Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu chức năng của OPC server, lấy điển hình là OPC KepserverEX.V4.0 Tìm hiểu cách mà OPC server thu thập và điều khiển hệ thống sản xuất. Tìm hiểu về giao thức liên kết giữa KepserverEX với các loại PLC mà nó hỗ trợ. Nghiên cứu phần mềm SCADA Intouch Wonderware, là phần mềm SCADA khá phổ biến hiện nay do tính năng bổ trợ phong phú, giao diện sống động kết hợp nhiều kiểu lập trình khá linh hoạt gia tăng tính linh động và mềm dẻo khi hoạt động.
LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Chương I: DẪN NHẬP I. Đặt vấn đề: Với xu hướng công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, sự phát triển của công nghiệp trong các lĩnh vực sản xuất được đánh giá là động lực chính cho sự phát triển của quốc gia. Thêm vào đó sự phát triển này phải hòa chung vào xu hướng phát triển mới của nhân loại. Trong lĩnh vực sản xuất, con người đã chứng kiến sự phát triển đi lên không ngừng của công nghệ để gia tăng nâng suất lao động và tiết kiệm chi phí sức người sức của. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật cuốn theo sự phát triển không ngừng trong lĩnh vực tự động sản xuất trong các nhà máy xí nghiệp. Thiết bị logic lập trình hay PLC ngày càng được ứng dụng rộng rãi do tính đễ dàng trong điều khiển, đáp ứng nhanh chóng các yêu cầu đặt ra; bên cạnh đó, điều kiện làm việc có thể đáp ứng lâu dài, tuổi thọ cao, ít hỏng hóc hoặc nếu có là do chương trình phần mềm chưa tối ưu có thể lập trình lại nhiều lần. Theo đà phát triển công nghệ, sự ra đời của các công cụ hỗ trợ như màn hình giao diện người máy (HMI) và các phần mềm hỗ trợ giám sát điều khiển qua mạng SCADA làm tăng tính ưu việt trong điều khiển giám sát hệ thống. Người vận hành có thể nắm bắt thông tin hoạt động hệ thống tại trạm điều khiển mà không cần tận mắt quan sát tại dây chuyền, bằng cách gừi lệnh điều khiển thông qua SCADA. Điều này làm tăng hiệu quả xử lý sự cố và thời gian đáp ứng. Không dừng lại ở đó, sự ra đời của chuẩn OPC giúp tăng tính tích hợp hệ thống. OPC là một chuẩn chung có vai trò cung cấp phương tiện mang thông tin và dữ liệu từ một dãy rộng các thiết bị và hệ thống công nghiệp trong ứng dụng Client trên nền Windows. OPC giải quyết vấn đề về tạo “chuẩn chung” trong điều khiển các hãng PLC khác nhau để cùng liên kết trong một SCADA giám sát và điều khiển. Từ yêu cầu có ý nghĩa thực tiễn đó, tìm hiểu về OPC là một nhu cầu bức thiết giúp tăng tính tối ưu trong hoạt động sản xuất của các nhà máy. Để ứng dụng được các kiến thức này khi đi vào thực tế, người học cần có nền kiến thức cơ bản về truyền thông theo kiến trúc Client / Server, mạng LAN, bộ lập trình lôgic, giao thức COM/DCOM, hệ thống giám sát và thu thập dữ liệu Scada. Từ đó, người nghiên cứu sẽ ứng dụng được vào thực tế, góp phần nâng cao xu hướng tự động hóa trong công nghiệp. II. Lý do chọn đề tài: Với xu thế sản xuất trong tương lai gần, hầu hết các nhà máy lớn, vừa và nhỏ sẽ chuyển sang giải pháp tự động hóa dùng SCADA thay cho phương pháp thủ công cục bộ lạc hậu như hiện nay. Có một vấn đề là làm thế nào để giá thành của quá trình nâng cấp đó vừa mang tính hiệu quả về kinh tế lại vừa có tính dự phòng mở rộng trong tương lai ? Các nhà máy lớn muốn phân cấp trong quá trình điều hành sản xuất, việc giám sát điều hành chia bộ phận nhỏ khác nhau với các mục đích chuyên biệt thì phải làm thế nào ? Nhận thấy tính ứng dụng thực tiễn của đề tài trong thời điểm hiện thời vì vậy nhóm em đã quyết định chọn đề tài “ Tìm hiểu sự liên kết giữa phần OPCKEPseverExV4.0 với một loại PLC Và sự liên kết giữa OPC và phần mềm SCADA INTOUCH của hãng WONDERWARE” để nghiên cứu làm đồ án môn học 2 và hi vọng sự thành công của đề tài sẽ phần nào làm cơ sở cho việc phát triển xây dựng một hệ thống OPC mang tính ưu việc trong thực trạng nền công nghiệp tự động hóa hiên nay. Một vấn đề mà chúng ta nhận thấy khá phổ biến hiện nay là các nhà máy xí nghiệp thường liên kết nhiều dòng PLC khác nhau trong sản xuất (như: Siemens, Allen Bradley, Panasonic, Mitsubishi, Omron…) để phục vụ nhu cầu điều khiển hệ thống thiết bị, do mỗi dòng có các thế mạnh khác nhau và các ứng dụng chuyên biệt. Để đưa về một chuẩn chung tạo điều kiện cho việc điều khiển giám sát là một giải pháp hiệu quả nhằm nâng cao năng suất lao động và tối ưu hóa việc TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 1 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC vận hành điều khiển. Bằng cách sử dụng chuẩn liên kết này, người giám sát có thể thông qua đó thu thập dữ liệu rồi phát các lệnh điều khiển thật dễ dàng. Nói về ứng dụng này, OPC giữ vai trò vô cùng quan trọng. III. Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 3.1. Mục tiêu nghiên cứu: Tìm hiểu chức năng của OPC server, lấy điển hình là OPC KepserverEX.V4.0 Tìm hiểu cách mà OPC server thu thập và điều khiển hệ thống sản xuất. Tìm hiểu về giao thức liên kết giữa KepserverEX với các loại PLC mà nó hỗ trợ. Nghiên cứu phần mềm SCADA Intouch Wonderware, là phần mềm SCADA khá phổ biến hiện nay do tính năng bổ trợ phong phú, giao diện sống động kết hợp nhiều kiểu lập trình khá linh hoạt gia tăng tính linh động và mềm dẻo khi hoạt động. 3.2. Nhiệm vụ nghiên cứu: Tìm hiểu nghiên cứu về OPC Kepserver để hiểu được nguyên tắc hoạt động, cũng như cách thức liên kết đã dược định nghĩa sẵn theo chuẩn truyền thông mà phần mềm OPC quy định. xây dựng giao diện điều khiển bằng phần mềm Intouch Wonder Ware, lập trình ứng dụng để tự động hóa mô hình giao diện. thao tác điều khiển chỉ cần ON hay OFF. Điều này làm tăng tính tối ưu trong điều khiển. IV. Đối tượng nghiên cứu: Trên cơ sở xác định được mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, bước tiếp theo là xác định được đối tượng nghiên cứu. Đây là một khâu quan trọng giúp định hướng hướng triển khai của đồ án ; giúp sinh viên thực hiện bao quát được nội dung đồ án, rồi từ đó có sự phân chia về thời gian và sắp xếp công việc một cách khoa học. Đối tượng nghiên cứu được bao quát ở các phần lớn sau: • Phần mềm OPC server của kepware: KepServerEX phiên bản 4.0 về sau. • Bộ kit thực tập PLC gồm có S7-300 và phần mềm lập trình Simatic S7, phần mềm Rslogix5000 của rockwell với module mô phỏng softlogix chassic monitor • Phần mềm trung gian liên kết Kepserver EX và SCADA Intouch OPC link. • Giám sát hệ thống bằng SCADA Intouch của hãng WonderWare. V. Giới hạn đề tài: Mặc dù kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã thỏa mãn được yêu cầu đưa ra, nhưng nhìn chung thành quả đạt được vẫn chưa phát huy được tối ưu các tính năng mà phần mềm hỗ trợ cung cấp. Về phần OPC server, mặt cơ bản nhóm đã nhấn mạnh được điểm chính là thu thập dữ liệu được nhiều kênh định danh cho nhiều loại PLC, người điều khiển được quyền thao tác ghi đọc giá trị xuống cơ cấu chấp hành. Nhưng vẫn có nhiều vấn đề mà nhóm vẫn chưa phát huy để tăng tính ưu việt nhất của ứng dụng. Hoạt động hệ thống chỉ thể hiện trên ngõ vào ra trên PLC mà chưa liên kết với mô hình thực tế và chỉ chạy trên phần mềm mô phỏng. Về mặt logic và tập lệnh, nhóm chỉ mới tập trung nghiên cứu về một số tập lệnh và hàm cơ bản trong INTOUCH. VI. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn: Nhìn chung chủ đề OPC là chủ đề khá mới mẻ hiện nay do vẫn chưa được phổ biến trong hệ thống quản lý công nghiệp nước nhà, mặc dù mới nhưng nó mang tính ưu việt trong lĩnh vực điều khiển, tự động hóa công nghiệp. Kết quả mà việc nghiên cứu đề tài mang lại có ý nghĩa vô cùng sâu sắc. Đề tài bắt nguồn từ nhu cầu bức thiết trong điều kiện sản xuất thực tế hiện nay, vì vậy khi đề tài hoàn tất, thành quả đem lại có ý nghĩa thực tiễn cao. Đồ án thực hiện được đã phát huy được tầm quan trọng của Kepserver OPC trong việc thu thập dữ liệu, trạng thái các cơ cấu thiết bị từ một dãy rộng các thiết bị PLC khác nhau: Siemens, Rockwell…. Quá trình thực hiện đồ án chủ yếu dựa trên cơ sở lý thuyết khoa học đã được kiểm chứng. Trên cơ sở lý thuyết, quá trình thực nghiệm đã kiểm chứng tính đúng đắn và tầm quan trọng cùng mối liên hệ hỗ trợ hết sức mật thiết giữa lý thuyết và thực nghiệm. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 2 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Sau khi thực hiện xong đồ án này, thành quả đạt được có ý nghĩa vô cùng quan trọng với người thực hiện đề tài. Người thực hiện đã ứng dụng được kiến thức tích lũy bên cạnh tiếp thu được rất nhiều kiến thức bổ ích trong quá trình triển khai thực hiện. Kiến thức lập trình cho các hãng Rockwell, Siemens… lập trình cho giao diện Scada; hiểu được về phần mềm OPCKEPsever và phần mềm SCADA INTOUCH. Vấn đề quan trọng nữa là gia tăng kỹ năng hoạt động trong nhóm, phân tích và giải quyết các vấn đề phát sinh. Các bài học này giúp cho quá trình làm việc mang tính khoa học và đạt hiệu quả cao. VII. Dàn ý nội dung nghiên cứu: Đồ án mà nhóm nghiên cứu thực hiện chủ yếu đi sâu vào nghiên cứu các nội dung sau: OPC KEPwareKepserver: Phần mềm OPC dùng tạo các kênh để thu thập dữ liệu từ các thiết bị là các bộ lập trình logic hay PLC. OPC kepserver hỗ trợ các trình điều khiển hay Driver cho từng thiết bị tùy theo hãng PLC với các thông số về truyền thông, loại thiết bị xác định phần cứng… để tạo kênh liên kết chia sẽ dữ liệu. OPC Link: Wondervare OPOLink là một ứng dụng trong Window dùng để chuyển đổi các chuẩn giao thức. Nó cho phép các ứng dụng trong Windows truyền dữ liệu tới OPC servers trên một máy hoặc ở hai máy khác nhau. Cơ cấu phần cứng và phần mềm lập trình cho các thiết bị logic lập trình gồm: • Siemens s7 – 300 với Simatic Step S7. • Rslogix5000 với module mô phỏng 1789 L60 Softlogix5860 controller Wonderware Intouch HMI: Phần mềm SCADA tạo giao diện điều khiển của hãng Wonderware. Trong phần này chủ yếu tập trung vào nghiên cứu cách thức xây dựng WindowMaker, xử lý dữ liệu trong WindowViewer, và lập trình tập lệnh ứng dụng (Application script) để điều khiển dòng dữ liệu tới cơ cấu vào ra ở thiết bị chấp hành. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 3 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Chương II: TỔNG QUAN VỀ OPC, GIAO THỨC OPC LINK I. Tổng quan về chuẩn OPC: OPC là một “chuẩn giao diện” được hiệp hội “OPC Foundation” xây dựng và phát triển. Dựa trên mô hình đối tượng thành phần DCOM (Distributed COM) của hãng Microsoft, OPC định nghĩa thêm một số giao diện cho khai thác truy xuất 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. Với mục đích ban đầu là thay thế cho các dạng phần mềm kết nối như I/O-Drivers và DDE, OPC qui định một số giao diện chuẩn cho các chức năng như: Khai thác, truy nhập dữ liệu quá trình (Data Access) từ nhiều nguồn khác nhau (PLC, các thiết bị trường, bus trường, cơ sở dữ liệu ) Xử lý sự kiện và sự cố (Event and Alarm) Truy nhập dữ liệu quá khứ (Historical Access) Trong tương lai OPC sẽ hỗ trợ các chức năng khác như an hoàn hệ thống (Security) và điều khiển mẻ (Batch). OPC sử dụng cơ chế COM/COM để cung cấp các dịch vụ truyền thông cho tất cả các ứng dụng hỗ trợ COM. Có thể kể ra hàng loạt các ưu điểm của việc sử dụng OPC như: Cho phép các ứng dụng khai thác, truy nhập dữ liệu theo một cách đơn giản, thống nhất. Hỗ trợ truy nhập dữ liệu theo cơ chế hỏi tuần tự (polling) hoặc theo sự kiện (event-driven). Được tối ưu cho việc sử dụng trong mạng công nghiệp. Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị. Linh hoạt và hiệu suất cao. Sử dụng được từ hầu hết các công cụ phần mềm SCADA thông dụng, hoặc bằng một ngôn ngữ bậc cao (C++, Visual Basic, Delphi, ). Cốt lõi của OPC là một chương trình phần mềm phục vụ gọi là “OPC-Server”, trong đó chứa các mục dữ liệu (OPC-Item) được tổ chức thành các nhóm (OPC-Group). Thông thường, một OPC- Server đại diện một thiết bị thu thập dữ liệu như PLC, RTU, I/O hoặc một cấu hình mạng truyền thông. Các OPC-Items sẽ đại diện cho các biến quá trình, các tham số điều khiển, v.v OPC được xây dựng dựa trên ý tưởng ứng dụng công nghệ COM nhằm đơn giản hóa, chuẩn hóa việc khai thác dữ liệu từ các thiết bị cận trường và thiết bị điều khiển, tương tự như việc khai thác một hệ thống cơ sở dữ liệu thông thường. Giống như COM, OPC không qui định việc thực hiện khai thác cụ thể, mà chỉ định nghĩa một số giao diện chuẩn. Thay cho việc dùng C/C++ dùng để định nghĩa một giao diện lập trình như thông thường, ngôn ngữ dùng ở đây (gọi là Interface Definition Language hay IDL) không phụ thuộc vào nền cài đặt hay ngôn ngữ lập trình. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 4 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Hình 2.1: Kiến trúc sơ lược của OPC Như được minh họa trên Hình 2.2, hai kiểu đối tượng thành phần quan trọng nhất trong kiến trúc OPC là OPC-Server và OPC-Group. Trong khi OPC-Server có nhiệm vụ quản lí toàn bộ việc sử dụng và khai thác các dữ liệu, thì các đối tượng OPC-Group có chức năng tổ chức các phần tử dữ liệu (items) thành từng nhóm để tiện cho việc truy nhập. Thông thường, mỗi item ứng với một biến trong một quá trình kỹ thuật hay trong một thiết bị điều khiển. Hình 2.2: OPC cùng giao thức truyền nhận II. OPC Server: Một OPC server trong truy cập dữ liệu thiết lập kết nối giữa giao diện OPC với một hay nhiều nguồn dữ liệu. Điều này làm OPC server trở thành đơn vị trung tâm truyền thông giữa một OPC client và các bộ điều khiển riêng biệt. OPC server được kết nối tới bộ điều khiển riêng biệt thông qua quá trình thi hành của các giao thức truyền thông. Điển hình, OPC server được dựa trên các trình điều khiển đặc biệt, các trình điều khiển này thiết lập giao diện cùng với xử lý phần cứng. Server này sẽ cung cấp các ứng dụng trong một giao diện OPC dựa trên cấu trúc COM/DCOM. Các ứng dụng này sử dụng dịch vụ của OPC server được xem như một OPC client. OPC Server là một đối tượng phân tán, cung cấp giao diện OPC chuẩn cho các ứng dụng. Việc giao tiếp qua các mạng công nghiệp được thực hiện bằng các lời gọi đơn giản, thống nhất không phụ thuộc vào mạng truyền thông và giao thức được sử dụng. OPC Server hỗ trợ hai phương pháp truy cập dữ liệu : Polling: Client chủ động yêu cầu Server cung cấp dữ liệu mỗi khi cần. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 5 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Publisher/Subscriber: Client chỉ cần một lần yêu cầu Server, sau đó tùy theo cách đặt (Theo chu kỳ, theo sự thay đổi của giữ liệu hoặc theo một sự kiện nào đó). Phương pháp này còn được gọi là truy cập không đồng bộ. III. OPC Client: Bằng cách tạo ra mẫu COM trong client với các giao diện riêng biệt, OPC server được hiểu rõ bởi quá trình truy nhập của client tới một biến xác định của bộ điều khiển đã định cấu hình được yêu cầu. Sự thực thi các giao diện thêm nữa thông qua giao diện “IOPCGroupStateMgt“ Group(s) cho phép các quá trình đọc và ghi tới các biến. Các phương pháp truy cập sau có thể thực hiện: Đọc ghi đồng bộ. Đọc ghi không đồng bộ. Giám sát các biến. Hình 2.3: Kiến trúc Client/Server trong OPC Chuẩn OPC hiện nay qui định hai kiểu giao diện là Custom Interfaces (OPC Taskforce, 1998b) và Automation Interface (OPC Taskforce, 1998c). Kiểu thứ nhất bao gồm một số giao diện theo mô hình COM thuần túy, còn kiểu thứ hai dựa trên công nghệ mở rộng OLE-Automation. Sự khác nhau giữa hai kiểu giao diện này không những nằm ở mô hình đối tượng, ở các ngôn ngữ lập trình hỗ trợ mà cũng còn ở tính năng, hiệu suất sử dụng. Custom Interface dùng các ngôn ngữ như C/C++ phức tạp hơn nhưng hiệu suất cao, dựa trực tiếp trên các đối tượng COM. Automation Interface dùng các ngôn ngữ đơn giản, phưong pháp lập trình đơn giản, hiệu quả thấp, dựa trên công nghệ COM automation. IV. OPC link : Wondervare OPCLink là một ứng dụng trong Window dùng để chuyển đổi các chuẩn giao thức. Nó cho phép các ứng dụng trong Windows truyền dữ liệu tới OPC servers trên một máy hoặc ở hai máy khác nhau. OPCLink tự động phát hiện phiên bản của “OPC data access” và sử dụng phiên bản mới nhất. OPCLink kết nối tới OPC servers, chuyển đổi các lệnh của client sang chuẩn OPC, và truyền dữ liệu lại client sử dụng các chuẩn: DDE, FastDDE, SuiteLink. Trao đổi dữ liệu động (DDE): là giao thức truyền thông được phát triển bởi Microsoft nhằm cho phép các ứng dụng trong môi trường Window gửi nhận dữ liệu và các câu lệnh với nhau. Nó thực hiện mối quan hệ client-server giữa 2 ứng dụng đang chạy đồng thời. ứng dụng server cung cấp dữ liệu và nhận các yêu cầu từ bất kì các ứng dụng khác truy xuất dữ liệu của nó. Các ứng dụng TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 6 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC yêu cầu là các client. Các ứng dụng như Intouch và Excel có thể đồng thời vừa là client vừa là server. FastDDE: Cung cấp một phương tiện cho việc đóng gói nhiều thông tin Wonderware DDE riêng biệt vào trong một tin Microsoft DDE đơn. Việc đóng gói này cải thiện hiệu quả và hoạt động bằng cách giảm tổng số lượng vận chuyển DDE được yêu cầu giữa một client và một server. Mặc dù FastDDE của hãng Wonderware gia tăng và mở rộng tiện ích của DDE trong nền công nghiệp, sự mở rộng này được đặt vào trong các thuộc tính ràng buộc trong môi trường phân tán. SuiteLink: Sử dụng giao thức dựa trên chuẩn TCP/IP và được thiết kế đặc biệt nhằm đáp ứng các nhu cầu công nghiệp chẳng hạn như tính toàn vẹn của dữ liệu, khả năng truyền đạt cao, và chuẩn đoán dễ dàng hơn. Chuẩn giao thức này được hỗ trợ trên Microsoft Windows 2000, Windows XP, và Windows 2003. SuiteLink: Không phải là sự thay thế cho DDE, FastDDE, hay NetDDE. Giao thức này sử dụng giữa một client và một server phụ thuộc vào kết nối mạng máy tính và cấu hình. SuiteLink được thiết kế để làm chuẩn phân tán mạng dữ liệu công nghiệp và cung cấp các đặc tính kỹ thuật sau: Chất lượng giá trị thời gian (Value Time Quality (VTQ)) đặt dấu hiệu thời gian và bộ chỉ định chất lượng trên tất cả các giá trị dữ liệu được phân phối tới các client VTQ-aware. Chuẩn đoán mở rộng của lưu lượng dữ liệu, dò tìm server, tiêu thụ tài nguyên máy tính, và mạng vận chuyển được tạo ra đạt được thông qua các hệ thống hoạt động giám sát hiệu quả Microsoft Windows 2000, Windows XP, và Windows 2003. Đặc tính này mang tính quyết định trong các mẫu và bảo trì của mạng công nghiệp phân tán. Các đơn vị dữ liệu đồng nhất cao có thể được bảo quản giữa các ứng dụng bất chấp nếu ứng dụng trên một nút hay phân tán trên một dãy lớn các nút. Giao thức vận chuyển mạng là TCP/IP sử dụng giao diện WinSock chuẩn của Microsoft. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 7 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Chương III: KEPWARE KEPSERVER VÀ TRÌNH ĐIỀU KHIỂN (DRIVER) HỖ TRỢ CÁC PLC I. Giới thiệu KEPServerEx: KEPServerEx là một ứng dụng trên nền Windowns 32 bit, cung cấp phương tiện mang thông tin và dữ liệu từ một dãy rộng các thiết bị và hệ thống công nghiệp trong ứng dụng Client trên Windows PC. KEPServerEx bao gồm các hạng mục của ứng dụng "Server". ứng dụng Client/Server ngày nay trở nên phổ biến trong các nguyên lý phần mềm và ứng dụng thương mại. Trong thị trường công nghiệp, nó thường được biết đến là phương tiện chia sẻ dữ liệu trong sản xuất giữa một phạm vi lớn các ứng dụng từ giao diện người máy HMI và lịch sử dữ liệu tới các ứng dụng lớn như MES và ERP. Không kể đến chức năng phục vụ trong thương mại, ứng dụng client/server có một điểm chung, một phương pháp đã được định chuẩn để chia sẻ dữ liệu. trong lĩnh vực công nghiệp, công nghệ Client/Server được phát triển đã hơn 10 năm qua. Lúc ban đầu, một vài trong số các công nghệ này có bản quyền cá nhân. Trong nhiều trường hợp, các kiến trúc Client/Server có sở hữu này được sử dụng rộng rãi nhưng vẫn còn chưa hiệu quả đối với ứng dụng thứ 3 (tức chỉ trao đổi một một). cùng lúc đó, với sự phát triển sớm của Windows Microsoft, đã cung cấp một công nghệ Client Server chung được gọi là DDE hay Dynamic Data Exchange. DDE thật sự cung cấp một kiến trúc cơ bản cho phép nhiều ứng dụng windows từ một dãy rộng các máy khách để chia sẻ dữ liệu, nhưng có một vấn đề. DDE không thiết kế cho mục đích sử dụng trong thị trường công nghiệp; trong thị trường công nghiệp, nó thiếu hay chưa đáp ứng được tốc độ và trong cài đặt công nghiệp. Tuy nhiên,điều này không ngưng được việc DDE trở thành kiến trúc Client Server có ưu thế, phần lớn là do tính hiệu quả của nó trong hầu hết các ứng dụng trên nền Windows. Đúng lúc, sự thay đổi trong DDE của Microsoft được phát triển bởi một vài các khách hàng lớn trên thị trường. Những thay đổi này được chỉ ra là tốc độ và tính tin cậy cảu DDE nhưng nhiều người trong giới công nghiệp đồng ý là một hệ thống tốt hơn cần được phát triển. Kepserver truy cập giá trị các tag từ thiết bị PLC theo thứ tự như sau : Hình 3.1: Trình tự liên kết KepserverEX. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 8 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC II. Trình điều khiển Kepserver hỗ trợ liên kết tới PLC: 1. trình điều khiển Kepserver hổ trợ liên kết với PLC Siemens: 1.1.Tổng quan: Trình điều khiển thiết bị cho chuẩn Ethernet TCP/IP của Siemens được thiết kế cho việc sử dụng với các sản phẩm OPC server 32 bit chạy trên các máy tính sử dụng vi xử lý Intel. Trình điều khiển này nhằm cho việc sử dụng với Siemens S7-200, 300, và 400. Có 2 lựa chọn cho vấn đề truyền thông giao tiếp: • Bộ giao diện xử lý truyền thông công nghiệp Ethernet TCP/IP. Bộ giao diện xử lý truyền thông này được sử dụng truyền nhận trên mạng Ethernet công nghiệp (ISO 8073 lớp 0) theo chuẩn TCP/IP như được định nghĩa trong RFC1006. • Thiết bị tiếp hợp Netlink của Hilscher, chỉ một cổng MPI được yêu cầu. Bộ tiếp hợp Netlink này không hỗ trợ cho chuẩn S7-200. Trình điều khiền này không yêu cầu thư viện đặc biệt nào hay phần cứng. Một card Ethernet chuẩn là đủ. Thiết bị hỗ trợ truyền thông qua mạng: • S7-200 thông qua CP243. • S7-300 thông qua CP343. • S7-400 thông qua CP443. • S7-300 thông qua NetLink. • S7-400 thông qua NetLink. Thời gian trễ tạm ngưng kết nối (Connection Timeout) Đây là thời gian mà trình điều khiển sẽ chờ đợi cho kết nối được tạo ra cho một thiết bị. phụ thuộc vào tốc độ download của mạng thời gian kết nối này có thể thay đổi với mỗi cố gắng kết nối. Cài đặt mặc định là 3s. giới hạn cho phép là từ 1s tới 30s. Thời gian trễ tạm ngưng yêu cầu: Request Timeout Đây là thời gian mà trình điều khiển sẽ chờ phản hồi từ một thiết bị trước khi từ bỏ và tiếp tục gửi yêu cầu tiếp theo. Thời gian trễ tạm ngưng dài hơn chỉ ảnh hưởng đến tính năng và hiệu quả khi truyền nếu thiết bị ngưng phản hồi. Cài đặt mặc định là 2000ms. Giới hạn cho phép là từ 100 tới 30000ms. Tạo kết nối lại (Retry Attempts) Quá trình cài đặt kết nối lại xác định số lần trình điều khiển sẽ gửi lại một tin trước khi từ bỏ và tiếp tục gửi tin kế tiếp. Cài đặt mặc định là 2 lần thử lại. Giới hạn cho phép là từ 1 tới 10 lần thử. Các chỉ số ID của thiết bị: Lên tới 1024 thiết bị được định nghĩa trên một kênh cho phép. Chỉ số ID thiết bị theo định dạng sau YYY.YYY.YYY.YYY trong đó YYY chỉ định địa chỉ IP của thiết bị (mỗi byte YYY nên được đặt trong dãy 0 tới 255). Đối với các người dùng NetLink, thông số truyền thông Netlink chẳng hạn như địa chỉ IP, Subnet Mask và tốc độ Baud, có thể được cấu hình sử dụng NetLink Configuration Utility. 2. Trình điều khiển Kepserver hổ trợ liên kết với PLC RockWell: TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 9 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Việc liên kết giữa kepserver và PLC RockWell được thực hiện tương tự như PLC Siemens. Sau đây là một số bước cơ bản để hổ trợ liên kết: Bước 1: Ta chọn một loại driver mà ta muốn gán cho kênh liên kết: Bước 2: Ta sẽ cấu hình cho card mạng của máy tính: Bước 3: chọn tên thiết bị kết nối: TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 10 1 1 [...]... 32 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC PHỤ LỤC A: CHƯƠNG TRÌNH PLC chương trình điều khiển và giám sát tốc độ động cơ Chương trình hệ thống đèn giao thông với PLC Siemens (S7 300): TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 33 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 34 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN... PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Sau khi nhấn Auto create ta được kết quả như sau: Như vậy đến đây ta đã hoàn thành việc liên kết giữa phần mềm OPCKEPseverExV4.0 với một loại PLC của hãng (Rockwell Automaion) Chương IV: WONDERWARE INTOUCH HMI TÍCH HỢP ARCHESTRA TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 14 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC I Giới thiệu Scada intouch. ..LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Vì ở đây ta dùng phần mềm mô phỏng: Softlogix chassic monitor của rockwell chứ không dùng PLC thực tế nên ta chọn: Bước 4: chọn địa chỉ ID của PLC: TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 11 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Cứ thế ta nhấn next liên tục đến finish Bước... trends và Historical trend: Trend Real-time biểu diễn giá trị hiện tại của tag : TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 27 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 28 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Chương V: Kết quả thực nghiệm và hướng phát triển đề tài I Sơ đồ tổng quan hệ thống: OPC CLIENT (INTOUCH) ... trong PLC RockWell và download chương trình xuống PLC, sau đó sử dụng tính năng hổ trợ của phần mềm Kepserver ta có thể tự động tạo Tag trong Kepserver TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 12 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Click chuột vào database creation ta có được bảng device properties xuất hiện TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 13 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN... INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 34 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 35 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC PHỤ LỤC B: CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG TRONG INTOUCH HMI điều khiển và giám sát tốc độ động cơ: IF dMOTORTHUAN_OPCLINK == 1 THEN IF rTOCDOHIENTAI_OPCLINK < DATTOCDO... NETKWORK PLC ROCKWELL ĐK VÀ GIÁM SÁT TỐC ĐỘ ĐÔNG CƠ TCP ETHERNET PLC SIEMEN HỆ THỐNG ĐÈN GIAO THÔNG Hình 5.1: Hệ thống mô hình điều khiển và giám sát qua OPC II Mô hình giao diện điều khiển Dưới đây là 2 giao diện điều khiển giám sát thiết kế bằng Wonderware Intouch HMI để giám sát 2 mô hình trạm PLC TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 29 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC. .. sát và quản lý quá trình sản xuất Sơ đồ sau thể hiện các thiết bị trung tâm chủ yếu của Intouch HMI đươc sử dụng để xây dựng và chạy các ứng dụng TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 18 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Hình 4.4: Sơ đồ Intouch HMI Khi tên ứng dụng được đề nghị, bạn sử dụng quản lý ứng dụng (Application Manager) để tạo ra và sắp xếp các ứng dụng Intouch. .. tag được lưu trữ và phân tán như thế nào TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 22 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC 7 Logic và câu lệnh: Ta có thể viết các câu lệnh để giám sát và quản lý các bộ phận của các ứng dụng Intouch Một câu lệnh là một tập các chỉ dẫn quy trình được lập trình trực tiếp thực hiện một thao tác trong ứng dụng Intouch Các câu lệnh Intouch theo ngôn... lý với ArchestrA IDE, bạn có thể chỉnh sửa ứng dụng với WindowMaker bằng cách mở trình soạn thảo InTouchViewApp Quản lý các ứng dụng Bạn sử dụng bộ quản lý ứng dụng (Application Manager) để sắp xếp các ứng dụng Intouch Hình 4.8 thể hiện hệ thống phụ trợ và các lệnh thực thi từ bộ quản lý ứng dụng TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 21 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4.0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC . khiển Kepserver hổ trợ liên kết với PLC RockWell: TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 9 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4. 0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Việc liên kết giữa kepserver và PLC. 13 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4. 0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC Sau khi nhấn Auto create ta được kết quả như sau: Như vậy đến đây ta đã hoàn thành việc liên kết giữa phần mềm. Trình tự liên kết KepserverEX. TRƯỜNG ĐHSPKT TP.HCM Trang 8 LIÊN KẾT GIỮA OPCKEPSEVEREXV4. 0 VỚI PHẦN MỀM SCADA INTOUCH WONDERWAREV VÀ PLC II. Trình điều khiển Kepserver hỗ trợ liên kết tới PLC: 1.