Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liờn tục hoàn hảo.Một hệ thống kỹ thuật mới thụng minh và trực quan cấu hỡnh phần cứng kỹ thuật và cấu hỡnh mạng,lập trỡnh chuẩn đoỏn và nhiều hơn nữa.
Lợi ớch với người dựng :
Trực quan : dễ dàng để tỡm hiểu và dễ dàng để hoạt động
Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật
Chức năng bảo vệ : Kiến trỳc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định
cho sự đổi mới trong tương lai.
3.2 Cỏch tạo 1 Project
Hỡnh 3.1: Bước 1: Từ màn hỡnh desktop nhấp đỳp chọn biểu tượng Tia Portal V14
Hỡnh 3.3: Bước 3 : Nhập tờn dự ỏn vào Project name sau đú nhấn create
Hỡnh 3.5: Bước 5 : Chọn add new device
Hỡnh 3.7: Bước 7 : Project mới được hiện ra 3.3. TAG của PLC / TAG local
Tag của PLC
-Phạm vi ứng dụng : Giỏ trị Tag cú thể được sử dụng mọi khối chức năng trong PLC
-Ứng dụng : binary I/O, Bits of memory -Định nghĩa vựng : Bảng tag của PLC
-Miờu tả : Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kộp Tag Local
-Phạm vi ứng dụng : giỏ trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai bỏo, mụ tả tương tự cú thể được sử dụng trong cỏc khối khỏc nhau cho cỏc mục đớch khỏc nhau.
-Ứng dụng : tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời -Định nghĩa vựng : khối giao diện
-Miờu tả : Tag được đại diện bằng dấu
Hỡnh 3.8: Sử dụng Tag trong hoạt động
-Layout : bảng tag PLC chứa cỏc định nghĩa của cỏc Tag và cỏc hằng số cú giỏ trị trong CPU. Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng trong project.
-Colum : mụ tả biểu tượng cú thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc cú thể kộo nhả như một lệnh chương trỡnh
-Name : chỉ được khai bỏo và sử dụng một lần trờn CPU -Data type : kiểu dữ liệu chỉ định cho cỏc tag
-Address : địa chỉ của tag
-Retain : khai bỏo của tag sẽ được lưu trữ lại -Comment : comment miờu tả của tag
Hỡnh 3.10: Tỡm và thay thế tag PLC
Ngoài ra cũn cú một số chức năng sau: -Lỗi tag
-Giỏm sỏt tag của plc -Hiện / ẩn biểu tượng -Đổi tờn tag : Rename tag
-Đổi tờn địa chỉ tag : Rewire tag -Copy tag từ thư viện Global
3.4. Đổ chương trỡnh xuống PLC
Hỡnh 3.11: Đổ từ màn hỡnh soạn thảo chương trỡnh bằng cỏch kớch vào biểu tượng download trờn thanh cụng cụ của màn hỡnh
Hỡnh 3.12: Chọn cấu hỡnh Type of the PG/PC interface và PG/PC interface như hỡnh dưới sau đú nhấn chọn load
H ỡnh 3.13: Chọn start all như hỡnh vẽ và nhấn finish
Hỡnh 3.14: Để giỏm sỏt chương trỡnh trờn màn hỡnh soạn thảo kớch chọn Monitor trờn thanh cụng cụ.
Hỡnh 3.15: Hoặc cỏch 2 làm như hỡnh trờn
Hỡnh 3.16: Sau khi chọn monitor chương trỡnh soạn thảo xuất hiện:
3.6. Kỹ thuật lập trỡnh
3.6.1. Vũng quột chương trỡnh.
PLC thực hiện chương trỡnh theo chu trỡnh lặp. Mỗi vũng lặp được gọi là vũng quột. Mỗi vũng quột được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cỏc cổng vào số tới vựng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trỡnh. Trong từng vũng quột chương trỡnh được thực hiện từ lệnh đầu tiờn đến lệnh kết thỳc của khối OB1.
Sau giai đoạn thực hiện chương trỡnh là giai đoạn chuyển cỏc nội dụng của bọ đệm ảo Q tới cỏc cổng ra số. Vũng quột kết thỳc bằng giai đoạn truyền thụng nội bộ và kiểm tra lỗi.
Chỳ ý rằng bộ đệm I và Q khụng liờn quan tới cỏc cổng vào / ra tương tự nờn cỏc lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ khụng thụng qua bộ đệm.
3.6.2. Cấu trỳc lập trỡnh
3.6.2.1. Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS
Organization blocks (OBs) : là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trỡnh người dựng. Chỳng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quỏ trỡnh:
+Xử lý chương trỡnh theo quỏ trỡnh
+Bỏo động – kiểm soỏt xử lý chương trỡnh +Xử lý lỗi
Startup oB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB : cú thể chốn và lập trỡnh cỏc khối này trong cỏc project. Khụng cần phải gỏn cỏc thụng số cho chỳng và cũng khụng cần gọi chỳng trong chương trỡnh chớnh.
-Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Cỏc khối OB này phải được tham số húa khi đưa vào chương trỡnh. Ngoài ra, quỏ trỡnh bỏo động OB cú thể được gỏn cho một sự kiện tại thời gian thực hiện bằng cỏch sủ dụng cỏc lệnh ATTACH, hoặc tỏch biệt với lệnh DETACH.
-Time Delay Interrupt OB : OB ngắt thời gian trễ cú thể được đưa vào dự ỏn và lập trỡnh. Ngoài ra, chỳng phải được gọi trong chương trỡnh với lệnh SRT_DINT, tham số là khụng cần thiết
-Start Information : Khi một số OB được bắt đầu, hệ điều hành đọc ra thụng tin được thẩm định trong chương trỡnh người dựng, điều này rất hữu ớch cho việc chẩn đoỏn lỗi, cho dự thụng tin được đọc ra được cung cấp trong cỏc mụ tả của cỏc khối OB
3.6.2.2. Hàm chức năng – FUNCTION
-Funtions (FCs) là cỏc khối mó khụng cần bộ nhớ. Dữ liệu của cỏc biến tạm thời bị mất sau khi FC được xử lý. Cỏc khối dữ liệu toàn cầu cú thể được sử dụng để lưu trữ dữ liệu FC.
-Functions cú thể được sử dụng với mục đớch +Trả lại giỏ trị cho hàm chức năng được gọi
+Thực hiện cụng nghệ chức năng, vớ dụ : điều khiển riờng với cỏc hoạt động nhị phõn
+Ngoài ra, FC cú thể được gọi nhiều lần tại cỏc thời điểm khỏc nhau trong một chương trỡnh. Điều này tạo điều kiện cho lập trỡnh chức năng lập đi lặp lại phức tạp.
-FB (function block) : đối với mỗi lần gọi, FB cần một khu vực nhớ. Khi một FB được gọi, một Data Block (DB) được gỏn với instance DB. Dữ liệu trong Instance DB sau đú truy cập vào cỏc biến của FB. Cỏc khu vực bộ nhớ khỏc nhau đó được gỏn cho một FB nếu nú được gọi ra nhiều lần.
-DB (data block) : DB thường để cung cấp bộ nhớ cho cỏc biến dữ liệu . Cú hai loại của khối dữ liệu DB : Global DBs nơi mà tất cả cỏc OB, FB và FC cú thể đọc được dữ liệu lưu trữ, hoặc cú thể tự mỡnh ghi dữ liệu vào DB, và instance DB được gỏn cho một FB nhất định.
3.7. Giới thiệu cỏc tập lệnh
3.7.1. Bit logic (tập lệnh tiếp điểm)Tiếp điểm thường hở Tiếp điểm thường hở
L A
D
Tiếp điểm thường đúng
L A D Lệnh OUT L A D Lệnh OUT đảo L A
D
Chỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ Lệnh logic NOT L A D Lệnh SET L A D Lệnh Reset L A D
Lệnh set nhiều bit
L A
n : là hằng số
Lệnh reset nhiều bit
L A
D
Tiếp điểm phỏt hiện xung cạnh lờn dạng 1
L A
D
Tiếp điểm phỏt hiện cạnh lờn sẽ phỏt ra một xung khi đầu vào tiếp điểm P cú sự chuyển đổi từ mức thấp lờn mức cao Trạng thỏi của tớn hiệu được lưu lại vào “M_BIT”
Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kỡ quột.
Tiếp điểm phỏt hiện xung cạnh lờn dạng 2
L A
D
Thay đổi trạng thỏi tớn hiệu phớa trước khụng ảnh hưởng đến “IN”
Phỏt hiện sự thay đổi trạng thỏi của 1 tớn hiệu “IN” từ 0 lờn 1
Trạng thỏi của tớn hiệu IN được lưu lại vào “M_BIT”
Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kỡ quột.
L A
D
Tiếp điểm phỏt hiện cạnh xuống sẽ phỏt ra một xung khi đầu vào tiếp điểm này cú sự chuyển đổi từ mức cao xuống mức thấp
Trạng thỏi của tớn hiệu được lưu lại vào “M_BIT”
Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kỡ quột.
Tiếp điểm phỏt hiện xung cạnh xuống dạng 1 Tiếp điểm phỏt hiện xung cạnh xuống dạng 2 L A D
Thay đổi trạng thỏi tớn hiệu phớa trước khụng ảnh hưởng đến “IN”
Phỏt hiện sự thay đổi trạng thỏi của 1 tớn hiệu “IN” từ 1 xuống 0 Trạng thỏi của tớn hiệu IN được lưu
lại vào “M_BIT” Độ rộng của xung này bằng thời gian của một chu kỡ quột. Lệnh SR fliplop L A Mạch chốt RS ưu tiờn Reset D
Lệnh RS fliplop
L
A Mạch chốt RS ưu tiờn Set
D
3.7.2 . Sử dụng bộ Timer.
Sử dụng lệnh Timer để tạo một chương trỡnh trễ định thời. Số lượng của Timer phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vựng nhớ của CPU. Mỗi timer sử dụng 16 byte IEC_Timer dữ liệu kiểu cấu trỳc DB. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy khối Timer
Kớch thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint : T#-14d_20h_31m_23s_648ms đến T#24d_20h_31m_23s_647ms hay là - 2.147.483.648 ms đến 2.147.483.647 ms.
Timer tạo xung - TP
L A
D
Timer trễ sườn lờn cú nhớ - Timer TONR
L A
Thay đổi PT khụng ảnh hưởng khi Timer đang vận hành, chỉ ảnh hưởng khi timer đếm lại
D vận hành thỡ timer sẽ dừng nhưng khụng đặt lại bộ định thỡ. Khi chõn IN “TRUE” trở lại thỡ Timer bắt đầu tớnh thời gian từ giỏ trị thời gian đó tớch lũy.
L A
D
Timer trễ khụng nhớ - TON Timer trễ sườn xuống – TOF
L A D Khi ngừ vào IN ngừng tỏc động thỡ reset và dừng hoạt động Timer.
Thay đổi PT khi Timer vận hành khụng cú ảnh hưởng gỡ
3.7.3. Sử dụng bộ Counter.
Lệnh Counter được dựng để đếm cỏc sự kiện ở ngoài hay cỏc sự kiện quỏ trỡnh ở trong PLC. Mỗi Counter sử dụng cấu trỳc lưu trữ của khối dữ liệu DB để làm dữ liệu của Counter. Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy lệnh.
Tầm giỏ trị đếm phụ thuộc vào kiểu dữ liệu mà bạn chọn lựa. Nếu giỏ trị đếm là một số Interger khụng dấu, cú thể đếm xuống tới 0 hoặc đếm lờn tới tầm giới hạn. Nếu giỏ trị đếm là một số interder cú dấu, cú thể đếm tới giỏ trị õm giới hạn hoặc đếm lờn tới một số dương giới hạn.
L A
D
Counter đếm xuống – CTD
Giỏ trị bộ đếm CV được tăng lờn 1 khi tớn hiệu ngừ vào CU chuyờn từ 0 lờn 1. Ngừ ra Q được tỏc động lờn 1 khi CV>=PV. Nếu trạng thỏi R = Reset được tỏc động thỡ bộ đếm CV = 0.
L A D
Giỏ trị bộ đếm được giảm 1 khi tớn hiệu ngừ vào CD chuyển từ 0 lờn 1. Ngừ ra Q được tỏc động lờn 1 khi CV <=0. Nếu trạng thỏi LOAD được tỏc động thỡ CV = PV.
Counter đếm lờn xuống – CTUD
L A
D
3.7.4. Lệnh so sỏnhLệnh so sỏnh Lệnh so sỏnh
So sỏnh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh so sỏnh thỏa thỡ ngừ ra sẽ là mức 1 = TRUE
Kiểu dữ liệu so sỏnh là : SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, LReal, String, Char, Time, DTL, Constant.
L
A
D
Lệnh trong khoảng In – range
L
A
D
Lệnh ngoài khoảng out-of-range
L
A
D
Lệnh OK
Tham số : MIN, VAL, MAX Kiểu dữ liệu so sỏnh :
SInt, Int, Dint, USInt, UInt, UDInt, Real, LReal, Constant
So sỏnh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu so sỏnh MIN
> VAL hoặc MAX <
VAL thỏa thỡ tỏc động mức cao và ngược lại
L
A
D
Lệnh NOT OK
Tham số : IN
Kiểu dữ liệu : Real, LReal
Lệnh OK kiểm tra tớnh hợp lệ của toỏn tử
L
A
D
Tham số : IN
Kiểu dữ liệu : Real, LReal Lệnh NOT_OK kiểm tra tớnh khụng hợp lệ của toỏn tử 3.7.5.Lệnh MOVE Lệnh MOVE L A D
3.8. Giới thiệu về Wincc v14
Lệnh Move_BLK sao chộp cỏc nội dung của một vựng nhớ IN đến một bộ nhớ xỏc định khỏc. Số lượng cỏc giỏ trị được sao chộp được quy định trong COUNT. Hoạt động sao chộp theo hướng tăng dần cỏc địa chỉ Tham số:
EN : cho phộp ngừ vào ENO : cho phộp ngừ ra IN : nguồn giỏ trị đến
COUNT : số giỏ trị sao chộp OUT1: Nơi chuyển đến
Phần mềm WinCC của Siemens là một phần mềm chuyờn dụng để xõy dựng giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface) cũng như phục vụ việc xử lý và lưu trữ dữ liệu trong một hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition) thuộc chuyờn ngành tự động húa.
WinCC v14 (tớch hợp trong TIA Portal v14) là phần mềm kỹ thuật được dựng để thiết lập cho bảng điều khiển HMI, mỏy tớnh cụng nghiệp và mỏy tớnh PC thụng thường. Wincc này được ứng dụng thụng qua phần mềm hiển thị WinCC Runtime Advanced hoặc phức tạp hơn trong hệ thống SCADA với phần mềm hiển thị WinCC Runtime Professional.
WinCC v14 (tớch hợp trong TIA Portal v14) cú 4 phiờn bản phụ thuộc vào hệ thống điều khiển:
-Wincc Basic để thiết lập cho màn hỡnh
Wincc Basic được đớnh kốm với trong mỗi phần mềm STEP 7 Basic and STEP 7 Professinal.
- Wincc
Comfort để thiết lập cho tất cả cỏc màn hỡnh HMI (Bao gồm
Comfort HMI và điện thoại di động).
- Wincc
Advanced để thiết lập cho tất cả cỏc màn hỡnh HMI và mỏy tớnh với phần mềm hiển thị Wincc Runtime Advanced Wincc Runtime Advandec là phần mềm hiển thị cho hệ thống mỏy tớnh 1 trạm. - Wincc Professional để thiết lập cho tất cả cỏc màn hỡnh HMI và
mỏy tớnh trong cú cú 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
CHƯƠNG 4 :THIẾT KẾ CHƯƠNG TRèNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIAO DIỆN 4.1. Phõn tớch và thiết lập sơ đồ cụng nghệ
Nhập vào cỏc thụng số (trọng lượng, thời gian
bỏo lỗi)
PLC thực hiện điều khiển Kết quả (Thực hiện đúng bao hoàn chỉnh)
4.2. Thiết lập sơ đồ thuật toỏn điều khiển
4.2.1. Thuật toỏn điều khiển chương trỡnh chớnh
4.2.2. Thuật toỏn điều khiển chương trỡnh chế độ bằng tay
4.2.3. Thuật toỏn điều khiển chương trỡnh chế độ tự động
4.3. Thiết lập sơ đồ chương trỡnh4.3.1. Chương trỡnh chớnh 4.3.1. Chương trỡnh chớnh
Hỡnh 4.5: Network 1: Chọn chế độ cho chương trỡnh
Network 2: Gọi ra chế độ Manu Network 3: Gọi ra chế độ Auto
Hỡnh 4.6: Network 4: Đọc về cảm biến thực tế
Network 5: Chứa cỏc tớn hiệu đầu ra Network 6: Gọi chế độ mụ phỏng
4.3.2 Chế độ tự động
Hỡnh 4.7:Network 1: Khi ấn nỳt start đốn running sẽ sỏng. Set STEP 1(biến nhớ trung gian). Nếu ấn nỳt Stop sẽ tắt đốn running. Khi đốn running sỏng thỡ đốn
Stop tắt và ngược lại
Hỡnh 4.8: Network 2: Khi ấn nỳt reset mà cú cảm biến VT1 sẽ bật lại bơm và tắt đốn bỏo lỗi. Cũn cảm biến VT1 k cú tớn hiệu sẽ dừng hết tất cả hoạt động và bật
Hỡnh 4.9: Network 3: Khi hệ thống đang chạy. Cảm biến xi măng trong bồn chứa bỏo mức Min sẽ bật bơm nạp xi măng cho đến khi cảm biến mức Max cú tớn hiệu.
Network 4: Băng tải luụn chạy cho đến khi hệ thống lỗi
Hỡnh 4.10: Network 5: Khi cú tớn hiệu trung gian STEP1, đồng thời cảm biến nhận biết cú bao thỡ xi lanh kẹp sẽ kẹp bao, sau 3s bật động cơ quay. Set biến nhớ
Hỡnh 4.11: Network 6: Khi đến vị trớ 1, Bơm xi măng sẽ bơm vào bao theo khối lượng cài sẵn trong khoảng thời gian cài sẵn. Nếu quỏ thời