bìa

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ---o0o---

BÀI TẬP LỚNMÔN: MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP

HỌC KỲ 2, NĂM HỌC 2015-2016

Đề tài: Mạng Modbus điều khiển toà nhà.

GVHD: TS. Đinh hoàng Bách

SVTH:

1/ Ph m Ng c Đ c – MSSV: 41203003ạ ọ ứ2/ Lê Đ c Chi n – MSSV: 41203031ứ ế3/Nguy n Minh Trung– MSSV: 41203183ễ4/Tr n Thành Nguyên – MSSV: ầ 41203128

Báo cáo đồ án 2

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN……. 000 ……

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

.........................................................................................................................................

TP. Hồ Chí Minh, ngày.....tháng.....năm 2015.

GVHD

SVTH Huỳnh Tân Phát Trang2/37


LỜI CẢM ƠN

Là lần đầu tiên thực hiện một đồ án, thiết kế, gia công một mạch điện tử nên từ lúc

bắt đầu đến quá trình thực hiện em đã rất bối rối và gặp nhiều vấn đề mới. Em sẽ rất

khó khăn để thực hiện đồ án này nếu không có sự giúp đỡ của các thầy cô và của

các bạn.

Đồ án 2 này đã hoàn thành tốt đẹp và đúng thời gian quy định của khoa Điện – Điện

tử. Kết quả này không chỉ là sự nỗ lực của cá nhân em mà còn có sự giúp đỡ, đóng

góp ý kiến chân thành và quý báu của quý thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô khoa điện tử đặc biệt là thầy Ths.Nguyễn

Quang Dũng đã giúp đỡ và đóng góp rất nhiều ý kiến quý báu để em có thể hoàn

thành tốt đồ án lần này.

Xin cảm ơn các bạn trong lớp đã tận tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến và cung cấp

phương tiện, tài liệu,… để mình thực hiện tốt đồ án lần này.

TP. Hồ Chí Minh, ngày.....tháng.....năm 2015.

SVTH



Muc luc Trang

Lời mở đầu..............................................................................................................6

Chương I:Mô Phỏng PLCSim, Wincc Và Hệ Thống Phân Loại:......................7

1.1 Tổng quan về mô phỏng:....................................................................................7

1.1.1 Mô phỏng là gì:.........................................................................................7

1.1.2 Vì sao phải mô phỏng:...............................................................................7

1.2 Mô phỏng Step7(PLCSim):................................................................................8

1.3 Mô phỏng hệ thống phân loại:............................................................................8

1.3.1 Mô tả hệ thống phân loại:.........................................................................8

1.3.2 Sơ đồ khối mô phỏng hệ thống phân loại:...............................................10

Chương II:Tông quan về PLC, Loadcell và giơi thiệu PLC S7-300:...............11

2.1Tổng quan về PLC và giới thiệu PLC S7-300:..................................................11

2.1.1 Lịch sử phát triển PLC:...........................................................................11

2.1.2 Vai trò của PLC:.......................................................................................11

2.1.3 Ưu thế của việc dùng PLC trong tự động hóa:.........................................12

2.1.4 Phần cứng của PLC:.................................................................................12

2.2Tổng quan về Loadcell:.....................................................................................13

2.2.1 Loadcell là gì:...........................................................................................13

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của Loadcell:..........................................................13

2.2.3 Làm thế nào đưa tín hiệu Loadcell về PLC:.............................................14

2.2.4 Cách chọn cảm biến Loadcell:.................................................................15

2.2.5 Ứng dụng:.................................................................................................15

Chương III: Tông quan về Wincc:......................................................................16

3.1 Giới thiệu chung về Wincc:..............................................................................16

3.2Chức nặng của trung tâm điều khiển:................................................................18

3.2.1 Chức năng:...............................................................................................18

3.2.2 Soạn thảo:.................................................................................................19



Chương IV: Thưc hiện mô phỏng phân loại san phâm trên WinCC:..............21

4.1 Lưu đồ giải thuật:..............................................................................................21

4.1.1 Lưu đồ giải thuật tổng quát:.....................................................................21

4.1.2 Lưu đồ giải thuật chi tiết:..........................................................................22

4.2 Viết chương trình điều khiển cho S7-300 trên Step:........................................23

4.2.1 Tạo Project: ..............................................................................................23

4.2.2Viết chương trình điều khiển cho S7-300 trên Step7:.................................24

4.3 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên Wincc:.....................................24

4.3.1 Các thao tác trên Wincc:..........................................................................24

4.3.2 Mô hình sau khi thực hiện:.......................................................................32

Kết luận:................................................................................................................33

Tài liệu tham khao:...............................................................................................33

Phụ lục:..................................................................................................................34



LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay trong công nghiệp hiện đại hóa đất nước, yêu cầu ứng dụng tự động

hóa ngày càng cao vào trong đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự

động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ,..) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, công nghệ

điện tử đã phát triển nhanh chóng làm xuất hiện một loại thiết bị điều khiển quá

trình PLC.

Để thực hiện công việc một cách khoa học nhằm đạt được số lượng sản

phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lợi về kinh tế. Các công ty, xí nghiệp sản xuất thường

sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng các loại phần mềm tự động. Dây chuyền

sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu quả

cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội. Qua bài tập của đồ án môn học tôi sẽ giới

thiệu về lập trình PLC và ứng dụng nó vào sản xuất phân lại sản phẩm theo cân

nặng.

Trong quá trình thực hiện chương trình còn gặp nhiều khó khăn đó là tài liệu

tham khảo cho vấn đề này đang rất ít và hạn hẹp, nó liên quan đến nhiều vấn đề như

phần cơ trong dây chuyền. Mặc dù rất cố gắng nhưng khả năng thời gian có hạn và

kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong sự đóng

góp ý kiến bổ sung của thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn.



Chương I: Mô Phỏng PLCSim, Wincc Và Hệ

Thống Phân Loại1.1 Tông quan về mô phỏng

1.1.1 Mô phỏng là gì?

Mô phỏng là quá trình phát triển mô hình hoá để mô phỏng một đối tượng cần

nghiên cứu. Thay cho việc phải nghiên cứu đối tượng thực, cụ thể mà nhiều khi là

không thể hoặc tốn kém, người ta mô hình hoá đối tượng đó và tiến hành nghiên

cứu đối tượng đó dựa trên mô hình

Ngoài ra, để bắt chước các quá trình nhằm xem cách chúng hoạt động theo các

điều kiện khác nhau, người ta còn dùng phương pháp mô phỏng để kiểm tra lý

những thuyết mới. Sau khi tạo ra một lý thuyết về mối quan hệ nhân quả, nhà khoa

học có thể hệ thống hóa các mối quan hệ bằng một chương trình máy tính. Nếu

chương trình sau đó hoạt động trong cùng một cách như là quá trình thực tế thì ta có

thể kết luận và dự đoán các mối quan hệ được đề xuất là chính xác..

1.1.2 Vì sao phai mô phỏng?

Trước khi thi công phần cứng chúng ta phải qua qua giai đoạn mô phỏng để

đánh giá những thông số , điều kiện , đúng sai của chương trình trên bản vẽ kế

hoạch mà ta đã định ra trước .

Tiết kiệm thời gian, kinh phí, nguyên vật liệu, tránh được những trường hợp

rủi ro, nguy hiểm trong điều kiện thực, giảm tác động xấu tới môi trường…, thậm

chí có thể làm được cái không thể làm trong điều kiện thực. Đó là những gì công

nghệ mô phỏng có thể mang lại.

1.2 Mô phỏng PLC Step7-300 (PLCSim)

Trong quá trình viết chương trình PLC muốn kiểm tra chương trình khi

không có PLC thật, người ta dùng chương trình thay thế cho PLC bằng PLCSim

dùng trên PC , tốn ít thời gian dễ sử dụng , đầy đủ tính năng của PLC thật.



Bên cạnh PLCSim còn có chương trình Wincc dùng để giám sát hoạt động

của phần cứng , cũng có thể mô phỏng phần cứng bên đời thực bằng cách kết nối

tương tác qua lại với PLCSim. Có thể đưa ra những cảnh báo , báo cáo cho người

dùng để dễ dàng kiểm soát và vận hành.

1.3 Mô phỏng hệ thống phân loại

1.3.1 Mô ta hệ thống hoạt động phân loại

Phân loại sản phẩm dựa theo tiêu chí cân nặng của sản phẩm. Có thể xác

định chất lượng sản phẩm hoặc số lượng sản phẩm trong thùng với những cân nặng

khác nhau. Để phân loại chúng ta cần đặt 1 cảm biến loadcell, 1 cảm biến quang



phát hiện vật, 1 cảm biến quang đếm sản phẩm trên 4kg và 2 cảm biến quang điều

khiển lần lượt 2 pitong.

Mô phỏng trên cân sản phẩm theo cách cân vật tĩnh . Khi vật đặt vào bàn cân

thì cảm biến quang phát hiện vật lên mức 1 và 3 giây sau pitong sẽ đẩy sản phẩm từ

bàn cân vào băng tải để tiến hành phân loại:

- Trường hợp 1: Vật nặng dưới hoặc bằng 2Kg khi đi trên băng tải gặp

cảm biến quang điều khiển pitong2 thì pitong sẽ đẩy vật vào băng tải

dưới hoặc bằng 2Kg.

- Trường hợp 2: Vật nặng trên 2Kg và dười hoặc bằng 4Kg khi đi trên

băng tải gặp cảm biến quang điều khiển pitong2 nhưng pitong sẽ

không đẩy cho vật nặng tiếp tục đi trên băng tải chính , khi gặp cảm

biến quang điều khiển pitong3 thì pitong sẽ đẩy vật vào băng tải trên

2Kg và dười hoặc bằng 4Kg.

- Trường hợp 3: Vật nặng trên 4Kg khi đi trên băng tải gặp cảm biến

quang điều khiển pitong 2 và pitong3 nhưng pitong sẽ không đẩy cho

vật nặng tiếp tục đi trên băng tải chính, sau khi vật di chuyển hết băng

tải chính vật sẽ chạy qua băng tải trên 4Kg.

Số lượng sản phẩm được xác định bằng số lần pitong2 và pitong3 hoạt động

đối với những vật dưới hoặc bằng 4Kg. Số lượng sản phẩm của vật trên 4Kg được

xác định bằng cảm biến quang đặt cuối băng tải chính

Dùng cảm biến quang để phát hiện sản phẩm. Cảm biến quang thu phát chung

được cấu tạo gồm một led hồng ngọai thu và một led hồng ngọai phát. Khi có vật

thể tác động vào vùng phát tia sẽ làm phản xạ lại ánh sáng tác động vào led thu. Lúc

này led thu sẽ tác động vào Transistor để out tín hiệu (mức 1). Khi gặp tín hiệu, cảm

biến truyền tín về khối xử lý trung tâm để thực thi tiếp các giai đoạn tiếp theo của

quá trình như truyền tín hiệu ra băng tải, động cơ, bộ đếm,…



1.3.2 Sơ đồ khối mô phỏng hệ thống phân loại


PCGiám sát

Cảm biến Băng tải Pitong

PLC

Dùng Wincc Mô Phỏng

Dùng PLCSim Mô Phỏng


Chương II: Tông quan về PLC,Loadcell và giơi

thiệu PLC S7-3002.1Tông quan về PLC và giơi thiệu PLC S7-300

2.1.1 Lịch sử phát triển PLC

-Bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller) được sáng tạo ra từ

ý tưởng ban đầu của một nhóm kỹ sư thuộc hãng General Motors vào năm 1968

nhằm thay thế những mạch điều khiển bằng Rơle và thiết bị điều khiển rời rạc cồng

kềnh.

-Đến giữa thập niên 70, công nghệ PLC nổi bật nhất là điều khiển tuần tự theo chu

kỳ và theo bít trên nền tảng của CPU. Thiết bị AMD 2901 và AMD 2903 trở nên

ngày càng phổ biến. Lúc này phần cứng cũng phát triển: bộ nhớ lớn hơn, số lượng

ngõ vào/ra nhiều hơn, nhiều loại module chuyên dụng hơn. Vào năm 1976, PLC có

khả năng điều khiển các ngõ vào/ra ở xa bằng kỹ thuật truyền thông, khoảng 200

mét.

-Đến thập niên 80, bằng sự nỗ lực chuẩn hoá hệ giao tiếp với giao diện tự động hoá,

hãng General Motors cho ra đời loại PLC có kích thước giảm, có thể lập trình bằng

biểu tượng trên máy tính cá nhân thay vì thiết bị lập trình đầu cuối chuyên dụng hay

lập trình bằng tay.

-Đến thập niên 90, những giao diện phần mềm mới có cấu trúc lệnh giảm và cấu

trúc của những giao diện được cung cấp từ thập niên 80 đã được đổi mới.

-Cho đến nay những loại PLC có thể lập trình bằng ngôn ngữ cấu trúc lệnh (STL),

sơ đồ hình thang (LAD), sơ đồ khối (FBD).

-PLC của Siemens gồm có các họ: Simatic S5, Simatic S7, Simatic S500/505. Mỗi

họ PLC có nhiều phiên bản khác nhau, chẳng hạn như: Simatic S7 có S7-200, S7-

300, S7-400… Trong đó mỗi loại S7 có nhiều loại CPU khác nhau như S7-300 có

CPU 312, CPU 314, CPU 316, CPU 315-2DP, CPU 614…

2.1.2 Vai trò của PLC



-Trong hệ thống điều khiển tự động hoá PLC được xem như một trái tim, với

chương trình ứng dụng được lưu trong bộ nhớ của PLC. Nó điều khiển trạng thái

của hệ thống thông qua tín hiệu phản hồi ở đầu vào, dựa trên nền tảng của chương

trình logic để quyết định quá trình hoạt động và xuất tín hiệu đến các thiết bị đầu ra.

PLC có thể hoạt động độc lập hoặc có thể kết nối với nhau và với máy tính chủ

thông qua mạng truyền thông để điều khiển một quá trình phức tạp.

2.1.3 Ưu thế của việc dùng PLC trong tư động hoá

Thời gian lắp đặt ngắn.

Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển mà không gây tổn thất.

Thời gian huấn luyện sử dụng ngắn, bảo trì dễ dàng.

Độ tin cậy cao, chuẩn hoá được phần cứng điều khiển.Thích ứng trong

các môi trường khắc nghiệt như: nhiệt độ, áp suất, độ ẩm, điện áp thay

đổi,…

-Rõ ràng so với hệ thống điều khiển dùng Rơle thì hệ thống điều khiển dùng PLC

có ưu thế tuyệt đối về khả năng linh động, mềm dẻo, và hiệu quả giải quyết bài toán

cao.

2.1.4 Phần cứng của PLC S7-300

-PLC S7-300 được thiết kế theo kiểu module. Các module này sử dụng cho nhiều

ứng dụng khác nhau. Việc xây dựng PLC theo cấu trúc module rất thuận tiện cho

việc thiết kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc mở rộng hệ thống. Số các

module được sử dụng nhiều hay ít tuỳ theo từng ứng dụng, song tối thiểu bao giờ

cũng có một module chính là module CPU. Các module còn lại là những module

truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài, các module chức năng

chuyên dụng… Chúng được gọi chung là các module mở rộng.

Các module mở rộng gồm có:

Module nguồn (PS).

Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra (SM), gồm có: DI, DO, DI/DO, AI,

AO, AI/AO.

Module ghép nối (IM).



Module chức năng điều khiển riêng (FM).

Module phục vụ truyền thông (CP).

-Analog Input Module: Module mở rộng các cổng vào tương

tự, có nhiệm vụ chuyển các tín hiệu tương tự từ bên ngoài

thành các tín hiệu số để xử lý bên trong S7-300

SM 331 AI8x12bit

2.2 Tông quan về Loadcell

2.2.1 Loadcell là gì ?

- Loadcell là một cảm biến lực (khối lượng hoặc mô men xoắn)..vv

- Khi một lực tác dụng lên loadcell, nó sẽ chuyển đổi các lực tác dụng thành tín hiệu

điện. Các loadcell cũng thường được gọi là bộ chuyển đổi tải, bởi vì nó chuyển đổi

một lực thành tín hiệu điện.

2.2.2 Nguyên lý hoạt động Loadcell

Cấu tạo chính của loadcell gồm các điện trở strain gauges R1, R2, R3, R4 kết nối

thành 1 cầu điện trở Wheatstone như hình dưới và được dán vào bề mặt của thân

loadcell.

Một điện áp kích thích được cung cấp cho ngõ vào loadcell (2 góc (1) và (4) của cầu

điện trở Wheatstone) và điện áp tín hiệu ra được đo giữa hai góc khác.

Tại trạng thái cân bằng (trạng thái không tải),

điện áp tín hiệu ra là số không hoặc gần bằng

không khi bốn điện trở được gắn phù hợp về

giá trị.

Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên

thân loadcell làm cho thân loadcell bị biến

dạng (giãn hoặc nén), điều đó dẫn tới sự thay đổi chiều dài và tiết diện của các sợi


http://loadcell.com.vn/

http://loadcell.com.vn/


kim loại của điện trở strain gauges dán trên thân loadcell dẫn đến một sự thay đổi

giá trị của các điện trở strain gauges. Sự thay đổi này dẫn tới sự thay đổi trong điện

áp đầu ra.

Sự thay đổi điện áp này là rất nhỏ, do đó nó chỉ có thể được đo và chuyển thành số

sau khi đi qua bộ khuếch đại của các bộ chỉ thị cân điện tử (đầu cân).

Loadcell có 4 loại chính:

- Loadcell dạng thanh

- Loadcell dạng trụ

- Loadcell dạng chữ “S”

- Loadcell dạng mỏng

Có 2 cách cân: Cân tĩnh và cân động

- Cân tĩnh: cảm biến cân vật khi vật đang đứng yên.

Ưu điểm:

Cân chính xác

Dễ kiểm soát

Nhược điểm:

Tốn nhiều thời gian

Năng suất không cao

- Cân động: cảm biến cân vật khi vật đang chuyển động.

Ưu điểm:

Không tốn nhiều thời gian

Năng suất cao

Nhược điểm:

Cân không ổn định

Khó kiểm soát

2.2.3 Làm thế nào đưa tín hiệu Loadcell về PLC

Tín hiệu từ loadcell thường là rất nhỏ cỡ vài chục milivolt. Đầu vào analog của

PLC thường là đầu vào chuẩn công nghiệp: 0-10V, 0-20mA hoặc 4-20mA. Do đó



để đưa tín hiệu loadcell về PLC thì phải khuếch đại/chuyển đổi tín hiệu đó lên thành

tín hiệu analog chuẩn công nghiệp.

2.2.4 Cách chọn cam biến loadcell

Khi lựa chọn Loadcell thì các thông số cần phải quan tâm là:

Chọn loại tương tự hay loại số?

Các thông số như mV/V là gì, tín hiệu vào ra, tầm sử dụng tải

Cấu tạo Loadcell, thụ động (thuần trở) hay tích cực (bán dẫn), độ ổn định,

chịu nhiệt, chịu nước, chống nhiễu

Kết cấu của ứng dụng, lưc tập trung, lực phân bố, tải trọng tỉnh, tải trọng

động

Phương pháp cân: chất lỏng chất rắn, cân kiểm tra, cân định lượng,cân phân

loại, cân gián tiếp liên tục (cân băng tải)

Nên chọn những loadcell tầm đo lớn hơn số kg mình cần để tránh quá tải làm

hư loadcell

2.2.5 Ứng dụng

Loadcell đước ứng dụng trong các trạm cân xe , cân điện tử, dây truyền sản xuất,

phân loại theo cân nặng…



Chương III:Tông quan về WinCC3.1 Giơi thiệu chungvề Wincc

WinCC

viếttắtcủaWindowsControlCenter,làmộtphầnmềmcủahãngSiemensdùngđể

điềukhiểngiámsátvàthu

thậpdữliệutrongquátrìnhsảnxuất.TheonghĩahẹpWincclàchương

trìnhhỗtrợchongườilậptrình thiếtkếcácgiaodiệnNgườivàMáy-HMI(HumanManchie

Interface) trong hệ thốngSCADA (SupervisoryControlAnd DataAcquisition), với

chức năng chính là thuthập sốliệu, giámsát vàđiều khiểnquá trìnhsản xuất.Những

thànhphần cótrong WinCCdễ sử dụng, giúp người dùng tích hợp những ứng dụng

mới hoặc có sẵn mà không gặp trở ngại nào.

WinCCcun

gcấpcácmodulechứcnăngthườngdùngtrongcôngnghiệpnhư:Hiểnthịhình ảnh,tạo

thông điệp, lưu trữ an toàn (bảo mật) của nó đảm bảo tính hữu dụng cao.

V

ớiWinCC,ngườidùngcóthểtraođổidữliệutrựctiếpvớinhiềuPLCcủacáchãngkhác

nhaunhưMisubishi,AllenBraddly,Siemensv.v…thôngquacổngCOMvớichuẩnRS-

232của máy tính với chuẩnRS-485 của PLC.

Ứngdung phổ biến nhất của WinCC là:

Tựđộnghóaquátrìnhđiềukhiểnvàgiámsátquátrìnhsảnxuất.Khimộthệthốngdùng

chương trình WinCCđể điều khiểnvà thu thập dữliệu từ quátrình, nócó thể mô

phỏng bằng các sự

k

iệnxảyratrongquátrìnhđiềukhiểndướidạngcácchuỗisựkiện.WinCCcungcấpnhiềuhàm

chức năng cho mục đích hiển thị, thông báo bắngđồ họa,xử lý thông tin đo lường,

các tham số công thức,cácbảngghibáocáo,v.v…

đápứngyêucầucôngnghệngàymộtpháttriểnvàlàmộttrong những chương

trìnhứngdụng trong thiết kếgiao diệnHMI, sử dụng phổ cập nhất tạiViệt Namhiện

naynhờvàohệthốngtrợgiúpcủaSiemenscómặttạinhiềunướctrênthếgiớitrongđócóViệt



Nam.

KhisửdụngWinCCđểthiếtkếgiaodiệnđiềukhiểnHMIvàmạngSCADA,WinCCsử

dụng các chức năng sau:

GraphicsDesigne

rThựchiệndễdàngcácchứcnăngmôphỏngvàhoạtđộngquacácđối

tượngđồhoạcủachươngtrìnhWinCC,Windows,OLE,I/O,…vớinhiềuthuộctínhđộng

(Dynamic).

AlramLoggin

gThựchiệnviệchiểnthịcácthôngbáohaycácbáocáotronghệthốngvận hành. Đảm trách

về các thông báo nhận được và lưu trữ. Ngoài ra Alram Logging còn giúp ta tìm ra

nguyên nhân của lỗi.

ReportDesign

erCónhiệmvụtạocácthôngbáo,báocáovàcáckếtquảnàyđượclưudưới dạng các trang

nhật ký sự kiện.

WinCCsửdụngbộcôngcụthiếtkếgiaodiệnđồhọamạnhnhư:Toolbox,cácControl,

OLE,…đượcđặtdễdàngtronggiaodiệnthiếtkế.Ngoàirađểphụcvụchocôngviệcgiám

sátđiềukhiểntựđộng,WinCCcòntrangbịthêmnhiềutínhnăngmớimàcáccôngcụkhác

khôngcó:

CácControlthôngquahệthốngquảntrịdữliệucóthểgắnvớimộtbiếntheodõi

trạngtháicủahệthốngđiềukhiển.Thôngquađó,tácđộngđếnviệcgiámsátcác trạng thái.

Thôngquahệthống,thôngđiệpcóthểthựchiệnđượcnhữnghànhđộngtươngứng

khitrạng thái thay đổi.

TrongWinCC,ngônngữC-Sriptđượcdùngđểthaotácchoviệcxửlýcácsựkiện

phátsinh một cách mềm dẻo và linh hoạt.

WinCCcóthểtạomộtgiaodiệnHMIdựatrêncơsởgiaotiếpgiữaconngườivớicáchệ

thống máy,thiếtbịđiềukhiển(PLC,CNC,

…)thôngquacáchìnhảnh,sơđồ,hìnhvẽhoặccâuchữ

cótínhtrựcquanhơn.Cóthểgiúpngườivậ

nhànhtheodõiđượcquátrìnhlàmviệc,thayđổicác tham số, công thức hoặcquá trình



hoạt động, hiển thị cácgiá trị hiện thời cũng như giao tiếp với quá

trìnhcôngn

ghệthôngquacáchệthốngtựđộng.GiaodiệnHMIchophépngườivậnhànhgiámsát

cácquytrìn

hsảnxuấtvàcảnhbáo,báođộnghệthốngkhicósựcố.DođóWinCClàchươngtrình

thiếtkếgiaodiệnNgười-

Máythậtsựcầnthiết,khôngthểthiếutrongcáchệthốngcóquátrìnhtự động hóa phức tạp

và hiện đại.

Việc sử dụng chương trìnhWinCCđể điều khiển và giám sát hệ thống tự động

hóatrong quá trìnhsản xuất đã cho kết quả điều khiển chính xác.

Từ máy tính trung tâm,có thểđiều khiển sựhoạtđộng toàn bộ dây chuyền sản

xuất được lập trình trên WinCC, bạn có thể giám sát tất cả các thiết bị trên dây

chuyền. Dựa vào giao diện HMI, có

thểgiámsátvàthuthậpdữliệuvào/ra(I/O)mộtcáchchínhxác,hỗtrợcácphươngthứcxửlýdữ

liệu, tổ chứcsố liệu một cách linh hoạt thông qua kiểu lập trình bằng ngôn ngữ C.

3.2 Chức năng của trung tâm điều khiển ( Control Center)

3.2.1 Chứcnăng

ControlCenter chứa tấtcả các chức năngquản lý cho toàn hệ

thống.TrongControlCenter, có thể đặt cấu hình và khởi động module Run-time.

Nhiệm vụ quản lý dữ liệu:

Quảnlýdữliệucungcấphìnhảnhquátrìnhvớicácgiátrịcủatag.Tấtcảcáchoạtđộngcủa

quản lý dữ liệu đều chạy trên một background (nền).

Cácnhiệm vụ chính của Control Center:

Lập cấu hình hoàn chỉnh.

Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình.

Thíchứng việc in ấn, gọi và lưu trữ các dự án (projects).

Quản lý các dự án. Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử

dụng trong một projects:

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 đặcbiệt.

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-time và cấu hình.

Kiểmtrachếđộmôphỏng,trợgiúpthaotácđểđặtcấuhìnhdữliệubaogồm:Dịch hình

vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập thông báo.

3.2.2 Soạnthảo(Editor)

Editordùng soạn thảo và điều khiển một dự án (Project) hoàn chỉnh.

Cácbộ soạn thảo trong trung tâm điều khiển (Control Center ) bao gồm:

Alarm Logging (báo động).

User Administrator (quản lý người dùng).

Text Library (thư viện văn bản).

Report Designer (báo cáo).

Global Scripts (viết chương trình).

Tag Logging (hiển thị giá trị xử lý).

Graphics Designer (thiết kế đồ họa).

Biến (tag)

TagWinCClàphầntửtrungtâmđểtruycậpcácgiátrịquátrình.Trongmộtdựán,chúng

nhậnmộttênvàmộtkiểudữliệuduynhất.Kếtnốilogic sẽđượcgán

vớibiếnWinCC.Kếtnốinày xácđịnh rằng kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình

cho các biến.

Cácbiếnđượclưutrữtrêncơsởdữliệutoàndựán.KhimộtchếđộcủaWinCCkhởiđộng,

tấtcảcácbiếntrongmộtdựánđượcnạpvàcáccấutrúcRun-



timetươngứngđượcthiếtlập.Mỗi biến được lưu trữ trong quản lý dữ liệu theo một

kiểu dữ liệu chuẩn.

Biến nội

CácbiếnnộikhôngcóđịachỉtronghệthốngPLC,dođóquảnlýdữliệubêntrongsẽ

cungcấpchotoànbộmạnghệthống(Network).Cácbiếnnộiđượcdùnglưutrữthôngtin

tổngquátnhư:ngày,giờhiệnhành,lớphiệnhành,cậpnhậtliêntục.Hơnnữa,cácbiếnnội còn

cho phép traođổi dữ liệu giữa các ứng dụng để thựchiện việc truyền thông cho quá

trình theo cách tập trung và tối ưu.

Biến quá trình

TronghệthốngWinCC,biếnngoàicũngđượchiểulàtagquátrình.Cácbiếnquátrình

đượcliên kết truyền thông logic đểphản ánhthôngtinvề địachỉ củacác hệ thốngPLC

khác nhau. Cácbiến ngoài chứa mộtmục tổngquátgồmcác thôngtinvề tên, kiểu,

cácgiá trịgiới

hạnvàmộtmụcchuyênbiệtvềkếtnốimàcáchdiễntảphụthuộckếtnốilogic.Quảnlýdữ

liệuluôncungcấpnhữngmụcđặcbiệtcủaquátrìnhchocácứngdụngtrongmộtmẫuvăn bản.

Nhóm biến: Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic lẫn nhau.

Mộtkếtnốilogicdiễntảgiao diệngiữa hệthốngtựđộngvàquảnlý dữliệu.Mỗinhóm

biến được gán với một khối kênh. Mỗi khối kênh có thể chứa nhiều nhóm biến.

Các kiểu dữ liệu: Biến phải được gán một trong các dữ liệu sao cho mỗi biến

được cấu hình. Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một

biến mới.

Kiểu dữ liệucủa một biếnđộc lập vớikiểu biến (biến nội haybiến quá trình).

Trong WinCC, một kiểu dữ liệu nào đó cũng đều có thể chuyển đổi thành kiểu khác

bằng cách điều chỉnh lại dạng.

Cáckiểu dữliệu (Data Types) có trong WinCC:

Binary Tag: kiểu nhị phân.

Signed 8-bit Value: kiểu 8 bit có dấu.

Unsigned 8-bit Value: kiểu 8 bit không dấu.







FloatingPointNumber32bitIEEE754:

kiểusốthực32bittheotiêuchuẩnIEEE 754.

FloatingPointNumber64bitIEEE754:

kiểusốthực64bittheotiêuchuẩnIEEE 754.

Text tag 8 bit character set: kiểu kí tự 8 bit.

Text tag 16 bit character set: kiểu kí tự 16 bit.

Raw data type: kiểu dữ liệu thô.



Chương IV: Thưc hiện mô phỏng phân loại san

phâm trên WinCC 4.1 Lưu đồ giai thuật

4.1.1 Lưu đồ giai thuật tông quát


Bắt đầu

Kết thúc

Băng tải

Pitong2 Pitong3

Pitong1

So sánh

Đ Đ

Bộ đếm sản phẩm


4.1.2 Lưu đồ giai thuật chi tiết


Bắt đầu

Băng tải

<=2Kg

>2Kg<=4Kg

>4Kg

Bộ đếm tổng +1Bộ đếm >4kg +1

Kết thúc

Pitong2

Pitong3

CB4=1

CB2=1

CB3=1

CB=1=1

Pitong1

Bộ đếm tổng +1Bộ đếm <=2kg +1

Bộ đếm tổng +1Bộ đếm

>2Kg&<=4Kg +1

Đ

S

S

Đ

Đ


4.2 Viết chương trình điều khiển cho S7-300 trên Step7

4.2.1 Tạo project

Nhấn next -> chọn CPU 312->Next -> Chọn LAB-Next->Đặt tên project-

>Finish

Click chọn OB sẽ hiển thi cửa sổ để viết chương trình điều khiển



4.2.2 Các lệnh cơ ban trong Step7

Các lệnh sử dụng

[CMP] so sanh các biến nhớ M

[S_CU] bộ đếm

[S_ODT] bộ định thời


Download PLCNút nhấn

thường hởNgỏ ra Output

Nút nhấn thưởng đóng

Các bộ thuật toán


[Move] bộ di chuyển dữ liệu

[Div] bộ chia

[Mul] bộ nhân

Chương trình điều khiển cho hệ thống cân được thể hiện cụ thể ở phụ

lục 1.1

4.3 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên WinCC

4.3.1 Các thao tác trên Wincc

Bươc 1: Chọn file New. Bảng hộp thoại WinCC Explorer xuất hiện chọn

Single-User Project rồi OK. Sau đó ta đặt tên cho dự án mới và chọn

“Creat”Là bước tạo dự án mới đã hoàn thành



Bươc 2: Đối với giao diện WinCC ta thực chọn những Tag. Ta chọn phải

chuột Tag Management Add New Driver, ta chọn mục SimaticS7

Protolocol Suite.chn. Ta sẽ được SimaticS7 Protolocol Suite được gọi là Tag

ngoại.



Bươc 3: Tạo các Tag nội và Tag ngoại

Tag nội



Tag ngoại

Bươc 4: Tạo Graphics Designer. Nhấp đúp vào biểu tượng Graphics Designer

Bươc 5: Tạo đối tượng trong Graphics Designer. Có nhiều cách để tạo đối

tượng:

Tự tạo đối tượng bằng cách chọn những Standard Objects trong Object Palette



Chọn những đối tượng có sẵn trong Library. Chọn View Library, cửa sổ

Library xuất hiện.

Bươc 6: Thiết lập nút nhấn và I/O

Tạo I/O hiển thị thông số hiện tại: Khung Object Palette ta chọn Smart

Objects I/O Field. Sau đó Tag biến thực hiện đếm.



Nhấn chuột phải vào I/O chọn Properties cửa sổ Object Properties xuất hiện.

Ta có thể lựa chọn và thay đổi những thông số, giới hạn, kiểu và kích thước

chữ,…

Lần lượt thực hiện cho những nút nhấn và I/O còn lại. Chú ý tương ứng với

mỗi nút nhấn ta chọn những Tag khác nhau trong chương trình.

Tạo nút nhấn: Khung Object Palette chọn Windowns Objects

Button.Nhấn chuột phải vào Button chọn Properties cửa sổ Object Properties

xuất hiện.Chọn Events MousePress leftC-Action… Ta viết chương

trình như sau



Bươc 7: Thiết lập vật di chuyển:

Chọn Properties, khung Object Properties xuất hiện ta chọn Properties

Geometry Position X Nhấn phải chuột vào Dynamic C-Action.



Bươc 8 : Tạo canh báo Alarm logging

Mở cửa số Alarm logging

Tại MessageTag ta chọn tag cần cảnh báo và Message text ta có thể ghi chú

lỗi .

Click phải chuột Append New line: nếu muốn thêm phần cảnh báo

Trong Graphics Designer : trong cửa sổ Object palette chọn Controls

Wincc AlarmControl



Tại Wincc AlarmControl Properties chọn tab Message lists chọn message

text ;

Kết quả:



4.3.2 Mô hình sau khi thưc hiện


Các nút nhấn tạo thùng

Bảng cảnh báo

Bộ đếm Sản phẩm Reset bộ đếm

Bàn

Cân

Điều khiển băng truyền và cảnh báo

Tốc độ động

cơ

Đèn cảnh báo quá

kg


Kết luậnQua đề tài “Mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm theo cân nặng ” giúp em

học hỏi được nhiều kinh nghiệm trong việc thiết kế, mô phỏng và viết chương trình

cho PLC. Bên cạnh đó vẫn còn nhiều khó khăn trong việc tìm kiếm tài liệu trong

quá trình thực hiện đề tài, nhờ sự giúp đỡ của thầy để em hoàn thành đồ án theo yêu

cầu đặt ra.

Đề tài cũng có những ưu và nhược điểm riêng:

Ưu điểm: Mô phỏng trên WinCC để giám sát điều khiển quá trình vận hành

của hệ thống thông qua SCADA mà người điều khiển có thể vận hành theo

đúng yêu cầu.

Nhược điểm: Còn gặp nhiều khó khăn trong việc lập trình mô phỏng trên

WinCC chưa theo yêu cầu, chưa đúng chính xác hoàn toàn. Chỉ mô phỏng có

thể chưa đáp ứng được đúng thực tế nếu thực hiện làm mô hình.

Tài liệu tham khao[1]. Giáo trình cảm biến và ứng dụng, Bộ môn tự động hóa – Khoa công nghệ , Đại

học cần thơ

[2]. Trần Thu Hà – Phạm Quang Huy, Giao diện người, máy HMI lập trình với S7-

300 và Wincc, nhà sản xuất Hồng Đức

[3] [Website]

Picvietnam.com

Dientuvietnam.net

loadcell.com.vn



PHỤ LỤC :1.1 Chương trình điều khiển


bìa

Documents