Để lập trình cho bộ điều khiển, thiết kế giao diện cho người vận hành, kết nối bộ điều khiển với máy tính… ta cần sử dụng tới những phần mềm đi kèm với bộ điều khiển AC800M. Các phần mềm đó bao gồm:
a) Control builder M
Control Builder M là một ứng dụng được tích hợp đầy đủ của Windows 2000 Professional cho việc cấu hình và lập trình các bộ điều khiển của ABB như AC 800M, AC 800C và Advant Controller 250.
Control Builder M Professional sử dụng 5 ngôn ngữ lập trình như sau: - Ladder Diagrams, LD
- Instruction List, IL - Structured Text, ST
- Function Block Diagram, FBD - Sequential Function Charts, SFC.
IL và ST sử dụng ngôn ngữ dạng text trong khi đó LD, FBD và SFC sử dụng dạng đồ họa.
Biến: Trong Control Builder có ba loại biến như sau: local variable, gobal variable và access variable.
-Local variable: là loại biến được sử dụng trong một khối function block hoặc là trong chương trình mà nó được khai báo.
-Gobal variable: là biến được truy nhập từ bất kỳ chương trình hoặc function block trong một dự án mở. Biến toàn cục phải được khai báo như là biến ngoài.
-Access variable: là biến có thể được sử dụng bởi bộ điều khiển khác.
Tất cả các biến phải được khai báo với tên duy nhất và tương ứng với kiểu dữ liệu. Điều này phải làm trước khi code chương trình được viết. Biến cũng phải được khai báo thuộc tính như là retain, constant và blank field.
Các thư viện của Control Builder M Professional:
Control builder M được phân phối với một tập hợp toàn diện các hàm. Nó bao gồm loại dữ liệu, hàm, các function blocks và các module điều khiển. Chúng được chia thành các loại thư viện sau:
- System library (SystemLib): chứa tất cả các loại dữ liệu cơ bản và hàm, bộ biến đổi, hàm toán học, hàm logic, các bộ timer và counter.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/
- Communication Library (CommunicationLib) bao gồm các function block cho các giao thức như là MMS, Modbus, Foundation Fieldbus, SattBus, COMLI và Siemens 3964R.
- Control Library (như là ControlBasicLib, ControlExtendedLib, ControlSimpleLib,…) bao gồm các bộ điều khiển PID, cascade PID, module điều khiển,…
- Alarm and Library (AlarmEventLib) bao gồm các function block cho cảnh báo và sự kiện.
Cách tạo một Project mới:
Mở phần mềm và tạo một Project mới ta được giao diện:
Hình 3.15. Cách tạo một Project mới trên Control Builder M.
Sau khi lựa chọn tên cho Project mới, ấn Ok ta được giao diện của phần mềm Control Builder M như sau:
Hình 3.16. Giao diện của phần mềm Control Builder M.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.18. Cấu trúc lập trình cho bộ điều khiển.
Giải thích sơ đồ:
Cấu trúc chương trình gồm có phần giao diện giúp cho người vận hành theo dõi, giám sát hệ thống, đặt thông số, lượng đặt đồng thời cho phép chọn chế độ Auto hay Manual.
Dữ liệu từ phần giao diện gửi xuống bộ điều khiển tại đây bộ điều khiển sẽ thực hiện chuẩn hóa đưa về dạng phần trăm để thuận tiện trong quá trình tính toán. Sau khi dữ liệu được chuẩn hóa sẽ đưa vào các bộ PID và bộ tách kênh để điều khiển mức và nhiệt độ.
Dữ liệu sau khi tính toán ở các bộ PID được đưa ra đầu OUTPUT tác động vào quá trình và dữ liệu của quá trình được đưa về bộ điều khiển thông qua khối INPUT tại đây dữ liệu lại được chuẩn hóa để đưa vào các bộ PID. Khi đó bộ PID sẽ so sánh giá trị thực tế của quá trình với lượng đặt đã chuẩn hóa nhằm đưa ra khuynh hướng điều khiển.
Mặt khác dữ liệu nhận về từ đầu INPUT sẽ được chuyển đổi sang dạng thích hợp để đưa lên giao diện giúp người vận hành kiểm soát hệ thống.
b) Eplant và Visual Basic
Sử dụng phần mềm này để tạo ra giao diện điều khiển cho hệ thống cũng như đặt các thông số cho bộ điều khiển từ màn hình điều khiển.
Trong phần mềm Eplant, hãng ABB cũng đã cung cấp cho người dùng một công cụ rất hữu dụng, đó là đồ thị xu hướng Trend Display. Với công cụ này, người vận hành có thể theo dõi và ghi lại giá trị của bất kỳ biến nào được tạo lập bởi Control Builder M.
Để sử dụng công cụ, người dùng có thể tạo ra đối tượng Trend Display trong phần mềm Eplant, sau đó thay đổi các thông số hiển thị trên đồ thị bằng cách tạo và cài đặt đối tượng Trend Template.
Hình 3.19. Cài đặt thông số cho Trend Display trên Trend Template.
Trong Trend Template, người dùng có thể cài đặt màu nền cho đồ thị, màu đồ thị, thời gian trích mẫu,… để tăng hiệu quả của việc giám sát, và tối ưu trong việc lưu trữ các dữ liệu của quá trình. Sau khi cài đặt ta được giao diện của đồ thị Trend Display như sau:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 3.20. Đồ thị xu hướng Trend Display.
Một điểm quan trọng là tổng số các giá trị mà đồ thị lưu giữ được là 86400 nên nếu thời gian quan sát quá lâu và quá nhiều biến quan sát thì những giá trị trước đó của các biến sẽ mất dần đi để có thể ghi tiếp các giá trị mới. Do đó người vận hành cần phải biết cách lựa chọn thời gian trích mẫu của đồ thị sao cho hợp lý để giá trị thu được là phù hợp với mục đích sử dụng và tối ưu hóa khả năng lưu trữ số liệu của quá trình.
c) Softcontroller
Softcontroller là phần mềm cho phép mô phỏng một ứng dụng mà không có một bộ điều khiển thực. SoftController cũng có thể được sử dụng như một bộ điều khiển, mặc dù SoftController không cho phép ghép nối I/O. Việc cài đặt các phần mềm cơ sở cho SoftControl cũng sẽ cài đặt MMS Server cho AC 800M yêu cầu cho việc trao đổi dữ liệu với bộ điều khiển.
d) OPC Server
OPC (OLE cho điều khiển quá trình) là một chuẩn công nghiệp được tạo ra với sự cộng tác của một số nhà cung cấp phần cứng và phần mềm, làm việc trong sự hợp tác với Microsoft. Tiêu chuẩn này xác định các phương pháp để trao đổi dữ liệu tự động hóa
thời gian thực giữa các PC - Client sử dụng hệ điều hành Microsoft. Tổ chức quản lý tiêu chuẩn này là OPC Foundation.
e) SFC Viewer
Biểu đồ chức năng tuần tự SFC (Sequential Function Chart): một ngôn ngữ đồ hoạ dựa trên GRAFCET. SFC là 1 ngôn ngữ lập trình trong Control Builder. Nó là 1 ngôn ngữ đồ hoạ mô tả hoạt động tuần tự của 1 chương trình điều khiển.