PC Access là phần mềm dùng để tạo các biến ngoại nhằm liên kết giữa các công cụ điều khiển và hiển thị WinCC và các ô nhớ trong PLC để có thể điều khiển các ngõ ra trong PLC và hiển thị trùng lên WinCC.
Cách sử dụng S7-200 PC Access : Tạo sự kết nối cho một PLC:
Trong S7-200 PC Access với trợ giúp OPC bao gồm 3 biến đối tƣợng :
PLC
Folder ( không cần thiết)
Item
Khi tạo một dự án mới, việc kết nối PLC phải đƣợc làm trƣớc với hai bƣớc sau:
Thiết lập cấu hình giao tiếp:
Khởi động S7-200 PC Access, tù thanh Taskbar chọn Start > Simatic > S7-200 PC Access.
Nhấp phải vào Microwin chọn PG/PC Interface..
Cửa sổ Set PG/PC Interface xuất hiện .
Nhấp chọn PC/PPI cable(PPI), rồi chọn Properties, xuất hiện hộp thoại Properties – PC/PPI cable.
Chọn địa chỉ và tốc độ truyền cho S7-200 PC Access , thông thƣờng để mặc định nhƣ trên, Ở mục Local connection chọn cổng COM cần kết nối với PLC.
Sau đó nhấn Ok để chấp nhận.
Thiết lập cấu hình mới cho một PLC
Trên cửa sổ làm việc của S7-200 PC Access, nhấp phải Microwin chọn New PLC.
Cửa sổ PLC Properties xuất hiện, ở mục Name nhập vào tên PLC cần làm việc, ở đây chọn tên PLC1.
Ở mục Netwok Address cần phải chọn con số phù hợp với địa chỉ cấu hình của PLC trong dự án Step 7 –Micro/Win, thông thƣờng đối với S7-200 thì mặc định với số 2.
Tạo mục Item
Nhấp phải vào mục PLC1 chọn New, rồi chọn item.
Hộp thoại Item properties xuất hiện, ở mục Name nhập tên theo dự án đã tạo ở S7-200, ở mục Address nhập địa chỉ vùng nhớ, ngõ vào ngõ ra phù hợp với dự án mà ta đã thiết lập trên S7-200, sau đó nhấp ok để chấp nhận.
Sau đó nhấp chuột chọn các item vừa tạo rồi kéo rê thả vào vùng Test Client .
Chạy thử, kiểm tra
Nhấp chọn Status > Start test Client.
Nếu thấy ở cột Qualty chuyển từ Bad sang Good là việc kết nối đã thành công.
2.3. TẠO MỘT DỰ ÁN TRONG WINCC
Tạo dự án là bƣớc đầu tiên trƣơc khi tiến hành thiết kế điều khiển một đối tƣợng cụ thể. Phần này giới thiệu những đặt tính cơ bản của WinCC ( windows control center ), cung cấp một cách tổng quan về các bƣớc soạn thảo một dự án trong wincc 6.0.
Để soạn thảo một dự án ( project ) trong Wincc tiến hành thực hiện theo các bƣớc :
Tạo một dự án ( project ) mới trong Wincc.
Chọn PLC hoặc DRIVERS từ Tag Management.
Tạo các biến nội (Internal ).
Tạo hình ảnh từ cửa sổ giao diện Graphics Designer.
Thiết lập các thuộc tính của hình ảnh đƣợc tạo từ Graphics Designer.
Thiết lập môi trƣờng thời gian thực hiện.
Chạy mô phỏng.
Tạo dự án ( project ) mới
Đầu tiên khởi động chƣơng trình WinCCbằng cách: Từ thanh Taskbar, chọn Start > Simatic > WinCC > Windows Control Center.
Hộp thoại WinCC Explorer xuất hiện, trong khung Create a New Project có 3 lựa chọn:
Nếu chọn Single-User Project hoặc Multi-User Project phải nhập tên dự án.
Để mở một dự án có sẳn chọn Open an Existing Project sau đó tim đến tập tin có đuôi “.mcp”.
Dự án này đƣợc thực hiện trên máy đơn không có nối mạng, chọn mục Single-User Project. Sau đó, nhấp OK chấp nhận.
Hộp thoại Create a new Project xuất hiện, đặt tên cho dự án trong khung Project Name. Trong khung Project Path, chọn ổ đĩa và thƣ mục để lƣu dự án. Tiếp tục nhấp nút Create tạo dự án.
Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management
Để thiết lập kết nối truyền thông giữa Wincc với thiết bị cấp dƣới cần có một mạng liên kết chúng với nhau trong việc trao đổi dữ liệu. Do đó, cần chọn một Driver.
Driver: Là giao diện liên kết giữa Wincc và PLC
Trong cửa sổ soạn thảo, nhấp chuột phải vào mục Tag Management từ trình đơn sổ xuống chọn Add New Driver.
Hộp thoại Add New Driver xuất hiện, cho phép chọn mạng kết nối giữa WinCC và PLC . Tuỳ theo từng loại PLC mà ta chọn mạng kết nối cho phù hợp.
Tạo biến
Để tạo kết nối các thiết bị trên một dự án trong WinCC, trƣớc tiên phải tạo các Tags ( biến ) trên WinCC. Biến đƣợc tạo dƣới Tag Management.
Biến gồm có biến nội và biến ngoại:
Biến nội ( Internal ): Là biến có sẵn trong WinCC. Những biến nội này là những vùng nhớ trong của WinCC, có chức năng nhƣ một PLC thực sự.
Biến ngoại ( External ): Là biến quá trình, phản ảnh thông tin địa chỉ của hệ thống PLC khác nhau.
Các Tags có thể đƣợc lƣu trong bộ nhớ PLC hoặc trên các thiết bị khác. Wincc kết nối với PLC thông qua các Tags. Tạo những nhóm biến (Groups) thiết bị: khi dự án có một khối lƣợng lớn dữ liệu với nhiều biến, có thể nhóm các biến này thành một nhóm biến thích hợp theo đúng qui cách. Nhóm biến là những cấu trúc bên dƣới sự liên kết PLC, có thể tạo nhiều nhóm biến và nhiều biến trong mỗi nhóm biến nếu cần.
Tạo biến nội bằng cách nhấp phải vào Internal Tag, chọn New Tag…
Hộp thoại Tag Properties xuất hiện, đặt tên biến và chọn dữ liệu cho phù hợp với mỗi kiểu thiết bị. Ví dụ : Nếu biến là “ động cơ’’ chọn dữ liệu Binary Tag. Nếu biến là “ bồn nƣớc” chọn dữ liệu Unsigned 8-bit Value.
Trong hộp thoại Tag Properties , biến có nhiều kiểu dữ liệu khác nhau nhƣ:
Banary Tag: kiểu nhị phân.
Unsigned 8-bit value: kiểu nguyên 8 bit không dấu.
Signed 8-bit value: kiểu nguyên 8 bit có dấu
Unsigned 16-bit value: kiểu nguyên 16 bit không dấu.
Signed 16-bit value: kiểu nguyên 16 bit có dấu.
Unsigned 32-bit value: kiểu nguyên 32 bit không dấu.
Signed 32-bit value: kiểu nguyên 32 bit có dấu.
Floating Point Number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754.
Floating Point Number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực 64 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754.
Text Tag 8 bit character set: kiểu kí tự 8 bit.
Text Tag 16 bit character set: kiểu kí tự 16 bit.
Raw Data Type: kiểu dữ liệu thô.
Biến có thể di chuyển từ nhóm biến này sang nhóm biến khác bằng cách nhấp phải vào biến cần di chuyển từ menu sổ xuống chọn Cut và gán vào nhóm biến cần gán.
Tạo các biến quá trình
Hộp thoại Tag Properties xuất hiện, cho phép chọn loại dữ liệu và chuyển đổi lại nếu cần.
Đặt tên biến mới trong khung Name, chọn kiểu dữ liệu trong khung Datatype bằng cách nhấp mũi tên bên phải sổ xuống, rồi chọn kiểu dữ liệu cần thiết, sau đó nhấp Select.
Hộp thoại Address Properties xuất hiện nhƣ hình trên. Trên hộp thoại này mô tả kiểu dữ liệu, địa chỉ vào / ra (Input/ Output), bit nhớ. Sau khi chọn xong, nhấp OK kết thúc quá trình lựa chọn.
Tạo hình ảnh, thiết lập các thuộc tính
Tạo hình ảnh
Để tạo hình ảnh đầu tiên phải mở giao diện đồ họa. Nhấp phải chuột vào Graphics Designer, từ menu sổ xuống chọn New Picture. Xuất hiện một tập tin bên phải của sổ WinCC
Cửa sổ giao diện màn hình thiết kế đồ họa Graphics Designer xuất hiện.
Cửa sổ Graphics Designer: tạo giao diện đồ họa, cửa sổ gồm những công cụ sau:
Color Palette (bảng màu): gồm có 16 màu tiêu chuẩn, có thể gán cho màu nền hoặc các đối tƣợng khác.
Object palette ( bảng đối tƣợng ) bao gồm:
+ Các đối tƣợng chuẩn (Standard Objects) nhƣ : Elip, đa giác ( palyg), hình chữ nhật…. + Các đối tƣợng thông minh ( Smart Objects: điều khiển OLE ( OLE Control ), yếu tố OLE ( OLE Element ), trƣờng vào / ra ( I/O Field ).
Đối tƣợng windows (windows objects): gồm nút nhấn ( Button), hộp kiểm tra ( check box ).
Alignment Paletter (bảng liên kết ): xác định việc thay đổi vị trì của một hoặc nhiều đối tƣợng , thay đổi vị trí của đối tƣợng đƣợc chọn hoặc hợp nhất chiều cao và chiều rộng của nhiều đối tƣợng.
Zoom Paletter ( bang Zoom ): phóng to, thu nhỏ cửa sổ màn hình đồ họa theo kích thƣớc chuẩn 8,4,1,1/2, hay ¼.
Menu Bar ( thanh trình đơn ):gồm tất cả những lệnh có sẵn trên thanh trình đơn của giao diện thiết kế đồ họa Graphics Designer.
Standard Toolbar ( thanh công cụ ): bao gồm những biểu tƣợng hoặc nút nhấn, cho phép thực hiện những lệnh thông dụng.
Layer Bar ( thanh Layer ): bao gồm 16 layer ( Layer 0-Layer 15). Layer 0 là thiết lập mặt định của Graphics Designer.
Thiết lập các thuộc tính hình ảnh
Để thiết lập các thuộc tính hình ảnh, đầu tiên phải tạo các hình ảnh. Dùng File “ NewPdl0.Pdl” tạo giao diện gồm có: nút nhấn start, stop, động cơ. Những đối tƣợng này nằm trong thƣ viện của WinCC.
Tạo nút nhấn:
Từ bảng đối tƣợng Object Palette nhấp dấu “ +” mục Windows Object chọn Button và di chuyển con trỏ ra màn hình đến vị trí cần thiết. Có thể vẽ nút nhấn mong muốn.
Khi thả chuột hộp thoại Button Configuration xuất hiện nhƣ hình. Ở khung Text đặt tên nút nhấn là Start. Nhấp chọn Font chữ và màu sắc nút nhấn. Sau đó nhấp OK hoàn tất việc tạo nút nhấn.
Tƣơng tự các bƣớc nhƣ trên tạo nút nhấn Stop.
Tạo thuộc tính cho đối tượng
Để tạo thuộc tính cho nút nhấn Start, bằng cách nhấp phải vào nút nhấn Start chọn Properties nhƣ hình :
Hộp thoại Object Properties xuất hiện nhƣ hình chọn Tab Events > Mouse > Press Left sau đó nhấp phải vào dấu mũi tên chọn C-Action hộp thoại Edit Action xuất hiện nhƣ hình.
Chọn Internal Functions > Tag > Set. Sau đó nhấp đúp vào SetTagbit hộp thoại Assigning Parameters xuất hiện nhƣ hình.
Hộp thoai Tags- project xuất hiện chọn Start sau đó nhấp OK.
Trở lại hộp thoại Assigning Parameters nút nhấn Start đã đƣợc chọn. ở hàng Value đặt giá trị là 1 ở cột Value. Sau đó nhấp OK chấp nhận.
Lúc này trên hộp thoại Edit Action xuất hiện Tag Start mang giá trị 1 tiếp theo nhấp đúp vào SetTagBit để liên kết thêm Tag nữa cho nút nhấn Start.
Khi đó trong hộp thoại Edit Action xuất hiện thêm Tag Stop và mang giá trị 0, nhấp OK. Bảng thông báo xuất hiện, chọn Yes đồng ý đổi mã nguồn.
Quay trở lại hộp thoại Object Properties dấu mũi tên chuyển sang màu đỏ chứng tỏ kết nối đã thành công.
Tiến hành tạo thuộc tính cho nút nhấn Stop tƣơng tự nhƣ nút nhấn Start. Nhƣng các giá trị sẽ ngƣợc với nút nhấn Start. Ở nút nhấn Stop, thì khi gán tag Stop nó sẽ mang giá trị 1 và tag Start mang giá trị 0.
Thiết lập các điều kiện Runtime
Để chạy ứng dụng,cần đặt chế độ Runtime từ cửa sổ WinCC Explorer bằng cách nhấp chuột phải chọn Computer trong cửa sổ soạn thảo hoặc biểu tƣợng máy tính bên trái cửa sổ, từ Menu sổ xuống chọn Properties.
Hộp thoại Computer Properties xuất hiện, chọn Tab Graphics Runtime.Có thể chọn cách xem WinCC chạy trên nền Window và bức ảnh nào sẽ đƣợc chạy khi bắt đầu khởi động WinCCExplorer.
Đặt bức ảnh vừa tạo NewPdl0.Pdl tại khung Start Picture bằng cách nhấp chọn Browse. Hộp thoại Start Picture xuất hiện.
Bằng cách nhấp chọn file NewPdl0.Pdl, sau đó nhấp OK. Tại khung thuộc tính Window Attributes kéo thanh trƣợt nhấp chọn: “ Title”, “ Maxximize”, và “ Adapt Picture”. Sau đó nhấp OK kết thúc việc lựa chọn.
Chạy ứng dụng
Để xem ứng dụng đã thiết kế chạy nhƣ thế nào, nhấp chọn nút Runtime trên thanh công cụ của Graphics Designer hoặc nút Activate trên cửa sổ WinCCExplorer.
Khởi động Simulator từ thanh Taskbar, nhấp chọn Start > Simatic > WinCC > Tools > WinCC Tag Simulator.
Hộp thoại Simulator xuất hiện nhƣ hình :
Nhấp chọn Edit > New Tag hiển thị biến. Hộp thoại Tags-project…xuất hiện. Trên hộp thoại, chọn biến để hiển thị.
Giao diện và giám sát hệ thống trên WinCC
Hình 2.5. Giao diện điều khiển Wincc
-Bảng điều khiển gồm các nút gửi lấy, stop.
Stop: Nút nhấn có tác dụng cho hệ thống dừng hoạt động
Nút gửi khi hệ thống bắt đầu trạng thái gửi xe, nút lấy khi hệ thống bắt đầu trạng thái lấy xe
- Bảng giám sát:
Tại đây ngƣời dùng có thể theo dõi quan sát hệ thống đang làm việc, số xe trong
bãi, số vị trí còn trống hay xe đang đến vị trí bao nhiêu, đang cất xe hay lấy xe và các thiết bị hoạt động nhƣ thế nào
-Giao diện mô hình:
Ở đây ngƣời dùng có thể hình dung đƣợc các vị trí ở các tầng xe và số xe có trong bãi nhƣ là nhìn thấy bãi thật.
CHƢƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
3.1. GIỚI THIỆU
Khái niệm về PLC
Trong công nghiệp sản xuất, để điều khiển một dây chuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp …, ngƣời ta thực hiện kết nối các linh kiện rời (rơle, timer, contactor …) lại với nhau tùy theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển. Công việc này khá phức tạp trong thi công, sửa chữa bảo trì do giá thành cao. Khó khăn nhất là khi cần thay đổi một hoạt động nào đó. Từ thực tế đó việc tìm ra một hệ thống điều khiển đáp ứng đƣợc các yêu cầu nhƣ: giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lƣợng làm việc ổn định, lịnh hoạt trong qua trình điều khiển, lầ điều tất yếu. Hệ thống điều khiển logic có thể lập trình đƣợc PLC ra đời đã giải quyết đƣợc các vấn đề trên.
PLC viết tắt của Programmable Logic Controller, là thiết bị điều khiển lập trình đƣợc (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Ngƣời sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này đƣợc kích hoạt bởi tác nhân kích thích (ngõ vào) tác động vào PLC hoặc qua các hoạt động có trễ nhƣ thời gian định thì hay các sự kiện đƣợc đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ le) trong thực tế. PLC hoạt động theo phƣơng thức quét các trạng thái trên đầu ra và đầu vào. Khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình của PLC có thể là Ladder hay State Logic. Hiện nay có nhiều hãng sản xuất ra PLC nhƣ Siemens, Omron, Mitsubishi Electric, Allen-Bradley, Honeywell…
Thiết bị điều khiển lập trình đầu tiên đƣợc những nhà thiết kế cho ra đời năm 1968 (công ty General Moto – Mỹ). Tuy nhiên, hệ thống này còn khá đơn giản và cồng kềnh, ngƣời sử dụng gặp rất nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống. Vì vậy các nhà thiết kế đã từng bƣớc cải tiến để giúp hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành, nhƣng việc lập trình cho hệ thống còn khó khăn do lúc này không có các thiết bị lập trình ngoại vi hỗ trợ cho công việc lập trình.
Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (programable controller handle) đầu tiên đƣợc ra đời vào năm 1969. Trong giai đoạn này các hệ thống điều khiển lập trình (PLC) chỉ đơn giản nhằm thay thế hệ thống Relay và dây nối trong hệ thống điều khiển cổ điển. Qua quá trình vận hành, các nhà thiết kế đã từng bƣớc tạo ra đƣợc một tiêu chuẩn mới cho hệ thống, tiêu chuẩn đó là: dạng lập trình giản đồ hình thang. Trong những năm
dàng hơn. Ngoài ra các nhà thiết kế còn tạo ra kỹ thuật kết nối với các PLC riêng lẻ thành một hệ thống PLC chung, tăng khả năng điều khiển của từng PLC riêng lẻ. Tốc độ xử lý tốt với những chức năng phức tạp, số lƣợng cổng vào/ra lớn.
Một PLC có đầy đủ các chức năng nhƣ: bộ đếm, bộ định thời, các thanh ghi và tập lệnh cho phép thực hiện các yêu cầu điều khiển khác nhau. Hoạt động của PLC hoàn toàn phụ thuộc vào trƣơng trình nằm trong bộ nhớ, nó luôn cập nhật tín hiệu ngõ vào, xử lý tín hiệu để điều