Luận văn Tìm hiểu phần mềm WinCC flexible 2008, thiết kế và mô phỏng hệ thống trộn xi măng bằng WinCC flexible

LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường: ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TPHCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức mới và bổ ích cho chúng em. Đặt biệt thầy cô khoa Công Nghệ Điện Tử đã trực tiếp giảng dạy chúng em trong suốt thời gian vừa qua. Xin chân thành cảm ơn thầy HOÀNG ĐÌNH LONG đã hết lòng hướng dẫn và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này. Sinh viên Hàn Trần Minh Tuấn Lời nói đầu Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang xây dựng ngày càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ. Ứng dụng công nghệ tự động vào trong sản xuất là nhu cầu tất yếu của Việt Nam, một nước đang trên đường phát triển và hội nhập cùng thế giới. Ngành tự động hóa cũng không ngừng phát triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Tự động hóa trong quá trình sản xuất đã và đang được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất đem lại rất nhiều ưu điểm như: nâng cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, từng bước thay thế dần sức lao động của con người góp phần không nhỏ vào sự phát triển của đất nước. Tại Việt Nam, ngành tự động hóa đã có nhiều bước tiến vượt bậc. Các hệ thống thu thập, giám sát, xử lí và điều khiển các quá trình công nghiệp Scada (Supervisory Control And Data Acquision) đã xuất hiện ngày càng nhiều trong các lĩnh vực như: công-nông nghiệp, dầu khí, năng lượng, hàng không, công nghệ sinh học, y học, môi trường và nhiều lĩnh vực khác. Các module điều khiển lập trình cỡ nhỏ như Zen, Logo, PLC… cùng với các Panel, màn hình cảm ứng có thể điều khiển và lập trình ngày càng sử dụng rộng rãi giúp việc điều khiển ngày càng nhanh và dễ. HMI(Human Machine Interface) là giao diện giữa người và máy, là một hệ thống dùng để người dùng giao tiếp,thông tin qua lại giữa người (ở đây hiểu là người trực tiếp vận hành hệ thống) với hệ thống điều khiển thông qua bất kỳ mọi hình thức. HMI cho phép người dùng theo dõi, ra lệnh điều khiển toàn bộ hệ thống. HMI có giao diện đồ họa, giúp cho người dùng có cái nhìn trực quan về tình trạng của hệ thống. Ví dụ như những chương trình nhập liệu, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, khẩu lệnh bằng giọng nói…Do đó HMI ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi và dần trở thành công cụ chính trong các hệ thống tự động. Tuy nhiên việc lập trình và điều khiển những hệ thống này cần một đội ngũ kỹ sư, cán bộ kỹ thuật lành nghề, sử dụng thành thạo thiết bị và phần mềm giao tiếp người và máy (HMI) để có thể khai thác hiệu quả trong sản xuất. Hiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ việc lập trình giao tiếp người và máy như: WinCC 6.0, WinCC 7.0, ProTool CS, ProTool RT, WinCC Flexible 2005, WinCC Flexible 2008… Tuy nhiên trong bài báo cáo này chỉ đề cập đến phần mềm WinCC Flexible 2008 là một phần mềm lập trình cho HMI tương đối mạnh có nhiều chức năng hữu ích trong một hệ thống tự động và rất linh hoạt(bản thân từ flexible đã có nghĩa là linh hoạt rồi) như: hiển thị hình ảnh hệ thống trực quan,giao diện điều khiển mạnh, có khả năng tạo thông điệp, báo cáo, chức năng lưu trữ dữ liệu an toàn(bảo mật)… tuy nhiên vẫn còn nhiều mới mẽ chưa nhiều người nghiên cứu. Phần A : Tìm hiểu phần mềm WinCC flexible 2008 Chương 1: khái niệm điều khiển hệ thống HMI với WinCC flexible: I/ Giới thiệu HMI : HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc thì đó là một HMI. Cảm ứng trên lò viba của bạn là một HMI, hệ thống số điều khiển trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là HMI,… Bộ truyền và cảm biến trước kia đều không có HMI, nhiều thiết bị trong số đó thậm chí không có cả một HMI đơn giản như một hiển thị đơn thuần. Rất nhiều trong số đó không có hiển thị, chỉ với một tín hiệu đầu ra. Một số có một HMI thô sơ: một hiển thị ASCII đơn hoặc hai dòng ASCII với một tập hợp các arrow cho lập trình, hoặc 10 phím nhỏ. Có rất ít các thiết bị hiện trường, cảm biến và bộ phân tích từng có bảng HMI thực sự có khả năng cung cấp hình ảnh đồ họa tốt, có cách thức nhập dữ liệu và lệnh đơn giản, dễ hiểu, đồng thời cung cấp một cửa sổ có độ phân giải cao cho quá trình lập trình.  HMI sử dụng toàn bộ máy tính và màn hình hiển thị thì hạn chế đối với các phòng điều khiển bởi vì mạch máy tính, màn hình và ổ đĩa dễ hỏng. Vỏ bọc được phát triển để giúp cho HMI sử dụng máy tính có thể định vị bên ngoài sàn nhà máy, nhưng rất rộng, kềnh càng và dễ hỏng do sức nóng, độ ẩm, sự rửa trôi và các sự cố khác ở sàn nhà máy.  HMI máy tính trước đây cũng tiêu thụ rất nhiều điện năng. Một máy tính “desktop” thông thường trong những năm 80 của thế kỷ 20 có công suất 200 W. Khi các quá trình ở sàn nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển cần có thêm nhiều thông tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội bộ trở nên phức tạp hơn. Một trong những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển thị dạng cảm ứng. Điều này giúp cho người điều khiển chỉ cần đơn giản ấn từng phần của hiển thị có một “nút ảo” trên thiết bị để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị. Nó cũng loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột và gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập trình phức tạp ít gặp có thể được thực hiện trong quá trình thiết kế.  Một ưu điểm khác nữa của HMI hiện đại là hiển thị dạng tinh thể lỏng. Nó chiếm ít không gian hơn, mỏng hơn hiển thị dạng CRT , và do đó có thể được sử dụng trong những không gian nhỏ hơn.  Ưu điểm lớn nhất là trong các máy tính nhúng có hình dạng nhỏ gọn giúp nó thay thế hiển thị 2 đường trên một công cụ thông thường hay trên bộ truyền với một HMI có đầy đủ tính năng.  Người điều khiển làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy. Đôi khi không có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họ cần có HMI có thể di chuyển được. II. Các thiết bị HMI truyền thống: 1.HMI truyền thống bao gồm: • Thiết bị nhập thông tin: công tắc chuyển mạch, nút bấm…• Thiết bị xuất thông tin: đèn báo, còi, đồng hồ đo, các bộ tự ghi dùng giấy. 2. Nhược điểm của HMI truyền thống: • Thông tin không đầy đủ. • Thông tin không chính xác. • Khả năng lưu trữ thông tin hạn chế. • Độ tin cậy và ổn định thấp. • Đối với hệ thống rộng và phức tạp: độ phức tạp rất cao và rất khó mở rộng. III. Các thiết bị HMI hiện đại:Do phát sự phát triển của Công nghệ thông tin và Công nghệ Vi điện tử, HMI ngày nay sử dụng các thiết bị tính toán mạnh mẽ.  1. HMI hiện đại chia làm 2 loại chính: • HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA. • HMI trên nền các máy tính nhúng: HMI chuyên dụng • Ngoài ra còn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm, PoketPC. 2. Các ưu điểm của HMI hiện đại: • Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin. • Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thông tin cần thiết. • Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa. • Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức. • Khả năng lưu trữ cao.  3. Các thành phần của HMI: • Phần cứng:  • Màn hình: • Các phím bấm • Vi xử lí: CPU,ROM,RAM,EPROM/Flash, … • Phần Firmware: • Các đối tượng • Các hàm và lệnh • Phần mềm phát triển: • Các công cụ xây dựng HMI. • Các công cụ kết nối, nạp chương trình và gỡ rối. • Các công cụ mô phỏng • Truyền thông: • Các cổng truyền thông. • Các giao thức truyền thông 5. Các thông số đặc trưng của HMI: • Độ lớn màn hình: quyết định thông tin cần hiển thị cùng lúc của HMI. • Dung lượng bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu, Flash dữ liệu: quyết định số lượng tối đa biến số và dung lượng lưu trữ thông tin. • Số lượng các phím và các phím cảm ứng trên màn hình: khả năng thao tác vận hành. • Chuẩn truyền thông, các giao thức hỗ trợ. • Số lượng các đối tượng, hàm lệnh mà HMI hỗ trợ. • Các cổng mở rộng: Printer, USB , CF, PCMCIA, PC100... 6. Quy trình xây dựng hệ thống HMI: a. Lựa chọn phần cứng: • Lựa chọn kích cở màn hình: trên cơ sở số lượng thông số/thông tin cảm biến hiển thị đồng thời. nhu cầu về đồ thị, đồ họa(lưu trình công nghệ...). • Lựa chọn số phím cứng, số phím cảm ứng tối đa cùng sử dụng cùng lúc. • Lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu in ấn, đọc mã vạch, kết nối các thiết bị ngoại vi khác. • Lựa chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu, lưu trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị b. Xây dựng giao diện: • Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức... • Xây dựng các màn hình. • Gán các biến số (tag) cho các đối tượng. • Sử dụng các đối tượng đặc biệt. • Viết các chương trình script (tùy chọn). • Mô phỏng và chỉnh sửa chương trình. • Nạp phần mềm xuống HMI. IV/ Các hệ thống HMI: Trên thực tế các HMI có rất nhiều dạng khác nhau: có thể được sử dụng riêng biệt chỉ 1 HMI điều khiển một bộ điều khiển(ở đây có thể hiểu là một hệ thống PLC với plc S7-300/400 là trung tâm), 1 HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển, nhiều HMI liên kết vối nhau… _ 1 HMI điều khiển trực tiếp 1 bộ điều khiển thông qua PROFIBUS _ 1 HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển thông PROFIBUS _ Hệ thống HMI điều khiển tập trung: các HMI được kết nối với nhau qua phương thức truyền Ethernet về máy tính trung tâm _ hệ thống HMI điều khiển từ xa: các HMI kết nối với máy chủ thông qua đường truyền LAN(TCP/IP) _ Ngoài ra còn có kiểu distributed HMI (HMI phân tán) : chỉ duy nhất 1 HMI chứa dữ liệu cấu hình và giữ nhiệm vụ như máy chủ (server), còn các HMI khác có cấu trúc như những máy trạm(stations) Chương 2 :Giới thiệu phần mềm WinCC Flexible 2008 : I. Giới thiệu: Phần mềm WinCC Flexible 2008 (WinCC viết tắt của từ Windows Control Center- hệ thống điều khiển trung tâm, flexible- linh hoạt) là phần mềm chuyên dụng để thiết kế các hệ thống HMI trong tự động hóa công nghiệp của hãng SIEMENS và là công cụ thay thế cho phần mềm ProTool sẽ không còn phát hành (bản cuối cùng là ProTool 6.0 SP3) WinCC Flexible 2008 tương thích với những hệ điều hành hiện nay như: _ Microsoft Window XP _ Microsoft Window Vista Business (32 bit), Ultimate (32 bit) Cả hai hệ điều hành trên đều cả khả năng đa nhiệm vụ cao, đảm bảo phản ứng nhanh với việc xử lí ngắt và độ an toàn chống mất dữ liệu bên trong ở mức độ cao. Chức năng cơ bản của WinCC flexible 2008 là : _ Thiết kế và lập trình hệ thống tự động hóa, quá trình điều khiển giám sát quy trình sản xuất. _ Mô phỏng bằng hình ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình hoạt động một cách trực quan giúp hệ thống dễ kiểm tra và sửa chữa. _ Ngoài ra WinCC flexible 2008 còn cung cấp nhiều chức năng khác như: hiển thị các thông báo hay báo cáo trong quá trình bằng số liệu hay đồ họa, xử lí thông tin đo lường, các bảng ghi báo cáo… WinCC flexible 2008 cho phép người sử dụng có khả năng truy cập vào các hàm giao diện chương trình ứng dụng API(Application Program Interface) của hệ điều hành. Ngoài ra, còn có thể kết hợp WinCC flexible 2008 và các công cụ phát triển riêng như: Visual C++ hay Visual Bacis để tạo ra hệ thống có tính đặc thù cao, tinh vi, gắn riêng với cấu hình cụ thể nào đó. Do có tính chất mở và thường xuyên được cập nhật, phát triển nên WinCC Flexible 2008 có thể lập trình cho các hệ thống HMI mới nhất trên thị trường và sản xuất. WinCC flexible 2008 có thể tạo giao diện người-máy (HMI) dựa trên cơ sở giao tiếp giữa con người với các hệ thống máy, thiết bị điều khiển (PLC, CNC…) thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ, hay các câu chữ mang tính trực quan. Có thể giúp người vận hành theo dõi được quá trình làm việc, thay đổi các thông số, công thức hoặc quá trình hoạt động, hiển thị các giá trị hiện thời cũng như giao tiếp với quá trình công nghệ của hệ thống tự động qua màn hình máy tính hoặc Panel màn hình cảm ứng mà không cần trực tiếp với phần cứng của hệ thống. Giao diện HMI cũng có thể giúp người vận hành giám sát quá trình sản xuất một cách dễ dàng và nhanh chóng, báo động hệ thống khi có sự cố. Từ máy tính trung tâm, có thể điều khiển sự hoạt động toàn bộ dây chuyền sản xuất được lập trình trên WinCC flexible 2008. Dựa trên HMI có thể giám sát tất cả các dữ liệu vào/ra(I/O) một cách chính xác. Do đó WinCC flexible 2008 là phần mềm thiết kế giao diện HMI cần thiết không thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa phức tạp và hiện đại. II/Các thành phần và chức năng cơ bản trong phần mềm WinCC flexible 2008: Cửa sổ chính của phần mềm (Control Center) chứa tất cả các chức năng cho toàn hệ thống, trong cửa sổ này có thể đặt cấu hình và khởi động chức năng Runtiem (mô phỏng hệ thống thời gian thực) Nhiệm vụ của Control Center: _ Thiết lập cấu hình toàn cục cho hệ thống. _Quản lý các dự án (Projects) như: tạo mới, lưu, mở dự án có sẵn. Có khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử dụng trong một dự án. _Thiết lập cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt. _Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình. _Chuyển giữa chế độ thiết kế cấu hình và Runtime. _Kiểm tra chế độ mô phỏng, trợ giúp thao tác để đặt cấu hình dữ liệu gồm: biên dịch hình vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập báo cáo. _Báo cáo trạng thái hệ thống. _Tạo và soạn thảo các dữ liệu giữa các phần mềm đan chéo có liên quan. Các thành phần cơ bản của Control Center WinCC flexible Engineering System: là thành phần cơ bản và quan trọng nhất có nhiệm vụ thiết kế và lập trình một hệ thống HMI. 1.Creens : tạo và kết nối quá trình bằng hình vẽ, đồ thị. Bao gồm cửa sổ để thiết kế hệ thống Thang công cụ Tools: chứa tất cả công cụ để vẽ một hệ thống tự động _ 2.Commucation: kết nối và xử lý dữ liệu của quá trình. Một kết nối logic mô tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu trong WinCC flexible. Quản lý dữ liệu của máy tính đảm trách việc cung cấp các tags(biến) với các giá trị quá trình khi Runtime. ` Biến (tags) : là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị của quá trình. Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết nối logicđược gán với biến của WinCC flexible. Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các biến. Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của WinCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản lý dữ liệu theo các kiểu dữ liệu chuẩn như sau: Biến nội Các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Network). Các lớp biến nội được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập nhật liên tục. Hơn nữa các biến nội cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để thực hiện việc truyền thông cho quá trình theo cách tập trung và tối ưu. Biến quá trình Trong hệ thống WinCC flexible, biến ngoài cũng có thể hiểu là tag quá trình. Các biến quá trình được liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tin về địa chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các biến ngoài chứa một tổng quát gồm thông tin về tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diển tả phụ thuộc kết logic. Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của quá trình cho các ứng dụng trong một dự án Nhóm biến Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic với nhau. Ví dụ về các nhóm biến: CPU : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cùng một CPU. Lò nhiệt : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cho một lò. I/O số: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu vào/ra số. I/O tương tự: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu vào/ra tương tự Một kết nối logic diễn tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu. Mỗi nhóm biến được gán với một khối kênh. Một kênh có thể chứa nhiều nhóm biến. Các kiểu dữ liệu Biến phải gán vào một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi biến được định cấu hình. Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến mới. Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (Biến nội hay biến quá trình). Các kiểu dữ liệu (Data Types) có trong WinCC flexible Char : kiểu ký tự . Byte : kiểu byte gồm 8 bit tương tự như vi xử lý. Int : kiểu số nguyên không dấu. Uint : kiểu số nguyên có dấu. Long : kiểu số nguyên dài không dấu. Ulong : kiểu số nguyên dài có dấu. Float : kiểu số thực. Double : kiểu số thực. String : kiểu chuỗi. Data time : kiểu ngày, giờ Raw Data type: kiểu dữ liệu thô (ta có thể định nghĩa kiểu dữ liệu như trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao : C, VB ...) 3.Alarm management : hệ thống quản lí thông báo, báo cáo, sự cố. Alarm management trong WinCC flexible có các đặc tính như sau. cung cấp các thông tin về lỗi và trạng thái hoạt động toàn diện, cho phép sớm nhận ra các tình trạng vận hành của thiết bị, tránh và giảm thiểu sự cố và nâng cao hiệu quả vận hành và chất lượng sản phẩm ngày càng tăng. Cung cấp các số liệu cần thiết cho nhu cầu lưu trữ và kiểm tra về sau. 4.Script : tập lệnh trong WinCC flexible 2008. Trong WinCC flexible 2008 ta có thể lập trình những hàm tùy ý hay những lệnh không được hỗ trợ bởi WinCC flexible. Những hàm này được viết trên nền ngôn ngữ C. Để tạo 1 Script mới ta có thể nhấp đôi chuột vào mục Add script trong cửa sổ tool của màn hình. Cửa sổ biên tập Script hiện ra như sau: Để tạo ra những cấu trúc cần thiết ta nhấp vào thẻ tab Code template wizard sẽ hiện ra danh sách những cấu trúc thường dùng chọn cấu trúc thích hợp rồi nhấp Apply. Sau khi chọn được cấu trúc thích hợp ta chỉ cần thay đổi ngững đối số thíchhợp để tạo được những hàm như mong muốn. Chúng ta có thể thêm những lệnh có sẵn trong WinCC flexible 2008 bằng vào thẻ tab Function list wizard chọn lệnh thích hợp. Để gọi hàm vừa tạo ra, ta vào thuộc tính events của một đối tuợng mà ta mong muốn khi tác động sẽ làm một nhiệm vụ mà ta mong muốn nhấp chọn hàm vừa tạo ở mục User Script. Ví dụ: khi load màn hình làm việc lên thì gọi hàm. Lưu ý : đối với cách này thì hàm vừa tạo ra chỉ được gọi 1 lần duy nhất vào lúc load màn hình hay một sự kiện diễn ra. Để hàm vừa tạo ra được gọi liên tục trong quá trình làm việc của chương trình. Ta có thề tạo một biến động trong chương trình, biến này sẽ luôn thay đổi trong suốt quá trình làm việc. rồi lợi dụng sự kiện chuyển giá trị của biến động này gọi hàm vừa tao ra. Cách tạo một biến động khi load màn hình: khi sự kiện load màn hình diễn ra thực hiện lệnh Simulate tag Tag(InOut) : lá 1 biến dạng int được tạo trong Tag. Cycle : là khoảng thời gian giữa hai lần biến thay đồi. Cycle này có thể biên tập trong cửa sổ Cycles ở mục Communication. Maximum value: giá trị lớn nhất của biến , khi biến đạt tới giá trị này sẽ quay trở về giá tri bắt đầu. Minimum value: giá trị bắt đầu của biến. Để gọi hàm khi giá trị biến động này thay đổi ta vào mục tag chọn biến động thay đổi khi màn hình được load ở đây là biến Tag_1. Cửa sổ biên tập thuộc tính của biến Tag_1 hiện ra như sau, ta chọn hàm hàm muốn gọi khi biến thay đổi trong sự kiện Change Value . 5.Historical data: chức năng lưu trữ dữ liệu trong WinCC flexible 2008 để tạo ra một lưu trữ dữ liệu trong WinCC flexible 2008 ta nhấp chuột vào mục Data Logs cửa sổ biên tạp lưu trữ này như sau: Chương 3 :Tạo biến và hiện thị các giá trị xử lý: Ở phần này, chúng ta giới thiệu chức năng, nhiệm vụ của Communication và mô tả quá trình hiển thị các giá trị xử lý thông qua dự án mẫu ( dự án động cơ bơm nước). Trong WinCC flexible 2008, chúng ta có thể thiết lập các đặc tính cần thiết cho biến để lưu trữ và hiển thị cho dữ liệu bằng Communication. Các đặc tính này phải được thiết lập trước khi khởi động chương trình Runtime. Khi khởi động chương trình Runtime thì các biến đuuợc liên kết với nhau và liên kết với các biến bên ngoài PLC để thực thi chương trình mà chúng ta mong muốn. Các chức năng của Communication _ Tạo các biến cần thiết cho quá trình hoạt động của hệ thống và thiết lập các thuộc tính cho các biến này. _ Tọa liên kết giữa chương trình WinCC flexible và thiết bị điều khiển bên ngoài (ở đây là bộ điều khiển PLC S7-200 hay S7-300/400). _ Cho phép hiển thị giá trị của biến trong quá trình hoạt động của hệ thống. Chức năng cho phép chúng ta quan sát và điều khiển sự hoạt động của hệ thống một cách dễ dàng và có thể lưu trữ những giá trị này về sau. I/Khái niện biến trong WinCC flexible 2008: Biến (tags) : là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị của quá trình. Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết nối logicđược gán với biến của WinCC flexible. Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các biến. Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của WinCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản lý dữ liệu theo các kiểu dữ liệu chuẩn như sau: Biến nội Các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Network). Các lớp biến nội được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập nhật liên tục. Hơn nữa các biến nội cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để thực hiện việc truyền thông cho quá trình theo cách tập trung và tối ưu. Biến quá trình Trong hệ thống WinCC flexible, biến ngoài cũng có thể hiểu là tag quá trình. Các biến quá trình được liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tin về địa chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các biến ngoài chứa một tổng quát gồm thông tin về tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diển tả phụ thuộc kết logic. Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của quá trình cho các ứng dụng trong một dự án Nhóm biến Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic với nhau. Ví dụ về các nhóm biến: CPU : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cùng một CPU. Lò nhiệt : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cho một lò. I/O số: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu vào/ra số. I/O tương tự: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu vào/ra tương tự Một kết nối logic diễn tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu. Mỗi nhóm biến được gán với một khối kênh. Một kênh có thể chứa nhiều nhóm biến. Các kiểu dữ liệu Biến phải gán vào một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi biến được định cấu hình. Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến mới. Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (Biến nội hay biến quá trình). Các kiểu dữ liệu (Data Types) có trong WinCC flexible Char : kiểu ký tự . Byte : kiểu byte gồm 8 bit tương tự như vi xử lý. Int : kiểu số nguyên không dấu. Uint : kiểu số nguyên có dấu. Long : kiểu số nguyên dài không dấu. Ulong : kiểu số nguyên dài có dấu. Float : kiểu số thực. Double : kiểu số thực. String : kiểu chuỗi. Data time : kiểu ngày, giờ. Raw Data type: kiểu dữ liệu thô (ta có thể định nghĩa kiểu dữ liệu tùy ý như trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao : C, VB ...) Ví dụ: trong dự án động cơ bơm nước ta khai báo biến động cơ và bồn nước. Để tạo biến động cơ ta nhấp chuột phải vào mục Tag trong phần Communication ở cửa sổ Project chọn Add tag.  Sau đó cửa sổ Tag Properties xuất hiện. Thiết lập các thông số ở các mục như sau: tại mục Name: nhập tên dong co Mục Connection nhấp mũi tên sổ xuống chọn kiểu kết nối của biến là biến nội chỉ kết nối trong chương trình hay là biến quá trình kết nối với bộ điều khiển bên ngoài , ở đây chúng ta chỉ mô phỏng trên máy tính nên chọn kiểu Mục Data type chọn kiểu dữ liệu của biến là int, byte, bool… thuộc tính của động cơ là chạy hay không chạy nên chọn kiểu dữ liệu là Bool. Mục Acquisition là chọn thuộc tính cho quá trình cập nhật dữ liệu từ PLC lên máy tính. Thuộc tính này chỉ có thể thay đổi khi chọn kiểu biến ngoài cho biến. Acquisition mode : là chế độ cập nhật dữ liệu (Cyclic continuous : cập nhật liên tục, Cyclic on use : cập nhật khi biến được sử dụng, On demand : cập nhật khi có yêu cầu ). Acquisition cycle : là thời gian mỗi 1 lần cập nhật. Nhấp chọn thẻ Propeties, ở mục Addressing : để chọn địa chỉ biến ở bên ngoài PLC nếu chúng ta chọn kiểu biến là biến ngoài ví dụ khi kết nối với PLC động cơ được nối với ngõ ra Q0.5 như trên hình. Ở mục Limits thiết lập giới hạn cho biến: biến động cơ chỉ có 2 mức nên ta không thể thiết lập cấu hình cho chức năng này được. Ví dụ, ta thiết lập cấu hình này cho biến bồn nước kiểu Int có mức giới hạn trên là 100 và mức giới hạn dưới là 5. WinCC flexible cho phép ta tạo ra các cảnh báo khi biến đạt tới những giới hạn mà chúng ta thiết lập. Gỉa sử ta tạo một cảnh báo khi bồn đầy (biến bồn nước đạt tới 100): ta đánh dấu chọn vào check box bên cột Create alram và nhấp vào nút cửa sổ biên tập cảnh báo khi biến bồn nước đạt tới 100 hiện ra như sau : Ô Text : nhập nôi dung hiện trên cảnh báo là bồn đầy. Ô Class : nhấp dấu mũi tên sổ xuống chọn kiểu cảnh báo là : Errors (có lỗi), Warnings (cảnh báo), Diagnosis sysem ( chuẩn đoán), System (có lỗi hệ thống). Ở mục Events : cho ta các thiết lập các điều khiển khi có sự biến đổi giá trị (Change Value) đạt giá trị mức đỉnh trên (High limit) đạt giá trị mức đỉnh dưới (Low limit). Giả sử trong bài này ta chọn sự kiện khi bồn nước đạt giá trị mức dưới thì sẽ đặt biến động cơ lên 1. Nhấp chọn mục Low limit trong Events cửa sổ biên tập sự kiện hiện ra như sau: Nhấp chuột vào dấu mũi tên bên cửa sổ Function List, sẽ hiện ra một loạt sự kiện để chúng ta chọn , ở đây ta chọn sự kiện SetValue. Sau khi đã chọn sự kiện sẽ tác động cửa sổ biện soạn sự kiện sẽ bị tác động hiện ra như bên dưới. Mục Tag(Out) : chọn biến ngõ ra bị tác ở đây chọn là dong co. Mục Value : chọn giá trị được gán cho biến ngõ ra động cơ là 1. II/Kết nối giữa PLC và WinCC flexible: Chương trình WinCC flexible cho phép chúng ta có thể kết nối máy tính với PLC để lấy dữ liệu từ các ngõ vào, ngõ ra của PLC để xử lý, hiện thị trên màn hình điều khiển hay xuất giá trị đã qua xử lý của chương trình ra những ngõ ra của PLC để thực hiện những công việc trên mô hình thực tế. Một kệt nối trong WinCC flexible được thực hiện như một Windows DLL và được liên kết động với hệ thống. Mỗi kết nối thực hiện việc truy nhập các kiểu tham số kết nối đặc biệt với các phương thức kết nối đặc trưng cho từng thiết bị điều khiển như: Ethernet, Profibus… Trong WinCC flexible có thể thực hiện nhiều kết nối cùng lúc (có nghĩa là 1 HMI có thể điều khiển cùng lúc nhiều thiết bị điều khiển). Quản lý dữ liệu của WinCC flexible 2008 đòi hỏi các giá trị quá trình lúc Runtime từ PLC ở xa thông qua cac1 kết nối logic (WinCC flexible tích hợp sẵn trong nó phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu SQL server 2005). Mỗi kết nối sẽ thực hiện thực các bước truyền thông cần thiết để đáp ứng yêu cầu về giá trị quá trình bằng kết nối kênh đặc biệt, qua đó cung cấp các giá trị quá trình cho quản lý dữ liệu WinCC flexible. Dữ liệu đọc vào được lưu trữ như ảnh của quá trình làm việc trong RAM của HMI. Tất cả các thành phần của WinCC flexible đều truy nhập vào cơ sở dữ liệu này liên tục trong quá trình làm việc. Để tạo một kết nối giữa HMI (ở đây là máy tính) với bộ điều khiển (ở đây là PLC) ta nhấp chuột phải vào mục Connection trong phần Communication trong cửa sổ Project chọn Add Connection. Cửa sổ thiết lập thiết bị và phương thức kết nối hiện ra như trên hình sau: Ô Name : ta có thể đặt tên cho kết nối tùy ý. Ô Communication driver : chọn thiết bị kết nối bằng cách nhấp vào dấu mũi tên sẽ sổ xuống một loạt thiết bị mà chương trình Wincc flexible 2008 cho phép kết nối. Ở đây chọn PLC SIMATIC S7-300/400. Ô Oline: tùy chọn trạng thái kết nối là ON hoặc OFF. Ô Comment : ghi chú tùy ý. Phần Paramenter cho phép ta cấu hình cho phương thức kết nối giữa máy tính và PLC. * lưu ý : mỗi 1 thiết bị điều khiển có 1 dạng kết nối khác nhau nên màn hình thay đổi phương thức truyền giữa HMI và bộ điều khiển sẽ khác nhau tùy loại. Bảng sau liệt kê những phương thức truyền giữa HMI và từng thiết bị cụ thể như bảng sau: PLC Phương thức truyền SIMATIC S7 PPI MPI PROFIBUS DP TCP/IP (Ethernet) SIMATC S5 AS 511 PROFIBUS SIMATIC 500/505 NITP PROFIBUS DP SIMATIC HMI HTTP Protool HTTP/HTTPS(Ethernet) SIMONTION MPI PROFIBUS DP TCP/IP(Ethernet) OPC DCOM Allen-Bradley PLC series SLC500, SLC501, SLC502, SLC503, SLC504, SLC505, MicroLogix and PLC5/11, PLC5/20, PLC5/30, PLC5/40, PLC5/60, PLC5/80 DF1 DH+ via KF2 module DH485 via KF3 module PLC series ControlLogix 5500(with 1756-ENBT) and CompactLogix 5300 ( 1769-L32E and 1769-L35E) Ethernet GE Fanuc Automation SPS series 90-30,90-70, VersaMax Micro SNP LG Industrial Systems (Lucky Goldstar)/IMO PLC series GLOFA GM (GM4, GM6, GM7)/ Series G4,G6 and G7 Dedicated communication Mitsubishi Electric PLC series MELSEC FX and MELSEC FX0 FX(Mitsubishi PG) Mitsubishi Electric PLC series MELSEC FX0, FX1n, FX2n, AnA, AnN, AnS, AnU, QnA and QnAS Protocol 4 OMRON PLC series SYSMAC C, SYSMAC CV, SYSMAC CS1, SYSMAC alpha, CJ and CP Hostlink/Multilink(SYSMAC Way) Modicon (Schneider Automation) PLC series Modicon 894, TSX Quantum and TSX compact Modbus RTU SPS series Quantum, Momentum, Premium and Micro SPS series Compact and 984 via Ethernet bridge Modbus TCP/IP(Ethernet) Telemecanique PLC series TSX 7 with P47 411, TSX 7 with P47/67/87/107 420, TSX 7 with P47/67/87/107 425, module TSX SCM 21,6 with the specified TSX 7 CPUs, TSX 17 with module SCG 1161, TSX 37(Micro), TSX 57(Premium) Uni-Telway Thẻ Area pointers cho phép ta khai báo những vùng nhớ đặc biệt trên PLC mà máy tính có thể truy cập khi cần thiết. Ô Connection : chọn kết nối sẽ thực hiện những chức năng này. Ô Name : tên của các chức năng. Ô Address : địa chỉ trên PLC. Ô Length : độ dài mặc định của những vùng nhớ này trên PLC. Ô Trigger mode : chế độ cập nhật những giá trị này. Ô Acctive : để khởi động chức năng nếu để trạng thái ON hay khóa nếu ở trạng thái OFF. Chức năng của các vùng nhớ này như sau: Data Area Chức năng HMI PLC Screen number Bậc của màn hình điều khiển Write read Data record Trao đổi đồng bộ dữ liệu lưu trữ W/R W/R Date/time Chuyển dữ liệu thời gian từ HMI xuống PLC W R Date/time PLC Chuyển dữ liệu thời gian từ PLC lên HMI R W Coordination HMI gửi thanh ghi trạng thái xuống thiết bị điều khiển W R Project ID Kiểm tra sự liên kết địa chỉ giữa chương trình WinCC flexible và chương trình trên PLC R W PLC job Khởi động những hàm được thực hiện trong chương trình WinCC flexible W/R W/R III/Hiển thị các giá trị xử lý: Chương trình WinCC flexible cho ta rất nhiều phương pháp có thể hiển thị các giá trị của biến trong quá trình làm việc của hệ thống như: Arlam Management, Historical Data, I/O field… Những chức năng Arlam Management, Historical Data ngoài chức năng hiện thị giá trị của biến trong quá trình xử lý còn có rất nhiều chức năng khác như lưu trữ, hiện thông báo khi có điều kiện thỏa mãn của biến mà ta mong muốn nên sẽ được tìm hiểu sâu hơn ở các chương sau. Ở đây chỉ dùng phương pháp I/O field để hiển thị thông tin của biến trong quá trình làm việc. Để tạo 1 trường vào/ra (I/O Field) nhấp chọn biểu tượng I/O Field ở phần thẻ tab Simple Objects trong cửa sổ Tools Sau đó di chuyển con trỏ đến gần vị trí của thiết bị mà ta muốn hiển thị giá trị của biến khi hệ thống hoạt động (ở đây chọn thiết bị là động cơ), kéo rê chuột để có được kích thước như ý. Ở đây ta tạo 1 I/O field gần hình ảnh động cơ để hiển thị giá trị của biến động cơ trong quá trình hoạt động của hệ thống.  Nhấp chuột phải vào I/O field chọn Properties, cửa sổ thiết lập thông số cho I/O field hiện ra như sau: Ô Mode : chọn chế độ hiện thị trạng thái biến là : ngõ ra, ngõ vào hay vừa là ngõ ra. Ô Tag : chọn biến sẽ được hiển thị bởi I/O field. Ô Format type : định dạng kiểu dữ liệu hiển thị là Binary, byte, date, time, string… Ô Format pattern: chọn số ký tự sẽ hiển thị. Sau khi thiết lập xong các cài đặt cho I/O field ta tiến hành Rutime để kiểm tra. Ở đây ta lấy ví dụ là I/O field sẽ hiện thỉ giá trị của biến động. Khi khởi động chương trình Runtime biến dong co ban đầu là 0. Khi ta nhấn nút chạy biến động cơ được set lên 1, động cơ nhấp nháy và I/O field hiển thị giá trị 1. Khi ta nhấn nút dùng, biến động cơ được gán giá trị là 0, động cơ không còn nhấp nháy nữa và I/O field hiển thị giá trị 0. Chương 4 : Soạn thảo dự án mẫu: I/ Tạo dự án (project) mới Đầu tiên khởi động chương trình WinCC flexible 2008 bằng cách : nhấp chọn Start > SIMATIC > WinCC flexible 2008 > WinCC flexible 2008. Hay nhấp đúp lên biểu tượng WinCC flexible trên màn hình desktop. Cửa sổ chính của chương trình hiện ra như sau: Trên cửa sổ này chúng ta có thể dễ dàng thực hiện những công việc cơ bản như: Open the most recently edited project : mở một dự án chưa hoàn thành để chỉnh sửa. Create a new project with project wizard : tạo một dự án mới với những tính năng đầy đủ của chương trình. Open an existing project : mở một dự án có sẵn. Create an empty project : bạn cũng có thể tạo một dự án thử nghiệm mà không kết nối với thiết bị HMI. Open a ProTool project : mở một dự án tương tự được tạo bởi phần mềm ProTool. Ở đây chúng ta tạo một dự án hoàn toán mới với những chức năng đầy đủ của WinCC flexible bằng cách: trên cửa sổ chính chọn Project > New project with project wizard. Cửa sổ chọn kiểu dự án hiện ra như sau: Có nhiều kiểu dự án như: Small machine: 1 bộ điều khiển được kết nối trực tiếp với thiết bị HMI. Large machine: 1 bộ điều khiển được kết nối đồng bộ với nhiều thiết bị HMI nhưng chỉ có 1 HMI giữ vai trò server còn các HMI khác giữ vai trò client có những chức năng bị giới hạn. Distributed operation : điều khiển phân tán, mỗi HMI kết nối với một bộ điều khiển và các bộ điều khiển này được kết nối với một bộ điều khiển trung tâm. Control center and local operation : 1 bộ điều khiển được điều khiển bởi 1 thiết bị HMI ở trung tâm và 1 HMI tại chỗ. HMI tại chỗ có những giới hạn được quy định bởi HMI trung tâm. Sm@rtClient : kết nối giữa 2 thiết bị HMI theo phương thức server/client ở đây ta chọn kiểu dự án Small machine rồi bấm next. Cửa sổ chọn thiết bị HMI ,phương thức kết nối và bộ điều khiển hiện ra như sau: Phần chọn thiết bị HMI ta bấm vào nút cho ta bảng lưa chọn những thiết bị HMI rất phong phú được hỗ trợ bởi phần mềm WinCC flexible. Để dễ dàng thiết kế và mô phỏng ta chọn PC WinCC flexible Runtime rồi bấm OK. Phần chọn phương thức kết nối giữa HMI và bộ điều khiển cho ta hai chọn lựa: MPI/DP và ETHERNET. Ta chọn MPI/DP. Phần chọn bộ điều khiển cho ta khá nhiều bộ điều khiển như: PLC Siemens S7-200, S7-300/400…, PLC của hãng Mitsubishi FX ,Protool, Omron và nhiều loại khác… Ta chọn bộ điều khiển S7-200. Sau khi chon sau các thành phần ta bấm next. Cửa sổ chọn thuộc tính cho màn hình HMI hiện ra như sau: Sau khi chọn các thuộc tính cho màn HMI cho phù hợp với yêu cầu như: vị trí xuất hiện cảnh báo, sắp xếp nút nhấn, chọn thanh tiêu đề ngày tháng… chúng ta bấm next. Cửa sổ chọn các màn hình chịu sự định hướng của màn hình chính hiện ra Để đơn giản trong bài này ta không chon các màn hình thành phần rồi bấm next. Cửa sổ chọn các màn hình thành phần làm các chức năng đặc biệt như: chọn ngôn ngữ hiển thị, chọn chế độ runtime, thông tin hệ thống, thông tin dự án, cài đặt hệ thống, quản lí các người dùng … Sau khi chọn xong các thành phần phù hợp ta bấm next cửa sổ chọn thư viện hiện ra như sau: Sau khi chọn xong thư viện. ta bấm next cửa sổ khai báo thông tin dự án hiện ra: Trong ô Project name đặt tên cho dự án, ô Project author là tên người tạo dự án, ô Creation date là ngày tạo dự án, ô Comments là những ghi chú. Sau khi hoàn thành bấm finish hoàn tất 7 bước tạo 1 dự án mới. II/ Thiết kế một dự án mẫu: Sau khi hoàn thành 7 bước trên thì màn hình làm việc của wincc flexible xuất hiện: Để bắt đầu tìm hiểu phần mềm wincc flexible 2008 ta tạo một dự án đơn giản là chương trình điều khiển động cơ. Chương trình gồm : 1 động cơ, 1 bồn nước, 3 nút nhấn (1 nút start, 1 nut stop, 1 nút exit thoát khỏi chương trình runtime ) Bước đầu tiên là tạo biến cho chương trình. Chương trình chỉ gồm 1 biến động cơ kiểu Bool (kiểu luận lý chỉ gồm 2 giá trị 1 và 0). Để biên tập các Tag (biến) ta nhấp đúp chuột vào mục Tags ở cửa sổ project bên trái màn hình. Màn hình biên tập các biến hiện ra như sau: Ô name: ta điền vào tên của biến là động cơ. Ô connection ta chọn loại biến là biến nội trong chương trình WinCC flexible hay biến ngoài là biến sẽ kết nối với địa chỉ PLC bên ngoài (khi ta chọn loại biến này thì ở ô địa chỉ address ta có thể chọn địa chỉ của biến ở bên ngoài PLC như I0.0 hay Q0.0 ) ở đây ta chỉ mô phỏng trên máy tính nên chọn loại biến Internal tag. Ô Data type : chọn kiểu biến có thể là int, long, byte, char,… ở đây ta chọn kiểu Bool(kiểu luận lý chỉ cho hai giá trị 0 và 1). Sau khi đã khai báo xong biến ta nhấp vào thẻ Sreen trở lại màn hình chính. Bây giờ ta có thể sử dụng những hình vẽ có sẵn trong WinCC flexible để vẽ lại hệ thống động cơ bơm nước. Ta vào cửa sổ Tools bên phải màn hình, nhấp vào phần Graphis có rất hình hình phù hợp cho tất cả các hệ thống tự động như: valse, bồn nước, motor, băng tải… ta vào nhấp vào phần motor bên dưới cho ta ảnh rất nhiều kiểu động cơ. Để đưa hình ảnh động cơ ra màn hình Screen bằng cách nhấp chuột phải vào ảnh tùy ý và chọn copy hoặc nhấp giữ chuột vào ảnh sau đó kéo đặt vào giao diện thiết kế. Sau khi đã đặt hình ảnh vào giao diện thiết kế ta có phóng lớn hay thu nhỏ hình ảnh một cách tùy ý cho phù hợp bằng cách: chọn và di chuyển chuột đến 1 trong 4 góc của hình cho đến khi xuất hiện biểu tượng mũi tên hai chiều, nhấp giữ chuột kéo lên hay kéo xuống cho đến khi có hình phù hợp. Tương tự như trên ta tìm và sắp xếp các hình vẽ cho phù hợp cuối cùng được thiết kế như sau: Sau đó ta tạo ra các nút nhấn. Đầu tiên là nút start, ta vào phần simple objects chon biểu tượng button sau đó đưa con trỏ ra màn hình thiết kế nhấp chuột vào vị trí cần đặt nút nhấn kéo 1 khoảng cách nhất định để tạo nút nhấn như mong muốn. Để khai báo các thuộc tính của nút nhấn ta nhấp đúp vào nút nhấn cửa sổ biên t65p thuộc tính của nút nhấn xuất hiện như sau: Ở khung textOFF ta đặt tên cho nút nhấn là START. Ta cũng có thể thay đổi giao diện của nút nhấn bằng cách vào thẻ Properties. ở mục Appearance ta có thể chọn màu nền cho nút nhấn, màu cho chữ… Ở mục layout ta có thể chọn vị trí của nút nhấn trên màn hình thiết kế bằng cách nhập chính xác tọa độ X,Y của nút nhấn. Ở đây góc tọa độ góc dưới ben trái màn hình. Ở mục Text ta có thể thay đổi font chữ, định vị trí của chữ trên nút nhấn Sau đó ta vào mục Events để thiết lập sự kiện cho nút nhấn : như click (nhấn chuột lên nút nhấn), press(giữ nút nhấn), release (nhả nút nhấn)… Ở đây ta chọn sự kiện bấm nút nhấn Click. Ở bên phải là bảng chọn những công việc mà chương trình sẽ thực hiện khi có sự kiện nhấn nút nhấn. Có rất nhiều công việc để chọn được sắp xếp theo những chức năng cơ bản của chương trình như: Alarm ,Screen, Edit bits, system… Ở đây ta chọn công việc setvalue, cửa sổ biên tập công việc setvalue hiện ra như sau: Ô tag(out) : ta chọn biến bị tác động khi thực hiện công việc này. Ô Value : ta chọn giá trị được đặt cho biến đã chọn. Đối với nút STOP ta cũng làm tương tự như các bước trên nhưng gía trị đặt cho biến động cơ là 0. Đối với nút EXIT ta chọn công việc khi Click chuột vào nút nhấn là StopRuntime. Để thoát khỏi chương trình mô phỏng. Ta có thể tạo các thuộc tính động cho đối tượng là hình ảnh để trong quá trình mô phỏng trên máy tính có thể dễ dàng thấy sự thay đổi của đối tượng khi làm việc. Ở đây ta thay đổi thuộc tính động của động cơ khi biến động cơ được đưa lên mức 1 thì hình ảnh động cơ trên màn hình Run time sẽ nhấp nháy Để thay đổi thuộc tính cho hình ảnh động cơ ta nhấp chuột vào hình ảnh trên màn hình thiết kế cửa sổ thay đổi thuộc tính hình ảnh hiện ra như sau: Để thay đổi thuộc tính động cơ trong chế độ Run time ta nhấp vào mục Animations: Ô tag : chọn biến là động cơ. Ô bit number : chọn giá trị biến là 1. Ô Flashing : chọn Yes. Đối với những hệ thống phức tạp có nhiều thiết bị hay quá trình chúng ta cần thêm những chú thích lên hình vẽ để người xem có thể dễ dàng theo dõi. Trong WinCC flexible chúng ta có thể làm điều đó bằng cách thêm các Text ở trên hình vẽ. Ở cửa sổ Tools chọn Simple Objects nhấp chuột chọn vào biểu tượng Textfield. Sau đó nhấp chuột lên vị trí cần thêm chú thích trên màn hình thiết kế rồi đánh nội dung cần chú thích vào. Sau khi hoàn thành tất cả các công đoạn cần thiết thì hệ thống như sau: Để tiến hành chạy mô phỏng hệ thống trên ta có thể vào menu bar chọn Project> Compiler> Start Runtime. Hay nhấp đúp vào biểu tượng trên màn hình chính của WinCCflexible. Lúc đó chế độ mô phỏng Run time của hệ thống hiện ra như sau: Ở chế độ Run time ta nhấp chuột vào nút START thì hình ảnh máy bơm trên màn hình nhấp nháy chứng tỏ biến đã được set lên mức 1. Khi nhấp vào nút STOP hình ảnh máy bơm lại đứng yên trở lại chứng tỏ biến đã trở về mức 0. khi nhấn nút EXIT màn hình chế độ Runtime biến mất quay trở lại màn hình thiết kế. Phần B : Thiết kế và mô phỏng hệ thống trộn xi măng bằng WinCC flexible 2008 Thiết kế và mô phỏng hệ thống trộn xi măng bằng phần mềm WinCC flexible 2008: Điều khiển và giám sát dây chuyền sản xuất xi măng với yêu cầu như sau: Đá vôi được khai thác từ các núi xung quanh nhà máy bằng phương pháp khoan lỗ, nổ mìn… sau đó được vận chuyển về máy đập bằng xe tải. Đá vôi được đập nhỏ thông qua máy nghiền, và chuyển về thiết bị phối liệu ban đầu để pha trộn với đất sét theo tỉ lệ nhất định. Đá vôi và đất sét được trộn và lưu trữ trong nhà máy bằng các thiết bị chuyên dùng. Sau thời gian lưu trữ trong kho, hỗn hợp nguyên liệu đá vôi và đất sét được đưa đến máy nghiền để nghiền thành bột mịn thông qua máy nghiền con lăn. Để bổ xung thành phần hóa-lý của bột nguyên liệu, người ta cón cho trộn thêm vào các nguyên liệu khác như đá đỏ, cát, đá vôi chất lượng cao. Bột nguyên liệu sau khi nghiền, được đưa vào xi-lô đồng nhất. Bột nguyên liệu sau khi đồng nhất sẽ chuyển lên tháp trao đổi nhiệt và nung nóng trước. Sau đó được đưa vào lo quay. Với quá trình nung theo các mức nhiệt độ định sẵn(cao nhất là 14500C), bột nguyên liệu bị biến đổi tính chất hóa-lý, kết hợp với nhau tạo thành Clanh-ke. Clanh-ke được làm nguội bằng thiết bị chuyên dùng và được vận chuyển vào kho. Clanh-ke sau khi làm nguội bằng thiết bị chuyên dùng được trộn với thạch cao theo lượng nhất định(3-5%) tiếp tục được nghiền thành bột mịn để cho ra sản phẩm là xi măng. Phần mểm PC Access liên kết biến trong WinCC flexible với các vùng nhớ trong PLC cụ thể như sau: Khi khởi động chương trình màn hình chính chọn chế độ điều khiển cuaả hệ thống hiện ra như sau: Chế độ Auto là chế độ hệ thống chạy tuần tự theo lưu đồ giải thuật cụ thể như sau; Mở van xả 2 bồn Yes Chạy 2 băng chuyền Ngưng băng chuyền 2 bồn đều cạn Đóng xả van Máy trộn hoạt động 5s Máy nghiền hoạt động 5s Hệ thống trao đổi nhiệt 5s Hệ thống nghiền mịn và trộn với thạch cao Băng tải sản phẩm End START 2 bồn đều đạt No Yes No NO DFSDFDF  Giao diện điều khiển và giám sát hệ thống ở chế độ Auto như sau: Hệ thống có cảm biến báo sự cố. Khi có sự cố hệ thống dừng lại hoàn toàn, sau khi đã khắc phục xong sự cố thì ta bấm nút START hệ thống tiếp tục hoạt động. Trong quá trình làm việc, chúng ta muốn dừng hệ thống chỉ cần bấm nút STOP mọi quá trình trong hệ thống sẽ dừng lại hoàn toàn.  Giao diện điều khhiển và giám sát hệ thống ở chế độ Manual như sau: Ở chế độ Manual ta có quyền cho phép mọi công đoạn trong hệ thống hoạt động hay ngưng đều được bằng các công tắc của từng công đoạn. Tài liệu tham khảo 1. SIMATIC HMI WinCC flexible 2008 Compact/ Standard/ Advanced User’s Manual. 2. WinCC flexible 2008 Getting Starter. 3. Tự động hóa trong công nghiệp: lập trình với S7&WinCC giao diên người-máy (HMI) - TS Trần Thu Hà – NXB Hồng Đức 2008 4. Tự động hóa trong công nghiệp: lập trình với S7&Protool giao diên người-máy (HMI) - TS Trần Thu Hà – NXB Hồng Đức 2008 5. www.automatic.siemems.com 6. www.dientuvietnam.net.vn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HỨƠNG DẪN 3 LỜI NÓI ĐẦU 4 PHẦN A: TÌM HIỂU PHẦN MỀM WINCC FLEXIBLE 2008 6 Chương 1: Khái niệm điều khiển hệ thống HMI với WinCC flexible 2008 6 I/ Giới thiệu HMI 6 II/ Các thiết bị HMI truyền thống 7 III/ Các thiết bị HMI hiện đại 7 IV/ Hệ thống HMI 9 Chương 2: Giới thiệu phần mềm WinCC flexible 2008 12 I/ Giới thiệu 12 II/ Các thành phần và chức năng cơ bản trong phần mềm WinCC flexible 2008 13 1. Screens 15 2.Communication 16 3. Alarm management 18 4.Script 18 5. Historical Data 21 Chương 3: Tạo biến và hiển thị giá trị xử lý trong WinCC flexible 2008. ………………………. 22 I/ Khái niệm biến trong WinCC flexible 2008 22 II/ Kết nối giữa PLC và WinCC flexible 2008 29 III/ Hiển thị giá trị xử lý 34 Chương 4: Sọan thảo dự án mẫu 38 I/ Tạo một dự án (Project) mới 38 II/ Thiết kế một dự án mẫu 46 Phần B: Thiết kế và mô phỏng hệ thống trộn xi măng bằng phần mềm WinCC flexible 2008 ………………. 56