Phân tích và nghiên cứu hệ thống điều khiển công nghiệp sử dụng PCS7

Tìm hiểu PCS7 1. Giới thiệu chung

• Trạm điều khiển - PLC (Programmable Logic Controller)

Hệ thống PCS7 có đặc điểm: cho phép quản lý toàn bộ các phần tử của hệ thống theo cấu trúc dạng cây, phân tán các chức năng điều khiển tới nhiều người sử dụng (trong đó mỗi người sử dụng chỉ được quản lý các thành phần thuộc chức năng của mình), trong một hệ thống lớn có thể kết nối nhiều máy tính để thực hiện cùng một dự án,….  SIMATIC PDM (SIMATIC Process Device Manager): khối chức năng dùng để quản lý các thông số, truyền các thông số, chuẩn đoán trong các thiết bị trường thông minh mà có hỗ trợ PROFIBUS-PA hoặc giao thức HART. Kết quả từ việc sử dụng công nghệ PC, các trạm vận hành được cung cấp cấu hình trạng thái phần cứng trên nền hệ điều hành Window NT, cùng với đó là thiết kế phù hợp với môi trường công nghiệp cũng như văn phòng.

Những trạm vận hành được kết nối với nhau nhờ bus IE của nhà máy hoặc thông qua bộ xử lý truyền thông (CP) hoặc qua một card LAN đơn giản (Ethernet truyền thông cơ bản cho tối đa 8 trạm). Một hệ thống nhiều người sử dụng bao gồm những đầu cuối vận hành (những trạm khách-Clients) nơi được cung cấp dữ liệu từ một hoặc một vài trạm chủ OS thông qua OS-LAN (Local Area Network). Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable logic Control), viết tắt là PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua một ngôn ngữ lập trình, thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số.

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, tất nhiên PLC phải có tính năng như một máy tính, nghĩa là phải có một bộ vi xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưu trữ chương trình điều khiển, dữ liệu và phải có các cổng vào/ra để giao tiếp được với đối tượng điều khiển và để trao đổi với môi trường xung quanh. Trong điều khiển công nghiệp hiện đại, giao diện vận hành (giao diện người vận hành và các quá trình kỹ thuật) là yêu cầu không thể thiếu và luôn được phát triển ngày càng thân thiện và đơn giản cho người sử dụng. Nhờ WinCC: quá trình kỹ thuật được hiển thị bằng hình ảnh đồ họa và quá trình này được cập nhật liên tục; người vận hành có thể tham số hóa các thiết bị trong hệ thống; khi xảy ra sự cố các cảnh báo sẽ tự động hiển thị; các bản tin cũng tự động được xử lý và lưu trữ,….

Quá trình truyền thông giữa WinCC và hệ thống tự động được thực hiện thông qua các kết nối logic và khả năng lựa chọn đơn vị kênh sử dụng (ví dụ mạng MPI trong chế độ mô phỏng..). Tất cả các sản phẩm của SIMATIC NET đều được thiết kế để thoả mãn những yêu cầu cao nhất và có thể hoạt động trong các môi trường công nghiệp khó khăn như: nhiệt độ-áp suất cao, trường nhiễu điện từ lớn, những nơi nguy hiểm dễ cháy nổ, hệ thống làm việc ở tình trạng tải cao. Truyền thông giữa những hệ thống tự động với những trạm vận hành/ những trạm kỹ thuật và những hệ thống tự động với nhau được thông qua Industrial Ethernet (Bus nhà máy) có tốc độ truyền thông từ 10 đến 100 Mbit/s.

Hệ thống điều khiển quá trình PCS 7 cho phép xử lý tự động các quá trình kỹ thuật liên tục và không liên tục một cách nhanh chóng nhờ việc chia nhỏ quá trình thành các khối nhỏ công việc. - Khối điều khiển (Batch Control): quản lý các khối đang được xử lý trên mạng - Khối quản lý dữ liệu (Batch Data Management): Xử lý bước đầu các bản tin và giá trị đo được từ trạm vận hành sau đó lưu trữ trong cơ sở dữ liệu và được đưa ra nếu được yêu cầu. Những hành động đơn giản như “Drag & drop- kéo và thả” hoặc “Fill in the Blank- Điền vào chỗ trống” được sử dụng để lập các kết nối của những khối CFC mong muốn và kết nối chúng tới những bước (steps) hoặc chuyển tiếp đến sự kiện tiếp theo.

Giới thiệu phần mềm CEMAT

 Chức năng: Với module điều khiển động cơ quay theo một chiều này, nó có khả năng điều khiển và điều khiển giám sát hoạt động của một động cơ. Module này sẽ giám sát với tín hiệu phản hồi về ERM và với tín hiệu báo đầu ra là EBE, tín hiệu giám sát báo sẵn sàng về điện là ESB, tín hiệu báo chạy động cơ là EVS, tín hiệu báo động cơ gặp lỗi là EST. - Single mode là chế độ khởi động đơn từng động cơ trên OS - Local mode là chế độ khởi động động cơ trực tiếp từ cấp trường.

EDRW Giám sát tốc độ phần cứng BOOL 0 ELOC Chuyển sang chế độ Local mode BOOL 0 EEIZ Chuyển sang chế độ Single_start.  Default: Giá trị của tham số trước khi module chạy lần đầu tiên (với điều kiện nó không bị thay đổi trong thời gian định hình thể).  Chức năng: Module này có chức năng điều khiển và điều khiển giám sát hoạt động của valve.Viêc giám sát valve thông qua hai tín hiệu phản hồi về là VE1 và VE2, tín hiệu sẵn sàng về điện VSB.

 Chức năng: Với Annunciation Module một tín hiệu có thể được hiển thị trên màn hình cũng như là một messages cảnh báo. - Thiết bị lỗi: Việc truyền tin của một thiết bị lỗi không thể gửi tín hiệu đi mà có những tín hiệu được nối với liên động bảo vệ.  Chức năng: Module này có thể sử dụng để đọc tín hiệu tương tự từ card ngoại vi của S7 hoặc là dùng để cho những tín hiệu vật lý tức thời (ví dụ từ những công thức hoặc mô phỏng).

SHH Khóa vượt mức giới hạn HH BOOL 0 SH Khóa vượt mức giới hạn H BOOL 0 SL Khóa dưới mức giới hạn L BOOL 0 SLL Khóa dưới mức giới hạn LL BOOL 0 SUBS_ON Kích hoạt giá trị thay thế. Tín hiệu khởi động sẽ được giữ cho đến khi Group được khởi động, thời gian lưu giữ tín hiệu này (horn time/waiting time) có thể được đặt như những biến quá trình. Chỉ khi kết thúc thời gian lưu giữ tín hiệu khởi động thì Group mới phát tín hiệu Command-ON để khởi động các động cơ trong nhóm.

Tín hiệu Command ON sẽ được giới hạn bởi thời gian Realease time tức tín hiệu khởi động sẽ được loại bỏ sau thời gian realease time. Sau khi group đã được khởi động thì tất cả các đối tượng trong nhóm (động cơ, khối đo giá trị và tín hiệu quá trình…) sẽ được giám sát. Để thực hiện điều này tất cả các thiết bị trong Group phải dừng, có thể có một số thiết bị nào đó vẫn còn chạy thì nó sẽ tự động dừng.

Trong chế độ thay đổi này, tất cả các thiết bị đang chạy sẽ tiếp tục chạy, tất cả các điều kiện liên động vẫn còn hiệu lực. Để giám sát những điều kiện sẵn sàng của những thiết bị trong group, chỉ có những đối tượng thuộc về hướng chọn mới hoạt động.