Báo cáo Thực tập tại nhà máy xi măng Bút Sơn

uất xi măng rời. Hệ thống xuất xi măng rời gồm 2 vòi xuất cho ô tô năng suất 1000 tấn/giờ và 1 vòi xuất cho tàu hoả năng suất 150 tấn/giờ. Hệ thống máy đóng bao gồm 4 chiếc máy đóng bao HAVER kiểu quay, 8 vòi với hệ thống cân điện tử, năng suất 100 tấn/giờ. Các bao xi măng qua hệ thống băng tải sẽ được vận chuyển tới các máng xuất xi măng bao xuống ô tô và tàu hoả. Ch­¬ng 3 hÖ thèng ®iÒu khiÓn PLC 3.1 Tæng quan vÒ hÖ thèng ®iÒu khiÓn HÖ thèng ®iÒu khiÓn cña nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n lµ hÖ thèng ®iÒu khiÓn tËp trung vµo ra ph©n t¸n, dùa trªn nÒn PLC S5 cña SIEMENS. Víi mét phßng ®iÒu khiÓn trung t©m (tr¹m vËn hµnh) ®iÒu khiÓn vµ gi¸m s¸t toµn bé nhµ m¸y vµ mét tr¹m kü thuËt cã kh¶ n¨ng gi¸m s¸t vµ ®Æt cÊu h×nh. Nhµ m¸y xi m¨ng ®­îc t¸ch thµnh c¸c phÇn kh¸c nhau nh­ sau: Ph©n x­ëng ®Ëp ®¸ vµ kho chøa nguyªn liÖu th« Kho than, th¹ch cao vµ quÆng s¾t N¹p liÖu th« cho m¸y nghiÒn §Ëp liÖu tinh, l­u tr÷ vµ cung cÊp liÖu cho lß §­êng má ®èt NghiÒn than Chøa CLINKE NghiÒn CLINKE Chøa xi m¨ng vµ b¨ng t¶i §ãng gãi xi m¨ng vµ b¨ng t¶i 3.1.1 CÊu h×nh trung t©m ®iÒu khiÓn Toµn bé hÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­îc ph©n t¸n thµnh vµi trung t©m: Mét trung t©m ®iÒu khiÓn bao gåm phßng ®iÒu khiÓn, bé phËn ®iÒu hµnh phßng kÒ s¸t lµ nhµ chøa CPU vµ tÊt c¶ c¸c PLC. Mét phßng c«ng nghÖ dµnh cho c¸c giao diÖn víi c¸c thiÕt bÞ tr­êng (C¹c I/O) ECS (Equipment Control System) vµ tÊt c¶ c¸c ph­¬ng tiÖn kh¸c. Phßng c«ng nghÖ vµ ESS (Electric Sub-Station) sÏ ®­îc ®Æt cïng trong mét trung t©m vµ kh«ng cã sù t¸ch biÖt cho phÐp giao tiÕp dÔ dµng víi c¸c thiÕt bÞ ®iÖn vµ MCC’s (Motor Control Center). HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®­îc chia thµnh 3 cÊp: CÊp 1 giao diÖn tr­êng CÊp 2 giao diÖn ®iÒu hµnh CÊp 3 qu¶n lý th«ng tin vµ tèi ­u d÷ liÖu 3.1.2 C¸c cÊp ®iÒu khiÓn a) CÊp 1: Giao diÖn tr­êng CÊp nµy sÏ liªn kÕt víi tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ, c¸c c¶m biÕn vµ c¸c thiÕt bÞ ®o l­êng c¸c bé PLC. Tñ tæng ®¶m b¶o qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn vµ yªu cÇu thu thËp d÷ liÖu. TruyÒn th«ng víi c¸c PLC tõ c¸c bé phËn chuyªn dông vµ c¸c ECS dµnh cho ®ãng gãi ®· ®­îc lµm trong cÊp nµy. C¸c thiÕt bÞ cña cÊp 1 sÏ ®­îc t¸ch theo c¸c ®¬n vÞ sau ®©y cña nhµ m¸y nh­ sau: PLC 1P11 :§Ëp vµ chøa ®¸ v«i PLC 1P21 :NghiÒn vµ l­u ®¸ sÐt PLC 1P31 :Chøa th¹ch cao PLC 1P91 :Chøa than vµ ph©n phèi dÇu PLC 1P41 :Nguyªn liÖu th« PLC 1P51 :Tr¹m con chÝnh PLC 1P51 :NghiÒn tinh liÖu vµ cung cÊp liÖu cho lß PLC 1P61 :Lß, bé phËn lµm m¸t PLC 1P62 :NghiÒn than PLC 1P71/1P72 :NghiÒn than vµ L­u tr÷ PLC 1P91 :HÖ thèng xö lý n­íc PLC 1P81/1P82 :HÖ thèng ®ãng gãi vµ b¨ng t¶i Sơ đồ kiến trúc phần cứng PLC của toàn nhà máy  b) CÊp 2: Giao diÖn ®iÒu hµnh Nã phô thuéc vµo giao diÖn ®iÒu hµnh mµ cung cÊp víi ng­êi ®iÒu hµnh víi tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu thu thËp, tr¹ng th¸i nhµ m¸y vµ c¸c chøc n¨ng cña nhµ m¸y. c) CÊp 3: Qu¶n lý vµ tèi ­u d÷ liÖu CÊp nµy sÏ cho phÐp c¸c d÷ liÖu thu thËp dµnh cho qu¶n lý vµ tèi ­u cho nhµ m¸y. d) HÖ thèng kÜ thuËt CÊp nµy phô thuéc vµo b¶ng ®iÒu khiÓn kÜ thuËt dµnh cho sù lËp tr×nh vµ môc ®Ých cÊu h×nh l¹i e) TiÖn Ých thªm Thªm vµo hÖ thèng c¬ b¶n nµy nh­ ®Þnh nghÜa ë trªn, hÖ thèng ®Ò xuÊt ë trªn còng sÏ bao gåm nh­ sau: TruyÒn th«ng kÕt nèi gi÷a tÊt c¶ c¸c thµnh phÇn cña c¸c cÊp m« t¶ trªn, trong mçi cÊp vµ gi÷a c¸c cÊp víi nhau TruyÒn th«ng víi c¸c hÖ thèng kh¸c nh­ lµ ECS, ESS... 3.2 HÖ thèng ®iÒu khiÓn 3.2.1 CÊp 1: Giao diÖn tr­êng a) Kh¸i qu¸t HÖ thèng cÊp 1 cã dùa trªn c¬ së trªn bé PLC Chóng cã kh¶ n¨ng nhËn th«ng tin, truyÒn tÝn hiÖu vµ ®iÒu khiÓn chÊt l­îng vµ c¸c chøc n¨ng tuÇn tù b) §é tin cËy §Ó cã sù tin cËy cao nhÊt, hÖ thèng sÏ thùc hiÖn qu¸ tr×nh tù kiÓm tra c¶nh giíi theo dâi vµ kiÓm tra th­êng xuyªn.Trong tr­êng hîp lçi cña mét CPU, PLC ®ã sÏ ®­a ra ®Çu ra cña nã gi¸ trÞ tiÒn ®Þnh ë vÞ trÝ 0. (Yªu cÇu nµy kh«ng bao gåm hÖ thèng Fail-Safe) Dù tr÷ CPU vµ thiÕt bÞ lµ kh«ng cÇn thiÕt. c) Yªu cÇu chøc n¨ng C¸c PLC sÏ cung cÊp víi møc tèi thiÓu tËp chøc n¨ng ®Ó cho phÐp ®iÒu hµnh nhµ m¸y. +) Gi¶i thuËt ®iÒu khiÓn C¸c PLC sÏ cã thÓ thùc hiÖn luËt ®iÒu khiÓn PID, tØ lÖ, ®iÓm ®Æt. Gi¶i thuËt sÏ ®­îc hiÖu chØnh tõ bÊt cø b¶ng ®iÒu khiÓn ®­îc cung cÊp sÏ truy cËp nã. Chóng sÏ cã kh¶ n¨ng ®Ó cung cÊp c¸c chøc n¨ng phô nh­ nh©n, céng, ®Ì HÖ thèng c¶nh b¸o mÒm cho c¸c ®Çu vµo Analogue +) Gi¶i thuËt sè C¸c PLC ph¶i ®iÒu khiÓn mét sè l­îng lín c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra sè ®Ó vËn hµnh c¸c chøc n¨ng qu¸ tr×nh. §iÒu nµy sÏ yªu cÇu mét khèi sè ®Ó cho phÐp vµi ®Çu vµo vµ vµi ®Çu ra xö lý ®Ó thùc hiÖn. Sö dông c¸c ng­ìng ph¸t cña ®Çu vµo analoque cã thÓ ®­îc sö dông Bé ®iÒu khiÓn sÏ cung cÊp c¸c chøc n¨ng logic nh­ AND, OR, XOR, NOT, NAND…. tèt nh­ lµ tham timer trÔ hoÆc bé ®Õm. +) §iÒu khiÓn tuÇn tù Bé ®iÒu khiÓn chÝnh lµ cÊp ®Çu tiªn trong ®iÒu khiÓn tuÇn tù C¸c nhµ cung cÊp sÏ cung cÊp c¸c ng«n ng÷ lËp tr×nh vµ c¸c c«ng cô cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn mét c¸ch tuÇn tù Sù t­¬ng t¸c gi÷a gi¶i thuËt anologue vµ tuÇn tù sÏ cã thÓ lµm ®­îc +) Qu¶n lý thêi gian Qu¶n lý thêi gian bªn trong ®­îc cung cÊp vµ chia sÎ gi÷a vµi bé ®iÒu khiÓn vµ tÊt c¶ c¸c sù kiÖn sÏ ®­îc ®Ýnh vµo víi sù dung hoµ thÝch ®¸ng. d) Yªu cÇu ®Çu vµo vµ ®Çu ra §o¹n nµy sÏ tr×nh bµy c¶ c¸c ®¬n vÞ ®iÒu khiÓn vµ hÖ thèng thu thËp d÷ liÖu +) §Çu vµo Analogue ®Çu vµo analoque cã thÓ lµ : 4-20mA dµnh cho ®Çu vµo analoque tõ bé Transmitter, nguån nu«i tõ hÖ thèng sö dông nguån mét chiÒu 24 VDC vµ c¸c bé nhiÖt ngÉu mµ ®­îc cung cÊp tõ c¸c bé chuyÓn ®æi mV/mA. Gi¸ trÞ dµnh cho c¶m biÕn nhiÖt ®iÖn trë(PT 100..) +) §Çu ra Analoque §Çu ra Analoque sÏ ®­îc chuÈn ho¸ thµnh tÝn hiÖu 4-20mA nèi ®Êt tù do nguån ®­îc nu«i bëi hÖ thèng nguån 24 VDC bªn trong (2 d©y) +) §Çu vµo sè Liªn l¹c ®Çu vµo sè ®iªn ¸p nãi chung ®­îc cung cÊp tù do,nguån nu«i tõ hÖ thèng sö dông nguån 1 chiÒu 48 VDC. +) §Çu ra sè C¸c ®Çu ra sè lµ c¸c møc relay,c¸ch ®iÖn víi mçi kªnh,tù do ®iÖn ¸p vµ nèi ®Êt. +) Xung ®Çu vµo HÖ thèng chÊp nhËn c¸c xung ®Çu vµo víi tÇn sè tèi ®a lµ 4.6 Hz th«ng qua c¹c ®Çu vµo sè ®Ó giao diÖn víi vËn tèc ®éng c¬ ®¸p øng lµ 280 vßng trªn phót. +) Th¸o c¸c m« ®un §Çu vµo vµ ra sè kh«ng thÓ th¸o ra khái khung hoÆc chÌn thªm vµo trong nguån vµ r·nh ®· ®Çy. Lçi vµ tÇn suÊt thay thÕ cña bÊt cø m« ®un nµo sÏ kh«ng ¶nh h­ëng ®Õn c¸c thµnh phÇn kh¸c. +) Yªu cÇu chÝnh x¸c Yªu cÇu chÝnh x¸c cña c¸c ®Çu vµo analoque lµ 1% hoÆc nhá h¬n 3.2.2 CÊp 2 Giao diÖn ®iÒu hµnh a) Yªu cÇu phÇn cøng Mµn h×nh Bµn phÝm C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö Ch­¬ng tr×nh m· ng­êi dïng M¸y in C¸c thiÕt bµn ghÕ b) C¸c chøc n¨ng yªu cÇu §iÒu khiÓn viÖc vËn hµnh sÏ lµ trung t©m ®iÒu hµnh chÝnh cña bé phËn c«ng nghÖ. B¶ng ®iÒu khiÓn bao gåm cung cÊp tÊt c¶ c¸c th«ng tin vµ cung cÊp tr¹ng th¸i, c¶nh b¸o vµ hiÓn thÞ d÷ liÖu d¹ng chuÈn ®Ó cã thÓ ®iÒu hµnh hÖ thèng TÊt c¶ c¸c biÕn sÏ xuÊt hiÖn Ýt nhÊt mét lÇn d¹ng chuÈn ®· ®­îc chän nh­ sau: +) HiÓn thÞ ®å ho¹ TÊt c¶ c¸c d÷ liÖu sÏ tæng hîp víi c¸c gi¸ trÞ ®o ®­îc vµ tr¹ng th¸i dêi r¹c sÏ ®­îc hiÓn thÞ ®å ho¹ theo ng­êi dïng.TÊt c¶ c¸c d÷ liÖu sÏ ®­îc hiÓn thÞ cËp nhËt theo thêi gian lµm t­¬i ®Æt tr­íc. +) Nhãm hiÓn thÞ dµnh cho ®iÒu khiÓn vßng vµ ®iÒu khiÓn th«ng th­êng Mét nhãm hiÓn thÞ chøa 5 vßng mçi nhãm sÏ hiÓn thÞ c¸c biÕn c«ng nghÖ vµ c¸c biÕn ®Çu ra d¹ng ®å thÞ cét +) HiÓn thÞ ®å thÞ HiÓn thÞ ®å thÞ thêi gian thùc vµ qu¸ khø d¹ng ®å ho¹ trªn Form mçi biÕn mét sè hiÓn thÞ. cã tíi 6 biÕn cã thÓ hiÓn thÞ trong cïng mét ®å thÞ vµ b»ng nh÷ng mµu kh¸c nhau. +) HiÓn thÞ logic ph©n ®o¹n Logic ph©n ®o¹n cïng víi tr¹ng th¸i cña nã sÏ ®­îc hiÓn thÞ +) Tæng quan vÒ c¸c ph©n ®o¹n Tæng quan vÒ c¸c ph©n ®o¹n sÏ ®­îc hiÓn thÞ ®Ó theo dâi toµn bé ph©n ®o¹n vµ c¸c tr¹ng th¸i liªn quan. +) HiÓn thÞ c¸c thµnh phÇn cô thÓ kh¸c C¸c thµnh phÇn cô thÓ kh¸c sÏ ®­îc hiÓn thÞ s½n trªn cÊu h×nh c¬ b¶n nh­ lµ quan s¸t ®éng c¬ hay c¸c van ®iÖn tö .C¸c ®iÓm cô thÓ sÏ ®­îc kiÓm tra ®iÓm tíi ®iÓm. +) HiÓn thÞ c¶nh b¸o HiÓn thÞ c¶nh b¸o sÏ chøa nh÷ng c¶nh b¸o tån t¹i víi thêi gian vµ ngµy xuÊt hiÖn. C¶nh b¸o sÏ ®­îc s¾p xÕp theo thêi gian xuÊt hiÖn mét c¸ch tuÇn tù. Nhµ cung cÊp sÏ Ên ®Þnh bao nhiªu møc c¶nh b¸o trong hÖ thèng c¶nh b¸o mµ hä cung cÊp. trong tr­êng hîp nµy sù s¾p xÕp c¶nh b¸o sÏ ®­îc lµm theo møc c¶nh b¸o vµ ngµy xuÊt hiÖn cña ph©n ®o¹n. +) HiÓn thÞ tr¹ng th¸i cña hÖ thèng NÕu cã thÓ cung cÊp bÊt cø hç trî nµo ®Ó hiÓn thÞ tr¹ng th¸i cña hÖ thèng víi tÊt c¶ c¸c c¶nh b¸o hÖ thèng bao gåm c¶ giao diÖn tr­êng vµ c¸c kÕt nèi truyÒn th«ng. c) Qu¶n lý c¶nh b¸o Ng­êi ®iÒu hµnh sÏ t¸c ®éng trùc tiÕp tíi tÊt c¶ c¸c c¶nh b¸o míi vµ c¸c c¶nh b¸o chÝnh mét c¸ch tuÇn tù trong ph¹m vi cña anh ta. HÖ thèng sÏ nhanh chãng nhËn d¹ng mét c¶nh b¸o vµ gäi ®å ho¹ hiÖn thÞ liªn quan vµ b¶ng tæng kÕt c¸c c¶nh b¸o ®Ó x¸c nhËn c¶nh b¸o nµy, sau mçi x¸c nhËn loa sÏ dõng kªu vµ ¸nh s¸ng sÏ trë l¹i b×nh th­êng cho ®Õn khi b¸o ®éng kÕt thóc. X¸c nhËn c¶nh b¸o sÏ cã thÓ ®­îc thùc hiÖn tõ bÊt cø tr¹m ®iÒu hµnh nµo b»ng m· truy cËp. 3.2.3 CÊp 3: qu¶n lý th«ng tin vµ tèi ­u d÷ liÖu a) HÖ thèng qu¶n lý th«ng tin (MIS) HÖ thèng qu¶n lý th«ng tin ®­îc cµi ®Æt trªn m¸y ®Ó bµn (PC) tÊt c¶ c¸c d÷ liÖu vµ th«ng tin thùc vµ qu¸ khø cña qu¸ tr×nh xö lý vµ nhµ m¸y sÏ ®­îc qu¶n lý trong hÖ thèng PLC nh­ sau: C¸c gi¸ trÞ ®o l­êng ( sè l­îng møc ®é ....) run time, down times c¶nh b¸o tr¹ng th¸i ®iÒu hµnh... D÷ liÖu sÏ ®­îc tù ®éng l­u tr÷ dùa theo yªu cÇu ®äc cña mµn h×nh vµ m¸y in. MIS cung cÊp c¸c tr×nh diÔn vÒ c¸c gi¸ trÞ ®o, møc vµ ®­îc l­u tr÷ theo gi¬, theo sù dÞch chuyÓn, theo ngµy, theo tuÇn, theo th¸ng, d­íi d¹ng b¶ng c¸c ®­êng cong ®å thÞ miÕng (pie diagrams)... vµ cung cÊp nh­ lµ bÊt cø hµm sè häc nµo dµnh cho c¸c gi¸ trÞ ®o ®­îc, c¸c min, max, trung b×nh, ®é lÖch chuÈn t­¬ng quan vµ t­¬ng quan chÐo.... phÇn cøng ®· ®­îc cung cÊp bao gåm: Mét bé xö lý dùa trªn m¸y tÝnh PC vµ bé xö lý Pentium 75 MHz. Mét file server ®­a d÷ liÖu tíi bé xö lý. Mét m¸y tÝnh PC 485, bé vi xö lý 80486 66MHz HÖ ®iÒu hµnh MS Dos Windown, mét mµn h×nh mµu mét chuét. Mét m¸y in Lazer Vµ c¸c thiÕt bÞ phô trî kh¸c ( tñ ®iÖn vµ c¸c thiÕt bÞ cña Novell... ) PhÇn mÒm bao gåm : PhÇm mÒm c¬ b¶n MIS vµ c¸c gãi phÇn mÒm phô trî kh¸c ( MIS- MS...) Ch­¬ng tr×nh cung cÊp d÷ liÖu víi Excel, l­u tr÷ c¸c gãi sù kiÖn b) HÖ thèng tèi ­u nghiÒm th« HÖ thèng tèi ­u nghiÒm th« c¬ b¶n bao gåm c¸c b­íc sau: NhËn tËp trung nhiªn liÖu vµ c¸c ®Æc tÝnh gi¸ trÞ cña ®¸ v«i cña m« ®un Si lic vµ m« ®un nh«m tõ m¸y tÝnh vµ c¸c bé ph©n tÝch kÕt hîp tia X ®­îc ®Æt t¹i phßng thÝ nghiÖm. Tõ nh÷ng gi¸ trÞ thùc nµy hÖ thèng sÏ tÝnh to¸n ®iÓm ®Æt cho hÖ thèng ®Þnh l­îng ®¸ v«i, si lic vµ nh«m, sù sai lÖch víi gi¸ trÞ môc tiªu th«ng qua gi¶i thuËt ®Þnh tr­íc. Th«ng qua mét ch­¬ng tr×nh tèi ­u m¸y tÝnh sÏ tÝnh to¸n chÊt l­îng yªu cÇu cña m¸y nghiÒn th« vµ cung cÊp ®iÓm ®Æt xÊp xØ cho hÖ thèng cung cÊp liÖu. KÕt qu¶ cña sù ph©n tÝch vµ d÷ liÖu ®iÒu khiÓn sÏ ®­îc in bao gåm ngµy, thêi gian, gi¸ thùc cña nguyªn liÖu, ®Æc tÝnh thùc cña gi¸ trÞ, ®iÓm ®Æt, môc tiªu. B¸o c¸o hµng ngµy cã thÓ ®­îc in bao gåm gi¸ trÞ ®Æc tÝnh cña m«®un ®¸ v«i, silic, nh«m víi chØ thÞ min, max, trung b×nh vµ ®é lÖch chuÈn. PhÇn cøng cung cÊp bao gåm: PhÇn cøng cña hÖ ®iÒu hµnh COROS LSB víi ch­¬ng tr×nh tèi ­u, mµn h×nh, bµn phÝm, con chuét. Hai m¸y in dµnh cho b¸o c¸o vµ b¸o ®éng. PhÇn mÒm bao gåm: PhÇn mÒm chuÈn nghiÒm th« cña MIRE 3.3 TruyÒn th«ng d÷ liÖu HÖ thèng m¹ng truyÒn th«ng t¹i nhµ m¸y xi m¨ng Bót S¬n sö dông m¹ng truyÒn th«ng SINEC H1. TruyÒn th«ng gi÷a c¸c CPU dùa trªn c¬ së bus dù phßng sö dông ph­¬ng thøc chuÈn cña nhµ cung cÊp. KÕt nèi gi÷a c¸c tr¹m vËn hµnh vµ kÕt nèi gi÷a c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng : TruyÒn th«ng gi÷a c¸c thµnh phÇn cña cÊp 1, bao gåm truyÒn th«ng gi÷a c¸c PLC vµ gi÷a c¸c c¹c I/O vµ c¸c PLC liªn quan. TruyÒn th«ng gi÷a cÊp 1 vµ cÊp 2 TruyÒn th«ng gi÷a c¸c thµnh phÇn cña cÊp 2 TruyÒn th«ng víi MIS TruyÒn th«ng víi c¸c tr¹m kÜ thuËt 3.4 Hệ thống mạng truyền thông SINEC H1 3.4.1 Tổng quan a) Giới thiệu: Hệ thống mạng truyền thông sử dụng mạng SINEC H1 có thể được nhìn từ cả 2 góc độ vật lý và logic. Về góc độ vật lý thể hiện một sự thu thập của tất cả các nút được kết nối trong đường dẫn mạng thông thường, môi trường cáp mạng, như hình 4.1. Sự minh hoạ này nhấn mạnh lớp vật lý thực của cáp mạng và các thiết bị phụ mà làm cho các nút có thể truyền thông với nhau. Minh hoạ nhìn từ góc độ vật lý của một mạng Nhìn từ góc độ logic nó không minh hoạ các kết nối vật lý của cáp mạng. Thay vào đó nó thể hiện các nút được cấu hình để truyền thông với các nút khác như thế nào, và nó minh hoạ đường nối thực (actual lines) của hệ thống truyền thông mở giữa các mối liên kết. Điều này được minh hoạ ở hình 4.2. Minh hoạ từ góc nhìn logic của mạng với các kết nối truyền thông b) Kết nối truyền thông điểm - điểm Để tạo được một đường truyền thông từ nút này đến nút khác, một dịch vụ vận chuyển truy nhập điểm ( Transport Service Access Point, TSAP ) được sử dụng với mục đích để nhận dạng nguồn và đích của mỗi liên kết trong mạng. Điều này cho phép nhiều liên kết truyền thông có thể được thiết lập giữa các nút trong hệ thống mạng. Như hình 4.3 mỗi mô đun CP H1 có thể cung cấp tới 40 TSAP. Dịch vụ truyền thông với nhiều kết nối truyền thông giữa các nút Mô đun CP H1 cung cấp 2 kiểu dịch vụ truyền thông, mỗi kiểu dịch vụ này đều dựa trên ANSI/IEEE Std 802.3 (ISO/IEC 8802-3). Đây là chuẩn về các hệ thống xử lý thông tin. Mỗi kiểu dịch vụ truyền thông sử dụng giao thức giêng biệt của nó. Các dịch vụ này được mô tả như sau : + Dịch vụ truyền dữ liệu tay đôi ( Peer Data Transfer Services ) dự trên lớp 4 ( lớp vận chuyển ), và thường được sử dụng cho việc truyền dữ liệu nhanh và hiệu suất cao giữa các bộ điều khiển với nhau. + Dịch vụ chức năng kỹ thuật ( Technology Function Services, TF Services) được dựa trên lớp 7 (lớp ứng dụng), thường được sử dụng giữa hệ thống giám sát và các PLC với mục đích thu thập và xử lý dữ liệu. ( Hình 4.4 ) Các chế độ chức năng của dịch vụ truyền thông trong vận hành Khi một PLC với một mô đun CP H1 truyền thông với chế độ truyền dữ liệu tay đôi, nó có thể có chức năng như một client hay một server : nó có thể yêu cầu khởi tạo dành cho dữ liệu hoặc đáp ứng các đòi hỏi dữ liệu. Khi truyền thông sử dụng chế độ TF Service nó chỉ có thể đóng vai trò là một server : chỉ có thể đáp ứng dữ liệu chứ không có thể yêu cầu khởi tạo dữ liệu. Các chế độ hoạt động của mô đun CP H1 Chế độ hoạt động của mô đun H1 CP TF Service Peer Service Client x Server x x 3.4.2 Dịch vụ TF a) Khái niệm TF Service ( Technology Function ) thường được sử dụng giữa host giám sát (supervisory host) và PLC với mục đích điều khiển và thu thập dữ liệu, như hinh 4.5 là một mạng H1 điển hình, một hoặc nhiều host có thể kết nối tới một hay nhiều PLC sử dụng mô đun CP H1. Nói chung, một hệ thống host giám sát phải có cả khả năng đọc và ghi dữ liệu vào PLC. Mạng host giám sát và PLC b) Dịch vụ TF được hỗ trợ Số nhãn (NO TAG) cung cấp một danh sách dịch vụ TF được hỗ trợ cho mô đun CP H1. Một hệ thống host có thể yêu cầu truyền phát cho các dịch vụ này thông qua sự liên kết các trình ứng dụng. Các dịch vụ được sử dụng nhiền nhất là TF Read và TF Write. c) Các phương pháp định địa chỉ TF Mô đun CP H1 hỗ trợ 3 phương pháp mà host có thể sử dụng để định địa chỉ dữ liệu được chứa trong các PLC. + Định địa chỉ tên đã được mã hoá : Mô đun CP H1 được hỗ trợ một tập hợp tên mã hoá, mà host có thể sử dụng để định địa chỉ các thành phần dữ liệu có chứa trong PLC. Người sử dụng không được yêu cầu từ PLC hoặc bộ cấu hình hoá tới host để sử dụng cho việc định địa chỉ tên đã được mã hoá. Các tên đó đã được định dạng sẵn. + Tên biến : Người sử dụng có thể định nghĩa tên biến có quan hệ với ứng dụng của minh khi sử dụng bộ cấu hình H1, như là “PumpPressure”, “MachineStatus”, “PartCount”,... Khi định nghĩa một tên biến phải chỉ rõ với vùng dữ liệu của PLC kết hợp với tên đó. Định địa chỉ tự do: Người lập trình các chương trình host có thế đưa ra các yêu cầu TF Read hoặc TF Write với các địa chỉ, mà được định dưới dạng nhị phân. Người sử dụng không được yêu cầu từ PLC hoặc bộ cấu hình H1 cho thiết bị host để sử dụng địa chỉ tự do này. 3.4.3 Dịch vụ tay đôi a) Khái niệm Để tạo một kết nối tay đôi phải cấu hình mô đun CP H1 ở mỗi trạm PLC, và thêm vào đoạn mã Ladder thích hợp tới PLC tích cực (hoặc cả 2 PLC trong trường hợp trao đổi Send/Receive) theo thứ tự để lật trạng thái công việc truyền dữ liệu. Các kiểu công việc sau đây được ấn định cho truyền dữ liệu với dịch vụ tay đôi : Send WriteActive Read Active Receive Write Passive Read Passive Chương 4 HỆ THỐNG PMC 4.1 Khái niệm PMC 4.1.1 Định nghĩa và nhiệm vụ PMC là viết tắt của Process Monitoring & Control System, là một hệ thống điều hành và theo dõi việc đo lường, các chức năng điều khiển vòng kín, hở của một quá trình công nghệ. PMC cung cấp các đối tác truyền thông thay đổi với sự truy cập tới quá trình tự động hoá trong hệ SIMATIC S5. PMC thực hiện các nhiệm vụ sau: Truyền thông dữ liệu cho việc vận hành và theo dõi. Phát, thu thập chuyển tiếp các tin nhắn. Theo dõi các giá trị với sự tôn trọng các giới hạn đã định và chuyển tiếp phù hợp của các thông tin trạng thái. Sự trao đổi dữ liệu nói chung giữa các bộ điều khiển và các đối tác truyền thông, trạm vân hành các bộ xử lý ảo.... 4.1.2 Thiết lập PMC Theo lưu đồ sau đây thể hiện các chức năng của PMC trong một trạm tự động hoá (các PLC và các mô đun thêm vào). Cấu trúc của PMC 4.1.3 Giải thích các thành phần riêng rẽ Mô đun I/O: Các mô đun I/O dành cho các đầu vào và đầu ra. Kết nối trực tiếp tới quá trình công nghệ. Đo lường, các chức năng điều khiển đóng, mở: Người dùng liên kết tổ chức quá trình đo lường và các chức năng điều khiển vòng đóng mở của hệ thống tự động hoá.Lập trình thường thích hợp với các công cụ lập trình chuẩn của SIMATIC (ví dụ Step5, LAD, CSF và STL). Hoàn thành các khối chức năng chuẩn và vài mô đun đặc biệt là sẵn sàng cho nhiều quá trình đo lường và các chức năng điều khiển vòng mở, đóng. PMC objects: Khối dữ liệu chứa các dữ liệu thay đổi của quá trình đo lường,các chức năng điều khiển vòng đóng,mở.Đối tượng PMC được tổ chức thành các giao diện và được sử dụng bởi các hàm PMC để truy cập tới chương trình tự động hoá Vận hành và theo dõi: PMC cung cấp các chức năng để thực hiện việc vận hành hoặc là các yêu cầu đo lường Các tin nhắn: Nhận dạng tình trạng không bình thường của trạng thái quá trình công nghệ.Các tin nhắn được tạo ra bởi PMC được cung cấp với thời gian,ngày và sau đó được chuyển tiếp đi.Tín hiệu xác nhận có thể được xử lý và trạng thái xác nhận thì được quản lý. Trạng thái : Xử lý các giá trị vượt quá giới hạn từ quá trình đo lường,và các chức năng điều khiển vòng đóng mở.Trạng thái của giá trị (Vùng mà giá trị ở đó) có thể được hiển thị dạng hình ảnh. Một giá trị vượt quá giới hạn có thể được xử lý kĩ hơn là một tin nhắn thông thường. Tín hiệu xác nhận có thể được xử lý và trạng thái thái xác nhận thì được quản lý. Truyển thông: PMC bao gồm các chức năng truyền thông mạnh dành cho việc vận hành và theo dõi, hàm tin nhắn và trạng thái. Truyền thông dữ liệu co thể được thực hiện trên phía của BUS khung của PLC hoặc có thể được điều khiển bởi mạng dữ liệu SINEC sử dụng bộ xử lý truyền thông hoặc bởi một kết nối point to point. 4.1.4. Cấu trúc đối tượng PMC Sự kết nốt qua lai của PMC dựa trên đối tượng PMC . Đối tượng PMC là được tạo ra bởi khối dữ liệu đối tượng DB trong bộ điều khiển khả trình. Một khối dữ liệu đối tượng chứa tất cả các dữ liệu có thể thay đổi của một quá trình đo lường hoặc các chức năng điều khiển vòng đóng mở trong chương trình tự đông hoá : Các đầu vào Các đầu ra Các tham số Các biển phụ trợ dành cho việc vận hành và theo dõi Tất cả các chức năng của PMC đều dựa trên khối dữ liệu đối tượng .Mọi quá trình đo lường và chức năng điều khiển vòng đóng mở có thể được truy cập bởi các hàm PMC thông qua đối tượng DB. Sự tương ứng của quá trình xử lý dạng hình ảnh mà truy cập cấu trúc dữ liệu của đối tượng PMC có quan hệ chặt chẽ với đối tượng PMC. Có hai loại đối tượng: Đối tượng chuẩn và đối tượng liên hệ với người dùng Đối tượng chuẩn: Việc thiết lập cấu trúc của các đối tượng DB được xác định trước (loại đối tượng) cho quá trình đo lường số, và các chức năng điều khiển vòng đóng mở. Việc hiển thị chuẩn một cách đầy đủ có thể được sử dụng cho các hình ảnh của các chức năng này. Đối tượng liên hệ với người dùng: Bạn có thể thiết kế việc thiết lập riêng của mình của đối tượng PMC cho các chức năng tự động hoá của riêng bạn.Sự hiển thị hình ảnh tương ứng được lập trình theo đối tượng được thiết lập đã chọn. 4.2 Truyền thông Hệ thống truyền thông điều khiển sự trao đổi dữ liệu được yêu cầu giữa các hàm PMC trong hệ SIMATIC PLC và các thành phần của hệ thống PMC.Hệ thống truyền thông thường được dùng để chuyển dữ liệu của đối tượng PMC,thông tin trạng thái và tín hiệu tin nhắn. Truyền thông có thể được điều khiển theo sự truyền phát sau: SINEC H1/L2 BUS khung của PLC (của VP-B,CP 580 và CP 581) Kết nối P2P Tuỳ cách quan sát của người dùng, mà việc truyền phát trung bình đã sử dụng có thể không quan trọng đối với hệ thống truyền thông Việc trao đổi dữ liệu được điều khiển bởi 2 kết nối ảo: Kết nối 1:OS->CPU Kết nối 2:CPU->OS Hai kết nối này điều khiển sự trao đổi dữ liệu giữa trạm vận hành và CPU. OS luôn luôn là đối tác tích cực trong suốt quá trình truyền thông giữa PLC và OS. Một cấu hình PMC có thể chứa vài thành phần trung tâm, vài bộ xử lý hình ảnh và trạm điều hành. Một kênh truyền thông PMC điều khiển một cách tự động việc trao đổi dữ liệu giữa các đối tác truyền thông dựa trên cơ sở các hệ thống truyền thông xác định. Điều này có ý nghĩa trọng đại đối với chương trình người sử dụng thông qua đường truyền phát mà việc truyền thông được thực hiện. Dung lượng truyền phát của phương tiện truyền thông như thế nào là điều quan trọng với bit rate và chất lượng Đặc trưng của hệ thống truyền thông và số lượng của chúng đã được lập trình một cách phù hợp trước trong phần cấu hình hệ thống. PMCPRO có thể được sử dụng để thiết lập các kết nối cấu hình trên bộ điều khiển khả trình Theo các sự thiết lập dưới đây của PMCPRO dành cho hệ thống truyền thông: PMCPRO nhận được số lượng yêu cầu của các kết nối truyền thông từ số lượng của các đối tác truyền thông đã được lắp đặt vào.(OS, PC,...) Sự xuất hiện của các biến cho mỗi kết nối như là một số lượng công việc, số lượng giao diện.... Sự xác định loại của các đối tác truyền thông đã được nối (VP-B,OS-B,....) Sự xác định của bộ time Master. Time Master tính toán các thời gian thích hợp cho toàn bộ hệ thống. Chỉ một thiết bị có thể xác định là time Master. Dựa vào các thiết lập trên mà PMCPRO phát tới chương trình hệ thống PMC thích hợp và sau đó được tải vào trạm PMC(PLC) 4.3 Vận hành và theo dõi Tất cả các hàm, khối hàm và khối dữ liệu được mô tả trong phần này có thể không thực hiện được nếu hệ thống PMC chỉ là hệ thống PMC messages 4.3.1 Khái niệm PMC chứa các hàm dành cho việc theo dõi và vận hành Vận hành: Dữ liệu được xác định trên trạm vận hành . PMC nhập các giá trị xác định trong các đối tượng PMC Theo dõi: Trạm điều hành được sử dụng để yêu cầu dữ liệu theo dõi .PMC thu thập các dữ liệu yêu cầu trong một vòng quét, khoảng thời gian cố định và gửi dữ liệu tới trạm vận hành FB BEDIEN làm sáng tỏ một bức điện vận hành đến và viết các giá trị truyền trong một từ dữ liệu xác định trong DB hoặc DX (cờ hoặc output word).Sau khi vận hành kết thúc,một bức điện xác nhận vận hành sẽ được phát ra và gửi đi tới trạm vận hành sử dụng truyền thông PMC. FB BEOBACHT làm rõ bức điện theo dõi.Nó thu thập các dữ liệu được yêu cầu từ khối dữ liệu(DB,DX),cờ ,thiết bị,PAE và PAA,các bộ định thời và các bộ đếm,và thiết lập một bức điện đáp ứng lại (response telegram) Sử dụng các cấu trúc đối tượng PMC quen thuộc là dễ dàng để thiết kế một hiển thị chuẩn mà rất phù hợp với cấu trúc dữ liệu của đối tượng chính xác nhưng chưa được tham chiếu đến các đối tượng PMC thực. Loại hiển thị vừa thiết kế có thể được làm trong hiển thị cụ thể bằng việc xác định tên hoặc INDEX của một đối tượng Các hàm PMC dành cho vận hành và theo dõi được cho phép như sau đây: Đối tượng PMC (luôn luôn được định vị trong khối dữ liệu DB và DX) Toàn bộ vùng địa chỉ của người sử dụng (cờ, ảnh xử lý của đầu vào và đầu ra, thiết bị I/O các bộ định thời và bộ đếm) Truy cập dữ liệu hệ thống đặc biệt(BS,BA) là không được hỗ trợ 4.4 Chức năng message 4.4.1 Mô tả kĩ thuật Chương này miêu tả mục đích của hệ thống PMC message.Phần mềm MESSAGE có thể sử dụng độc lập hoặc kết hợp với các công cụ phần mềm PMC khác. Phần mềm MESSAGES không chỉ thu thập trạng thái thay đổi của các báo động, mà còn có thể đọc trạng thái và xử lý chúng trong một thứ tự để thay đổi trạng thái message a) Định nghĩa và cú pháp của Messages Việc tìm hiểu Tín hiệu báo động hoặc tín hiệu tin nhắn giúp chúng ta hiểu các sự kiện mà có thể được hoạt động hiệu quả hơn bởi hệ thống tự động hoá, cung cấp dấu ấn thời gian và ngày và sau đó xử lý sâu hơn bằng các