PROJECT STEP7: .26 1.3.5.2 Viết chương trình điều khiển: 26 1.3.5.3 Soạn thảo chương trình cho khối Logic: 28 1.3.6 Nạp chương trình giám sát việc thực chương trình: 32 1.3.6.1 Nạp chương trình soạn thảo từ PC xuống CPU: 32 1.3.6.2 Xóa chương trình có CPU: 32 1.3.6.3 Giám sát việc thực chương trình: .33 2.Dự án winCC 33 2.1.1 Bước 1: Khởi động WinCC 34 2.1.2 Bước 2:Tạo dự án (Project) 34 2.1.3 Bước 3: Cài đặt điều khiển cho PLC .36 2.1.4 Tags nhóm Tag: 39 2.1.4.2 Bước 4a: Tạo nhóm tag 40 2.1.5 Hiệu chỉnh hình ảnh trình (Process Pictures) 42 2.1.5.1 Bước 5.1 :Tạo hình ảnh trình: 42 2.1.5.2 Cửa sổ Graphics Designer: 43 2.1.5.3 Hình ảnh trình .45 2.1.5.4 Bước 5.2 : Tạo nút nhấn (button) : 45 2.1.5.5 Bước 5.3 : Định dạng hình ảnh trình 46 2.1.5.6 Bước 5.4 Kích hoạt chế độ hiển thị Fill Level : 48 2.1.5.7 Bước 5.5: Tạo thực thi vùng xuất/nhập liệu: 51 2.1.6 Bước 6: Thiết lập thuộc tính chạy thực (Runtime) .53 2.1.7 Bước 7: Kích hoạt Project 54 2.1.8 Bước 8: Dùng mô (Simulator) .55 2.2 Hiển thị giá trị trình .56 2.2.1 Bước 1: Mở Tag Loging 56 2.2.2 Bước 2: Cấu hình định thời (timer) 57 2.2.3 Bước 3: Tạo vùng lưu trữ ( Archive): 58 2.2.4 Bước 4: Tạo Trend Window 60 2.2.5 Bước 5: Tạo cửa sổ bảng biểu ( Table) 62 2.2.6 Bước 6: Thiết lập thuộc tính chạy thực : 65 2.2.7 Kích hoạt Project : 65 3.1 Ứng Dụng điều khiển lập trình Lader với S7-300 67 3.1.1 Chương trình “Day Chuyen San Xuat Nuoc Tinh Khiet” .77 3.1.2 Giải thích chương trình: 80 3.1.3 Mơ Phỏng Chương Trình S7-300 81 3.2 Các bước thực WinCC 86 3.2.1 Khởi động chương trình tạo biến .86 3.2.2 Tạo hình biểu diễn 93 3.2.3 Đặt điều kiện cho Runtime hoạt động 101 3.3.3.1 Hiển thị giá trị xử lý 105 3.3.3.2 Tạo Trend Window Graphic Designer .110 3.3.3.3 Tạo Table Window Graphic Designer 116 3.3.4 Cấu trúc Alarm logging 123 3.3.4.2 Cài đặt thông báo màu 130 3.3.4.3 Chèn cửa sổ tin vào ảnh 130 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân 1.TÌM HIỂU VỀ S7-300 1.1 Giới thiệu chung PLC (Programmable Logic Control) : (bộ điều khiển logic khả trình) Hình thành từ nhóm kỹ sư hãng General Motors năm 1968 với ý tưởng ban đầu thiết kế điều khiển thỏa mãn yêu cầu sau: - Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ hiểu - Dễ dàng sửa chữa thay - Ổn định môi trường công nghiệp - Giá co cạnh tranh Thiết bị điều khiển logic khả trình (PLC) (hình 1.1) loại thiết bị cho phép thực linh hoạt thuật toán điều khiển số thơng qua ngơn ngữ lập trình, thay cho việc thể thuật toán mạch số Như vậy, với chương trình điều khiển mình, PLC trở thành điều khiển nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật tốn đặc biệt dễ trao đổi thơng tin với môi trường xung quanh (với PLC khác với máy tính) Tồn chương trình điều khiển lưu nhớ PLC dạng khối chương trình (khối OB, FC FB) thực lặp theo chu kỳ vòng quét Để thực chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính máy tính, nghĩa phải có vi xử lý (CPU), hệ điều hành, nhớ để lưu chương trình điều khiển, liệu cổng vào/ra để giao tiếp với đối tượng điều khiển trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó, nhằm phục vụ tốn điều khiển số, PLC cịn cần phải có thêm khối chức Trang Đồ án GVHD: Phan Minh Thân đặc biệt khác đếm (Counter), định (Timer)…và khối chuyên dụng (như hình bên ta có sơ đồ cấu tao PLC đơn giản) Trang Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Vào Tab Graphics Runtime ,chọn tất mục Window Attributes Trang 129 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Sau nhấp Ok chấp nhận thiết lập 3.3.4 Cấu trúc Alarm logging Trên Taskbar,nhấp chọn Start>Simatic>WinCC>WinCC V6.2 SP2 Để mở cửa sổ soạn thảo Alarm Logging,trên hình giao diện WinCCEplorer ‘SanSuatNuocTinhKhiet”,nhấp phải vào mục Alarm Logging chọn Open Trang 130 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Sau thời gian ,cửa sổ soạn thảo Alarm Logging xuất hình Khởi động Message Wizard Trang 131 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Hộp thoại System Wizard mở ,nhấp next tiếp tục Hộp thoại System Wizard:Selecting Message blocks xuất bao gồm mục sau:Trong khung System Blocks, chon mục Date ,Time, Number.Khung User Text Blocks,chọn Msg Txt,Error Location.Trong khung Process value blocks,chọn none Nhấp next tiếp tục Trang 132 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Hộp thoại System Wizard :Preseting Classes xuất Mục Class Error with Types Alarm,Failure,and Warning chọn mặc định Nhấp next tiếp tục Hộp thoại System Wizard:Finable! Xuất Nhấp chọn Finish kết thúc việc lựa chọn Trang 133 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Thay đổi chiều dài Message text Trên cửa sổ Alarm Logging ,nhấp chọn Message blocks>User text blocks Bên phải cửa sổ Alarm Logging ,nhấp phải chuột lên Message text ,chọn properties Hộp thoại Message Blocks xuất ,thiết lập thơng số hình sau Trang 134 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Nhấp Apply>Ok chấp nhận Tiếp tục thay đổi chiều dài Point of Error Nhấp chọn Message blocks>User text blocks Bên phải cửa sổ Alarm Logging ,nhấp phải chuột lên Point of Error ,chọn properties Hộp thoại Message Blocks xuất ,thiết lập thơng số hình sau Nhấp Apply>Ok chấp nhận Định hình thơng báo Trang 135 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Tại hàng thứ bên cửa sổ Alarm Logging ,nhấp đúp vào cột Message Tag để chọn biến thông báo Hộp thoại Tag -Project xuất hình Trong mục S7-300 ,nhấp chọn biến dongcohut1,nhấp Ok Tại hàng thứ bên cửa sổ Alarm Logging ,nhấp đúp vào cột MessageBit nhập giá trị 2.Tiếp tục nhấp đúp vào cột Thong Bao,nhập Bon Day,và cột Vi Tri nhập Bon Trang 136 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Tiếp tục ,tạo thên nhiều thông báo 3.3.4.2 Cài đặt thông báo màu Trong cửa sổ Alarm Logging ,nhấp chọn Message classes >Error Bên phải cửa sổ Alarm Logging ,nhấp phải vào biểu tượng Alarm.Từ trình đơn đổ xuống ,chọn Properties Hộp thoại Type xuất Trong khung Preview ,có chế độ :Came in (chế độ hoạt động ),Went out (chế độ không hoạt động) Acknowledgle.Trong ,Text Color màu chữ ,cịn Background Color màu 3.3.4.3 Chèn cửa sổ tin vào ảnh Trên cửa sổ WinCCEplorer , cột Name nhấp phải chuột chọn New Picture Trang 137 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Tiếp theo ,nhấp phải vào Pdl0.pdl chọn Rename Picture Trong cửa sổ New Name đặt tên Alarm Logging.pdl Sau ,nhấp đúp vào Alarm Logging.pdl.Cửa sổ giao diện Graphic Designer xuất hình Chèn thơng báo vào hình cách:Nhấp chọn mục Smart Objects>Control bảng Object palette Trang 138 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Trên hình làm việc kéo hình chữ nhật phù hợp Hộp thoại Insert a control xuất hình Trên hộp thoại ,mục WiCC Alarm Control chọn mặc định,nhấp Ok chấp nhận Hộp thoại WinCC Alarm Control properties xuất Tại mục Window title ,nhập tên Bang Thong Bao.Check vào Display window title,nhấp Apply Ok chấp nhận Trở lại hình giao diện Graphics Designer, Bang Thong Bao tạo hình Trang 139 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Tiếp tục nhấp đúp vào Bang Thong Bao để thiết lập thông số hiển thị.Hộp thoại WinCC Alarm Control properties xuất Tab General chọn mặc định,check vào mục Sizeable Display window Title Trang 140 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Nhấp nút Selection cửa sổ Sever Selection ra.Chọn Tuan nhấp Ok Trở lại WinCC Alarm Control properties ,chọn tab Message lists Chọn mục Thong Bao Vi Tri Nhấp mũi tên để chuyển qua khung Elements of the Message Line Trang 141 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân Sau thiết lập xong Chọn File>Save Trang 142 Đồ án GVHD: Phan Minh Thân TÀI LIỆU THAM KHẢO TỰ ĐỘNG HĨA TRONG CƠNG NGHIỆP TS TRẦN THU HÀ GIAO DIỆN NGƯỜI VÀ MÁY TS.TRẦN THU HÀ TỰ ĐỘNG HĨA TRONG CƠNG NGHIỆP VỚI WINCC TS TRẦN THU HÀ Trang 143 ... dụng hệ thống điều khiển PLC: 1.2 Hệ thống điều khiển PLC S7- 300 .6 1.2.1 Các tính PLC S7- 300: 1.2.2 Các Module S7- 300: 1.2.3 Cấu trúc nhớ CPU S7- 300: 13... nghiệp (trạm bơm…), thiết bị y tế… 1.2 Hệ thống điều khiển PLC S7- 300 1.2.1 Các tính PLC S7- 300: Hệ thống điều khiển kiểu Module nhỏ gọn cho ứng dụng phạm vi trung bình Có nhiều loại CPU ... Module): module có chức điều khiển riêng, ví dụ module điều khiển động servo, module điều khiển động bước, module PID, module điều khiển vịng kín, module đếm, định vị, điều khiển hồi tiếp… CP