Trên màn hình máy tính phải hiển thi các thông số về mức, nhiệt độ, áp suất, thông số về khối lượng riêng và khối lượng LPG trong bồn chứa. Bên cạnh đó phải hiển thị được khối lượng LPG trờn cỏc đường ống công nghệ.
Trang giao diện bằng tiếng việt phải trực quan thuận tiện cho người vận hành, Các thông số đo phải được cập nhật liên tục về cơ sở dữ liệu, các trạng thái báo sự cố phải được thể hiện rõ nét. Trên màn hình giao diện phải thể hiện cỏc thụng sụ đo mức, và lưu luợng quá trình xuất nhập bằng các đồ thị quá trình. Dữ liệu về các thông số được lưu trữ và xuất ra các bản báo cáo khi có yêu cầu.
4.3.3. Qui trình xây dựng phần mềm giao diện WinCC
4.3.3.1. Khởi tạo chương trình (thiết lập cấu hình truyền thông)
Khi khởi tạo chương trình thì người lập trình cần khai báo tên PC của mình, chế độ hoạt động của chương trình là chạy trên một máy hay nhiều mỏy, cỏc chế độ khi chạy chương trình, ngôn ngữ sử dụng trong phần mềm....
a/ Sử dụng các dịch vụ truyền thông.
Như đã trình bày ở trên WinCC là phần mềm chạy trên nhiều cấu hình mạng khác nhau. Tuỳ vào mục tiêu giải quyết bài toán cụ thể của mình người thiết kế luụn cú một cấu hình mạng, phần cứng phù hợp. Tương ứng với cấu hình đó là một giao thức truyền thông xác định.
WinCC cung cấp nhiều giao thức truyền thông khác nhau: MPI protocol.
S7 protocol. FMS protocol. DP protocol. FDL protocol....
Với mỗi giao thức truyền thông khác nhau Siemens cung cấp các dịch vụ truyền thông khác nhau vì vậy trong bài toán cụ thể người lập trình cần xác định dịch vụ truyền thông mà mình cần sử dụng.
b/Thiết lập các dữ liệu truyền thông.
Khi đó cú một cấu hình phần cứng hoàn chỉnh người lập trình đã cấu hình cho từng phần tương ứng gắn trên mạng một chế độ hoạt động chung thì hệ thống mạng đã được coi như là đã thông suốt. Khi đó một vấn đề đặt ra là cần phải thiết lập được các dữ liệu truyền thông giữa WinCC với các thiết bị. Các dữ liệu này đóng vai trò như một biến chương trình trong WinCC và là một vùng nhớ cụ thể ở thiết bị ngoài và nó chớnh là các dữ liệu truyền thông trên mạng. Để có một giao diện trực tiếp giữa WinCC và thiết bị điều khiển ngoài nói trên ta cần phải thực hiện các bước sau thông qua Management.
- Chọn Tag Manegement. - Chọn Add new driver.
- Chọn một driver( Giao diện giữa WinCC và thiết bị ngoài) thích hợp theo yêu cầu cụ thể của hệ thống. Lúc này trên màn hình xuất hiện một biểu tượng driver mà ta vừa chọn.
- Chọn cấu hình mà ta sử dụng.
- Chọn New driver connection: Trong mục này cần khai báo các tham số như tờn hỡnh thức(tờn gợi nhớ) của thiết bị, địa chỉ mạng, các biến chương trình ( dữ liệu trao đổi)...
- Chọn New Tag: Kê khai các biến cần phải xác định rõ biến này có tên hình thức là gì đối với WinCC và là một vùng nhớ cụ thể nào của thiết bị nào trên mạng.
Chú ý: Tag (biến chương trình) chính là các biến được sử dụng trong phần mềm, nó là các bản sao của một vùng nhớ cụ thể ở thiết bị ngoài.
4.3.3.2. Phương thức thể hiện đồ hoạ
Để thực hiện công việc mô phỏng quá trình bằng những hình ảnh trực quan WinCC có một giao diện khá hoàn chỉnh dành cho người sử dụng thông qua trình ứng dụng “ Thiết kế đồ hoạ” (Graphics Designer).
Trình ứng dụng Graphics Designer giúp cho người lập trình vẽ lại toàn bộ quá trình bằng phương thức kéo thả. Tất nhiên chất lượng mô phỏng phụ thuộc vào thẩm mỹ và mỹ quan khi thiết kế.
Việc mô phỏng hệ thống chia làm hai bước đó là: - Mô phỏng hệ thống ở trạng thái tĩnh. - Mô phỏng hệ thống ở trạng thái động. Thực hiện việc mô phỏng qua các đối tượng sau: Smart Object
Windows Object:
a. Thể hiện trạng thái tĩnh: Sử dụng các đối tượng chuẩn nêu trên vẽ các hình ảnh cần thiết. Mỗi đối tượng chuẩn trên khi được thả xuống thỡ nó cú cỏc giá trị thuộc tính mặc định. Người thiết kế cần đặt các giá trị như vị trí, màu nền, màu đường, phông chữ thể hiện, màu chữ, độ lớn....
b. Thể hiện trạng thái động: WinCC cú cỏc chức năng tiện ích phục vụ cho các nhu cầu thể hiện các trạng thái động đồng thời vơớ sự thay đổi về mặt điện của hệ thống điều khiển ngoài thông qua mạng.
Để thể hiện được trạng thái động hệ thống thì người thiết kế phải có tập hợp các giá trị ( biến chương trỡnh-tag) kê khai trong tag manegement đề cập ở trên.
Các đối tượng cú cỏc thuộc tính gắn liền với các biến chương trình. Các biến chương trình thực chất là một vùng nhớ xác định trong mỏy tớnh(Internal tag) hay vùng nhớ các thiết bị điều khiển ngoài mà sẽ thay đổi theo quá trình thực.
Sự thay đổi giá trị của các biến chương trình sẽ là sự thay đổi thuộc tính của các đối tượng. Khả năng này mang lại tính mềm dẻo khi tổ chức chương trình.
c. Thể hiện các trạng thái liện động giữa các đối tượng: Nhằm có khả năng mềm dẻo hơn nữa trong việc thiết kế đồ hoạ, mỗi đối tượng khi bị thay đổi thuộc tính của mỡnh thỡ nó kéo theo sự thay đổi thuộc tính của các đối tượng khác và ngược lại.
Chú ý: Trong khi thực hiện các thao tác thể hiện trạng thái đối tượng gắn vào một biến chương trình nào đó cần khai báo rõ là biến chương trình đó được phần mềm thu thập bao nhiêu lâu một lần. Nếu thời gian Update mà quá lớn thì thuộc tính thể hiện sẽ không đồng thời với quá trình. Neu không khai báo thì thời gian mặc định sẽ là 2 giây.
4.2.3.3. Cách thức xây dựng và thể hiện các hàm chức năng (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chương trình WinCC có nhiều hàm chuẩn trong thư viện. Mỗi hàm đảm nhận một chức năng khác nhau. Để mở rộng khả năng và tạo sự linh hoạt trong việc lập trình ta có thể xây dựng những cơ sở dữ liệu riêng cho mình để phục vụ cho mục đích nào đó. Cơ sở dữ liệu này được viết bằng ngôn ngữ C và được biên dịch bằng phần mềm riêng trong WinCC.
Việc tổ chức và xây dựng các hàm được thực hiện bằng Global Scrip. a. Các hàm chuẩn(Standard Function).
Các hàm chuẩn là các hàm chức năng riêng mà WinCC hỗ trợ cho người lập trình trong thư viện chuẩn của WinCC. Các hàm chuẩn này được sử dụng bởi tất cả các trình ứng dụng. Người lập trình có thể tạo ra những hàm chuẩn hay thay đổi hàm chuẩn có sẵn. Những yêu cầu xây dựng hoặc thay đổi hàm chuẩn dựa vào khả năng và hiều biết về ngôn ngữ lập trình C.
b. Các hàm ứng dụng(Project Function).
Các hàm ứng dụng này là các hàm mà WinCC cung cấp với mục đích sử dụng trong phạm vi một ứng dụng Prototype của các hàm này được kê khai trong hearder file “ Acfx.h”. Người lập trình có thể thay đổi hay xây dựng hàm ứng dụng mới để sử dụng trong phạm vi một chương trình cụ thể của mình.
c. Các hàm nội(Internal Function):
Đây thực chất là các hàm chức năng đặc biệt mà WinCC hỗ trợ. Các hàm này có phạm vi sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhau xây dựng trên phần mềm WinCC. Người lập trình chỉ có thể sử dụng không thể thay đổi được các hàm này.
d. Các hàm nền(Action).
Các hàm nền (Background Function) được hiểu là các đoạn mã dữ liệu chạy ngầm trong chương trình để xử lý một công việc xác định. Người sử dụng phải xây dựng hoàn toàn các hàm này. Các hàm này được hoạt động bởi một điều kiện nào đó gọi là các Trigger. Các Trigger có ba dạng đó là:Acycle trigger,Cyrcle trigger,Tag trigger.
Trong đó:
Acycle trigger: Điều kiện kích hoạt làm theo thời gian định sẵn. Cyrcle trigger : Điều kiện kích hoạt làm việc theo thời gian chu kỳ. Tag trigger : Điều kiện kích hoạt làm việc theo trạng thái của các biến.
4.3.3.4 Phương thức thực hiện điều khiển và điều chỉnh
Hiểu theo nghĩa tổng quát nhất các biến chương trình mà người lập trình khai báo trong tag manegement chính là các biến điều khiển trực tiếp hay trung gian các thiết bị điều khiển ngoài.
Các dữ liệu này luôn được trao đổi truyền thông thông qua mạng các biến này có thể là:
- Vùng vào Ix.x, IBx, IWx, IDWx. - Vùng ra Qx.x, QBx, QWx, QDWx. - Vùng nhớ Mx.x, MBx, MWx, MDWx.
Tất cả sự thay đổi các biến trong phần mềm chính là sự thay đổi vùng nhớ trên thiết bị. Đứng về mặt điều khiển sự thay đổi vùng nhớ trên thiết bị sẽ dẫn đến có và không có tác động điờự khiển lên hệ thống.
Việc thay đổi thu thập và gán giá trị cho các biến điều khiển thông qua các hàm sau:
- int SetTagBit (“Name of Tag”, value). - int GetTagBit(“Name of Tag”).
- int SetTagByte(“Name of Tag”, value). - int GetTagByte(“Name of Tag”.
- int SetTagWord(“Name of Tag”,value). - int GetTagWord(“Name of Tag”.
- int SetTagDWord(“Name of Tag”,value). - int GetTagDWord(“Name of Tag”).
4.3.3.5 Hiển thị thông báo hệ thống (Alarm logging)
Trong quá trình điều khiển thực tế, một hệ thống hoàn chỉnh là một hệ thống có chức năng dũ tỡm lỗi, khoanh vùng sự cố, đưa ra các thông báo hoạt động, đưa ra các lời gợi ý cho người vận hành. Phần mềm WinCC cũng cung cấp cho người lập trình các chức năng trên thông qua trình ứng dụng Alarm logging.
Các dạng thông báo có thể là: - Thông báo lỗi.
- Hiển thị các thông tin trạng thái.
Trong WinCC mỗi một thông báo được gắn với một biến chương trình. Khi biến chương trình đạt tới giá trị đặt trước, hay có một bit xác định nào đó dựng lên 1 thì tương ứng với nó là một thông báo.
Các thông báo bao gồm các thông tin về thời gian khi hệ thống xác lập được điều kiện xảy ra thông báo, bit xác định được dựng lên ngày giờ thiết lập thông báo, thông tin cần thiết đi kèm theo thông báo, vùng xảy ra sự cố. Các thông báo được người lập trình tạo ra thông qua trình ứng dụng Alarm logging và được lưu trữ với một tên định danh nào đó. Để xác lập một thông báo trong chế độ chạy chương trình trước tiên phải gọi một cửa sổ ứng dụng (Application Windows Object) trong “ thiết kế đồ hoạ”. Cửa sổ Application được chọn trong các bảng đối tượng chuẩn. Kích thước của cửa sổ này to nhỏ tuỳ thuộc vào mỹ quan khi thiết kế. Sau đó xác định xem cửa sổ ứng dụng này sẽ dùng để chạy ứng dụng nào, trong mục này ta chọn Alarm logging. Khi đó trong một chương trình có thể có một hoặc nhiều thông báo với những tên định danh khác nhau và trong một danh sách cỏc tờn định danh đó ta chọn tên mà mình cần.
4.3.3.6 Thể hiện thông tin thu thập dưới dạng đồ thị(Displaying Measured value)
Việc thu thập số liệu đo là không thể thiếu được trong quá trình điều khiển thực. Thông thường số liệu đo trong quá trình thu thập về được thực hiện bằng các bảng số, chỉ thị số, dưới dạng hàm thời gian hay đồ thị. Trong mục này em xin đề cập tới phương pháp thể hiện giá trị dưới dạng đồ thị.
Để thể hiện bằng đồ thị một giá trị trước tiên ta cần phải có một giá trị trong quá trình thực hiện biến thiên theo thời gian. Những giá trị này sẽ có một tờn đỡnh danh trong phần mềm WinCC. Sự hiển thị của giá trị (biến chương trình) này thuộc vào quá trình vật lý thực hiện bên ngoài. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Vì thông tin thể hiện dưới dạng giá trị theo thời gian cho nên ta cần phải đưa các tham số thời gian vào. WinCC hỗ trợ chức năng thể hiện giá trị đo thông qua trình ứng dụng tag logging.
Acquisition timer(thời gian thu thập): Là khoảng thời gian mà giá trị đo được sao chép từ quá trình thực thông qua mạng.
Archiving timer( thời gian truy cập): Là khoảng cách thời gian thể hiện thông tin hay đú chớnh là khoảng thời gian để phần mềm thể hiện một giá trị đo cụ thể. Giá trị này luôn là tích giữa thời gian thu thập với một số nguyên.
Việc trước tiên là cần phải tạo và đặt tên định danh cho một cách thể hiện. Tên định danh sẽ được thể hiện trong chương trình. Tiếp đó chọn kiểu thể hiện.
- Process value archive. - Compress archive. - User archive.
Khi đó cần phải chọn một Tag nó đóng vai trò như một giá trị khi thể hiện thông tin.
Cuối cùng người lập trình cần nhập các tham số phụ cho đồ thị của mình. Ví dụ tên trục X, tên trục Y, khoảng biến thiên, mầu đường, mầu nền, giới hạn báo lỗi... các tham số này chỉ đóng vai trò về mặt hiển thị.
Phương pháp chèn đồ thị vào chương trình ứng dụng thực hiện giống như việc chèn thông báo đó nờu ở trên.
4.3.3.7 Xác định chế độ hoạt động của chương trình
Chương trình ứng dụng khi thiết kế xong người lập trình cần xác định chế độ khởi động khi chạy chương trình. Chế độ này bao gồm:
- Computer name: Chương trình chạy trên PC. - Langue: Ngôn ngữ thể hiện.
- Starting Runtime: Khi chạy chương trình nếu có sử dụng các hỗ trợ. + Alarm logging.
+ Tag Logging. + Messages Reported. + Graphic Runtime.
Thì cần phải khai báo để WinCC nạp hàm chuẩn cần thiết khi chạy.
- Start picture: Nạp đường dẫn của picture đầu tiên mà sau khi chế độ hoạt động của chương trình chuẩn bị xong thì picture này được thể hiện.
- Các tham số khỏc: Cỏc tham số này bao gồm: + Chế độ hiển thị của các picture.
+ Các phím nóng chức năng khi chạy chương trình...
4.4. XÂY DỰNG GIAO DIỆN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG LPG
4.4.1. Phần mềm mô phỏng PLCSim.
Như đã giới thiệu chương trình thiết lập màn hình đồ họa giám sát quá trình hoạt động xuất nhập bằng phần mềm WinCC, chương trình điều khiển quá trình hoạt động và thiết lập cấu hình hệ thống bằng phần mềm Step7. Tuy nhiên để có thể mô phỏng hệ thống hoạt động như một hệ thống thực thì cần thêm phần mềm PLCsim. Phần mềm này đóng vai trò như một PLC ảo cũng cú cỏc đầu vào ra, các biến trung gian và các bộ timer, counter. Nhờ có phần mềm mô phỏng rất tiện ích này mà có thể mô phỏng hệ thống hoạt động rất trực quan và dễ ràng, đầy đủ tất cả các chức năng của hệ thống thực.
Hình 4.19: Mô hình PLC mô phỏng hệ thống
4.4.2. Mô tả hoạt động chương trình điều khiển giám sát.
Khởi động phần mềm WinCC bằng việc kích vào WinCCexplore. Chương trình sẽ được active và cho ra trang màn hình tổng quan của hệ thống.
Trên màn hình tổng quan biểu diễn sơ đồ công nghệ của hệ thống, hiển thị các thông số về nhiệt độ, áp suất, mức, lưu lượng LPG, trạng thái hệ thống và cỏc nỳt ấn thực hiện các thao tác xuất nhập.
Để xuất nhập tự động kích vào nút auto sau đó sẽ xuất hiện hộp lựa chọn xuất hay nhập. Nếu chọn xuất thỡ kớch vào xuất, sau đó sẽ xuất hiện chọn bồn xuất và họng nhập. Giả sử chọn bồn xuất 1 và họng xuất 1 và đặt lượng xuất là 1000 kg.
Sau đó kích vào nút Start chương trình sẽ thực hiện thao tác xuất tự động.
Hỡnh 4.21:Mô tả xuất LPG tự động
Trong quá trình xuất khi thực hiện xuất LPG thành công, các van sẽ mở ra, các bơm sẽ hoạt động được thể hiện bằng thay đổi trạng thái màu sắc. Khi đó giá trị mức sẽ thay đổi theo quá trình xuất. Khi có tín hiệu bỏo cú một van bất kì không mở hay có tín hiệu báo sự cố hệ thống không an toàn thì hệ thống sẽ ngừng xuất. Các trạng thái tín hiệu lỗi được thể hiện trên màn hình. Sau khi khối lượng
xuất bằng giá trị khối lượng đặt hệ thống sẽ tự động ngừng xuất. Kích vào nút reset để khởi động hệ thống về trạng thái ban đầu. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Để xem chi tiết và cụ thể hơn cỏc vựng hoạt động, lần lượt kích vào cỏc