Đối với tín hiệu số, sử dụng rơle trung gian để ghép nối HTĐ với RTU. Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ.
Chương 5 LẬP TRÌNH WINCC
5.1 Các thành phần soạn thảo
5.1.1 Alarm Logging.
Soạn thảo Alarm Logging đảm trách về các thông báo nhận được và lưu trữ. Nó chứa các chức năng để nhận các thông báo từ các quá trình, để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng. Với đặc tính này, Alarm Logging giúp ta tìm ra nguyên nhân của lỗi.
Hệ thống Alarm Logging có các đặc tính sau:
Cung cấp các thông tin về lỗi và trạng thái hoạt động toàn diện. Cho phép sớm nhận ra các tình trạng nguy cấp.
Tránh và giảm thiểu thời báo.
Chất lượng sản phẩm ngày càng tăng. Cung cấp tài liệu.
Alarm Logging chia làm 2 thành phần: hệ thống cấu hình (Alarm Logging CS) và hệ thống run-time (Alarm Logging RT).
a. Nhiệm vụ của Alarm Logging CS:
Sử dụng Alarm Logging CS để đặt cấu hình cho các thông báo để chúng được hiển thị theo cách mà ta muốn. Ta có thể thực hiện điều này trước khi hệ thống run-time khởi động. Hệ thống cấu hình Alarm Logging của WinCC cung cấp một giao diện đặc biệt mà ta tạo lập sẵn.
b. Nhiệm vụ của Alarm Logging RT:
Alarm Logging RT có nhiệm vụ thu thập các thông báo và hồi đáp. Nó chuẩn bị các thông báo để hiển thị và lưu trữ.
5.1.2 Tag logging.
Tag Logging có các chức năng cho phép lấy dữ liệu từ các quá trình thực thi, chuẩn bị để hiển thị và lưu trữ các dữ liệu đó. Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn về công nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến trạng thái hoạt động của hệ thống.
Tag Logging cũng chia làm 2 phần như sau: Hệ thống cấu hình (Tag Logging CS ). Hệ thống run-time (Tag Logging RT).
Ta có thể gán tất cả các đặc tính cần thiết để lưu trữ và hiển thị cho dữ liệu bằng Tag Logging CS. Các đặc tính này phải được tạo và chuẩn bị trước khi hệ thống run-time khởi động. Tag Logging CS của WinCC cung cấp một giao diện đặc biệt cho mục đích này.
b. Nhiệm vụ của Tag Logging RT:
Hệ thống Tag Logging RT nhận các giá trị dữ liệu và liên kết chúng với các đặc tính đã ấn định. Các dữ liệu định hình theo kiểu này đều được thực hiện trước để hiển thị và lưu trữ.
c. Thực hiện Tag Logging:
Tag Logging được thực hiện cho các mục đích sau: Tối ưu hóa hệ thống.
Cung cấp các thủ tục vận hành rõ ràng, dễ hiểu. Tăng năng suất.
Tăng chất lượng sản phẩm. Tối ưu hóa chu kỳ delay. Cung cấp tài liệu.
d. Các kiểu dữ liệu:
Dữ liệu được chia thành các nhóm sau:
Dữ liệu điều hành: dữ liệu điều hành được xem là cơ sở của việc chuyển trạng thái
hiện tại, khối công việc cần làm, và hướng phát triển của hệ điều hành.
Dữ liệu đảm nhận: gồm các thông báo, dữ liệu quá trình và các giá trị đặt cho mỗi
công đoạn sản xuất.
Dữ liệu làm việc: bao gồm tất cả các dữ liệu đầu vào. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dữ liệu về máy: cho các phát biểu về trạng thái của máy.
Dữ liệu quá trình: cho các phát biểu về phiên bản hiện hành và trước đó của một
quá trình liên tục.
Dữ liệu về chất lượng: định ra các phát biểu về đặc tính của một sản phẩm cần được
bảo quản.
Có thể có một vài dữ liệu xuất hiện trong nhiều lớp cùng lúc hoặc cùng một dữ liệu được gán nhiều kiểu dữ liệu khác nhau.
Tag Logging có thể thu thập và bổ túc dữ liệu quá trình. Nó cũng cung cấp các cơ chế cơ bản để thu thập và bổ túc kiểu dữ liệu nữa.
Dữ liệu quá trình là các giá trị đo lường được thu thập bởi các sensors đặc biệt. Để xử lý chúng trong WinCC, các dữ liệu này phải được gán vào những vùng lưu trữ hay tags.
Việc lưu trữ dữ liệu được điều khiển thông qua sự kết hợp giữa các sự kiện và các chu trình. Người đặt cấu hình cho hệ thống xác định loại dữ liệu nào cần được cất trong mỗi nơi lưu trữ. Ta có thể chọn một trong các phương pháp lưu trữ như sau:
Việc lưu trữ liên tục tuần hoàn sẽ giám sát các giá trị đo lường/ tags.
Việc lưu trữ tuần hoàn nhận giá trị hiện thời khi ngắt đã được đặt cấu hình tương ứng xảy ra.
Việc lưu trữ tuần hoàn có chọn lọc sẽ liên kết điều khiển ngắt với điều khiển việc lưu trữ thông qua các chu trình.
Việc lưu trữ điều khiển quá trình nhận sự thực thi của hệ thống thông báo.
Tags:
Tags được tạo trong WinCC và được phân loại bởi quản lý dữ liệu trong suốt hệ thống. Các tags này tượng trưng cho các phép tính toán bên trong, các giá trị giới hạn, kết quả liên kết, hoặc các sự kiện của hệ thống đơn giản như thời gian, sử dụng chuột, bàn phím, hay các giá trị đo lường.
Tag gồm có: tag ngoài, tag nội, tag dạng thông báo.
Tags ngoài/nội:
Tags ngoài thu thập các biến của quá trình. Tags nội thu thập các giá trị và các trạng thái của hệ thống bên trong.
Các tags nhị phân và analog là những thành phần Tag Logging có chứa các đặc tính
lưu trữ của các giá trị quá trình (tags ngoài) và tags nội.
Các tags lưu trữ nén hỗ trợ việc lưu trữ trong thời gian dài cho tất cả các kiểu tag
Tag Logging khác. Ta có thể thêm các chức năng chọn lựa như giá trị cao/thấp hoặc thực thi các hàm user-defined thông qua phần viết chương trình.
Các tags dạng thông báo: một hay nhiều điểm đo lường từ quá trình có thể được
nhóm vào tag dạng thông báo. Kiểu truyền này được đặc biệt sử dụng khi ghi nhận sự thực thi quá trình nhanh hoặc khi có sự thu thập dữ liệu trong các khối của PLC. Các giá trị nhị phân hay analog nói chung cũng được sử dụng. Một số dạng cũng được đặt cấu hình để thích ứng với việc thiết lập trong quản lý dữ liệu của WinCC. Chúng cũng được thu nhận bởi hệ thống với hình thức các tags dữ liệu thô.
Các giá trị đo lường là dữ liệu được chuyển từ quá trình thực tế bằng cách liên kết các kênh giao tiếp với hệ thống lưu trữ WinCC. Các giá trị đo lường này đặc trưng cho quá trình thực tế. Chúng bao gồm : nhiệt độ, áp suất, tốc độ, thông báo ngắt, và công tắc giới hạn.
Các ngắt:
Ngắt có thể xảy ra dưới nhiều hình thức. Có các dạng ngắt sau: Các ngắt nhị phân.
Ngắt giá trị giới hạn. Ngắt điều khiển thời gian.
Các ngắt và sự liên kết các ngắt được lập trình trong modul Global Scripts sử dụng các hàm viết chương trình. Chúng có thể được gán với tag thích hợp trong Tag Logging CS với sự trợ giúp của bộ duyệt tìm hàm (browser). Các hàm này sẽ kích hoạt khi chế độ RunTime khởi động.
Ngắt nhị phân: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Các ngắt nhị phân có phản ứng với sự thay đổi của tag nhị phân (tag nội và tag ngoài).
Ngắt giá trị giới hạn:
Các ngắt giá trị giới hạn có phản ứng với hiện tượng trễ sau: Vượt mức giá trị giới hạn cao.
Vượt mức giá trị giới hạn thấp. Đạt đến giá trị giới hạn.
Ngắt thời gian:
Ngắt thời gian có phản ứng với: Đặt thời gian nghỉ.
Dịch chuyển sự thay đổi.
Khoảng thời gian sau khởi động.
Các chu trình:
Các chu kỳ thời gian khác nhau được tạo lập để thu thập và lưu trữ. Chúng tạo cơ sở để thu thập dữ liệu trong các hệ thống digital. Khi chúng là đầu vào, chúng cũng được cung cấp độ dài thời gian (thời gian giữa hai lần quét). Khoảng thời gian tối thiểu là 500 ms.
Tag Logging có sự khác nhau giữa các chu kỳ thu thập và lưu trữ. Khoảng thời gian của các chu kỳ là một số nguyên gồm nhiều đoạn thời gian của chu kỳ thu thập tương ứng.
Chu kỳ thu thập giúp Tag Logging RT thu thập tag quản lý dữ liệu. Quản lý dữ liệu thực thi ảnh quá trình của nó một cách liên tục. Tag Logging RT thu nhận nội dung dữ liệu tại lúc bắt đầu chu kỳ thu thập.
Khi xác định các chu kỳ thu thập với khoảng thời gian nhỏ, phải đảm bảo rằng khoảng thời gian này lớn hơn hẳn so với khoảng thời gian thu thập phần cứng. Với khoảng thời gian nhỏ, nó càng có khả năng lưu trữ dữ liệu tạm thời trong PLC và gởi đến WinCC bằng một dạng thông báo.
Chu kỳ lưu trữ:
Chu kỳ lưu trữ chuyển các tags quản lý dữ liệu đã được thu thập và xử lý đến nơi sẵn sàng lưu trữ chúng.
Tại những thời điểm xác định trước, chu kỳ lưu trữ sẽ phát các tags ra một cách đều đặn cho mục đích hiển thị và lưu trữ. Mối quan hệ giữa chu kỳ lưu trữ và chu kỳ thu thập xác định số lượng dữ liệu quá trình được xử lý tại cùng thời điểm. Chu kỳ thu thập sẽ cung cấp các dữ liệu quá trình này.
Lưu trữ tuần hoàn liên tục:
Việc thu thập dữ liệu bắt đầu khi hệ thống khởi động (chế độ Run Time) và tiếp diễn trong suốt chu kỳ cho đến khi dừng hệ thống.
Ta có thể định chu kỳ thu thập và chu kỳ lưu trữ độc lập với nhau trong hệ thống lưu trữ của WinCC. Một chu kỳ có thể được định từ 1 giây đến 1 năm. Về mặt cấu hình, các chu kỳ thời gian được tạo cho mỗi giá trị đo lường/ tag hay cho một nhóm các giá trị này và do vậy chúng là hard-coded tĩnh trong modul run time. Với mỗi chức năng lưu trữ, ta có thể chọn để lưu trữ các giá trị trung bình, min, max hay giá trị thực.
Lưu trữ tuần hoàn có chọn lọc:
Việc lưu trữ bắt đầu khi ngắt xảy ra và được thực hiện với chu kỳ thời gian không đổi cho đến khi một ngắt thứ hai xảy ra. Khi có tín hiệu dừng, giá trị thu thập mới nhất sẽ được lưu trữ.
Sau đây là các ví dụ về các ngắt khởi động và dừng:
Trạng thái chuyển đổi giá trị đo lường/ tag logic.
Đạt đến giá trị giới hạn của giá trị đo lường/ tag.
Ngày, giờ.
Sử dụng chuột hay nhấn phím trong WinCC.
Kết hợp các ý trên.
Các ngắt được xử lý với sự trợ giúp của việc lập trình thao tác.
Về mặt lập trình, việc ấn định các ngắt, các chu kỳ lưu trữ và thu thập được xác định cho mỗi tag hoặc nhóm tag.
Lưu trữ tuần hoàn: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong lưu trữ tuần hoàn, một giá trị đo lường/ tag nhị phân hay analog chỉ được lưu trữ một lần khi có ngắt xảy ra.
Các ví dụ về các ngắt khởi động và dừng:
Trạng thái chuyển đổi giá trị đo lường/ tag (kích bằng cạnh).
Đạt đến giá trị giới hạn của giá trị đo lường/ tag analog.
Kết hợp hai ý trên.
Các ngắt được tạo ra tuỳ thuộc vào ngày, giờ.
Các dạng thông báo.
Lưu trữ điều khiển quá trình:
Các giá trị quá trình lưu trữ được nhóm vào các khối trong PLC và được gởi dưới dạng các tags dữ liệu thô đến Tag Logging bằng quản lý dữ liệu. Sau đó các dữ liệu sẽ được chuẩn bị sẵn trong Tag Logging sử dụng chương trình quy định, dạng DLL, và được cất vào nơi lưu trữ. Dạng DLL này là một kênh phụ thuộc, do đó nó phải tuân thủ theo nhà sản xuất về kênh hay về PLC.
Ghi nhận:
Mỗi vị trí đo lường có thể được ghi bởi Tag Logging bằng 3 cách khác nhau: Bộ đệm vòng của vùng nhớ chính.
Bộ đệm vòng trong đĩa cứng. Lưu trữ tuần tự trong đĩa cứng.
Cấu trúc của Tag Logging CS.
Tag LoggingCS có các phần chính sau:
Timers: tạo các chu kỳ thu thập và lưu trữ.
Archives: tạo các vùng lưu trữ và các tags.
Trend Window Templates: hiển thị giá trị đo lường bằng đường cong.
Table Window Templates: hiển thị giá trị đo lường theo dạng bảng.
a. Timers: Tag Logging phân biệt 2 hệ thống thời gian khác nhau: thời gian thu thập và
Thời gian thu thập: Là những khoảng thời gian mà các giá trị trong đó được copy từ
ảnh quá trình của quản lý dữ liệu bởi Tag Logging.
Thời gian lưu trữ: Là những khoảng thời gian mà dữ liệu trong đó được nạp vào
vùng lưu trữ. Thời gian lưu trữ luôn là một số nguyên gồm nhiều khoảng thời gian thu thập. Giá trị mới nhất được nạp vào vùng lưu trữ.
Thời gian nén: được sử dụng để tạo tầm thời gian giới hạn trong đó dữ liệu được
nén.
b. Archives:
Ta có thể lưu trữ bằng 1 trong 3 cách:
Lưu trữ giá trị quá trình: nhận nội dung của các tags quản lý dữ liệu.
Lưu trữ nén: nén dữ liệu và liên kết các giá trị rất hiệu quả. Bằng cách này, các giá
trị đo lường được bổ túc trực tiếp và ghi nhận ngay lập tức. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Lưu trữ nén cho phép lưu trữ trong thời gian dài cho tất cả các kiểu tags khác trong Tag Logging.
Lưu trữ theo người dùng: một số tags user-defined được nạp vào vùng lưu trữ cho
người sử dụng. Vùng lưu trữ này dùng để thu thập dữ liệu quan trọng, ấn định tham số sản xuất, điều khiển dữ liệu liệt kê.
Giao tiếp giữa PLC và WinCC được thực hiện bởi các dạng thông báo tuân thủ theo các quy ước đặc biệt về cấu trúc.
Về cơ bản, các dữ liệu trong vùng lưu trữ cho người dùng chỉ được xử lý và lưu trữ theo cách điều khiển-ngắt dưới hình thức các nhóm dữ liệu. Tất cả các phương pháp lưu trữ của việc lưu trữ tuần hoàn các dữ liệu quá trình có thể được sử dụng trong vùng lưu trữ cho người sử dụng.
Hình 48: Màn hình cho phép chọn cách lưu trữ.
c. Trends:
Ta có thể vẽ đồ thị các đường cong từ các giá trị thu được từ quá trình. Với chức năng này, WinCC giúp ta có thể theo dõi sự thay đổi các giá trị đo lường theo thời gian một cách tổng quát và rõ ràng.
Có thể vẽ được nhiều đường cong trên cùng một đồ thị bằng cách chọn nhiều tags tương ứng với các thông số mà ta cần hiển thị.
d. Tables:
Table cũng có chức năng giống như Trend nhưng không hiển thị các thông số bằng đường cong mà bằng giá trị cụ thể tại một thời điểm cụ thể. Với tính năng này của Table, khi cần thiết ta có thể hiệu chỉnh các thông số đầu vào để đạt được các giá trị ngõ ra tối ưu như mong muốn.
5.1.3 Graphics Designer.
Graphics Designer dùng để tạo các hình vẽ từ quá trình. Nó có các đặc tính sau: Dễ sử dụng, giao diện đơn giản với các mẫu đồ họa và công cụ.
Hợp lý hóa cấu hình với các thư viện đối tượng và biểu tượng tích hợp. Mở ra các giao diện để đưa vào các hình đồ họa và hỗ trợ giao diện OLE 2.0. Liên kết các chức năng bổ sung bằng cơ cấu viết chương trình rất hiệu quả. Liên kết các đối tượng đồ họa mà ta tự tạo.
Các palettes để tạo và biên tập các đối tượng đồ họa. Palette màu sắc.
Palette đối tượng. Palette về kiểu. Palette thu phóng. Palette font chữ.
Các palettes và các thanh (bar) thao tác trên Graphics Designer. Thanh menu.
Palette chuẩn. Thanh trạng thái. Thanh layer.
Cửa sổ hội thoại để thiết lập và thay đổi đặc tính của đối tượng. Đặc tính đối tượng.
Palette đối tượng:
Các đối tượng có sẵn được xếp vào các vùng dưới đây: