Đang tải... (xem toàn văn)
Ứng dụng của phần mềm WinCC điều khiển hệ thống nước
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ LỜI NÓI ĐẦU Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá việc trang bi điện cho một hệ thống đóng một vai trò quan trọng trong sản xuất. Yêu cầu tự động hoá ngày càng cao. Vì thế, công việc thiết kế trang bò điện, vận hành hệ thống sản xuất trong các khu chế xuất, các xí nghiệp, phân xưởng một cách tối ưu nhất về năng lượng tự động hoá cao là vấn đề hết sức quan trọng. Để tiếp cận với một quá trình tự động hoá trong sản xuất thực tế thật là khó cho mỗi sinh viên đang còn ngồi trên nghế nhà trường. Vì vậy, việc nghiên cứu phần mềm hỗ trợ có được mô hình hệ thống mà ta có thể mô phỏng được thật là tiện lợi cho sinh viên cũng như kỹ sư thiết kế. Qua môn học trang bò điện em được giao cho đề tài “ ứng dụng phần mềm WinCC điều khiển hệ thống nước”. Những ngày tháng qua, nhờ có sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN HỮU THỌ và sự giúp đỡ của bạn bè. Nhờ vậy em mới hoàn thành được tập đồ án trong thời gian ngắn ngủi. Tuy nhiên, với những kiến thức và tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế, kinh nghiệm chưa có nhiều không tránh khỏi những thiếu sót. Em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và đặc biệt thầy NGUYỄN HỮU THỌ đã giúp em hoàn thành tập đồ án này. TP. HCM, NGÀY 17 THÁNG 5 NĂM 2008 SINH VIÊN THỰC HIÊN NGUYỄN CHÍ HỌC SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 1 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN . SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 3 CHƯƠNG II: SOẠN THẢO PROJECT WINCC 7 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WINCC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NƯỚC. 13 SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ Chương I TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM WINCC I.1. Giới thiệu WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người máy IHMI (Intergrate Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều khiển với quá trình tự động hoá. Những thành phần dễ sử dụngcủa WinCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoạc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào. Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hoá một cách dễ dàng. Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác nhau như: SIEMENS, MITSUBISHI, ALLEN BRADLEY, . , nhưng nó truyền thông rất tốt với PLC của hãng SIEMENS. Nó dược cài đặt trên máy và tính giao tiếp với PLC thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy tính. Do đó, cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC. WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy đáp ứng nhu càu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống có thể phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống. Nhoài khả ngăng thíc hứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES (Manufacturing Excution System – Hệ thống quản lý việc thực hiện sản suất) và ERP (Enterprise Resourse Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của SIEMENS có mặt trên khắp thế giới. I.2. Hướng dẫn cài đặt I.2.1. Cấu hình đòi hỏi (hardware) WinCC là một phần mềm với hệ thống mở chạy trên tất cả các máy tính PC với bộ xử lý Pentium. Hệ điều hành mặc đònh của WinCC là hệ điều hành Microsoft Windows 9x và WinNT, đều là hệ điều hành mạnh về thiết kế giao diện đồ họa. Vì vậy WinCC cũng kế thừa toàn bộ sức mạnh của hệ điều hành. • Yêu cầu về phần cứng máy: o Máy vi tính tối thiểu: Pentium II 266 MHz, yêu cầu: Pentium II 400 MHz. o Đóa cứng tối thiểu: 650 MB. • Yêu cầu cài đặt trên Windows NT WinCC có thể được cài đặt dưới nền của Windows NT 4.0, Service Pack 5 hoặc cao hơn Windows NT 4.0 . Và Service Pack 5 có thể cài đặt từ Internet Explorer 5.0 CD- ROM. Service Pack này phải được cài đặt trước khi cài đặt Internet Explorer. Sau đó cài đặt Windows NT 4.0 Option Pack và Windows NT Service Pack 5 phải được cài đặt. • Yêu cầu cài đặt trên Windows 2000: SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ WinCC có thể hoạt động dưới nền của Windows 2000 . Yêu cầu phải có Service- Pack 2 cho Windows 2000. I.2.2. Cài đặ WinCC (Installation) Quá trình cài đặt của WinCC: Chèn đóa WinCC V5.0 vào CD-ROM của bạn. Nhấp chọn Start > Run > Browse. SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 4 Hộp thoại Browser xuất hiện Sau đó nhấp chuột vào Open sẽ xuất hiện hộp thoại Để cài đặt tiếp tục nhấp chuột vào mục: install SIMATIC WINCC Nhấp next để tiếp tục Nhấp chọn Yes thì xuất hiện hộp thoại User Information. Ở khung Name nhập tên tuỳ ý. Nhập số Serial có trên đóa. Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ I.2.3. Cài đặt Mô phỏng Tags (Tags Simulator) SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 5 Hộp thoại Select Language and Target Path: Cho phép cài đặt thêm ngôn ngữ khác như: German, French và chọn đường dẫn để cài đặt. Hộp thoại về sự chọn lựa kiểu cài đặt có 3 kiểu: o Kiểu cài đặt tiêu biểu với 450MB trên đóa cứng . o Kiểu cài đặt tối thiểu 350MB trên đóa cứng . o Kiểu User-Defined với 490MB trên đóa cứng . Thường chọn kiểu đầu tiên Click chuột như hình Nhấp Next để tiếp tục Nhấp chọn : No, perform the authorization later .Và nhấp Next Tiếp tục nhấn Next thì quá trình copy RT Files bắt đầu Để kết thúc việc cài đặt ta nhấp chuột vào Finish và restart lại máy tính Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ Để quan sát sự thay đổi giá trò của Tags theo thời gian thực thi, WinCC cung cấp cho chúng ta công cụ “Tags Simulator”. Đề cài đặt “Tags Simulator” bạn nhấn chuột vào đề mục “Tool and Drivers” trong cửa sổ cài đặt WinCC hoặc tìm kiếm trực tiếp trong đóa CD-ROM. Trong cửa sổ tiếp theo, nhấn chuột vào “WinCC-Simulator”. Quá trình cài đặt bắt đầu. Trong hộp thoại kế tiếp, nhấn “Next” để tiếp tục. Xem yêu cầu của bản quyền và nhấn “yes” để xác nhận. Bạn chọn thư mục cài đặt cho “Simulator”. Nếu không chương trình sẽ tự cài đặt vào thư mục C:\Siemen\WinCC\SmarTools\Simulator”. Nhấn “Next” chương trình bắt đầu cài đặt. Bạn phải khởi động máy tính trước khi chạy chương trình. I.2.4. Gỡ bỏ WinCC (Deinstalltation) Bạn có thể gỡ bỏ WinCC bằng “Add/Remove Programs” trong “Control Panel”. Nhấn “Start” menu, chọn “Control Panel”. Trong cửa sổ “Control Panel” nhấn đúp chuột lên biểu tưởng “Add/Remove Programs”. Chọn “Simatic WinCC”, sau đó nhấn “Change/Remove”. Nhấn “Yes” để tiếp tục. Trong hộp thoại gỡ bỏ WinCC, có thể chọn gỡ bỏ toàn bộ WinCC hoặc từng thành phần. SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 6 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ Chương II SOẠN THẢO PROJEC WINCC Trong chương này, giới thiệu những đặc tính cơ bản của WinCC và cung cấp một cách tổng quan về các bước soạn thảo một dự án Project trong WinCC. LƯU ĐỒ CHI TIẾT CÁC BƯỚC THỰC HIỆN II.1.Tạo dự án “Project” mới SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 7 Bước1: Khởi động Chọn Start/Programs/SIMATIC/WinCC/ Window Control center. Bước2: Tạo dự án mới (New Project) Hộp thoại WinCC Explorer xuất hiện, có 3 sự lựa chọn: Single-User Project. Dự án thực hiện trên máy đơn Multi-User Project. Multi-Client Project. Hoặc Open an Existing Project sau đó tìm đến tập tin có đuôi “.mcp”. Đặt tên cho dự án trong khung Project Name và chọn đường dẫn cho thư mục xắp tạo. Nhấp chọn Create cửa sổ soạn thảo WinCCExplorer của dự án được mở. Chọn Computer nhấp chuột phải chọn Properties Trong hộp thoại Computer properties vẫn giữ thiết lập như mặc đònh, trong khung Computer Name đặt tên COMPUTER. Chọn OK. Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ II.2. Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management Để thiết lập sự kết nối truyền thông giữa WinCC với các đối tượng cấp dưới cần có một mạng liên kết chúng với nhau trong việc trao đổi dữ liệu. Do đó cần chọn một Driver. Việc chọn Driver phụ thuộc vào loại PLC sử dụng. Với dòng SIMATIC PLC của Siemens, có khoảng vài trăm đến vài nghìn điểm nhập, xuất. Driver: Là giao diện liên kết giữa WinCC và PLC (Programable Logic Control). Trong dự án SCADA, nhấp chuột phải vào thư mục Tag Management, chọn Add New Driver. II.3. Tạo Tags và nhóm Tags Để tạo sự kết nối các thiết bò trên một dự án trong WinCC, trước tiên phải tạo các Tags trên WinCC. Tags được tạo dưới Tags Management. Gồm có Tags nội và Tags ngoại: • Tags Internal (Tags nội): Là Tag có sẵn trong WinCC. Những Tags nội này là những vùng nhớ trong của WinCC, nó có chức năng như một PLC thực sự. • Tags External (Tags ngoại): Là Tag quá trình, nó phản ảnh thông tin đòa chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các Tags có thể được lưu trong bộ nhớ PLC hoặc trên các thiết bò khácay5nối với PLC thông qua các Tags. SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 8 Bước3: Kết nối với PLC Hộp thoại Add New Driver xuất hiện cho phép chọn mạng kết nối giữa WinCC và PLC. Chọn Driver thích hợp và nhấn Open. Driver mới xuất hiện bên dưới biệu tượng “TagsManager”. Nick chuột phải vào mạng con của Driver mới. Chọn New Driver Connection Hộp thoại “Connection Properties” xuất hiện, trong khung Name đặt tên “PLC1”, nhấp OK. Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ Tạo những nhóm Tags Groups (nhóm Tags) thiết bò: Khi dự án có một có một khối lượng lớn dữ liệu với nhiều Tags, thì ta có thể nhóm các Tags này thành một nhóm biến sao cho thích hợp theo đúng qui cách. Tags Group là những cấu trúc bên dưới sự kết nối PLC, có thể tạo nhiều Tags Group và nhiều Tags trong mỗi nhóm Tags nếu cần. SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 9 Bước4: Tạo Tags Tạo Tags Internal Tạo Tags nội bằng cách nhấp phải vào Internal Tag, chọn New Tag. Hộp thoại Tag Properties xuất hiện, đặt tên biến và chọn dữ liệu cho phù hợp với mỗi kiểu thiết bò. Chọn OK. Tạo Tags quá trình Để tạo Tags quá trình , nhấn nút chuột phải vào kết nối với PLC đã được thiềt lập. Chọn “New Tag” Hộp thoại “Tag properties” xuất hiện. Nhập tên bất kỳ vào ô điền tên, chọn “Datatype”. sau đó kéo xuống nhấp vào kiểu dữ liệu cần chọn. Xác đòng đòa chỉ trong PLC: Nhấn nút “Select” mở hộp thoại “AddressProperties” Vùng dữ liệu Tag, chọn vùng dữ liệu “BitMemory” Xem dạng đòa chỉ “Word” và MW “0” đã được thiết lập. Chọn “OK”. Đánh dấu vào ô “Linear Scaling” để tạo ra vùng giá trò, nhập “Process Value Range” và “Tag Value Range” Chọn OK để kết thúc. [...]... Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ Chương III ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WINCC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG NƯỚC Trong phần ứng dụng này hướng dẫn cách lấy hình ảnh từ thư viện đồ họa, đặt thuộc tính động, sự liên kết giữa biến và hình ảnh Tạo bồn nứơc gồm hai động cơ bơm nước vào và với nguyên lý hoạt động sau: • Khi nhấn nút Start đèn báo xuất hiện trạng thái hệ thống sẵn sàng làm việc - Nếu mực nước cao... mực nước đầy bình cảm biến tác động qua nút nhấn CB3 động cơ 1 ngưng chạy SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 26 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC SVTH: Nguyễn Chí Học GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ Trang 27 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ III.7 Bước 7: Dùng bộ mô phỏng (Simulator) chạy mô phỏng Để khởi động bộ mô phỏng, nhấp vào “Start” trên thanh tác vụ Simatic /WinCC/ Tool/ Simulator Trong hộp thoại của. .. Chí Học Trang 25 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ Sau khi thực hiện chạy mô phỏng, giao diện thiết kế như hình Trên giao diện mô phỏng, nếu nhấp nút nhấp START, đèn báo xuất hiện hệ thống sẵn sàng làm việc Nhấn nút STOPT đèn báo mất hệ thống mất điện Cảm biến tác động qua nút nhấn Khi mực nước thấp cảm biến tac động qua nút nhấn CB1 cả hai động cơ lam việc Khi mực nước ở khoảng gữa... cơ 1 chạy • Nếu mực nước cao ở mức 1 cảm biến tác động (qua nút nhấn CB1) cả hai động cơ chạy Nếu mực nước đầy cảm biến tác động (qua nút nhấn CB3) động cơ 1 dừng Khi nhấn nút Stopt đèn báo mất trạng thái hệ thống ngưng làm việc Dự án “ĐIỀU KHIỂN BỒN CHỨA NƯỚC” được thực hiện theo các bước sau: III.1 Bước1: Mở dự án mới và đặt tên “ĐIỀU KHIỂN BỒN CHỨA NƯỚC” Nhấn Start > Simatic > WinCC > Window Control... việc lựa chọn Ta có được hộp Edit Action như sau o Tạo thuộc tính cho nút nhấn STOP: Nút để dừng trạng thái hoạt động của hệ thống Tạo thuộc tính nút STOP được thực hiện tương tự như nút START, nhưng giá trò của biến đặt là 0 như hình SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 20 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ o Tạo thuộc tính cho nút nhấn CB1: nút nhấn tác động hai động cơ hiện trên hình nền báo... diện thiết kế, vẽ ra màn hình theo kích cỡ mong muốn Giao diện thiết kế được như sau: SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 16 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ III.5 Bước 5: Tạo thuộc tính cho hình ảnh • Tạo thuộc tính cho Tank1: Trong WinCC, thuộc tính động của bồn là sự thay đổi mức nước Do vậy, cần gán biến cho thuộc tính Fill Level Nhấp phải Tank1, từ menu xổ xuống chọn Properties Hộp thoại Object... kiểu dữ liệu Signed 16-bit value Trên cửa sổ WinCCExplorer xuất hiện các biến vừa tạo như hình bên III.4 Bước 4: Tạo hình ảnh quá trình Tạo File hình ảnh Start.pdl: Trên cửa sổ WinCCExplorer, nhấp phải mục Graphics Designer, từ menu xổ xuống nhấp chọn New picture SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 14 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ Bên trái cửa sổ WinCCExplorer xuất hiện File NewPdl0.Pdl, đổi... chạy ứng dụng, cần đặt chế độ Runtime từ cửa sổ WinCCExplorer Bước 6: Thiết lập điều kiện Runtime Nhấp phải chọn Computer trong của sổ soạn thảo hoặc biểu tượng máy tính bên phải cửa sổ, từ menu xổ xuống chọn Properties Tại khung thuộc tính Window Attributes kéo thanh trượt nhấp chọn: “Title”, “Maxximize” và “Adapt picture” Sau đó nhấp Ok để kết thúc việc lựa chọn SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 12 Ứng Dụng. .. Current nhấp chọn Upon change như hình Đóng hộp thoại và nhấn lưu sự thay đổi SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 24 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ III.6 Bước 6: Chạy mô phỏng Sau khi tạo các thuộc tính của file ảnh, tiến hành chạy mô phỏng Để chạy mô phỏng các bức tranh trên cửa sổ WinCCExplorer nhấp phải biểu tượng máy tính bên phải cửa sổ nhấn chuột phải, chọn Properties Hộp thoại computer... Designer Để mở một Graphics Designer với ảnh mới thiết lập, ta nhấn đúp vào “NewPdl0.pdl”ù trong cửa sổ con bên phải trong WinCC Explorer Cách khác nhấn chuột phải vào biểu tượng vứa thiết lập chọn “Open Picture” trong popup menu SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 10 Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS Nguyễn Hữu Thọ II.4.2 Cửa sổ Graphic Desiger Menu Bar: chứa tất cả các lệnh gọi menu cho cửa sổ Graphics Designer