3.4 Giới thiệu về WinCC
3.4.1 Tổng quan về WinCC
WinCC (Windows Control Center) là phần mềm của hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình hoạt động của hệ thống, quy trình sản xuất, là một phần mềm chuyên dụng dùng để thiết kế các giao diện giao tiếp giữa người và máy HMI (Human Machine Interface) lưu trữ và xử lý dữ liệu trong hệ thống Scada (Supervisory Control And Data Acquisition).
Chức năng chính của WinCC là thu thập số liệu, giám sát và điều khiển q trình sản xuất. Người sử dụng WinCC có thể trao đổi dữ liệu với PLC của nhiều hãng khác nhau như: Mitsubishi, Omron, Siemens …thông qua cổng COM với chuẩn RS232 của PC và chuẩn RS485 của PLC.
WinCC được sử dụng để mô phỏng lại các sự kiện diễn ra trong quá trình điều khiển một hệ thống dưới dạng chuổi sự kiện, cho phép người dùng vận hành và điều khiển giám sát tình trạng của hệ thống, thu thập số liệu, thực hiện các thao tác điều khiển thơng qua giao diện HMI.
WinCC có 4 phiên bản chính là:
Wincc Basic để thiết lập cho màn hình HMI cơ bản, đính kèm với trong mỗi phần mềm STEP 7 Basic and STEP 7 Professional.
Wincc Comfort để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI (Bao gồm Comfort HMI và điện thoại di động).
Wincc Advanced để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tính với phần mềm hiển thị Wincc Runtime Advanced.
Tên đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh để phân loai sản phẩm theo hình dạng, điều khiển và giám sát qua WinCC
47 SVTH: Bùi Anh Dũng
Phạm Lê Bảo Hoàng
Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân
Wincc Professional để thiết lập cho tất cả các màn hình HMI và máy tính trong có có cả hệ thống SCADA. Wincc Runtime Proffesional là hệ thống SCADA được sử dụng để thiết lập cả hệ thống 1 trạm điều khiển và nhiều trạm điều khiển.
3.4.2 Các ứng dụng của WinCC
WinCC được dùng để thiết kế giao diện HMI và SCADA, gồm có các chức năng chính như:
Graphics Designer: Thực hiện dễ dàng các chức năng mô phỏng và hoạt động
của các đối tượng đồ họa của chương trình WinCC với thuộc tính động (Dynamic).
Alarm Logging: Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáo trong
khi hệ thống vận hành. Nhận thơng báo từ các q trình, để chuẩn bị cho sự kiện tiếp theo, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng. Alarm Logging giúp người giám sát và điều khiển tìm được lỗi của hệ thống.
Tag Logging: Thu thập, lưu trữ và nén các giá trị đo dưới nhiều dạng khác
nhau. Tag Logging 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 cơng nghệ và kỹ thuật quan trọng liên quan đến trạng thái hoạt động của toàn hệ thống.
Report Designer: Có nhiệm vụ tạo các thông báo, báo cáo và các kết quả sẽ
được lưu dưới dạng các trang nhật kí sự kiện.
User Achivers: Cho phép người sử dụng lưu trữ dữ liệu từ chương trình ứng
dụng và có khả năng trao đổi với các thiết bị tự động hóa khác. Các cơng thức, thơng số trong chương trình WinCC có thẻ được soạn thảo, lưu giữ và sử dụng trong hệ thống.
Tên đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh để phân loai sản phẩm theo hình dạng, điều khiển và giám sát qua WinCC
48 SVTH: Bùi Anh Dũng
Phạm Lê Bảo Hoàng
Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH “ỨNG DỤNG XỬ LÝ ẢNH ĐỂ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO HÌNH DẠNG”
4.1 u cầu cơng nghệ của hệ thống
Sử dụng kết hợp Kit Raspberry Pi 4B và PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC để xử lý ảnh, lập trình và điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng. Mơ hình hoạt động với 2 chế độ AUTO và MANUAL:
Ở chế độ Auto:
- Đèn Auto sáng. Khi ấn nút Start thì hệ thống bắt đầu làm việc, động cơ truyền động băng tải được cấp điện, bắt đầu truyền động quay băng tải, đồng thời cấp điện cho PLC.
- Khi cho sản phẩm vào băng tải. Sản phẩm di chuyển qua Camera, tại đây Camera sẽ chụp ảnh rồi gửi tín hiệu tới Raspberry để xử lý ảnh. Sau khi nhận dạng được, Raspberry gửi tín hiệu tới PLC.
- Khi PLC nhận tín hiệu đó là sản phẩm hình Trịn thì xilanh 1 đẩy SP vào thùng đựng loại 1, đồng thời đếm SP loại 1 lên 1. Hiện thị lên màn hình. Sau 2s xilanh 1 thu lại.
- Khi PLC nhận tín hiệu đó là sản phẩm hình Vng thì xilanh 2 đẩy SP vào thùng đựng loại 2, đồng thời đếm SP loại 2 lên 1. Hiện thị lên màn hình. Sau 2s xilanh 2 thu lại.
- Khi PLC nhận tín hiệu đó là sản phẩm hình Tam Giác thì xilanh 3 đẩy SP vào thùng đựng loại 3, đồng thời đếm SP loại 3 lên 1. Hiện thị lên màn hình. Sau 2s xilanh 3 thu lại.
- Nếu là sản phẩm hình Chữ nhật thì sẽ chạy thẳng xuống thùng vật loại 4, đếm sản phẩm loại 4 lên 1. Hiện thị lên màn hình.
- Nếu trong quá trình hoạt động gặp sự cố, để đảm bảo an toàn cho hệ thống, đảm bảo tính mạng con người và khơng gây ảnh hưởng đến mơi trường thì khi xảy ra sự cố bất ngờ thì nút E – stop sẽ ngắt hoạt động toàn bộ hệ thống và đèn E-Stop nhấp nháy 1s. Hệ thống chỉ có thể hoạt động trở lại khi nhả nút nhấn E – stop và nhấn nút Start.
- Quá trình hoạt động của mơ hình hệ thống được điều khiển và giám sát trên WinCC (tác động các nút điều khiển tương ứng trên WinCC thì hệ thống hoạt động tương tự như tác động nút nhấn cơ)
Ở chế độ Manual:
Tên đề tài: Ứng dụng xử lý ảnh để phân loai sản phẩm theo hình dạng, điều khiển và giám sát qua WinCC
49 SVTH: Bùi Anh Dũng
Phạm Lê Bảo Hoàng
Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân
Đèn Manual sáng. Chế độ này được sử dụng để kiểm tra hệ thống, xử lý lỗi về phần cơ, điều khiển được băng tải, 3 xilanh. Các nút nhấn được thiết kế cả trên tủ điện lẫn giao diện WinCC.
4.2 Thiết kế phần cứng