Tóm tắt Khóa luận tốt nghiệp: Xây dựng phần mềm đo lường và điều khiển với PLC-S7-1200 kết nối với phần mềm WINCC

Khóa luận sẽ nghiên cứu và phát triển các phần mềm điều khiển cho các mô-đun PLC phục vụ đào tạo. Mục tiêu của khóa luận đó là nghiêu cứu, phát triển các phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu dạy và học trong nhà trường. Mời các bạn cùng tham khảo.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ Nguyễn Quang Tâm XÂY DỰNG PHẦN MỀM ĐO LƯỜNG VÀ ĐIỀU KHIỂN VỚI PLC­S7­1200 KẾT NỐI VỚI PHẦN MỀM WINCC Ngành: Cơng nghệ kỹ thuật Cơ điện tử  TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP Hà Nội – 2017 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết của đề tài Nền cơng nghiệp thế  giới đang trên đà phát triển ngày càng  cao, trong đó vấn đề  điều khiển tự  động ln là mối quan tâm  hàng đầu trong các  ứng dụng khoa học sản xuất. Nó địi hỏi sự  chính xác, tính tiêu chuẩn và khả  năng xử  lý nhanh   mức hồn  hảo, chỉ  như  vậy mới đáp  ứng được nhu cầu ngày càng gia tăng  của xã hội Từ các hệ thống máy tính to lớn cồng kềnh và phức tạp, các  nhà khoa học khơng ngừng cải tiến và hồn thành cả  phần cứng   lẫn phần mềm để  đáp ứng các u cầu trong cơng nghiệp với các  sản phẩm gọn nhẹ, tiện dụng, độ  linh hoạt cao, giá thành rẻ. Từ  đó bộ  lập trình PLC được ra đời. Cùng với đó là các phần mềm  điều khiển và giám sát hệ  thống tự  động cũng được phát triển   nhằm tăng tính tương tác giữa người dùng và hệ  thống tự  động,  giúp cho q trình điều khiển được thực hiện dễ dàng.  Từ  những u cầu cấp thiết về  việc phát triển phần mềm  điều khiển và giám sát hệ thống PLC, khóa luận sẽ nghiên cứu và   phát triển các phần mềm điều khiển cho các mơ­đun PLC phục vụ  đào tạo. Mục tiêu của khóa luận đó là nghiêu cứu, phát triển các   phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu dạy và  học trong nhà trường Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Khóa luận mang tính nghiên cứu và thiết  kế  phần mềm và chương trình điều khiển tối  ưu cho các bộ   ứng   dụng PLC phục vụ đào tạo Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần phát triển, khai thác tính năng  của bộ  thí nghiệm PLCE­SIE để  đem những  ứng dụng đó vào bài   tốn thực tế Đối với sinh viên:  Việc nghiên cứu tìm tịi kiến thức giúp  cho sinh viên áp dụng những kiến thức đã học vào thực tế, đồng   thời tích lũy kinh nghiệm nghiên cứu và học tập vững vàng hơn   sau khi tốt nghiêp ra trường.  Đối tượng, phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Bộ  thí nghiệm PLCE­ SIE với lõi là  bộ điều khiển logic khả trình PLC S7­1200 của hãng EDIBON Phương pháp nghiên cứu: sử dụng phương pháp nghiên cứu  thơng qua các tài liệu, mạng internet, các kết quả nghiên cứu trong   và ngồi nước để hồn thiện các nội dung u cầu của khóa luận Nội dung nghiên cứu Khóa luận này tập trung tìm hiểu lý thuyết liên quan, thiết   kế   thuật   tốn,   lập   trình   cho   PLC   S7­1200,   viết   giao   diện   điều   khiển và giám sát trên máy tính cho một số  mơ hình điều khiển    điều   khiển   hệ   thống   chiếu   sáng,   hệ   thống   hàn,   đèn   giao   thơng CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 – 1200 VÀ BỘ  THÍ NGHIỆM PLCE – SIE Năm 2009, hãng SIEMENS đã cho ra dịng sản phẩm S7 –   1200 với những tính năng nổi trội. PLC S7 – 1200 là một dịng của    điều  khiển  có  thể   kiểm  sốt   nhiều  ứng  dụng  tự   động  hóa   Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, có những tập lệnh tối ưu cho phép  chúng ta có những giải pháp hồn hảo hơn cho các  ứng dụng sử  dụng với S7 – 1200. Bộ  xử  lý trung tâm của S7 – 1200 được kết   hợp từ một bộ vi xử lý, nguồn điện tích hợp, các mạch đầu vào và  đầu ra trong một khối nhỏ gọn để tạo ra một PLC mạnh mẽ. CPU   chứa các biến logic cần thiết để  kiểm sốt các thiết bị  trong  ứng  dụng, giám sát các đầu vào và sự  thay đổi của đầu ra theo logic  của người sử  dụng bao gồm các biến logic, các bộ  đếm, bộ  định  thời, các tốn tử phức tạp và giao tiếp truyền thơng giữa các thiết   bị thơng minh khác Bộ phận nguồn Các bộ  phận kết nối dây  và người dùng có thể  tháo    (phía   sau     nắp  che)   Khe   cắm   thẻ   nhớ  nằm     nắp   che   phía  Các   LED   trạng   thái   cho  các I/O tích hợp Bộ   phận   kết   nối  PROFINET   (phía   dưới  CPU) Hình 1.1. Cấu tạo của CPU Bộ thí nghiệm PLCE–SIE là mơ­đun đào tạo PLC được thiết   kế bởi EDIBON. Nó cho phép người sử dụng tìm hiểu những vấn   đề cơ bản về lập trình logic mà khơng cần nền tảng về kiến thức  hay kinh nghiệm. PLCE – SIE là một mơ­đun PLC với những đầu  vào và đầu ra, cơng tắc, nút bấm, chiết áp, … Bộ  thí nghiệm này cung cấp cho  người sử  dụng các thiết bị  thực hành  cần thiết, thơng qua đó, người sử dụng   hiểu làm thế  nào để  một PLC hoạt  động và cách lập trình một  ứng dụng  PLC để  có những chức năng theo u  cầu PLCE – SIE cũng có thể được sử  dụng để làm việc cùng với một số mơ­ đun khác. Những mơ­đun này được mơ  phỏng mơ hình của các  ứng dụng thực  tế  và có thể  được điều khiển bởi một   PLC     hệ   thống   thang   máy,   hệ  thống   đèn   giao   thơng,   máy   giặt…  Hình 1.5. Bộ thí nghiệm   PLCE – SIE Chúng được phát triển đặc biệt để  kết  nối, làm việc với PLCE ­ SIE CHƯƠNG 2. PHẦN MỀM TIA PORTAL V13 Phần mềm dùng để lập trình cho PLC S7­1200 là TIA Portal.  TIA Portal là phần mềm cơ sở tích hợp tất cả  các phần mềm lập   trình cho các hệ  thống tự  động hóa và truyền động điện. Phần   mềm tích hợp các sản phẩm SIMATIC khác nhau trong một phần   mềm ứng dụng; ví dụ, Simatic Step 7 V13 để lập trình các bộ điều  khiển Simatic. Simatic WinCC V13 để cấu hình các màn hình HMI  và chạy SCADA trên máy tính, giúp tăng năng suất và hiệu quả  làm việc Hình 2.1. Giao diện phần mềm TIA Portal TIA Portal giúp cho các phần mềm này chia sẻ cùng một cơ  sở   dữ  liệu,  tạo  nên   sự  thống  nhất  trong  giao  diện  và tính tồn vẹn cho ứng dụng. Tất cả các bộ đều khiển PLC, màn  hình HMI, các bộ  truyền động của Siemens đều được lập trình,   cấu hình trên TIA portal. Việc này giúp giảm thời gian, cơng sức   trong việc thiết lập truyền thông giữa các thiết bị này.  Hai phần mềm quan trọng trong TIA Portal là Simatic Step 7  và Simatic WinCC CHƯƠNG 3. GIÁM SÁT VÀ ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG  PLCE – SIE Tại   chương   này,   khóa   luận     giới   thiệu   10   mơ­đun   mơ   phỏng các hệ thống được điều khiển và kiểm sốt bởi PLC: Điều khiển lị 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 nổi (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 và dán nhãn (N – PLCE ­   PELE) Điều khiển hệ thống bơm bể chứa (N – PLCE – PLLT) Điều khiển hệ thống đèn giao thơng (N – PLCE – CST) Mỗi mơ­đun mơ phỏng được chỉ  rõ dữ  liệu đầu vào, đầu ra  của bộ  điều khiển, lưu đồ  thuật tốn điều khiển chương trình và  mơ phỏng giao diện điều khiển, giám sát hệ thống cho mơ­đun.  KẾT LUẬN Sau thời gian tiến hành nghiên cứu và thực hiện khóa luận   tốt nghiệp với tên đề  tài “Xây dựng phần mềm đo lường và điều   khiển với PLC­S7­1200 kết nối với phần mềm WinCC”,  em đã đạt  được những kết quả sau: Tìm hiểu cấu tạo, ngun lý hoạt động và lập trình PLC  theo ngơn ngữ bậc thang Tìm hiểu bộ thí nghiệm PLC­SIE với lõi là PLC S7–1200  của hãng Siemens và viết chương trình điều khiển PLC  cho 10 mơ­đun thí nghiệm Tìm hiểu và viết chương trình điều khiển và giám sát cho   10 mơ­đun thí nghiệm sử dụng phần mềm WinCC Qua   khóa   luận  “Xây   dựng   phần   mềm   đo   lường     điều   khiển với PLC­S7­1200 kết nối với phần mềm WinCC”  em đã có  thêm được kiến thức về  cấu tạo và ngun lý hoạt động của bộ  thiết bị PLC – SIE nói chung và CPU S7 – 1200 nói riêng. Cùng với   đó là các kiến thức về  ngun lý, cấu tạo và cách hoạt động của   một số mơ hình thiết bị như mơ hình đóng chai, máy dập nổi, máy  phân loại thư… Từ những kiến thức mà em đã tích lũy được trong   suốt q trình học và thời gian làm khóa luận, em nghĩ mình sẽ làm  tốt cơng việc thực tế sau này 10 ... 10 mơ­đun thí nghiệm sử dụng? ?phần? ?mềm? ?WinCC Qua   khóa   luận  ? ?Xây   dựng   phần   mềm   đo   lường     điều   khiển? ?với? ?PLC­S7­1200? ?kết? ?nối? ?với? ?phần? ?mềm? ?WinCC? ??  em đã có  thêm được kiến thức về  cấu tạo? ?và? ?nguyên lý hoạt động của bộ ... tốt? ?nghiệp? ?với? ?tên đề  tài ? ?Xây? ?dựng? ?phần? ?mềm? ?đo? ?lường? ?và? ?điều   khiển? ?với? ?PLC­S7­1200? ?kết? ?nối? ?với? ?phần? ?mềm? ?WinCC? ??,  em đã đạt  được những? ?kết? ?quả sau: Tìm hiểu cấu tạo, ngun lý hoạt động? ?và? ?lập trình PLC ...  việc phát triển? ?phần? ?mềm? ? điều? ?khiển? ?và? ?giám sát hệ thống PLC,? ?khóa? ?luận? ?sẽ nghiên cứu? ?và   phát triển các? ?phần? ?mềm? ?điều? ?khiển? ?cho các mơ­đun PLC phục vụ  đào tạo. Mục tiêu của? ?khóa? ?luận? ?đó là nghiêu cứu, phát triển các