Tải bản đầy đủ
CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ WINCC

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM THIẾT KẾ WINCC

Tải bản đầy đủ

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Cấp quảnlí kinh doanh

Mạnh xí nghiệp

trạm vận hành

Trạm vận hành

mạng điều khiển

Cấp quản lí q trình

cấp trường

cảm biến

PLC
Van động cơ bơm

Cơ cấu chấp hành

Hình III. Cấu hình của một SCADA điển hình
b. Giới thiệu về wincc
Page
16

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

-WinCC (Windows Control Center - Trung tâm điều khiển trên nền Windows), cung
cấp các cơng cụ phần mềm để thiết lập một giao diện điều khiển chạy trên các hệ điều
hành của Microsoft như Windows NT và Windows 2000. Trong dòng các sản phẩm
thiết kế giao diện phục vụ cho vận hành và giám sát, WinCC thuộc thứ hạng SCADA
với những chức năng hữu hiệu dành cho việc điều khiển.
-Một trong những đặc điểm của WinCC 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 cầu thực tế một cách chính xác.
-WinCC kết hợp các bí quyết của hãng Siemens-cơng ty hàng đầu trong tự động hố
q trình và Microsoft-cơng ty hàng đầu trong việc phát triển phần mềm cho PC.
-Ngồi khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có quy mơ lớn nhỏ khác
nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có quy mơ tồn cơng
ty như: việc tích hợp với những hệ thống cấp cao MES (Manufacturing Excution
System - hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất) và ERP (Enterprise Resource
Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở quy mơ tồn cầu nhờ hệ thống trợ
giúp của Siemens có mặt khắp nơi trên thế giới.

2. Các bước cơ bản tiến hành thiết kế
2.1. Khởi tạo một dự án
a. Khởi Động WinCC
Để khởi động WinCC ta kích chuột vào Start trên thanh Taskbar. Chọn Simatic /
WinCC / Windows Control Center.
b. Tạo một dự án mới
-Để tạo một dự án mới ta chọn File / New. Một hộp thoại sẽ mở ra cho phép xây dựng
một Project mới.
 Chọn Single-User Project / OK: tạo một dự án đơn người sử dụng.
 Chọn Multi-User Project / OK: tạo một dự án đa người sử dụng.
 Chọn Multi-Client Project / OK: tạo một dự án nhiều khách.
Đặt tên
Project / nhấn Create. Khi đó màn hình WinCC hiện ra như hình III.2.
Page
17

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Hình III.2Màn hình giao diện chính của WINCC
-Kích chuột phải vào biểu tượng có tên Computer để mở hộp thoại thiết lập các thuộc
tính của hệï thống khi chạy chương trình cũng như thay đổi các tên của máy tính.
c. Kết nối với PLC
-Để khai báo việc kết nối với một PLC mới ta tiến hành theo trình tự sau:
- Kích chuột phải vào Tag Management / Add New Driver. Trong hộp thoại hiện ra ta
chọn SIMATIC S7 Protcol Suite và kích vào nút Open.
- Tạo một kết nối với thiết bị cấp dưới: kích chuột vào SIMATIC S7 Protcol
Suite/New Conection / Connection properties. Nhập tên đối tượng kết nối và nhấn
OK.
d. Tag và Tag Group
-Tạo Internal tag
-Trong Tag management, kích phải chuột vào Internal Tag/New Tag. Xuất hiện hộp
thoại Tag Properties cho phép ta nhập tên, kiểu dữ liệu của Tag.
-Tạo Tag Group
-Kích phải chuột lên kết nối PLC vừa tạo như trên: New Group / Properties Of Tag
Group, nhập tên Group sau đó nhấn OK.
c. Tạo External tag
Page
18

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

- Kích phải chuột lên kết nối PLC chọn New Tag / Tag Properties, nhập tên, kiểu dữ
liệu của Tag sau đó nhấn OK.
- Nhấn nút Select để mở hộp thoại Address Properties sau đó chọn danh sách dữ liệu
cho Tag, vùng dữ liệu biến.
2.2. Thiết kế giao diện đồ hoạ
-Trong cửa sổ WinCC Explorer ta kích phải chuột vào Graphics Designer chọn New
Picture, một bức tranh Newpld0.Pdl sẽ hiện ra trong cửa sổ WinCC Explorer.
-Để thiết kế đồ hoạ cho bức tranh vừa tạo, ta có thể nhấp đúp chuột vào tên bức tranh
hoặc kích phải chuột vào tên bức tranh và chọn Open Picture.
-WinCC hỗ trợ một cơng cụ mạnh về đồ hoạ, và hỗ trợ một thư viện rất lớn về các
thiết bị cơng nghiệp rất sinh động, ta có thể chọn và đem ra sử dụng nó một cách dễ
dàng.
2.3. Thu thập dữ liệu và biểu diễn giá trị q trình (Tag logging)
a.Mở Tag Logging
-Trong cửa sổ bên trái của WinCC Explorer, kích phải chuột lên Tag Logging, chọn
Open.
-Đối tượng Timer được định vị tại dòng thứ hai trong cửa sổ. Timer có thể được định
cấu hình cho bản ghi hay cho việc lưu trữ.

Hình III.3: Màn hình Page
hiển thò chức năng Tag
19

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

b. Tạo một Archive
-Để tạo một Archive ta tiến hành như sau: kích chuột phải vào Archive, chọn Archive
Winzad, trong hộp thoại xuất hiện đầu tiên ta chọn Next, trong hộp thoại xuất hiện
tiếp theo ta nhập tên của Archive, chọn kiểu của Archive là Process value Archive
(hình III.4).
-Sau đó ta chọn Next / Select, chọn Tag cần thực hiện lưu trữ giá trị q trình. Trong
hộp thoại xuất hiện tiếp theo ta nhấn OK để xác nhận, chọn Apply để kết thúc việc
tạo Archive Winzad (hình III.5).

Hình III.4: Tạo một archive

Hình III.5:Kết thúc việ tạo archive

c. Tạo một Table windows
-Với Table Windows ta có thể biễu diễn các Tag q trình dưới dạng bảng. Để tạo
một Table Windows ta tiến hành như sau:
 Trong Graphic Designer tạo một trang Graphic có tên “Đo Thi.Pdl”.

Trong Object Palette / Control / WinCC Online Table Control, kéo đối tượng vào
trang Graphic, kích đúp chuột lên đối tượng để mở hộp thoại Properties Of WinCC
Online Trend Control.

Page
20

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Ấn chọn mục General:

Ấn chọn mục Columns:

Hình III.6: Tạo một Table Windows

2.4. Thu thập cảnh báo dữ liệu (alarm logging)
a.Mở alarm Logging
-Trong cửa sổ WinCC Explorer, kích phải chuột vào Alarm Logging, chọn Open.

Page
21

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Hình III.7: Màn hình giao diện Alarm

b. Các bước tiến hành để định cấu hình và thiết lập một hệ thống cảnh báo
-Alarm Logging hỗ trợ một cơng cụ System Winzad. Cơng cụ này cung cấp cho ta
một phương pháp đơn giản và tự động tạo một hệ thống cảnh báo như mong muốn.
-Để thiết lập một hệ thống cảnh báo ta tiến hành từng bước như sau:
Chọn File / Select Winzad, xuất hiện hộp thoại System Winzad.
Chọn Selecting Message Blocks, trong System Blocks chọn Date, Time, Number.
Trong User Text Block chọn Msg Txt, Error Location. Trong Process Value Blocks
chọn None / Next (hình III.8.a).

Khi hộp thoại System Winzad: Preset Classes hiện ra ta chọn Class Error With
Type Alarm and Warning / Next (hình III.8.b).

Trong hộp thoại System Winzad: Selecting Archives, thiết lập Short-Term Archive
For 250 Messages (hình III.8.c).



Hình III.7 (a,b,c): Các bước thiết lập Alarm Logging
Page
22

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU



GV: Bùi Văn Huy

Cuối cùng ta nhấn nút Finish để kết thúc việc định cấu hình và thiết lập một hệ
thống cảnh báo (Alarm Logging). Trong cơng đoạn này ta cần chú ý một số vấn đề
sau:
- Ta có thể định cấu hình cho văn bản thơng báo như sau: thay đổi chiều dài của
Message Text, chọn Message Blocks trong cửa sổ bên trái của trang Alarm Logging,
chọn User Text Block, kích phải chuột vào Message Text / Properties và nhập giá trị
mong muốn.
- Thay đổi chiều dài của Point Of Error: chọn Message Blocks trong cửa sổ bên trái
của trang Alarm Logging. Chọn User Text Block, kích phải chuột vào Point Of
Error / Properties, nhập giá trị mong muốn.
- Định cấu hình màu của thơng báo: thực hiện cơng việc này nhằm mục đích giúp
người vận hành dễ dàng nhận ra loại thơng báo. Ta tiến hành thiết lập như sau:
+ Kích chuột vào Came In: chọn Text Color để định màu cho văn bản, chọn
Background Color để định màu nền.
+ Kích chuột vào Went Out: chọn Text Color để định màu cho văn bản, chọn
Background Color để định màu nền.
+ Kích chuột vào Acknowleged: chọn Text Color để định màu cho văn bản,
chọn Background Color để định màu nền.
+ Kích OK để kết thúc.

2.5. Truyền thơng trong mơi trường WinCC
Bản chất truyền thơng giữa máy tính (PC) và PLC
-Bản chất của q trình này được thể hiện như sơ đồ sau đây:

Page
23

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Hình III.9: bản chất của q trình truyền thơng trong
Trong đó :WinCC
Data Manager (Trình quản trị dữ liệu)
-WinCC Data Manager quản lý dữ liệu (Database). Người sử dụng khơng thấy được
trình quản lý dữ liệu này. Trình quản lý dữ liệu làm việc với dữ liệu được sinh ra từ
WinCC Project và được cất trong cơ sở dữ liêïu của Project. Nó quản lý các biến
Wincc trong lúc chạy chương trình. Tất cả các người sử dụng WinCC phải u cầu
dữ liệu từ trình quản lý dữ liệu ở các dạng biến WinCC. Các ứng dụng này gồm
Graphic Runtime, Alarm Logging Runtime và Tag Logging Runtime.
Các trình điều khiển truyền thơng (Comunication driver)
-Để cho WinCC truyền thơng với các kiểu PLC khác, người sử dụng phải nối trình
quản lý dữ liệu với PLC. Trình điều khiển truyền thơng gồm một C++DLL, mà
truyền thơng giao tiếp với trình quản lý dữ liệu (gọi là kênh API). Trình điều khiển
truyền thơng cung cấp các giá trị q trình cho WinCC Tag.
Đơn vị kênh (Channel Unit)
-Ngõ vào Communication Driver trong Tag Managerment chứa ít nhất một SubEntry. Sub-Entry của Communication Driver này gọi là Đon vị kênh. Mỗi đơn vị tạo
nên giao tiếp với một Hardware và như vậy với Modul truyền thơng của PC. Người ta
phải định nghĩa đơn vị kênh. Modul truyền thơng này được gán trong hộp thoại
Page
24

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

System Parameters. Hộp này được mở bằng cách click chuột phải vào đơn vị kênh
tương ứng và chọn System Parameter từ Menu hiện lên.
Sự xuất hiện của hộp thoại phụ thuộc vào trình điều khiển truyền thơng được chọn.
Tuy nhiên có thể thêm các thơng số truyền thơng nếu cần.
Hardware driver: Driver kết nối phần cứng.
Communication Processor (CP): bộ xử lý truyền thơng.
PLC: thiết bị PLC.

Hình III.10: Kết nối truyền thông
-Q trình truyền thơng này có thể được mơ tả như sau: WinCC Data Manager quản
lý các WinCC Tag khi thực thi. Nhiều ứng dụng WinCC khác nhau (trên WinCC
Page
25

BTL HỆ THU THẬP DỮ LIỆU

GV: Bùi Văn Huy

Application) u cầu các giá trị từ Data Manager. Cơng việc của Data Manager nhận
các tag u cầu từ q trình. Nó thực hiện việc này thơng qua trình điều khiển truyền
thơng đã được tích hợp trong WinCC Project. Trình điều khiển truyền thơng tạo nên
giao tiếp giữa WinCC và q trình bằng cách sử dụng đơn vị kênh của nó. Trong
phần lớn các trường hợp, kết nối dựa trên Hardware đến q trình được cài đặt bằng
cách sử dụng một CP. Trình điều khiển truyền thơng WinCC sử dụng các CP để gởi
thơng điệp u cầu đến PLC. Tiếp đến CP gửi các giá trị q trình được u cầu từ
các thơng điệp tương ứng về lại WinCC.
Thiết lập cấu hình truyền thơng:
Các dịch vụ truyền thơng củaWinCC:
a. Truyền thơng với Simatic S5:
 Dùng phương tiện truyền thơng nối tiếp: Sử dụng giao thức ASCII và giao
thức RK512.
 Thơng qua Bus: Profibus FMS, Profibus FDL và Industrial Ethernet.

b. Truyền thơng với Simatic S7:
-WinCC truyền thơng với S7 qua các chuẩn sau:
+
+
+
+
+

MPI.
Profibus.
Industrial Ethernet.
TCP/IP.
OPC.

c. Truyền thơng với WinCC.
-Kết nối các trạm WinCC thơng qua OPC (OLE For Process Control). Các trạm của
WinCC có thể kết nối với nhau bằng bất kỳ phương pháp kết nối nào, ví dụ kết nối
Ethernet qua TCP/IP.
Page
26