Lập Trình Nhúng Visual Basic Vào Win CC

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ - - LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC LẬP TRÌNH NHÚNG VISUAL BASIC VÀO WIN CC CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN Th.s Nguyễn Hoàng Dũng Võ Duy Thanh 1063905 Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện 1063912 Ngành: Cơ Điện Tử - Khóa: 32 Tháng 5/2010 LỜI CẢM TẠ       Lời chúng em chân thành cám ơn thầy Nguyễn Hoàng Dũng trực tiếp hướng dẫn; cung cấp tài liệu, thiết bị tạo điều kiện quan tâm nhiều suốt thời gian thực đề tài luận văn Chúng em xin gởi lời cám ơn đến tất thầy cô giáo mơn Tự Động Hóa, thầy khoa Công Nghệ thời gian qua truyền đạt trang bị cho chúng em nhiều kiến thức quan trọng từ đại cương đến chuyên ngành để chuẩn bị cho luận văn tốt nghiệp Tuy cố gắng nhiều thời gian có hạn, tập luận văn khơng tránh khỏi nhiều sai sót, chúng em xin q thầy cô độc giả thông cảm bỏ qua Chúng em xin chân thành tiếp nhận ý kiến Cần Thơ, tháng 05 năm 2010 Nhóm sinh viên thực hiện: Võ Duy Thanh Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện LỜI NÓI ĐẦU SCADA (Supervisory Control And Data Acquistion, tạm dịch điều khiển giám sát thu thập liệu) sử dụng rộng rãi giới có nhiều chức như: điều khiển, giám sát, thu thập liệu, cảnh báo, lập báo cáo, hỗ trợ mạng LAN, mà hệ thống điều khiển thông thường đảm nhận hết Hiện thị trường có nhiều phần mềm SCADA, phần lớn có chức giống luận văn chúng em sử dụng phần mềm WinCC 7.0 hãng Siemen có giao diện đơn giản dễ sử dụng hoạt động tốt hệ điều hành Windows Ngoài phần mềm cịn hổ trợ ngơn ngữ lập trình VBScript làm tăng tính mềm dẻo, động linh hoạt chương trình Bên cạnh đó, hệ thống mạng SCADA, ngồi máy vi tính (hoặc máy tính mini, main frame) khơng thể khơng nói đến PLC Các PLC sử dụng phần cứng trình (Proccess hardware) dùng để điều khiển trực tiếp thiết bị tham gia truyền thông mạng Đề tài Lập trình nhúng Visual Basic vào WinCC nhằm nghiên cứu vấn đề trình bày với mục tiêu giới hạn sau: - Nghiên cứu phần mềm WinCC cách lập trình ngơn ngữ Visual Basic WinCC để tạo giao diện điều khiển cho chương trình - Nghiên cứu PLC S7- 200 hãng Siemen phần mềm PC Access để tạo kết nối với WinCC - Ứng dụng để thiết kế chạy thử mơ hình chiết chai di động Nhóm sinh viên thực VÕ DUY THANH NGUYỄN HUỲNH PHÚC THIỆN ABSTRACT SCADA is used popularly in the world, because of it’s various funtions, such as: controlling, supervision, collecting datas, warning, reporting and LAN supporting that other normal controlling programs cannot In the market now there are many SCADA softwares Most of them have the same functions with programs’ used in our thesis We decided to choose winCC 7.0 from Siemens, because of it’s simple themes, easy usage and effective operation in Windows In addition, it supports programming language VBScript making it flexible Moreover, in SCADA network beside computers ( minicomputer, main frame) PLC must be mentioned As a process hardware it can control units directly and commicate in internet The topic of this thesis Embedded Visual Basic into WinCC aims at the contents above and the following objectives: - Researching Win CC and Visual Basic of Win CC to create controlling theme for the program - Studying the PLC S7- 200 of Siemens and PC Access to make a link to WinCC - Application for designing and trail run on water supply line for bottles MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI NÓI ĐẦU ABSTRACT MỤC LỤC TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 Giới thiệu đề tài Phạm vi đề tài Mục tiêu đề tài Phương pháp thực CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1 Đại cương PLC S7 - 200 I.1.1 Giới thiệu I.1.2 Các loại PLC Siemens S7 - 200 I.1.2.1 Loại cấp điện áp 220 VAC I.1.3.1 Loại cấp điện áp 24 VDC I.1.3 Cấu trúc bên I.1.3.1 Các đèn báo CPU I.1.3.2 Công tắc chọn chế độ làm việc CPU I.1.3.3 Nguồn cung cấp I.1.3.4 Cổng truyền thông I.1.3.5 Kết nối PLC với máy tính I.1.3.6 Các Module mở rộng cổng vào 11 I.1.4 Cấu trúc bên 12 I.1.4.1 Bộ xử lý trung tâm 12 I.1.4.2 Cấu trúc nhớ PLC S7 - 200 14 I.1.5 Giới thiệu tập lệnh S7- 200 17 I.1.5.1 Một số tập lệnh thường dùng 18 I.1.5.2 Sử dụng hàm phát xung tốc độ cao 20 I.1.5.3 Sử dụng đếm tốc độ cao 27 I.2 Đại cương WinCC 29 I.2.1 Giới thiệu WinCC 29 I.2.2 Nội dung Control Center 30 I.2.2.1 Chức Control Center 30 I.2.2.2 Cấu trúc Control Center 30 I.2.2.3 Các thành phần soạn thảo 31 I.2.2.4 Các thành phần project Control Center 32 I.2.2.4.1 Máy tính 32 I.2.2.4.2 Quản lý Tag 33 I.2.2.4.3 Các kiểu liệu 34 I.2.3 Graphic Designer 36 I.2.2.1 Chức Graphic Designer 36 I.2.2.2 Cấu trúc Graphic Designer 36 I.1.5.2.1 Palette đối tượng 38 I.1.5.2.1 Tab “Properties” 41 I.1.5.2.1 Tab “Events” 42 I.2.4 Alarm Logging 44 I.2.2.1 Chức Alarm Logging 44 I.2.2.2 Khái quát Alarm Logging 45 I.2.4.2.1 Thông báo 45 I.2.4.2.2 Thủ tục thông báo 46 I.2.4.2.3 Cấu trúc thông báo 46 I.2.4.2.4 Tổ chức thông báo 47 I.2.4.2.5 Hiển thị thông báo chế độ Run time 47 I.2.5 Tag Logging 49 I.2.5.1 Chức Tag Logging 49 I.2.5.1.1 Nhiệm vụ Tag Logging CS 49 I.2.5.1.2 Nhiệm vụ Tag Logging RT 49 I.2.5.1.3 Thực Tag Logging 49 I.2.5.1.4 Các kiểu liệu 49 I.2.5.1.5 Các phương pháp lưu trữ liệu trình 50 I.2.2.2 Cấu trúc Tag Logging CS 55 I.2.5.2.1 Timers 55 I.2.5.2.2 Archives 56 I.2.5.2.3 Trends 56 I.2.5.2.4 Tables 56 I.3 Giới Thiệu Phần Mềm Step Micro/Win 57 I.4 Giới Thiệu Phần Mềm PC Access 62 CHƯƠNG II: GIỚI THIỆU NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VB TRONG WINCC 66 II.1 Giới thiệu VB Script WinCC 66 II.2 VBS Global Script 66 II.3 VBS Graphic Designer 66 II.3.2 Procedures (thủ tục) 66 II.3.2 Modules 67 II.3.3 Actions (hành động) 67 II.4 Các thành phần VB Script WinCC 69 II.4.1 Trong Global Script 69 II.4.2 Trong Graphic Designer 70 II.5 Cấu trúc file Script 72 II.6 Mơ hình đối tượng VBS 73 II.6.1 Đối tượng (Objects) 74 II.6.1.1 Objects and Lists 75 II.6.1.2 HMI Run - time Objects 76 II.6.1.3 AlarmLogs Object 77 II.6.1.4 Tag Object 78 II.6.1.5 TagSet Object (List) II.6.1.6 ScreenItem Object II.6.2 Thuộc tính (Properties) II.6.3 Phương pháp (Methods) II.6.3.1 Activate Methods II.6.3.2 Add Methods II.6.3.3 GetTrend Methods II.6.3.4 Item Methods II.6.3.5 Read Methods II.6.3.6 Stop Methods II.6.3.7 Trace Methods II.6.3.8 Write Methods 79 81 83 83 84 84 85 85 86 88 89 89 CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU NGƠN NGỮ LẬP TRÌNH VB TRONG WINCC 92 III.1 Giới thiệu tổng quát 92 III.2 Giải pháp thiết kế 92 III.2.1 Phần cứng 92 III.2.2 Phần mềm 92 III.3 Thiết kế phần cứng 93 III.3.1 Thiết kế mô hình 93 III.3.2 Các mạch điện tử 93 III.3.2.1.Mạch đảo chiều động 93 III.3.2.2.Mạch giao tiếp ngõ vào PLC 94 III.3.2.1.Mạch thu phát hồng ngoại 94 III.3.3 Thiết kế điều khiển 96 III.3.3.1.Sơ đồ khối hệ thống 96 III.3.3.2.Sơ đồ nối dây chi tiết 96 III.4 Thiết kế phần mềm 97 III.4.1 Lưu đồ giải thuật 97 III.4.2 Chương trình điều khiển dạng Ladder 98 III.4.3 Chương trình điều khiển giám sát WinCC 107 III.4.3.1.Tạo Tag liên kết PC Access 107 III.4.3.2.Các Tag điều khiển sau kết nối với WinCC 108 III.4.3.3.Các hình giao diện WinCC 109 III.4.3.3.1 Màn hình 109 III.4.3.3.2 Màn hình điều khiển 110 III.4.3.3.3 Màn hình thu thập 111 III.4.3.3.4 Màn hình thơng báo 112 III.4.3.3.5 Màn hình Demo 112 III.5 Kết thực 113 KẾT QUẢ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 115 PHỤ LỤC 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO 138 Lập trình nhúng VB WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Dũng TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI Giới thiệu đề tài WinCC phần mềm điều khiển giám sát thu thập liệu hữu ích cơng nghiệp Phần mềm cho phép nhúng VB C để điều khiển Nếu thực điều này, ứng dụng WinCC trở nên phong phú đa dạng nhiều Kết hợp với thiết bị điều khiển PLC S7-200 hãng Siemen – thiết bị sử dụng rộng rãi mơi trường cơng nghiệp tính chắn, an toàn hiệu cao – để điều khiển giám sát thu thập liệu từ mơ hình hệ thống chiết chai tự động Hệ thống sử dụng rộng rãi nhà máy chế biến đồ uống nhà máy bia, nhà máy chế biến nước ngọt, Hệ thống khâu quan trọng dây chuyền sản xuất địi hỏi xác cao an tồn cơng nghiệp nên ngày phải cải tiến, nâng cao suất Mục tiêu đề tài  Nghiên cứu ngơn ngữ lập trình VBScript WinCC  Tạo giao diện điều khiển, giám sát phần mềm WinCC  Thiết kế mơ hình chiết chai tự động dùng PLC S7-200 phần mềm WinCC  Ứng dụng nghiên cứu vào hệ thống thực Phạm vi đề tài Đề tài nhằm thiết kế phần mềm phần cứng có chức sau: Phần mềm: Lập trình nhúng ngôn ngữ VBScript vào phần mềm WinCC để tạo giao diện điều khiển giám sát SVTH: Võ Duy Thanh – Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện Trang Lập trình nhúng VB WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hồng Dũng Lập trình cho PLC phần mềm Step MicroWin để điều khiển mơ hình (2 động van chiết) giao tiếp WinCC PLC Phần cứng: Thiết kế mơ hình chiết chai tự động với băng chuyền tải chai vào hệ thống không dừng mà chạy liên tục với tốc độ ổn định mà ta điều chỉnh phạm vi cho phép Nhiệm vụ hệ thống valve chiết sản phẩm phải chạy theo, đồng thời đồng với tốc độ băng chuyền chiết sản phẩm vào chai chạy Sau đó, quay chuẩn bị thực chu trình Phương pháp thực   Tham khảo tài liệu PLC S7- 200 hãng Siemens Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm STEP -7 MicroWin cách lập trình  Tìm hiểu cách lập trình nhúng Visual Basic vào WinCC  Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm WinCC cách kết nối phần mềm WinCC với phần mềm STEP-7 MicroWin để tạo giao diện điều khiển cho chương trình SVTH: Võ Duy Thanh – Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện Trang Lập trình nhúng VB WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hồng Dũng CHƯƠNG I CƠ SỞ LÝ THUYẾT I.1 Đại cương PLC S7 200 I.1.1 Giới thiệu PLC (Programmable Logic Controller) thiết bị lập trình được, thiết kế chuyên dùng công nghiệp để điều khiển tiến trình xử lí từ đơn giản đến phức tạp, tuỳ thuộc vào người điều khiển mà thực loạt chương trình kiện, kiện kích hoạt tác nhân kích thích (hay cịn gọi ngõ vào) tác động vào PLC qua định (Timer) hay kiện đếm qua đếm Khi kiện kích hoạt bật ON, OFF phát chuỗi xung thiết bị bên gắn vào ngõ PLC Như ta thay đổi chương trình cài đặt PLC ta thực chức khác nhau, môi trường điều khiển khác Hiện PLC nhiều hãng khác sản xuất như: Siemens, Omron, Mitsubishi, Festo, Alan Bradley, Schneider, Hitachi vv Mặt khác PLC bổ sung thêm thiết bị mở rộng khác như: cổng mở rộng AI (Analog Input), DI (Digital Input), thiết bị hiển thị, nhớ Cartridge thêm vào SVTH: Võ Duy Thanh – Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện Trang ... hiểu cách lập trình nhúng Visual Basic vào WinCC  Tìm hiểu cách sử dụng phần mềm WinCC cách kết nối phần mềm WinCC với phần mềm STEP-7 MicroWin để tạo giao diện điều khiển cho chương trình SVTH:... phần mềm WinCC cách lập trình ngơn ngữ Visual Basic WinCC để tạo giao diện điều khiển cho chương trình - Nghiên cứu PLC S7- 200 hãng Siemen phần mềm PC Access để tạo kết nối với WinCC - Ứng dụng... Duy Thanh – Nguyễn Huỳnh Phúc Thiện Trang 28 Lập trình nhúng VB WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hoàng Dũng I.2 Đại cương WinCC I.2.1 Giới thiệu WinCC WinCC (Windows Control Center) phần mềm tích hợp giao