Giao tiếp giữa WinCC với hệ thống tự động thông qua các biến quá trình (Process Tags) và được truyền thông qua hệ thống bus quá trình (Ethernet hay Profibus). Các biến quá trình được liên kết với các đối tượng đồ hoạ của WinCC bằng cách đặt tên tương ứng. Mỗi biến quá trình trong WinCC đại diện cho một giá trị quá trình trong bộ nhớ của một trong các trạm kết nối vào hệ thống tự động. Trong quá trình vận hành, WinCC cập nhật liên tục giá trị của biến quá trình theo chu kỳ thời gian nhất định (250 ms, 500ms, 1s...) được người vận hành cài đặt trước.
WinCC còn có thể truyền dữ liệu ngược trở lại hệ điều khiển, vì vậy WinCC còn có thể điều khiển quá trình.
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...). Đơn vị kênh này khi đó sử dụng cùng với một giao thức tương ứng để kết nối tới hệ điều khiển tự động xác định.
3.1.7. Vấn đề truyền thông trong hệ thống
Trong hệ thống điều khiển quá trình PCS7, vấn đề truyền thông được thực hiện thông qua các phần tử mạng SIMATIC NET. SIMATIC NET bảo đảm quá trình truyền dữ liệu nguyên vẹn giữa tất cả các phần tử trong hệ thống ở tất cả các cấp độ.
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....
Mạng truyền thông SIMATIC NET có nhiều loại bus khác nhau, bao gồm: - Các loại bus xí nghiệp được chuẩn hoá theo tiêu chuẩn IEEE 802.3: Fast
Industrial Ethernet (tốc độ 100 Mbit/s); Industrial Ethernet (tốc độ 10 Mbit/s)
- Các loại bus trường: PROFIBUS-DP (tốc độ 12 Mbit/s); PROFIBUS- DP/iS và PROFIBUS-PA (tốc độ 31,25 Kbit/s)
Hình 3.6 Truyền thông trong PCS 7
Trong PCS7 loại bus xí nghiệp có tốc độ rất lớn là 100 Mbit/s-gấp 10 lần mạng Ethernet thông thường, do sử dụng công nghệ Fast Ethernet. Có được tốc độ lớn như vậy là do mạng Fast Ethernet sử dụng cáp xoắn kép công nghiệp (Industrial Twisted Pair) và mạng cáp quang (Fiber Optic) để truyền dẫn trong khi mạng Industral Ethernet chỉ có thể sử dụng cáp đồng trục (Triaxial/coaxial cable )
Truyền thông trường
hoặc quá trình PROFIBUS-DP PROFIBUS-DA
Số lượng trạm khách Thường từ 20÷30
Tối đa 125 trạm
Tối đa 31 thiết bị trường/mỗi đường Link DP/PA
Kích thước mạng Truyền dẫn bằng điện là >9,6 Km Truyền dẫn bằng cáp quang là >90 Km
Cấu trúc mạng Thẳng, hình cây, dự phòng, hình
sao Thẳng, hình cây
Bus nhà máy Industrial Ethernet Số lượng trạm khách • Thường từ 2÷100 • Tối đa >1000 trạm Kích thước mạng • Local Network • WAN • Truyền dẫn bằng điện là >1,5Km • Truyền dẫn bằng cáp quang là >150Km
• Diện rộng với chuẩn TCP/IP
Cấu trúc mạng • Thẳng, hình cây, dự phòng, hình sao
Bảng 3.2 Bảng tham số truyền thông của các loại BUS 3.1.8. Dự phòng hệ thống
Trong quá trình vận hành một hệ thống luôn có thể xảy ra những sự cố không mong muốn. Vì vậy PCS 7 có khả năng dự phòng cho hệ thống ở mọi cấp độ tự động. Với cấu trúc nhiều trạm khách Multi-Client, các trạm khách này có thể trao đổi dữ liệu với một trạm vận hành chủ (OS Server). Trạm vận hành chủ cũng có thể được thiết kế theo cấu trúc dự phòng nếu cần thiết. Để tăng khả năng quan sát thì ở OS có bốn màn hình giám sát. Quá trình kết nối tới một OS thông qua một card VGA-đa năng.
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. Bus nhà máy thường được thiết kế với một cấu trúc vòng (Ring). Để tăng khả năng truyền thông thì cấu trúc này cũng được thiết kế dự phòng bằng hai đường IE cùng hai bộ xử lý truyền thông CP Ethernet cho mỗi AS, OS và ES.
Các hệ thống tự động dự phòng gồm có AS 414H và AS 417H được kết nối với hệ thống thông qua bộ xử lý truyền thông chuẩn CP Ethenet, trong đó sử dụng hai CP cho mỗi AS. Nhiều đường PROFIBUS-DP (từ mỗi phần AS) có thể kết nối vào/ra phân tán thông qua giao diện PROFIBUS-DP bên trong hoặc sử dụng nhiều hơn các bộ xử lý truyền thông.
Các bộ vào/ra phân tán trung tâm có thể được lắp vào các giá đỡ CPU AS 414H/AS 417H. Một thiết bị vào/ra phân tán dự phòng ET 200M có thể được kết
nối vào phần đầu của trạm ET 200M chính mà trạm này gồm có 2 module IM 153-2 trên một module Bus đặc biệt..
Để có các kết nối vào/ra sử dụng mạng PROFIBUS-PA, hai module IM 157 được gắn với đường PROFIBUS-DP dự phòng sử dụng đường kết nối DP/PA.
3.1.9. Quá trình xử lý theo khối
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. Gói chương trình BATCH Flexible thực hiện điều khiển trình tự các khối nhỏ này một cách linh hoạt.
Với những bài toán điều khiển quá trình, PCS còn có công cụ mạnh là SFC (Sequential Function Chart) để cấu hình hệ thống. Khả năng áp dụng phương pháp xử lý theo khối là rất lớn song nó có hiệu quả nhất cho các ứng dụng có quy mô vừa.
Gói chương trình BATCH Flexibal có 4 khối thành phần chính được xây dựng chồng lên nhau.