Đề tài Thiết kế và dựng mô hình thang máy sử dụng biến tần - Động cơ KĐB

g sử dụng bộ nhớ EPROM với việc lập trình cần được thực hiện trên máy lập trình còn khi muốn xóa bỏ dữ liệu cần chiếu tia tử ngoại vào, hoặc dữ liệu cũng có thể được xóa bằng năng lượng điện. Nếu muốn phát triển thêm các ứng dụng khác của chương trình điều khiển ta chỉ cần thực hiện lập trình lại cho bộ điều khiển thông qua sợi cáp kết nối.(Hình 2.3.2.1). - Bộ nhớ thường được chia thành các khối với những chức năng đặc biệt khác nhau. Một số vùng của bộ nhớ dùng cho việc lưu trữ trạng thái ngõ vào và ngõ ra. Trạng thái của một ngõ vào được lưu trữ dưới dạng bit nhớ đặc biệt, thường là ‘1’ hoặc ‘0’. Bit nhớ của mỗi trạng thái vào hoặc ra cũng sẽ có trạng thái tương tự. - Những phần khác của bộ nhớ được dùng cho việc lưu trữ các nội dung có giá trị cần thiết cho việc lập trình, ví dụ như gái trị rơle thời gian, giá trị counter… được lưu trữ trong phần này. Thế mạnh của bộ điều khiển lập trình PLC đó là có bộ nhớ có thể thay đổi một cách nhanh chóng. RAM EFROM Vùng nhớ lựa chọn của EFPROM Hình 2.3.2.1:Sơ đồ cấu trúc bộ nhớ PLC Tụ điện Đặc biệt - Tụ điện đặc biệt: được gọi l tụ điện đặc biệt do nó có khả năng tích trữ năng lượng trong một thời gian dài, giúp lưu trữ dữ liệu trong RAM khi không có điện. Loại RAM thông thường có thời gian lưu dữ liệu đến 50 giờ, cũng có thể lên đến 72 giờ. (Hình 2.3.2.1). - RAM (Random Access Memory): RAM được sử dụng như 1 vùng nhớ tạm thời. Vùng nhớ của RAM không ổn định, các dữ liệu lưu trên nó sẽ bị mất đi khi bị mất điện. Do đó, thường có 1 nguồn dự trữ để đề phòng trường hợp RAM bị mất điện trong 1 thời gian dài. - EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory): Nó được thiết kế sao cho dữ liệu có thể được đọc dễ dàng, nhưng khó có thể thay đổi. Để thay đổi dữ liệu của EPROM cần có phương pháp đặc biệt. Đối với UVEPROM, dữ liệu có thể được thay đổi bằng cách chiếu tia cực tím (Ultraviolet Light) vào. Nhưng đối với EPROM thông dụng thì có thể dùng điện để xóa dữ liệu. - Firmware: Là một phần mềm đặc biệt để đưa dữ liệu vào EPROM. Do đó EPROM có thể được xem như một bộ phận của phần cứng của PLC, nó cho phép PLC sử dụng các chức năng cơ bản của nó. Hình dạng tiêu biểu của EFROM và RAM Hình 2.3.2.2:Hình dạng tiêu biểu của EPROM và RAM 2.3.4. Nguồn điện cung cấp: - Điện cấp vào được dùng cho đơn vị xử lý trung tâm CPU, đa số các bộ điều khiển PLC sử dụng nguồn điện 24 VDC hoặc 220 VAC. - Người sử dụng cần nắm rõ số lượng đầu vào và đầu ra để bảo đảm thiết bị được cấp điện một cách chính xác. Mỗi modul khác nhau thì khả năng sử dụng điện khác nhau. Nguồn điện cung cấp này không được dùng để khởi động cho các thiết bị kết nối phía bên ngòai tại ngõ vào, hoặc ngõ ra. Người sử dụng phải cấp điện cho các thiết bị tại đầu vào hoặc đầu ra phải được tiến hành một cách riêng biệt. Có như vậy mới bảo đảm được rằng những ảnh hưởng của các thiết bị máy móc dùng trong cơng nghiệp không gây hư hại cho bộ điều khiển PLC. Đối với một số bộ điều khiển PLC loại nhỏ, chúng cấp nguồn cho các thiết bị kết nối tại ngõ vào bằng điện áp được lấy từ một nguồn nhỏ đã được tích hợp vào bộ điều khiển PLC.(Hình 2.3.4). Hình 2.3.4 :Nguồn 24VDC lấy từ PLC 2.3.5. Module ngõ vào: - Làm nhiệm vụ khối ghép, chuyển đổi tín hiệu đầu vào thành tín hiệu số (digital) bên trong PLC. Kết quả của việc xử lý được lưu trữ trong vùng nhớ của ngõ vào. - Mạch đầu vào được cách ly về điện với các mạch bên trong PLC nhờ các diode quang và photo diode (thường gặp l diode 4N28) do đó mọi hư hỏng ở mạch đầu vào đều không ảnh hưởng đến hoạt động của PLC. (Hình 2.3.5.1) CPU Ngõ vào Photo tranzito Diot quang Hình 2.3.5.1 Giao diện tại ngõ vào PLC - Các thiết bị đầu vào có thể là nút nhấn, công tắc, công tắc hành trình, tiếp điểm (thường mở, thường đóng), các bộ cảm biến…Ký hiệu: I0.0 là ngõ vào thứ 1, I0.1 là ngõ vào thứ 2….. Một bộ PLC có thể có nhiều ngõ vào.(Hình 2.3.5.2). Hình 2.3.5.2. Mô hình kết nối tại ngõ vào. Nút nhấn Công tắc Ngõ vào kết nối với các Thiết bị ngoại vi - Ngõ vào cũng có thể được điều khiển bằng trạng thái của các yêu cầu cụ thể của một chương trình điều khiển. (Hình 2.3.5.3 và 2.3.5.4) Thiết bị đo mực nươc Mực nước Trong bồn Hình 2.3.5.3. Điều khiển bơm chất lỏng dùng PLC Cảm biến Xung Bàn Cân Khối lượng Hình 2.3.5.4. Hệ thống chọn lựa sản phẩm dùng PLC Trong các sơ đồ trên, tín hiệu của các thiết bị (thiết bị đo mực nước, cảm biến xung, bàn cân khối lượng) đều được kết nối với tín hiệu ngõ vào của bộ PLC. 2.3.6. Module ngõ ra: - Lm nhiệm vụ biến đổi các mức logic bên trong PLC thành các tín hiệu điều khiển đưa ra bên ngoài. Tương tự như tại ngõ vào, ngõ ra của PLC cũng được cách ly về điện đối với các thiết bị bên ngoài bằng diode quang và photo transitor.(Hình 2.3.6.1). Hình 2.3.6.1. Giao diện ngõ ra PLC - Ngõ ra của PLC được gọi là ngõ ra kỹ thuật số, nó kết nối với các thiết bị cần điều khiển như van điện từ, cuộn dây công tắc tơ (bộ khởi động từ), bóng đèn…(Hình 2.3.6.2 và hình 2.3.6.3). - Ký hiệu tại mỗi ngõ ra của PLC la Q0.0, Q0.1, Q0.2 … Hình 2.3.6.3. Sơ đồ kết nối ngõ ra PLC Hình 2.3.6.2. Mô hình kết nối tại ngõ ra PLC - Số lượng ngõ vào và ngõ ra của mỗi bộ PLC là có giới hạn, nhưng ta có thể tăng số lượng của chúng lên nhờ bộ PLC có module mở rộng, tức là ta có thể ghép nối giữa các bộ PLC với nhau. 2.4. Lập trình cho bộ điều khiển PLC: Cách thông dụng nhất để lập trình cho bộ điều khiển PLC là thông qua máy tính đã được cài đặt phần mềm lập trình, tuy nhiên cũng có thể tiến hành lập trình bằng tay. Ngày nay, việc sử dụng máy tính cho việc lập trình và tái lập trình cho những bộ PLC dùng trong các nhà máy rất phổ biến, nó giữ vai trị rất quan trọng trong công nghiệp. (Hình 2.4). Hình 2.4. Phần mềm lập trình cho bộ s7-200 Để một hệ thống PLC có thể thực hiện được một quá trình điều khiển nào đó thì bản thân nó phải biết được nó cần phải làm gì và làm như thế nào. Việc truyền thông tin về hệ thống ví dụ như quy trình hoạt động cũng như các yêu cầu kèm theo cho PLC người ta gọi là lập trình. Và để có thể lập trình được cho PLC thì cần phải có sự giao tiếp giữa người và PLC. Việc giao tiếp này phải thông qua một phần mềm gọi là phần mềm lập trình. Mỗi một loại PLC hoặc một họ PLC khác nhau cũng có những phần mềm lập trình khác nhau. Đối với PLC S7-200, SIEMEN đã xây dựng một phần mềm để có thể lập trình cho họ PLC loại này. Phần mềm này có tên là STEP7- MicroWIN4.0. Ngoài việc phục vụ lập trình cho PLC S7-200, phần mềm này còn có rất nhiều các tính năng khác như các công cụ gỡ rối, kiểm tra lỗi, hỗ trợ nhiều cách lập trình với các ngôn ngữ khác nhau… Phần mềm này cũng đã được xây dựng một phần trợ giúp (Help) có thể nói là rất đầy đủ, chi tiết và tiện dụng. Người dùng có thể tra cứu các vấn đề về PLC S7-200 một cách rất nhanh chóng, rõ ràng và dễ hiểu. 2.5. Ngoài Những Bộ phận Chính Nói Trên, Bộ Điều Khiển Lập Trình PLC Cũng Có Thêm Một Số Bộ Phận Phụ Sau: - Cáp nối (PC/PPI): Dùng để kết nối giao diện máy tính với giao diện bộ PLC. Trên cáp, có công tắc DIP cho phép chọn lựa tốc độ truyền thông tin thích hợp giữa máy tính và bộ PLC.(Hình 2.5.1). Hình2.5.1:Sơ đồ cáp nối máy tính với bộ PLC. Cáp nối PLC Công tắc Dip - Việc kiểm tra trạng thái của chương trình lập trình PLC không cần thiết phải lấp các thiết bị điều khiển tại đầu vào, ta có thể tiến hành kiểm tra bằng bộ công tắc thay thế cho các tiếp điểm trên thực tế. Bộ công tắc này sẽ cung cấp mức logic 0/1 cho bộ PLC.(Hình 2.5.2) Bộ Công tắc kiểm tra Hình 2.5.2:Bộ công tắc kiểm tra chương trình lập trình - Ngồi việc dùng máy tính để lập trình cho bộ PLC, ta cũng có thể tiến hành lập trình hoặc thay đổi chương trình của bộ PLC bằng một số thiết bị cầm tay.(Hình2.5.3). Hình2.5.3:Bộ lập trình cầm tay TD200 cho PLC S7-200 TD 200 Cáp lập trình - Lắp đặt: Để lắp đặt PLC lên bảng điện, ta có thể dùng thanh ray DIN hoặc bắt vít trực tiếp lên bảng điện.(Hình2.5.4). Hình2.5.4:Bắt vít PLC lên ray. 2.6. Phương Pháp Thiết Kế Một Hệ Thống Điều Khiển Bằng PLC Trong Công Nghiệp. 2.6.1: Phân tích yêu cầu công nghệ Trước hết, cần phải lựa chọn những thiết bị hay hệ thống cần điều khiển. Hệ thống tự động hóa có thể chỉ có là máy hoặc cũng có thể là cả một dây chuyền gồm nhiều máy, nhưng chúng được gọi chung là hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp. Hàm của một hệ thống điều khiển quy trình công nghiệp đó là quan sát các tín hiệu ngõ vào để cung cấp tín hiệu cho bộ điều khiển PLC. Đáp lại, bộ điều khiển PLC sẽ xuất tín hiệu điều khiển ra ngoài để vận hnh các thiết bị. Phân tích các yêu cầu chung của hệ thống (tức là xác định thành phần nào cần điều khiển, yêu cầu về thời gian, độ chính xác…). Phân tích thứ tự tác động của các thành phần trong hệ thống. Hay nói cách khác là sự phân biệt thứ tự hoạt động của các thành phần trong hệ thống, cái nào trước, cái nào sau... và sự liên quan giữa chúng. Phân tích bản chất của từng thành phần để xác định được các điều kiện liên quan mà chỉ phụ thuộc vào bản chất riêng của nó và kết hợp với toàn bộ với những phân tích trước đó để có phương pháp điểu khiển thích hợp. Kế tiếp, cần phải biết rõ số ngõ vào và ngõ ra của thiết bị sẽ kết nối với bộ điều khiển PLC. Ngõ vào có thể là các tín hiệu khác nhau, công tắc, cảm biến… Ngõ ra sẽ điều khiển các thiết bị như cuộn dây, van điện từ, động cơ, rơle, các thiết bị tạo âm thanh và ánh sáng. 2.6.2: Lập bảng địa chỉ cho các I/O. Từ các bước phân tích về công nghệ cho ta biết sẽ có bao nhiêu I/O trong hệ thống, bản chất của các I/O (số, tương tự, xung…) và ta sẽ xây dựng được một bảng các I/O cho toàn bộ hệ thống. Việc xây dựng bảng I/O phụ thuộc vào hệ thống và cấu hình PLC hoặc hệ PLC mà chúng ta định viết chương trính điều khiển. Và việc gán địa chỉ cho các I/O của hệ thống phải tuân thủ những quy định của nhà cung cấp PLC. 2.6. 3: Lập giản đồ thời gian hoặc lưu đồ thuật toán điều khiển. Đối với những hệ điều khiển tương đối lớn và phức tạp thì bước này rất quan trọng cho việc lập trình về sau này. Nó sẽ giúp cho người lập trính phân tích hệ thống điều khiển thành từng phần, sự liên quan và thứ tự tác động của chúng và từ đó sẽ cụ thể hoá được phương án điều khiển trên chương trình cho PLC. Còn đối với những hệ thống nhỏ không có quá nhiều các I/O thí người ta có thể xây dựng giản đồ thời gian tương ứng cho từng I/O nằm trong tổng thể thứ tự và thời gian tác động của toàn bộ I/O của hệ thống. 2.6.4: Viết chương trính điều khiển. Từ những gì đã có từ việc phân tích hệ thống và xây dựng lưu đồ thuật toán hoặc giản đồ thời gian thì việc cụ thể hoá bằng ngôn ngữ lập trình và đưa xuống PLC cũng rất quan trọng. Ở đây người lập trính cũng phải tuân thủ những quy định của nhà sản xuất về việc lập trính cho loại PLC S7-200 của họ dẫn đến một số hạn chế nhất định trong việc thể hiện thuật toán. Và đôi khi cũng phải điều chỉnh lại thuật toán cho phù hợp với loại PLC mà mình đang có. Người lập trình có thể đánh dấu, đặt tên cho các thiết bị ngõ vào và ngõ ra. Điều này sẽ tạo được thuận lợi khi xác định lỗi, hoặc khi bảo trì cho hệ thống. Việc đặt tên và hướng dẫn khi lập trình phải bảo đảm sao cho mọi nhân viên kỹ thuật đều có thể hiểu, vận hnh và sửa chữa được hệ thống (đối với sơ đồ hình thang), chứ không chỉ đối với người viết chương trình cho hệ thống. Tránh tình trạng người lập trình giữ bí mật chương trình của mình khiến cho những nhân viên kỹ thuật khác không thể hiểu để có thể vận hành và sửa chữa. 2.6.5: Chạy thử chương trính và kiểm tra lỗi. Sau khi đã hoàn thiện chương trình điều khiển và kiểm tra những lỗi có thể thấy được như các lỗi về cú pháp, về sự sai khác kiểu dữ liệu, về thời gian… thì có thể download chương trình xuống PLC để chạy thử. Việc chạy thử này nếu có thể thực hiện trên hệ thống thực tế là tốt nhất còn nếu không có thể chạy thử trên các phần mềm mô phỏng hoặc một hệ thống được xây dựng để mô phỏng lại hệ thống cần điều khiển. Từ việc kiểm tra các đáp ứng của hệ thống sau khi chạy thử thí người lập trính có thể kiểm tra lại toàn bộ thuật toán mà mình đã xây dựng từ đó chỉnh sửa lai chương trình để đáp ứng được hoàn toàn các yêu cầu của hệ thống. Việc thường xuyên kiểm tra dữ liệu trong bộ điều khiển để bảo đảm chương trình trong đó không bị thay đổi là hết sức cần thiết, nó giúp tránh được các tình trạng nguy hiểm xảy ra trong sản xuất. Do đó, một số thiết bị tự động được thiết lập trong mạng lưới thông tin của nhà máy nhằm thực hiện việc kiểm tra các chương trình PLC để bảo đảm rằng chương trình của chúng không mắc lỗi. CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH WINCC 3.1 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM PC – ACCESS: OPC (OLE for Process Control) là một chuẩn giao diện được hiệp hội OPC Foundation xây dựng và phát triển. Dựa trên mô hình đối tượng thành phần phân tán (D)COM của hãng Microsoft, OPC định nghĩa thêm một số giao diện cho khai thác dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật, tạo cơ sở cho việc xây dựng các ứng dụng điều khiển phân tán mà không bị phụ thuộc vào mạng công nghiệp cụ thể. Trong thời điểm hiện nay, OPC cũng như COM tuy mới được thực hiện trên nền Windows, song đã có nhiều cố gắng để phổ biến sang các hệ điều hành thông dụng khác. Có thể nói, mỗi công cụ phần mềm điều khiển giám sát hiện nay đều hỗ trợ chuẩn OPC. Hình3.1:Giao diện PC ACCESS. S7-200 PC – ACCESS là 1 phần mềm do hãng simens sản xuất,đúng như cái tên gọi của nó,nó cho phép liên kết truy nhập dữ liệu giữa S7-200 với máy tính qua chuẩn OPC.Thành phần của S7-200 PC ACCESS bao gồm những OPC chủ và OPC khách.: 3.2.PHẦN MỀM WIN CC WinCC là giao diện giữa người và máy móc trong thiết kế tự động : WinCC là hệ thống trung tâm về công nghệ và kỹ thuật được dùng để điều hành các nhiệm vụ của màn hình hiển thị và hệ thống điều khiển trong tự động hóa sản xuất và quá trình. Hệ thống này cung cấp các modul chức năng thích ứng trong công nghiệp về: hiển thị hình ảnh, thông điệp, lưu trữ và báo cáo. Giao diện điều khiển mạnh, việc truy cập hình ảnh nhanh chóng, và chức năng lưu trữ an toàn của nó đảm bảo tính hữu dụng cao. Ngoài các chức năng hệ thống, WinCC còn mở ra các giao diện cho các giải pháp của người sử dụng, những giao diện này khiến chúng có thể tích hợp WinCC vào các giải pháp tự động hóa phức tạp và toàn công ty. Việc xử lý dữ liệu lưu trữ được tích hợp bằng các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Việc thêm vào các đối tượng và các tài liệu cũng được tích hợp bằng OLE2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Các cơ chế này làm cho WinCC trở thành một bộ phận am hiểu và dễ truyền tải trong môi trường Windows. WinCC dựa vào hệ điều hành 32 bit MS-Windows 95 hay MS-Windows NT. Cả hai đều có khả năng về thực hiện đa nhiệm vụ, đảm bảo phản ứng nhanh chóng với việc xử lý ngắt và độ an toàn chống lại sự mất dữ liệu bên trong ở mức độ cao. Windows NT còn cung cấp các chức năng để tạo ra sự an tòan và phục vụ như một nền tảng cho hoạt động của các servers trong hệ thống WinCC nhiều người sử dụng. Chính phần mềm WinCC cũng là ứng dụng 32 bit được phát triển với công nghệ phần mềm hướng đối tượng và hiện đại nhất. Vị trí của Control Center trong hệ thống WinCC : Control Center đặc trưng cho lớp cao nhất trong hệ thống Win CC. Tất cả các moduls của toàn bộ hệ thống WinCC đều được bắt đầu từ đây. Nội dung của Control Center gồm có: Chức năng. Cấu trúc. Các editor chuẩn . 3.3.NỘI DUNG CỦA CONTROL CENTER. 3.3.1.Chức năng. Control Center chứa tất cả các chức năng quản lý cho toàn hệ thống WinCC. Trong Control Center, ta có thể đặt cấu hình và khởi động module run-time. 3.3.1.1.Nhiệm vụ của quản lý dữ liệu: Quản lý dữ liệu cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag. Tất cả các hoạt động của quản lý dữ liệu đều chạy trên một background (nền). 3.3.1.2.Nhiệm vụ của Control Center Các nhiệm vụ chính của Control Center: Lập cấu hình hoàn chỉnh. Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình. Thích ứng việc ấn định, gọi, và lưu trữ các projects. Quản lý các projects. Có khả năng nối mạng các chức năng soạn thảo cho nhiều người sử dụng trong một project. Quản lý phiên bản. Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình. Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ/ cấu trúc hệ thống. Thiết lập việc cài đặt toàn cục. Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt. Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo. Phản hồi tài liệu. Báo cáo trạng thái hệ thống. Thiết lập hệ thống đích. Chuyển giữa run-timer và cấu hình. Kiểm tra chế độ mô phỏng trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữ liệu, bao gồm dịch hình vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái, và tạo thông điệp. 3.3.2.Cấu trúc. Control Center có các cấu trúc như sau: Control Center: Tìm hiểu WinCC trong Control Center. Giao diện đồ họa cho cấu hình dưới môi trường Windows 95 và Windows NT. Quản lý dữ liệu: Cung cấp ảnh quá trình với các giá trị của tag. Truyền dữ liệu mà quản lý dữ liệu đã nhận từ các hệ thống tự động. Các module chức năng Hệ thống đồ họa (Graphic Designer): Hiển thị và kết nối quá trình bằng đồ thị. Viết chương trình cho các thao tác (Global Scrips): Tạo một dự án động cho các yêu cầu đặc biệt. Hệ thống thông báo (Alarm Logging) : Xuất các thông báo và hồi đáp. Lưu trữ và soạn thảo các giá trị đo lường (Tag Logging): Soạn thảo các giá trị đo lường và lưu giữ chúng trong thời gian dài. Soạn thảo dữ liệu hướng người sử dụng và lưu giữ chúng trong thời gian dài. Hệ thống báo cáo (Report Designer) : Báo cáo trạng thái hệ thống. Phản hồi tài liệu: Đối với Control Center, việc in ra một hệ thống định sẵn có trong Report Designer để phản hồi tài liệu. Tất cả các máy tính , tags, và các kết nối đã được định hình đều được in ra bằng “print job” hay hiển thị trên màn hình. Các kiểu dữ liệu dự án được xuất ra bằng cách phản hồi tài liệu: Máy tính: tên và kiểu máy tính (Server hay Client). Tag management: tên tag, kiểu dữ liệu, kết nối , kênh. Kết nối: kết nối, đơn vị và tham số. 3.4.Soạn thảo. Editor dùng để soạn thảo và điều khiển một project hoàn chỉnh. Các bộ soạn thảo trong Control Center: Chương trình soạn thảo Giải thích Alarm Logging (Báo động) Nhận các thông báo từ các quá trình để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp, và lưu trữ các thông báo này. User Administrator (Quản lý người dùng) Việc điều khiển truy nhập sự cho phép cho các nhóm và người sử dụng. Text Library (Thư viện văn bản) Chứa các văn bản tuỳ thuộc ngôn ngữ do ta tạo ra. Report Designer (Báo cáo) Cung cấp hệ thống báo cáo được tích hợp mà ta có thể sử dụng để báo cáo dữ liệu, các giá trị quá trình hiện hành và đã lưu trữ, các thông báo hiện hành và đã lưu trữ, hệ thống tài liệu của chính người sử dụng. Global Scripts (Viết chương trình) Cho phép ta tạo các dự án động tùy thuộc vào từng yêu cầu đặc biệt. Bộ soạn thảo này cho phép ta tạo các hàm C và các thao tác có thể được sử dụng trong một hay nhiều projects tùy theo kiểu của chúng. Tag Logging Xử lý các giá trị đo lường và lưu trữ chúng trong thời gian dài. Graphics Designer (Thiết kế đồ họa) Cung cấp các màn hình hiển thị và kết nối đến các quá trình. 3.5. Các thành phần của project trong Control Center Một project gồm các thành phần sau: Máy tính. Quản lý tag. Kiểu dữ liệu. Soạn thảo. Máy tính. Thành phần “Computer” dùng để quản lý tất cả các máy tính có thể truy nhập một project hiện thời. Ta có thể đặt cấu hình cho mỗi máy tính riêng biệt. Các thuộc tính của một máy tính: Tên máy tính. Kiểu máy tính. Server : Máy tính trung tâm để lưu trữ dữ liệu và quản lý toàn cục trong hệ thống WinCC. Client : Cũng được định nghĩa như một workstation. Control Center được tải cục bộ trong từng máy tính loại này. Quản lý tag. Thành phần này có nhiều mục con như : các bộ điều khiển truyền thông để quản lý các tag quá trình, các tag nội, các kết nối logic và các nhóm tag.(Hình3.5.2) Hình 3.5.2. Quản lý nhãn. Các bộ điều khiển truyền thông: Bộ điều khiển truyền thông là giao diện giữa một hệ thống PLC và WinCC. Hệ thống WinCC chứa các bộ điều khiển truyền thông trong Kênh DLL và Bộ điều khiển truyền thông. Chúng cho ta các thông tin về: Điều kiện tiên quyết cần để xử lý các tag quá trình bằng PLC. Các thủ tục chung để kết nối với tag ngoài. Giới thiệu cấu hình đặc biệt của kênh DLL. Các kiểu điều khiển truyền thông như: Modbus Protocol Suite.chn, Mitsubishi FX.CHN, Profibus DP.CHN, Modbus serial.CHN, SIMATIC S7 Protocol Suite.CHN, SIMATIC S5 ETHERNET TF.CHN… Khối kênh: Một kênh ở WinCC được thực hiện như một Windows DLL và được liên kết động với hệ thống. Mỗi kênh WinCC thực hiện việc truy nhập các kiểu tham số kết nối đặc biệt với các nghi thức đặc biệt (chẳng hạn, kênh SIMATIC S5 Ethernet TF hỗ trợ việc truy nhập SIMATIC S5 với TF Protocol). Một kênh DLL có thể hỗ trợ nhiều khối kênh của cùng một kiểu.Ví dụ, kênh DLL của SIMATIC S5 Ethernet TF có thể được điều khiển với khối SINEC-H1 (CP1413) cũng như với khối SINEC -L2 (CP5412) tại cùng một lúc. Quản lý dữ liệu của WinCC đòi hỏi các giá trị quá trình lúc “run time” từ PLC ở xa thông qua kết nối logic. Khối kênh sẽ thực hiện các bước truyền thông cần thiết để đáp ứng yêu cầu về các giá trị quá trình bằng kết nối kênh đặc biệt, và do đó cung cấp các giá trị quy trình này cho quản lý dữ liệu WinCC. Dữ liệu đọc vào được lưu trữ như ảnh quá trình trong RAM của máy tính. Tất cả các thành phần của WinCC đều truy nhập ảnh quá trình này. Các kết nối logic, các nhóm tag, và các tags cũng có thể được ấn định vào một khối kênh.(Hình 3.5.2.2) Hình 3.5 2.2: Mạng giao tiếp giữa máy tính và PLC. Kết nối: Một kết nối logic mô tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu WinCC.(Hình 3.5.2.3) Quản lý dữ liệu của máy server đảm trách việc cung cấp các tags với các giá trị quá trình khi run time. Quản lý dữ liệu cung cấp các giá trị quá trình đến các tags nội bộ của nó cũng như các tags của máy client tương ứng. Quản lý dữ liệu chuyển các tags được truy cập đến kết nối logic của chúng và do vậy đến được kênh thích hợp. Các kênh sẽ thực hiện các bước truyền thông cần thiết bằng tuyến quá trình theo cách tối ưu nhất. Bằng cách này, việc giảm thiểu chuyển dữ liệu là cần thiết trên tuyến quá trình để gán giá trị cho các tags. Logical Connection Channel Danh sách các tags được truy cập Hình3.5.2.3:Kết nối Tag: Tags WinCC là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị quá trình. Trong một project, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết nối logic sẽ được gán với tag WinCC. Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các tags. Các tags được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của WinCC khởi động, tất cả các tags trong một project được nạp và các cấu trúc run time tương ứng được thiết lập. Mỗi tag được lưu trữ trong quản lý dữ liệu theo một kiểu dữ liệu chuẩn: Tag nội: Các tags nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong WinCC sẽ cung cấp cho toàn bộ network. Các tags nội được dùng để lưu trữ thông tin tổng quát như : ngày, giờ hiện hành; lớp hiện hành; cập nhật liên tục. Hơn nữa, các tags nội còn cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để thực hiện việc truyền thông cho cùng quá trình theo cách tập trung và tối ưu. Tag ngoài: Trong hệ thống WinCC, tag ngoài cũng được hiểu là tag quá trình. Các tags ngoài được liên kết với truyền thông logic. Để phản ảnh thông tin về địa chỉ của các hệ thống PLC khác nhau, các tags ngoài chứa một mục tổng quát gồm các thông tin về tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn tả phụ thuộc kết nối logic. Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của tag ngoài cho các ứng dụng trong một mẫu văn bản. Nhóm tag: Nhóm tag chứa tất cả các tags có kết nối logic lẫn nhau. Ví dụ về các nhóm tag: CPU: nhóm này chứa tất cả các tags truy nhập cùng một CPU. Lò nhiệt: nhóm này chứa tất cả các tags truy nhập cho một lò. I/O số: nhóm này chứa tất cả các tags truy nhập các I/Os số. I/O tương tự: : nhóm này chứa tất cả các tags truy nhập các I/Os tương tự. Một kết nối logic diễn tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu. Mỗi nhóm tag được gán với một khối kênh. Một kênh có thể chứa nhiều nhóm tag. Các kiểu dữ liệu: Ta phải gán một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi tag được định cấu hình. Việc gán kiểu dữ liệu cho tag được thực hiện trong khi tạo một tag mới. Kiểu dữ liệu của một tag thì độc lập với kiểu tag (tag nội hay tag quá trình). Trong WinCC, một kiểu dữ liệu nào đó cũng đều có thể được chuyển đổi thành kiểu khác bằng cách điều chỉnh lại dạng. Các kiểu dữ liệu có trong WinCC: Data Types Format Adaptable Binary Tag No Signed 8-Bit Value Yes Unsigned 8-Bit Value Yes Signed 16-Bit Value Yes Unsigned 16-Bit Value Yes Signed 32-Bit Value Yes Unsigned 32-Bit Value Yes Floating-Point Number 32-Bit IEEE 754 Yes Floating-Point Number 64-Bit IEEE 754 Yes Text Tag 8-Bit Character Set No Text Tag 16-Bit Character Set No Raw Data Type No Text Reference No Structure Types No Giới thiệu vài kiểu dữ liệu thường dùng: Kiểu dữ liệu 8-bit không dấu: kiểu này có độ dài 1 byte và không có dấu. Adapt Format Number Range ByteToUnsignedByte 0 to 255 (no conversion) ByteToUnsignedWord 0 to 255 ByteToUnsignedDword 0 to 255 ByteToSignedByte 0 to 127 Byte