Giáo trình PLC nâng cao (Phần 2)

Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 58 BÀI 5: MÔ HÌNH BĂNG TẢI PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU VÀ ĐẾM SẢN PHẨM 5.1.Giới thiệu chung về băng tải Băng tải là một phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm có vai trò quan trọng trong tất cả các ngành công nghiệp, nhà máy. Ra đời từ rất lâu và có được sử dụng rông rãi nhờ những ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, bền vững, có khả năng vận chuyển nguyên vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách từ gần đến xa, làm việc êm, năng suất cao mà tiêu hao năng lượng không lớn. Ngày nay, cấu tạo và vật liệu làm băng tải ngày càng hiện đại đáp ứng nhu cầu sản xuất chuyên môn hóa cao cũng như phù hợp với đặc thù riêng của từng lĩnh vực, sản phẩm. Việt Nam là quốc gia đang phát triển với số lượng các nhà máy, công trình, khu công nghiệp ngày càng tăng. Kéo theo sự phát triển đó cũng là nhu cầu cao về số lượng và sự phong phú của các hệ thống băng tải. Trên thị trường hiện nay có rất nhiều công ty sản xuất và chế tạo băng tải. Do đó có rất nhiều loại băng tải có cấu tạo và chức năng khác nhau phù hợp với đặc thù của từng lĩnh vực sản xuất, vận chuyển. Mô hình băng tải của công ty Tân Phát là một dạng của mô hình băng tải công nghiệp trong thực tế. Tuy nhiên, là một mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy và thực hành trong các trường cao đẳng, đại học và dạy nghề nên được thiết kế với những yêu cầu riêng. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 59 Hình 5.1: Mô hình băng tải giáo dục của công ty tự động hóa Tân Phát 5.2.THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ - Băng tải có hai quả lô chủ động và bị động, quả lô chủ động được dẫn động bởi một động cơ có hộp giảm tốc, do đó có thể thay đổi chiều quay hoặc tốc độ của băng tải bằng cách thay đổi chiều quay hoặc tốc độ của động cơ. - Cơ cấu nạp liệu: vật mẫu nhiều mầu được xếp trong ống dẫn liệu và được đẩy xuống băng tải khi thanh gạt di chuyển qua lại trong rãnh cơ khí. Khi xi lanh kéo thanh gạt liệu về (theo chiều -), đồng thời để cho vật mẫu rơi xuống máng liệu. Khi liệu đã rơi xuống máng liệu, xilanh được điều khiển bởi van điện từ sẽ đi ra (theo chiều +) đẩy thanh gạt liệu và đẩy vật mẫu xuống băng tải. Toàn bộ quy trình hoạt động của nạp liệu được điều khiển bởi 01 xilanh khí nén. - Phân loại sản phẩm: sau khi vật mẫu được chuyển xuống băng tải và di chuyển dọc theo băng tải, phía trên băng tải là các cảm biến có khả năng nhận biết mầu và vị trí của vật. Khi vật đi qua cảm biến đầu tiên ở đầu băng tải, đó là cảm biến mầu có khả năng nhận biết và truyền tín hiệu về bộ điều khiển để Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 60 xử lý. Dọc theo băng tải được bố trí các cảm biến Phản xạ-Khuếch tán, các xi lanh và máng dẫn liệu. Vật mẫu đã được xác định mầu khi đi qua các máng chứa liệu sẽ được cảm biến và xi lanh cùng phối hợp để đẩy vật xuống máng tương ứng. 5.3.Sơ đồ đấu nối mô hình băng tải phân loại vật theo mầu Mạch nguồn một chiều Hình 5.2: mạch nguồn một chiều Mạch kết nối PLC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 61 Mạch điện động cơ băng tải Mạch khí nén + xilanh bộ phận đưa vật vào băng tải 4 2 5 1 3 Y5 Y4 Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 62 + xilanh bộ phận đẩy vật màu xanh + Xilanh bộ phận phân loại vật màu đỏ Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 63 + Xilamh bộ phận phân loại các màu còn lại 5.4.CÁC BÀI THỰC HÀNH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH Các bước thao tác khi thực hành với mô hình băng tải - Kiểm tra mô hình trước khi cấp điện. - Cắm giắc nối truyền thông từ bộ điều khiển tới máy tính lập trình - Download chương trình và chạy thử - Không được tự ý cho mô hình chạy mà không có sự kiểm tra của cán bộ hướng dẫn Ngắt nguồn khi không sử dụng mô hình Các bài thực hành cơ bản Bài 1. Điều khiển chiều chạy của băng tải Lập trình cho PLC để điều khiển chiều chạy của băng tải Yêu cầu: - Điều khiển quá trình đảo chiều chạy của băng tải bằng PLC, băng tải phải dừng lại một lúc trước khi chạy theo chiều ngược lại Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 64 - Thực hành viết chương trình Bài 2. Đếm số vật di chuyển qua băng tải Sử dụng cảm biến Phản xạ - Khuếch tán ở khay liệu thứ 2 để đếm số vật mẫu di chuyển qua băng tải. Yêu cầu: - Khi vật mẫu di chuyển đến khay thứ 3 thì dừng lại một lúc và chạy ngược lại về khay thứ 1. Sau khi chạy về khay thứ nhất, vật lại dừng lại một lúc và chạy ngược về khay thứ 3. Sau 3 lần như vậy vật được đẩy xuống khay thứ 2. - Thực hành viết chương trình Bài 3. Phân loại vật vào từng khay chứa theo mầu - Sử dụng cảm biến mầu để nhận biết mầu của vật mẫu Yêu cầu: - Vật sau khi đi qua cảm biến mầu phải được phân loại vào từng khay tương ứng - Thực hành viết chương trình Bài 4. Điều khiển quá trình nạp liệu Sử dụng khay và rãnh nạp liệu để đẩy vật xuống băng tải Yêu cầu: - Tốc độ nạp vật không quá nhanh, phù hợp với tốc độ băng tải. Cơ cấu nạp vật phối hợp nhịp nhàng. - Thực hành viết chương trình Bài 5: Điều khiển toàn bộ mô hình băng tải Yêu cầu: - Toàn bộ mô hình hoạt động nhịp nhàng, vật được đặt tại khay nạp vật và được tự động đẩy xuống băng tải. Kết thúc hành trình, vật phải được phân loại theo mầu vào tường khay riêng. - Thực hành viết chương trình Kết nối mô hình băng tải với phần mềm giám sát quá trình Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 65 Yêu cầu: -Kết nối thành công với phần mềm giám sát chương trình bằng công cụ Kepware Server. - Giám sát và điều khiển mô hình trên giao diện máy tính. BÀI 6: MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRỘN DUNG DỊCH 6.1. THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ Mô hình bình trộn là mô hình thiết kế phức tạp sử dụng nhiều thiết bị tiên tiến và công nghệ hiện đại của công ty tự động hóa Tân Phát. Mô hình được thiết kế như hình vẽ: Hình 6.1 :Mô hình bình trộn của công ty tự động hóa Tân Phát - Hệ thống gồm có ba bình thủy tinh hình trụ tròn, các máy bơm nước, van điều khiển, khởi động từ, rơle và bộ thiết bị khả trình PLC. Trong đó người sử dụng có thể lập trình và giám sát toàn bộ hệ thống thông qua thiết bị PLC này. - Hai bình trộn hai bên đựng 2 dung dịch khác nhau với dung tích khác nhau. Bình trộn giữa là bình sẽ hòa lẫn dung dịch của 2 bình bên được bơm Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 66 vào. Lượng dung dịch lấy từ mỗi bình theo tỉ lệ bao nhiêu hoàn toàn được giám sát và điều khiển bởi PLC. Quá trình khuấy trộn, đun nóng cũng được thực hiện trong bình trộn. 6.2.Sơ đồ đấu nối mô hình băng tải phân loại vật theo mầu Mạch nguồn điện một chiều Hình 6.2: Mạch nguồn một chiều Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 67 Mạch kết nối PLC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 68 Mạch động lực điều khiển động cơ Hình 6.3: Mạch động lực của động cơ Mạch khí nén. + Mạch khí nén điều khiển van xả bình dung dịch 1 Van xả bình dung dịch 1 Van xả bình dung dịch 2 Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 69 + Van xả bình khuấy trộn 6.3.CÁC BÀI THỰC HÀNH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH Các bước thao tác khi thực hành với mô hình băng tải - Kiểm tra mô hình trước khi cấp điện. - Cắm giắc nối truyền thông từ bộ điều khiển tới máy tính lập trình - Download chương trình và chạy thử - Không được tự ý cho mô hình chạy mà không có sự kiểm tra của cán bộ hướng dẫn - Ngắt nguồn khi không sử dụng mô hình Các bài thực hành cơ bản Bài 1. Điều khiển máy bơm để ổn định mức nước trong bình trong khoảng rộng Mở máy bơm bơm nước vào bình A Yêu cầu: - Ban đầu bình A không có nước, mở máy bơm bơm nước vào bình A. Khi bình A gần đầy, đạt 90% dung tích bình thì máy bơm dừng lại. Xả nước van xả để tháo dần nước trong bình A. Khi lượng nước trong bình giảm xuống dưới 75% dung tích bình thì máy bơm lại chạy lại. Lượng nước trong bình A luôn luôn ở trong khoảng từ 75 đến 90%. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 70 - Thực hành viết chương trình Bài 2. Điều khiển máy bơm để ổn định mức nước trong bình trong khoảng hẹp Sử dụng cảm biến trọng lượng LoadCell để giải quyết bài toán Yêu cầu: - Ban đầu bình C không có nước, mở máy bơm bơm nước vào bình C. Khi bình C đạt 70% dung tích bình thì máy bơm dừng lại. Xả nước van xả để tháo dần nước trong bình C. Khi lượng nước trong bình giảm xuống dưới 65% dung tích bình thì máy bơm lại chạy lại. Lượng nước trong bình C luôn luôn ở trong khoảng từ 65 đến 70%. - Thực hành viết chương trình Bài 3. Bơm nước vào bình trộn C từ hai bình A và B Bơm nước vào bình trộn C theo tỉ lệ thể tích 1:2 Yêu cầu: - Bật máy bơm bơm nước từ bình A và bình C. Sau khi lượng nước trong bình C đạt 20 % dung tích thì tắt máy bơm A và bật máy bơm B. Sau khi lượng nước trong bình C đạt 40% dung tích thì tắt máy bơm B và bật động cơ khuấy. Sau 2 phút thì dừng và xả hết nước trong bình C. Thực hành viết chương trình Bài 3. Kết nối mô hình băng tải với phần mềm giám sát quá trình Yêu cầu: - Kết nối thành công với phần mềm giám sát chương trình bằng công cụ Kepware Server. - Giám sát và điều khiển mô hình trên giao diện máy tính. BÀI 7 : MÔ HÌNH ĐÓNG NẮP SẢN PHẨM 7.1.Giới thiệu mô hình đóng nắp Băng tải là một phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm có vai trò quan trọng trong tất cả các ngành công nghiệp, nhà máy. Ra đời từ rất Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 71 lâu và có được sử dụng rông rãi nhờ những ưu điểm như: cấu tạo đơn giản, bền vững, có khả năng vận chuyển nguyên vật liệu theo phương nằm ngang, nghiêng với khoảng cách từ gần đến xa, làm việc êm, năng suất cao mà tiêu hao năng lượng không lớn. Trong các nhà máy sản xuất đồ hộp, bia rượu, chúng ta đều thấy sự có mặt của các dây truyền đóng chai, nắp, siết nắp, rút màng co, đóng gói sản phẩm... Tùy thuộc vào tính chất, đặc điểm của từng sản phẩm cần đóng nắp cũng như lĩnh vực sản xuất mà dây truyền đóng nắp được thiết kế khác nhau nhằm tối đa hóa diện tích sản xuất và năng xuất lao động. Ngày nay, cấu tạo tính năng của các hệ thống băng tải, dây truyền đóng nắp ngày càng hiện đại đáp ứng nhu cầu sản xuất chuyên môn hóa, góp phần tăng nhanh năng suất lao động và hạ giá thành sản phẩm. Việt Nam là quốc gia đang phát triển với số lượng các nhà máy, công trình, khu công nghiệp ngày càng tăng. Kéo theo sự phát triển đó cũng là nhu cầu cao về số lượng và sự phong phú của các hệ thống băng tảivà dây truyền đóng gói. Mô hình băng tải đóng nắp sản phẩm của công ty Tân Phát là một dạng mô hình nhỏ của dây truyền đóng nắp thực tế trong công nghiệp. Tuy nhiên, là một mô hình phục vụ cho công tác giảng dạy và thực hành trong các trường cao đẳng, đại học và dạy nghề nên được thiết kế với những yêu cầu riêng. Mô hình được thu nhỏ nhằm tối đa hóa khả năng học tập trực quan của học viên và sử dụng rất nhiều các thiết bị, cảm biến khác nhau với mục đích nâng cao khả năng tiếp cận của học viên với các thiết bị mới. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 72 Hình 7.1:Mô hình băng tải đóng nắp sản phẩm của công ty tự động hóa Tân Phát 7.2.THUYẾT MINH CÔNG NGHỆ - Băng tải có hai quả lô chủ động và bị động, quả lô chủ động được dẫn động bởi một động cơ có hộp giảm tốc, do đó có thể thay đổi chiều quay hoặc tốc độ của băng tải bằng cách thay đổi chiều quay hoặc tốc độ của động cơ. - Cơ cấu đóng nắp: vật mẫu và nắp được chứa trong 2 ống riêng, ống chứa vật và ống chứa nắp. Vật mẫu chưa đóng nắp được thả xuống bàn xoay, cứ sau một chu kì thời gian nhất định, bàn xoay lại xoay một góc 90 độ đưa vật mẫu nằm dưới ống chứa nắp. Nắp sẽ được thả sau đó và nằm trên vật mẫu. Trong lần xoay 90 độ tiếp theo, vật mẫu có nắp ở trên được chuyển sang khu dập nắp. Bằng các xi lanh giữ và xilanh dập, vật mẫu được đóng nắp chặt ở trên đầu. Khi lần xoay 90 độ tiếp theo nữa, vật mẫu có nắp chặt được xoay sang khu cánh tay gắp, tay gắp sẽ gắp vật mẫu và chuyển vật mẫu vào xilo Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 73 chứa liệu. Chu trình diễn ra liên tục và đồng thời với việc đóng nắp, dập nắp và gắp vật trong cùng một lúc. 7.3.Sơ đồ cầu đấu mô hình băng tải đóng nắp sản phẩm Mạch nguồn một chiều Hình 7.2: mạch nguồn một chiều Mạch kết nối ngõ vào ra của PLC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 74 - Mạch điện động cơ, bơm Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 75 Mạch khí nén. + Mạch khí nén bộ phận nạp hộp vào đĩa quay Xilanh đẩy trên Xilanh đẩy dưới + Mạch khí nén bộ phận lấy nắp Xilanh đẩy vật + Cơ cấu lấy nắp sang đĩa quay Động cơ xoay lấy nắp Xilanh xuống lấy nắp Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 76 + Mạch khí nén bộ phận dập nắp + Mạch khí nén bộ phận lấy sản phẩm từ đĩa quay Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 77 Động cơ xoay lấy sản phẩm Xilanh xuống lấy sản phẩm 7.4.CÁC BÀI THỰC HÀNH ỨNG DỤNG MÔ HÌNH Các bước thao tác khi thực hành với mô hình - Kiểm tra mô hình trước khi cấp điện. - Cắm giắc nối truyền thông từ bộ điều khiển tới máy tính lập trình - Download chương trình và chạy thử - Không được tự ý cho mô hình chạy mà không có sự kiểm tra của cán bộ hướng dẫn. - Ngắt nguồn khi không sử dụng mô hình. Các bài thực hành cơ bản Bài 1. Điều khiển bàn xoay Lập trình điều khiển chuyển động xoay của bàn quay Yêu cầu: - Mỗi lần có lệnh, bàn quay xoay một góc 90 độ rồi dừng lại và đợi lệnh tiếp theo, tốc độ xoay phải hợp lý, không quá nhanh, quá chậm. - Thực hành viết chương trình Bài 2. Điều khiển quá trình nạp vật mẫu Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 78 Sử dụng ống chứa liệu và rãnh nạp liệu để đẩy vật xuống bàn xoay Yêu cầu: - Khi bàn quay xoay một góc 90 độ rồi dừng lại thì bắt đầu phát lệnh nạp vật mẫu. Tốc độ nạp vật không quá nhanh, phù hợp với tốc độ của bàn xoay. Cơ cấu nạp vật phối hợp nhịp nhàng. Vật mẫu rơi xuống bàn quay phải đứng ổn đinhh, không rơi ra ngoài hay đổ xuống. - Thực hành viết chương trình Bài 3. Điều khiển hạ nắp xuống vật mẫu - Sử dụng vật mẫu chưa có nắp đã có sẵn trên bàn xoay, điều khiển bàn xoay sao cho đưa vật mẫu đến đúng vị trí dưới ống chứa nắp và điều khiển các xilanh để thả nắp xuống vật mẫu. Yêu cầu: - Phải thả được nắp nằm trên vật mẫu, nắp không được rơi. Tốc độ bàn xoay và tốc độ thả nắp phải đồng bộ với nhau. - Thực hành viết chương trình Bài 4. Dập nắp và gắp vật vào băng tải Sử dụng vật mẫu đã có nắp và sẵn có trên bàn xoay, điều khiển bàn xoay sao cho đưa vật mẫu đến đúng vị trí dưới xilanh dập nắp. Sau khi dập nắp, tiếp tục xoay bàn quay đến vị trí gắp và điều khiển xilanh quay gắp vật sang băng tải. Yêu cầu: - Nắp dập phải khít, nắp dập không được bung khỏi vật và vật không bị rơi ra khỏi bàn xoay. Tốc độ bàn xoay và tốc độ dập cũng như gắp vật ra băng tải phải đồng bộ, nhịp nhàng. - Thực hành viết chương trình Bài 5. Điều khiển toàn bộ dây truyền đóng nắp sản phẩm Yêu cầu: - Toàn bộ mô hình hoạt động nhịp nhàng. Kết thúc hành trình, vật có nắp được đưa xuống xilo chứa liệu. - Thực hành viết chương trình Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 79 Bài 6. Kết nối mô hình băng tải với phần mềm giám sát quá trình Yêu cầu: - Kết nối thành công với phần mềm giám sát chương trình bằng công cụ Kepware Server. - Giám sát và điều khiển mô hình trên giao diện máy tính. BÀI 8: ĐIỀU KHIỀN MÔ HÌNH LÒ NHIỆT 8.1.Nguyên lý hoạt động Điều khiển lò nhiệt độ theo mô hình có hoạt động như sau: Nhấn N1 lò nhiệt hoạt động và luôn điều chỉnh nhiệt độ trong khoảng 500C Nhấn N2 hệ thống thông gió hoạt động Nhấn N3 hệ thống lò nhiệt dừng Dùng PLC S7 – 300 điều khiển hệ thống đèn giao thông trên 8.2. Chuẩn bị dụng cụ thiết bị STT Tên dụng cụ thiết bị Sồ lượng 1 Máy tính 1 2 PLC S7 – 300 1 3 Mô hình lò nhiệt 1 4 Cáp MPI 1 5 Dây có jắc cắm 10 6 Đồng hồ VOM 1 7 Hộp dụng cụ 1 8.3.Trình tự thực hành Các bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Chuẩn bị thiết bị - Kiểm tra hoạt động của mô hình lò nhiệt - Kiểm tra hoạt động của PLC - Kiểm tra kết nối giữa PLC và máy tính - Mô hình phải hoạt động tốt - PLC hoạt động tốt - Cáp MPI kết nối giữa PLC và máy tính hoạt động tốt - Máy tính - PLC - Cáp MPI Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 80 Bước 2: Cài đặt phần cứng cho PLC - Cài đặt CPU - Cài đặt ngõ vào - Cài đặt ngõ ra - Lưu và kiểm tra việc cài đặt đã chính xác chưa - Download cài đặt vào PLC - Cài đặt CPU phải đúng với ký hiệu ghi trên CPU - Cài đặt mô đun ngõ vào ra phải đúng với ký hiệu ghi trên các mô đun ngõ vào ra - Kiểm tra phần cứng không có lỗi và download được phần cứng vào PLC - Máy tính - PLC - Cáp MPI Bước 3: Lập bảng simbol ngõ vào và ra - Lập bảng ngõ vào trong simbol - Lập bảng ngõ ra trong simbol - Lưu bảng simbol - Lập bảng ngõ vào ra chính xác với địa chỉ ngõ vào ra theo yêu cầu - Tên của các ngõ vào ra phù hợp với mục đích sử dụng ngõ vào ra đó - Máy tính Bước 4: Viết chương trình PLC điều khiển mô hình Điều khiển chương trình theo hoạt động của mô hình - Chương trình phải chính xác theo yêu cầu - Chương trình phải đơn giản, rõ ràng, dễ hiểu - Máy tính Bước 5: Dùng phần mềm mô phỏng chạy thử chương trình - Mở phần mềm mô phỏng - Download chương trình vào phần mềm mô phỏng - Cho hoạt động và kiểm tra xem đúng yêu cầu - Ứng dụng được phần mềm mô phỏng để kiểm tra - Tìm được lỗi và sửa lỗi - Máy tính Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 81 chưa. Nếu chưa đúng thì chỉnh lại chương trình Bước 6: Kết nối PLC với mô hình - Kết nối ngõ vào - Kết nối ngõ ra - Kiểm tra nguồn và cấp nguồn cho mô hình - Kết nối đúng ngõ vào ra theo bảng Simboi đã lập - Dây cắm phải gọn gàng - Mô hình - PLC - Dây cắm Bước 7: Download chương trình xuống PLC và chạy mô hình - Download chương trình vào PLC - Nhấn Start trên mô hình và kiểm tra hoạt động của mô hình - Download được chương trình xuống PLC - Phát hiện lỗi trong hoạt động của mô hình và sửa lỗi - Máy tính - PLC - Mô hình BÀI 11: PHẦN MỀM WINCC, MÀN HÌNH CẢM BIẾN 1. Mục đích Trang bị cho người đọc các kiến thức về thiết kế giao diện với WinCC. Từ đó người đọc có khả năng ứng dụng vào việc thiết kế các giao diện giám sát hệ thống điều khiển. 2. Yêu cầu - Hiểu mục đích sử dụng giao diện WinCC - Tạo được các tag kết nối tín hiệu với các ngõ ra và ngõ vào của PLC. - Thiết kế được giao diện giám sát. - Kết nối được giao diện với tag - Chạy chương trình và giám sát hệ thống Giới thiệu WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người máy IHMI (Integrated Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều khiển với quá trình tự động hoá. Những thành phần dễ sữ Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 82 dụng của WinCC giúp tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp bất kì 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 dữ liệu trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác nhau như Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley, v.v..., nhưng nó đặc biệt truyền thông rất tốt với PLC của hãng Siemens. Nó được cài đặt trên máy tính và 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 cầu 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. Ngoài khả năng thích ứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có qui mô toàn công ty như việc tích hợp với những hệ thống cấp cao như 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 qui mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên khắp thế giới. Một số kí hiệu được sử dụng trong tài liệu này: Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 83 11.1. Hướng dẫn cài đặt Chương này trình bày những yêu cầu cụ thể về cấu hình máy, môi trường hoạt động, thủ tục cài đặt bằng CD-ROM và định cấu hình môi trường làm việc cho WinCC. Cấu hình đòi hỏi (hardware) WinCC được hỗ trợ tương thích với tất cả các máy tính (PC) trên nền tảng IBM/AT. WinCC có thể chạy với cấu hình tối thiểu. Tuy nhiên để đạt hiệu quả cao nhất, chúng tôi khuyên các bạn nên chạy với cấu hình đề nghị Ghi chú : Khả năng thực hiện của hệ thống phụ thuộc vào số Tags sử dụng và bộ nhớ. Chú ý, nếu một chương trình khác được kích hoạt, nó sẽ làm giảm khả năng thực hiện của WinCC. Môi trường hoạt động WinCC phiên bản Service Pack 5 chỉ hoạt động đuợc với hệ điều hành Windows NT 4.0 (Workstation hoặc Server) trở lên. Cài đặt WinCC (Installation) WinCC được cài đặt từ đĩa CD. Cho đĩa CD WinCC vào ổ CD-ROM, quá trình cài đặt sẽ tự động bắt đầu, xuất hiện cửa sổ Autorun . Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 84 Hình 11.1: Cửa sổ cài đặt WinCC Để biết thêm thông tin về WinCC hoặc cài đặt những tiện ích khác của WinCC, nhấp chuột trái lên những đề mục trong cửa sổ điều khiển. Read First : xem File hướng dẫn Display CD-ROM contents : xem nội dung chứa trong CD Install SIMATIC WinCC : cài đặt WinCC vào máy tính Tools and Drivers : cài đặt tiện ích Language Selection : lựa chọn ngôn ngữ sử dụng Nhấp chuột trái lên đề mục “Install SIMATIC WinCC” để bắt đầu cài đặt, quá trình cài đặt sẽ diễn ra theo từng bước. Trong cửa sổ tiếp theo, nhấp chuột trái vào nút “Next” để tiến hành bước tiếp theo. Xem điều kiện bản quyền (license), sau đó nhấp “Yes” để xác nhận chấp nhận điều kiện. Cài đặt WinCC: Đăng kí (Registration) Xuất hiện hộp thoại “User information”, điền thông tin cần thiết vào những ô “text box” bên trong. Sau đó nhấn “Next” để sang bước tiếp theo. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 85 Hình 11.2: Chọn Serial Cài đặt WinCC : Lựa chọn ngôn ngữ (Language) Tiếp theo, bạn sẽ lựa chọn ngôn ngữ sử dụng trong WinCC . Ngoài ngôn ngữ mặc định là “English”, bạn có thể chọn hai ngôn ngữ khác là “German” và “French” (bạn nhấn trái chuột vào nút tùy chọn tương ứng). Trong vùng “Choose destination directory”, bạn chọn thư mục cài đặt cho WinCC (mặc định là C:\Siemens\WinCC). Ban có thể chọn lại thư mục cài đặt bằng cách nhấn “Browse” và chọn thư mục để cài đặt. Cuối cùng, bạn chọn thư mục cho các tiện ích của WinCC (mặc định là C:\Siemens\WinCC). Nhấn “Next” để chuyển sang bước tiếp theo. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 86 Hình 11.3: Chọn ngôn ngữ Cài đặt WinCC: Lựa chọn thành phần (Components) Chương trình cài đặt WinCC sẽ cung cấp cho người dùng 3 tùy chọn cài đặt: typical, minimum, user-defined Typical : Cài đặt những thành phần cơ bản Minimum : Cài đặt ở mức tối thiểu User-defined : Cho phép người dùng chọn lựa thành phần cài đặt Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 87 Hình 11.4: Chọn chế độ cài đặt Để lựa chọn thành phần cài đặt, nhấp chuột vào nút “User-Defined Intallation” , hộp thoại “Select Component” xuất hiện. Trong cửa sổ nhỏ bên trái, nhấn chuột vào các ô tùy chọn để lựa chọn thành phần mà bạn muốn cài đặt. Cửa sổ bên phải sẽ hiển thị những tiện ích tương ứng với từng thành phần. Bên dưới là dung lượng bộ nhớ yêu cầu. Hình 11.5: Chọn thuộc tính Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 88 Cài đặt WinCC : Cấp phép (Authorization) Hộp thoại “Authorization” sẽ hiển thị danh sách yêu cầu cấp phép cho những thành phần cài đặt. Bạn nhấn chuột vào nút tuỳ chọn “Yes, authorization ” để cấp phép và lựa chọn ổ đĩa đổ bản quyền trong vùng “licence”. Nếu bạn không có bản quyền cấp phép hoặc sẽ cấp phép sau, chọn”No, the authorization ”. Tuy nhiên, nếu không được cấp phép, WinCC chỉ có thể hoạt động ở chế độ Demo và sẽ tự động tắt sau 1 giờ. Hình 11.6: Chọn bản quyền Nhấn “Next” để chuyển sang hộp thoại tiếp theo. Bạn đã hoàn tất việc chọn thông số cài đặt. Để thay đổi thông số, chọn “Back” hoặc nhấn “Next” để bắt đầu cài đặt. Sau khi chương trình cài đặt xong, bạn khởi động lại máy tính (Restart) để hoàn tất quá trình cài đặt WinCC. Cài đặt WinCC: Mô phỏng Tags (Tags Simulator) Để quan sát sự thay đổi giá trị của Tags theo thời gian thực thi, WinCC cung cấp cho chúng ta công cụ “Tags Simulator”. Để cài đặt “Tags Simulator”, bạn nhấn chuột vào đề mục “Tools and Drivers” trong cửa sổ cài đặt WinCC hoặc tìm kiếm trực tiếp trong đĩa CD-ROM. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 89 Hình 11.7: Cài đặt mô phỏng tag 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 bản quyền và nhấn “Yes” để xác nhận. Tiếp theo, bạn sẽ chọn thư mục cài đặt cho “Simulator”. Nếu không, chương trình sẽ tự động cài đặt vào thư mục “C:\Siemens\WinCC\SmarTools\Simulator”. Nhấn “Next”, chương trình bắt đầu cài đặt. Bạn phải khởi động lại máy tính (Restart) trước khi muốn chạy chương trình. Khởi động lại máy để hoàn tất quá trình cài đặt. 11.2.Dự án WinCC (WinCC project) Chương này sẽ trình bày những thành phần cơ bản của WinCC và cung cấp một cái nhìn tổng quan với những ví dụ đơn giản. Để tạo một dự án trong WinCC, bạn phải tiến hành theo các bước sau : 1. Khởi động WinCC. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 90 2. Khởi tạo dự án. 3. Chọn và cài đặt PLC hoặc bộ điều khiển. 4. Định nghĩa Tags. 5. Tạo và hiệu chỉnh hình ảnh của quá trình. 6. Thiết lập thuộc tính thời gian thực thi WinCC Runtime. 7. Kích hoạt hình ảnh của quá trình trong WinCC Runtime. 8. Sử dụng Simulator để kiểm tra hình ảnh của quá trình. Trình tự tạo một Project Bước 1. Khởi động WinCC Nhấn nút Start →Simatic→WinCC→Windows Control Center Hình 11.8: Khởi động trương trình Bước 2. Tạo một Project Chọn Single – User Project Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 91 Hình 11.9: Chọn chế độ làm việc Gõ tên Project vào Project name Hình 11.10: Đặt tên cho dự án Bước 3. Cài đặt driver kết nối PLC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 92 Click chuột phải vào Tag management → Add new driver Hình 11.11: Hướng dẫn Add new driver Chọn Driver để kết nối PLC từ hộp thoại sau Hình 2.11: Chọn driver cần add Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 93 + Cần phân biệt Internal Tag và External Tag Tạo External Tag Hình 11.12: kết nối tag Chọn New Tag từ Connection vừa chọn Hình 11.13: Tạo tag mới Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 94 Gõ tên Tag và chọn kiểu dữ liệu cho Tag Hình 11.14: Chọn kiểu dữ liệu cho tag Click chuột vào nút Select để gán địa chỉ cho Tag Hình 11.15: Chọn địa chỉ cho tag Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 95 Click chuột vào Internal Tag để và chọn New Tag để tạo Internal Tag Hình 11.16: Chọn tag internl Gõ tên và chọn kiểu dữ liệu cho Tag Internal Hình 11.17: Đặt tên tag Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 96 Chọn OK để lưu Internal Tag Thực hành: Tạo Internal tag có tên là tank level, kiểu dữ liệu là Unsigned 16 bits Bước 4.Tạo giao diện Click chuột phải vào Graphics Designer → Chọn New Hình 11.18: Cửa sổ tạo giao diện Có thể đổi tên Picture bằng cách nhấp chuột phải, chọn Rename Hình 11.19: Đặt tên cho giao diện Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 97 * Thực hành: Tạo hai trang màn hình có tên là Start.pdl và Sample.pdl Các công cụ trên Graphics Designer Trên trang màn hình tên Start.pdl ,tạo giao diện sau: Hình 11.20: Đổi tên giao diện Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 98 Để lấy các hình ảnh có sẵn vào menu View, chọn Library Hình 11.21: Hình ảnh nút nhấn Tạo nút nhấn Chọn Button trong mục Windows Object bên Object Palette, kéo qua và đặt tại vị trí mong muốn trên màn hình soạn thảo Hình 11.22: Chọn nút nhấn Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 99 Gõ vào mục Text và chọn trang màn hình muốn chỉ tới Hình 11.23: Đặt tên nút nhấn Bước 5. Liên kết các tag với giao diện giám sát. Tạo hình ảnh động cho đối tượng Nhấp chuột phải vào đối tượng, chọn Properties Hình 11.24: Liên kết giam sát cho bình dung dịch Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 100 Chọn Tag Assignment trên tab Properties Nhấp chuột phải vào mục Dynamic → Chọn Tag muốn liên kết cho đối tượng Hình 11.25: Liên kết tag Nhấp chuột phải vào mục Current chọn Upon Change Hình 11..26: chọn thời gian trễ Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 101 Tạo I/O Field để quan sát hay cài đặt dữ liệu cho đối tượng Kéo I/O Field có trong mục Smart Object bên của sổ Object Palette vào màn hình soạn thảo. Hình 11.27: Chọn tag cần liên kết + Chọn Tag và thời gian cập nhật từ của sổ I/O Field. + Chọn Save để lưu lại trang màn hình trước khi chạy Runtime Tạo hình ảnh giám sát. Giả sử ta muố giám sát tín hiệu của ngõ vào I0.0 (có tên tag là nut nhan). Ta tiến hành như sau - Trong phần thiết kế ta chọn hình ảnh giám sát là tín hiệu là biểu tượng hình tròn. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 102 Hình 11.28: Thiết kế đèn giám sát - Trong phần tạo tag ta tạo một tag có tên là nutnhan. - Sau đó click chuột phải vào biểu tượng hình tròn rồi chọn properties Hình 11.29: Chọn thuộc tính cho đèn Lúc này của sổ Object properties sẽ hiện ra. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 103 Hình 11.30: Chọn màu hiển thị Click chuột phải vào Colors thì hiện ra cửa sổ sau Hình 11.31: Chọn màu hiển thị trong background Click chuột vào Background và chọn Dynamic Dialog Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 104 Hình 11.32: Liên kết đèn với tag cần hiển thị Khi đó cửa sổ Dynamic vaue ranges sẽ hiện rra Hình 11.33: Chọn kiểu tín hiệu vào của tag Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 105 - Trong cửa sổ Event name ta chọn tag. - Trong cửa sổ Expression/Formula ta chọn nutnhan - Trong Result ta chọn Boolean - Chọn màu đỏ cho Yes và xanh cho NO Quá trình tạo tín hiệu giám sát cho nút nhấn hoàn thành Bước 6. Cài đặt tham số khi chạy Runtime Trên cửa sổ WinCC Explorer click chuột phải vào mục Computer, chọn Properies → Chọn Properties lần nữa.Trên tab Graphics Runtime chọn trang màn hình khởi động, và đặt các thuộc tính cho màn hình giao diện Hình 11.34: Cài đặt chế độ runtime Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 106 Nhấp OK để thoát Nhấn nút Activate để chạy chương trình Hình 11.35: mô hình giám sát sau khi thiết kế Bước 7. TẠO FUNCTION VÀ ACTION Function: Sử dụng hàm khi cần tính toán nhiều lần trong chương trình. Lợi ích là: + Chỉ cần lập trình một lần. Khi cần thực thi thì chỉ việc gọi hàm và đưa vào các đối số thích hợp. + Chương trình ngắn và dễ hiểu. Action: Khác với Function, action chỉ hoạt động khi có điều kiện kích (Function không tự hoạt động khi chạy Runtime). + Action không có đối số. + Có thể tạo bản quyền cho Action Để tạo và soạn thảo Function hay Action dùng Global Script của Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 107 Hình 11.36: Cửa sổ tạo function Navigation Windows: Cửa sổ để lựa chọn Function hay Action để soạn thảo. Editing Windows: Cửa sổ soạn thảo chương trình. Output Windows: Cửa sổ hiển thị kết của biên dịch của hàm và Action hoặc Search Files Khả năng lập trình và ứng dụng: Action: Được tạo mới hay sửa đổi trong Global Script. Chỉ dùng được trong Project mà nó được tạo ra. Project Function: Chỉ được dùng trong Project hiện tại. Có thể tạo mới hay sửa những hàm có sẵn. Standard Function: Dùng được trong tất cả Project. Có thể tạo mới hay sửa những hàm có sẵn Internal Function: Dùng được trong tất cả Project. Không thể tạo mới hay sửa những hàm có sẵn. Lập trình tạo Action Từ màn hình Graphics Designer, click phải vào đối tượng (object) cần thiết lập Action, chọn Properties. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 108 Hình 11.37: Tạo nút nhấn Click phải vào mục Dynamics hay Action của Properties hay Events và chọn C-Action từ menu hiện ra Hình 11.38: Chọn cửa sổ lập trình Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 109 Hình 11.39: Code chương trình + Lập trình C-Action cho Properties của đối tượng thì cần phải có Trigger, còn Events thì không(vì bản thân event là trigger rồi). + Sau khi lập trình cho Action xong thì biên dịch bằng nút . Nếu có lỗi hiển thị trong Output Window thì Double click vào ngay lỗi để biết vị trí lỗi trong chương trình và sửa lỗi, nếu không có lỗi thì chọn OK để thoát. Cấu trúc chương trình của một C-Action cho một Property của đối tượng: Câu lệnh # include”apdefap.h”: là khai báo thư viện các Function và Action mà WinCC hỗ trợ sẵn. Header(màu xám): Đây là dòng mã lệnh tự động phát sinh giống nhau cho các Properties và không được thay đổi. Bao gồm : Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 110 + Picture Name (lpszPictureName) + Object Name (lpszObjectName) + Property Name (lpszPropertyName) (1) Khai báo biến (2) Tính toán các giá trị cho Property (3) Trả về giá trị cho Property. Sau khi lập trình xong Action cho một Property của đối tượng thì phải chọn Trigger cho nó Cấu trúc chương trình của một C-Action cho một Event của đối tượng: Bài tập thực hành: Viết chương trình tính tổng hai số integer và xuấtkết quả tính được ra cửa sổ GSC Diagnostics khi nhấn một Button (1) Khai báo biến (2) Lập trình xử lý sự kiện. Lập trình tạo một Function + Project Function, Standard Function và Internal Function đều có thể lập trình trong Global Script. + Click chuột phảivào loại Function muốn tạo,chọn New Header(màu xám): Đây là dòng mã lệnh tự động phát sinh và không được thay đổi. Header có thể khác nhau cho các events khác nhau. Cấu trúc của một Function đơn giản: Khai báo Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 111 + Kiểu dữ liệu trả về của hàm + Tên hàm + Đối số cùng với kiểu dữ liệu của nó + Thân hàm + Giá trị trả về của hàm + Để xem kết qủa tính toán của hàm và chẩn đoán lỗi ta dùng cửa sổ Global Script Diagnostics Window, cách thực hiện như sau: ° Mở một trang màn hình trong Graphics Designer. ° Chọn Application Window có trong Smart Object bên Object Palete và kéo vào trang màn hình đang thiết kế và thả chuột ra ° Chọn Global Sript từ Window Contents hiện ra→ Chọn GSC Diagnostic→OK Click phải vào Application Window vừa tạo chọn Property → Chọn Yes cho tất cả các thuộc tính của Miscellaneous Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 112 + Khi chạy Runtime kết qủa của lệnh printf sẽ được hiện ra trên cửa sổ này. + Có thể dùng nút nhấn để dừng việc cập nhật giá trị để in ấn hoặc lưu trữ các kết qủa Một số hàm hay sử dụng trong chương trình 1. SetTagBit Cú pháp: Nội dung: Định giá trị cho một Tag có kiểu dữ liệu là Binary 2. SetTagByte Cú pháp: Nội dung: Định giá trị cho một Tag có kiểu dữ liệu là 8bit không dấu 3. SetTagSByte Cú pháp: Nội dung: Định giá trị cho một Tag có kiểu dữ liệu là 8bit có dấu Tương tự cho các hàm SetTagWord, SettagDWord 4. GetTagBit Cú pháp: Nội dung: Lấy giá trị hiện tại của một Tag có kiểu Binary 5. GetTagByte Cú pháp: Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 113 Nội dung: Lấy giá trị của một Tag có kiểu dữ liệu là 8bit không dấu 6. GetTagSByte Cú pháp: Nội dung: Lấy giá trị hiện tại của một Tag có kiểu dữ liệu là 8bit có dấu Tương tự cho các hàm GetTagWord, GetTagDWord... Các hàm điều khiển 1. Thoát khỏi Runtime: Cú pháp: Nội dung: Thoát khỏi chương trình WinCC đang chạy Runtime 2. Thoát khỏi WinCC: Cú pháp: Nội dung: Thoát khỏi chương trình WinCC, kể cả WinCC Explorer 11.3.THỰC TẬP. Bài 1: Tạo một dự án có giao diện giám sát như sau: Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 114 Yêu cầu: - Tạo nút nhấn khởi động hệ thống làm việc - Giám sát thùng chứa dung dịch có địa chỉ PQW1 - Giám sát van cấp dung dịch nước cho bồn chứa có địa chỉ Q0.1 - Giám sát van xả dung dịch nước cho bồn chứa có địa chỉ Q0.2 + Chuẩn bị thiết bị thực hành TT Tên vật tư, thiết bị 1 - PLC S7 - 300 2 - Máy tính có phần mềm WinCC và PLC 3 - Đồng hồ đo VOM 4 - Hộp dụng cụ + Kiểm tra nguồn điện và cấp nguồn cho PLC và S7 – 300 + Trình tự các bước công việc Bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Đặt tên cho dự án - Mở chương trình Win CC - Đặt tên dự án trong phần “ create a new project - Nhấn OK để kết thúc việc đặt tên dự án - Khi đặt tên dự án phải đặt tên hợp lý với mục đích của dự án - Chọn đường dẫn phù hợp - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 2: Liên kết PLC với dự án - Vào Tag management tiếp theo chọn Add new driver - Trong của sổ Add new driver chọn driver cần liên kết - Chọn driver liên kết phù hợp với thiết bị - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 115 WinCC Bước 3: Tạo các tag liên kết - Tạo tag nút nhấn - Tạo tag van cấp dung dịch - Tạo tag xả cấp dung dịch - Tạo tag bồn chứa dung dịch - Chọn địa chỉ các tag đúng theo địa chỉ quy định - Đặt tên tag phù hợp với mục đích sử dụng của tag - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 4: Thiết kế giao diện giám sát - Thiết kế nút nhấn - Thiết kế bồn chứa dung dịch - Thiết kế van cấp dung dịch cho bồn - Thiết kế van xả dung dịch - Bố chí các thiết bị phù hợp trên màn hình thiết kế giao diện - Các thiết bị phải chọn hợp lý với thực tế PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 5: Liên kết Tag với các thiết bị trên giao diện thiết kế - Liên kết tag có tên nút nhấn với nút nhấn trên giao diện - Liên kết tag có tên là bồn chứa với bồn chứa trên giao diện - Liên kết tag có tên là van cấp với van cấp trên giao diện - Liên kết tag có tên là van xả với van xả trên giao diện - Nút nhấn phải điều khiển được hệ thống - Các tag giám sát van khi van không hoạt động có màu xanh, van hoạt động có màu đỏ - Bồn giám sát phải hiển PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 116 thị tương ứng với mức dung dịch trong bồn chứa Bước 5: Thực hiện giám sát - Sử dụng cáp MPI liên kết nối liên kết giữa PLC và máy tính - Cấp nguồn điện cho mô hình - Nhần nút Run trên màn hình giám sát để màn hình giám sát làm việc - Nhấn nút star trên mô hình để mô hình làm việc và theo dõi hoạt động của mô hình và giao diện giám sát có phù hợp không PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC - Mô hình bình dung dịch BÀI 12: KẾT NỐI PLC VỚI MÀN HÌNH CẢM ỨNG Ngày nay các hệ thống tự động hoá đã được ứng dụng rất nhiệu trong công nghiệp và đời sống. Vì vậy để các hệ thống tự động hoá gần gũi với người sử dụng hơn người ta sử dụng các màn hình hiển thị với giao diện thân thiện với hầu hết người sử dụng. Màn hình cảm ứng TP 177A cũng là một trong số những thiết bị đó. Màn hình cho phép người sử dụng tự mình thiết kế giao diện, theo dõi và điều khiển các thiết bị phía dưới thông qua PLC. Với ưu điểm gọn nhẹ, dễ dàng thiết kế giao diện nên ngày nay TP 177A đang được sử dụng nhiều trong công nghiệp. Chúng thay thế cho một máy tính cồng kềnh và tốn kém trong những môi trường công nghiệp. Trên màn hình ta có thể thiết kế rất nhiều nút điều khiển và hệ thống thông báo, vì vậy màn hình cũng có thể thay cho một mặt Panel điều khiển cứng. 12.1. Một số thông số cơ bản của màn hình TP 177 Độ phân giải : 320x240 pixels Màu sắc : 4 cấp độ màu xanh Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 117 Giao tiếp với PLC : S7-200, S7-300/400 Công cụ lập trình : WinCC flexible Cổng giao tiếp : RS 422, RS 485 Nguồn điện : 24 VDC Chức năng Đặc tính TP 177A TP 177B OP 177B Cảnh báo Số điểm cảnh báo số 100 2000 Số điểm cảnh báo tương tự 20 50 Độ dài của dòng cảnh báo 80 ký tự Số Tag trong một cảnh báo Tối đa: 8 Cách hiển thị Hiển thị cảnh báo Hiển thị trên cửa sổ cảnh báo Sửa cảnh báo Có Biến (Tag) Số Tag cho phép 500 1000 Quan sát Đầu vào/ra Có Ký tự Số ký tự cho phép 300 12.2. Lập trình cho TP 177A Sử dụng WinCC Flexible để lập trình và thiết kế giao diện cho TP 177. WinCC flexible hỗ trợ cho ta các công cụ để thiết kế, theo dõi và điều khiển các thiết bị bên dưới. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 118 Việc sử dụng và lập trình cho TP 177A thực tế là sử dụng và lập trình trên WinCC flexible. 12.3. Phần mềm lập trình WinCC flexilble. Đây là phần mềm cho phép ta thiết kế giao diện cho hầu hết các màn hình điều khiển của Siemens hiện nay. Trong phần mềm có tích hợp sẵn các công cụ để thiết kế và các hàm chức năng được viết sẵn cho phép ta lập trình theo những bài toán khác nhau. 12.4. Yêu cầu cấu hình máy cài đặt WinCC flexible Hệ điều hành: Window XP SP1/SP2, Window 2000. Chíp: ≥1Gb. Độ phân giải: 1024x768 hoặc cao hơn. Acrobat: 5.0 trở lên. Độ trống ổ cài đặt: ≥ 1,5Gb. 3.5. Khởi tạo một Project trên WinCC flexible Mở phần mềm WinCC flexible: Start  Simatic  WinCC flexible 2005  WinCC flexible. Hình 12.1: Khởi động phầm mềm WinCC flexible 12.5. Tạo mới một Project + File  New  cửa sổ cho phép chọn loại màn hình sử dụng Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 119 Hình 12.2: Chọn màn hình cảm ứng Click Ok để tạo mới một Project. Khi đó ta sẽ có một Project mới để tiến hành thiết kế. Hoặc ta có thể sử dụng cách tạo mới một Project mà hệ thống cho phép ta khai báo chi tiết các yêu cầu của hệ thống: File  New Project with Project WinZard. Xuất hiện cửa sổ cho phép ta bắt đầu thiết lập một Project mới Hình 12.3: Chọn kết nối Chọn “Creat a new project with the Project Wizard” cưa sổ cho phép chọn mức độ liên kết giữa các máy tính hay thiết bị điều khiển. (mỗi khi Click Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 120 vào mỗi lựa chọn ta sẽ thấy phương thức kết nối của lựa chọn đó ở hình bên cạnh). Hình 12.4: Chọn kết nối giữa PLC và màn hình Nhấn Next để lựa chọn thiết bị hiển thị, thiết bị điều khiển và dạng cáp kết nối Hình 2.56: Chọn cap kết nối Trong đó: 1: Lựa chọn thiết bị hiển thị, Click vào vùng lựa chọn sẽ xuất hiện hình 2 2: Lựa chọn cáp kết nối 3: Lựa chọn thiết bị điều khiển Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 121 Nhấn Next cho phép ta thiết kế những hiển thị cố định trên mỗi màn hình: Logo công ty, cảnh báo, giờ. Trên đó có các lựa chọn để thay đổi vị trí các hiển thị cố định Hình 12.5: Chọn bước tiếp Nhấn Next cho phép ta định dạng các màn hình dưới dạng các Menu hình cây, số các cành và nhánh của Menu này do ta tự lựa chọn. Sau khi lựa chọn xong Menu này trên mỗi màn hình sẽ tự tạo cho ta những nút điều khiển để liên kết giữa các màn hình với nhau Hình 2.58: Chọn chế độ liên kết Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 122 Tiếp tục nhấn Next cho phép ta chèn thêm các màn hình hiển thị các thuộc tính của Project: màn hình bảo vệ (yêu cầu Password để truy cập), màn hình thiết lập cho hệ thống Hình 12.6: Chọn chế độ liên kết Lựa chọn các thư viện có sẵn trong chương trình Hình 12.7:Lấy linh kiện trong thư viện Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 123 Đặt tên Project và tên người thiết kế Hình 12.8: Đặt tên dự án Nhấn Finish để kết thúc việc khai báo cho một Project mới. Hình 2.62: Cửa sổ thiết kế giao diện Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 124 1: Vùng quản lý Project, trong vùng này chứa toàn bộ các màn hình, cài đăt, kết nối của Project. 2: Màn hình hiển thị, đây là vùng cho phép ta thiết kế và lập trinh cho các màn hình hiển thị 3: Thuộc tính của đối tượng, khi ta chọn bất kỳ đối tượng nào trên màn hình đều thì thuộc tính của chúng đều hiện thị ở khu vực này. 4: Thư viện các công cụ của WinCC flexible. 12.6. Các khối chính trong vùng quản lý Project Vùng quản lý các màn hình hiển thị Thay đổi thiết bị hiển thị (loại màn hình): Nhấn phải chuột vào Device_1 chọn “Change device type”  xuất hiện bảng lựa chọ loại thiết bị (Hình 2 ) Để chèn thêm màn hình vào Project tiến hành click đúp vào “Add Screen”. Hiển thị màn hình: để hiển thị màn hình nào tiến hành Click đúp vào màn hình đó. Thay đổi tên màn hình: nhấn phải chuột vào màn hình cần đổi tên chọn Rename để thay đổi tên. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 125 Vùng quản lý biến và truyền thông Tag: Cho phép khai báo các biến Tên biến Dạng kết nối: biến nội (biến bên trong của WinCC flexible hay biến kết nối với thiết bị điều khiển). Dạng dữ liệu. Địa chỉ Thời gian tác động Giải thích cho biến Connections: Khai báo các kết nối giữa màn hình và thiết bị điều khiển: Đặt tên cho liên kết. Chọn thiết bị điều khiển Định tốc độ truyền thông. Định địa chỉ các thiết bị. Khai báo dạng cáp kết nối. Cycle: Khai báo và định dạng các vòng quét của chương trình .Chương trình đã tự động định dạng chuẩn tên và thời gian cho các vòng quét cơ bản, ta có thể thay đổi các thời gian đó hoặc tạo thêm các vòng quét mới. Tạo mới một vòng quét: Click đúp vào một dòng mới. Điền tên của vòng quét Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 126 Định đơn vị vòng quét. Định số lượng thời gian. Vùng quản lý cảnh báo: cho phép khai báo và quản lý các cảnh báo trong chương trình. Analog Alarm: Khai báo các cảnh báo dạng tương tự. Đặt dòng cảnh báo khi xảy ra. Số thứ tự của cảnh báo. Dạng cảnh báo: lỗi (Erorr), cảnh báo (Warning), lỗi hệ thống (System). Chọn biến tạo lỗi. Giá trị giới hạn của biến. Thời điểm xuất hiện cảnh báo: tại sườn lên của tín hiệu (On rising edge), hoặc sườn xuống của tín hiệu (On falling edge). Discrete Alarm: khai báo các cảnh báo dạng số. Đặt dòng cảnh báo khi xảy ra. Số thứ tự của cảnh báo. Dạng cảnh báo: lỗi (Erorr), cảnh báo (Warning), lỗi hệ thống (System). Chọn biến tạo lỗi. Giá trị của bit khi có lỗi xuất hiện. Setting : cài đặt các thống số cho cảnh báo Alarm Setting Đặt số vị trí hàng đợi cho phép của các cảnh báo. Đặt thời gian xuất hiện của các cảnh báo lỗi hệ thống. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 127 Alarm Class Đặt các biểu tượng tương ứng với các cảnh báo, lỗi Màu sắc của mối cảnh báo. Alarm Groups Đặt tên cho từng nhóm cảnh báo hay lỗi Một số hàm chức năng cơ bản trong WinCC flexible. Sau khi chèn thêm một đối tượng vào màn hình, ngoài những thuộc tính của đối tượng đó WinCC flexible còn cho ta những sự kiện (Event) để viết lên đối tượng đó. Các sự kiện đó được chia ra làm nhiều nhóm tuỳ thuộc vào đối tượng ta sử dụng. Trong mỗi sự kiện có nhiều hàm cho phép ta lựa chọn các hàm đó để tác động khi có sự kiện xảy ra. Các hàm cơ bản và hay sử dụng: Các hàm tính toán (Calculator) DecreaseValue: Tăng giá trị của biến Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị Value: giá trị sẽ giảm đi sau mỗi lần xuất hiện sự kiện, giá trị này có thể là một hằng số hoặc một biến khác. IncreaseValue: Giảm giá trị biến Tag (In/Out): lựa chọn biến để giảm giá trị Value: giá trị sẽ giảm đi sau mỗi lần xuất hiện sự kiện, giá trị này có thể là một hằng số hoặc một biến khác. LinearScaling: hàm tuyến tính. Hàm này sẽ tính giá trị của Y = (a*X)+b, với các giá trị a và b do người lập trình tự chọn (có thể là hằng số hoặc biến). Khi đó giá trị Y sẽ được tính theo hàm ứng với mỗi giá trị của X đưa vào tại thời điểm xuất hiện sự kiện. Nhập biến lưu giá trị của Y. Nhập biến lưu giá trị của X Nhập biến hoặc hằng số a, b. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 128 InverseLinearScaling: hàm ngược của Linear Scaling, khi đó giá trị của X sẽ được tính theo giá trị của Y theo công thức: X= (Y-b)/a. Các tham số của hàm cũng nhập tương tự như đối với hàm Linear Scaling. SetValue: Đặt giá trị cho biến mỗi khi xuất hiện sự kiện Tag(Out): lưu giá trị đặt vào khi xuất hiện sự kiện. Value: giá trị sẽ được đặt vào Tag khi xuất hiện sự kiện, giá trị này có thể là hằng số hoặc biến. Các hàm làm việc với Bit (Edit Bit) InvertBit: Đảo giá trị Bit chứa trong biến khai báo khi xuất hiện sự kiện. SetBit: Set biến khai báo lên 1 khi xuất hiện sự kiện. ResetBit: Reset biến khai báo về 0 khi xuất hiện sự kiện. Hàm điều khiển màn hình (Screen) ActivateScreen: Gọi màn hình có tên được khai báo khi xuất hiện sự kiện. Screen name: Nhập tên màn hình cần hiển thị. Object number: Để mặc định ActivateScreenByNumber: Gọi màn hình có số thứ tự được khai báo khi xuất hiện sự kiện. Screen number: Nhập tên màn hình cần hiển thị. Object number: Để mặc định ActivatePreviousScreen: Gọi lại màn hình hiển thị trước đó. Một số hàm chức năng khác StopRuntime: Dừng các hoạt động Runtime khi có sự kiện xảy ra. Hàm này thường sử dụng khi muốn thoát khỏi chế độ chạy Runtime. VD tạo một nút ấn với tác dụng thoát khỏi chế độ chạy Runtime của màn hình Update Tag: hàm có tác dụng đọc giá trị của biến một cách tức thời từ bộ điều khiển. 3.8. Liên kết với thiết bị bên ngoài a,Liên kết với PLC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 129 Cả PLC và màn hình công nghiệp TP 177A nói riêng và tất cả các màn hình công nghiệp nói chung đều sử dụng công truyền thông dạng chuẩn RS 485. Vì vậy việc kết nối giữa màn hình và PLC rất đơn giản chỉ cần sử dụng cáp nối song song. Liên kết với PC Đối với TP 177A để liên kết với PC ta cần sử dụng cáp MPI hoặc DP (dạng chuẩn của Profibus). Thông thường đều sử dụng cáp MPI. Các bước tiến hành để liên kết với PC Thiết lập kết nối trên máy tính Chọn Start Simatic Step 7 Setting PC/PG Interface Hình 12.9: Chọn phần thiết lập kết nối + Chọn cáp PC (MPI) để kết nối  Properties Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 130 Hình 12.10: Chọn thuộc tính kết nối + Thiết lập thông số tốc độ, địa chỉ, số thiết bị tối đa có thể điều khiển. Hình 12.11: Chọn kết nối Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 131 Chọn dạng công truyền thông kết nối với PC. Tuỳ thuộc vào loại cáp MPI sử dụng cổng USB hay Com mà ta chọn cổng kết nối thích hợp. Hình 12.12: Chọn kết nối là USB Thiết lập cho TP 177A Chọn Project Tranfer Tranfer Setting Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 132 Hình 2.67: Cài đặt settings Khi đó ta sẽ có màn hình cho phép định dạng truyền thông cho TP 177A Hình 12.13:Chế độ thiết lập màn hình 12.7. Thiết lập trên màn hình Màn hình sau khi khởi động sẽ ở chế độ chờ với các chế đô khác nhau: Hình 12.14: Màn hình sau khi khởi động Nhấn Tranfer để kết nối với PC hoặc PLC. Ta chọ Tranfer khi muốn Dowload chương trình từ máy tính xuống màn hình Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 133 Nhấn Start: chạy chương trình điều khiển đã được nạp vào. Nhấn Control Panel để thiết lập các thông số cho màn hìn Hình 12.15:Cửa sổ control panel Chọn MPI/DP để thiết lập các thông số Hình 12.16: Chọn địa chỉ và tốc độ giao tiếp Với (1) là địa chỉ của Bus truyền thông (2) tốc độ truyền thông Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 134 Có thể chọn: Tranfer rồi sau đó thiết lập cho MPI/DP Hình 12.17: Thiết lập cáp giao tiếp Vùng (1): khu vực truyền thông qua cổng nối tiếp Vùng (2): khu vực truyền thông với cáp MPI Advanced: cho phép ta thiết lập cho cáp MPI/DP (hình ). Thiết lập bảo mật cho chương trình: ta có thể nhập Password vào khu vực này để bảo mật cho hệ thống Hình 12.18: Cửa sổ đặt password Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 135 OP: khu vực cho phép ta thủ nghiệm độ nhạy cảm ứng của màn hình bằng cách di con trỏ để các vị trí khác nhau của màn hình. Toàn bộ các cửa sổ mói hiện ra đều có thể đóng và đồng ý với thiết lập trên đó bằng cách nhấn các phím và . Download xuống mà hình Nhân nút Tranfer trên màn hình công nghiệp Tiến hành truy nhập vào cửa sổ Tranfer (hình 18 ) rồi nhấn Tranfer Ví dụ: Điều khiển và giám sát một bình trộn đơn giản có kết nối màn hình TP 177A với PLC S7 200 Tạo mới một Project trên WinCC Flexible (Xem mục 3.2) Chọn thiết bị hiển thị là TP 177A (hình 2) Chọn thiết bị điều khiển PLC S7 200 (hình 5 ) Chọn các danh mục được phép hiển thi trên màn hình (hình .) Khai báo biến. Biến khai báo sẽ được định dạng là biến liên kết với thiết bị điều khiển hay biến nội tại của màn hình công nghiệp. Các bước bao gồm: Truy cập vùng khai báo biến (hình) Khai báo biến: tên biến, dạng biến (biến liên kết hay biến nội tại), kiểu biến. Nếu biến là dạng biến liên kết (là một biến trong bộ nhớ của thiết bị điều khiển) thì khi đó ta phải khai báo rõ địa chỉ của biến đó trên thiết bị điều khiển. Khi đó mọi sự thay đổi biến đó trên màn hình hoặc trên thiết bị điều khiển đều dẫn đến sự thay đổi giá trị của vùng nhớ đó. Tiến hành khai báo các biến: Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 136 TankLevel dạng biến liên kết, kiểu dữ liệu là Int và có địa chỉ trên PLC là VW0. Biến này có tác dụng thay lưu giữ giá trị của mức nhiên liệu trong bình trộn. Biến Increase và Decrease là hai biến tăng giảm mức nhiên liệu trong bình. Cả hai biến đều được định dạng kiểu Bool và có địa chỉ trên PLC lần lượt là M0.0 và M0.1. Tiến hành thiết kế giao diện cho màn hình Mở màn hình để thiết kế Vùng 1: Khu vực cho phép thiết kế giao diện cho màn hình Vùng 2: Vùng hiển thị các thuộc tính của đối tượng đang được lựa chọn. Toàn bộ thuộc tính của đối tượng đều được hiển thị tại đây: màu sắc, vị trí, kich thước, phông chữ, các sự kiện của đối tượng.. Tạo các nút ấn điều khiển: nút ấn tăng liệu, nút ấn giảm liệu, nút thoát khỏi chế độ chạy Runtime của màn hình: Chọn vùng thư viện các biểu tượng đơn giản của WinCC Flexible (hình 25)  chọn nút ấn (Button) Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 137 Kéo nút ấn này vào vùng thiết kế giao diện, định dạng các thuộc tính của nút ấn: Thay đổi chữ hiển thị trên nút. Lần lượt thay đổi tên nút thành: Increase, Decrease, và Shut Down. Khi đó ta có Thêm biểu tượng của bình trộn vào màn hình Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 138 Vào thư viện của WinCC  Graphic Symbol Factory 16 colors  Tanks  Chọn dạng bình trộn mong muốn. Kéo biểu tượng được lựa chọn đưa vào vùng thiết kế giao diện. Thêm vùng hiển thị giá trị mức nhiên liệu trong bình. Chọn các biểu tượng cơ bản của thư viện  IO Field. Đưa biểu tượng này vào màn hình Điều chỉnh các thông số cho vùng vào ra dữ liệu Định dạng đây là vùng dữ liệu vào ra Biến hiển thị là TankLevel (giá tri của TankLevel sẽ hiển thị trên vùng dữ liệu này). Gia tri hiển thị là nguyên và giá trị lớn nhất có thể hiển thị là 999. Định dạng cách hiển thị phong chữ cho vùng dữ liệu này. + Sau khi sửa đổi xong ta sẽ có màn hình giao diện: Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 139 Tạo chức năng cho các nút điêu khiển + Chọn nút điều khiển  chọn sự kiện xảy ra với nút ấn sẽ gọi hàm chức năng: + Lựa chọn các hàm sẽ được gọi khi có sự kiện xảy ra Đối với các nút ấn Increase và Decrease ta lần lượt chọn các hàm IncreaseValue và DecreaseValue, biến được tác động là TankLevel. Sau mỗi lần có sự kiện nhấn nút tương ứng xảy ra giá trị của biến TankLevel sẽ tăng/giảm đi hai đơn vị. Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 140 Đối với nút ấn Shutdown ta lựa chọn hàm StopRunTime để dừng chế độ chạy RunTime. Tiến hành Download xuống màn hình. Kết nối mành hình với thiết bị điều khiển (PLC S7 200). Lập trình với thiết bị điều khiển Viết chương trình hoạt động với S7: Khi các nút điều khiển trên màn hình công nghiệp (Increase và Decrease) tác động sẽ thay đổi giá trị của biến TankLevel. Đồng thời trên PLC sẽ có hai đầu vào ứng làm nhiệm vụ tăng giảm giá trị của biến TankLevel. Chương trình điều khiển NETWORK 1 LD M0.0 // Nút ấn tăng trên màn hình EU LD I0.0 // nút ấn tăng trên PLC EU INCW TankLevel NETWORK 2 LD M0.1 // Nút ấn giảm trên màn hình EU LD I0.1 // nút ấn giảm trên PLC EU DECW TankLevel Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 141 Tiến hành cho cả PLC và màn hình hoạt động. Khi đó ta có thể điều kiển mức nhiên liệu trong bình từ màn hình điều khiển hoặc từ PL 12.8. THỰC TẬP Kết nối giám sát mô hình theo giao diện giám sát sau Yêu cầu: - Thiết kế giao diện theo hình vẽ trên - Bình dung dịch có địa chỉ PLC là PQW1 - Van V1 có địa chỉ Q0.1 - Van V2 có địa chỉ Q0.2 - Van V3 có địa chỉ Q0.3 - START nút nhấn để mô hình thực tế làm việc V1 V2 V3 Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 142 - STOP nút nhấn dừng hệ thống - PLC S7 – 300 điều khiển mô hình trên Thực hành thiết kế giám sát: + Chuẩn bị thiết bị thực hành TT Tên dụng cụ, thiết bị 1 - PLC S7 - 300 2 - Mô hình bình trộn 3 - Máy tính có phần mềm WinCC và PLC 4 - Đồng hồ đo VOM 5 - Hộp dụng cụ + Kiểm tra nguồn điện và cấp nguồn cho mô hình, máy tính + Trình tự các bước công việc + Trình tự các bước công việc Bước công việc Thao tác thực hành Yêu cầu kỹ thuật Dụng cụ thiết bị Bước 1: Đặt tên cho dự án - Mở chương trình Wincc flexible - Chọn loại màn hình cảm ứng để giám sát - Chọn cáp kết nối giữa PLC và màn hình cảm biến - Đặt tên dự án trong phần “ create a new project - Nhấn OK để kết thúc việc đặt tên dự án - Khi đặt tên dự án phải đặt tên hợp lý với mục đích của dự án - Chọn đường dẫn phù hợp - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm Wincc flexible Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 143 Bước 2: Liên kết PLC với dự án - Vào Tag management tiếp theo chọn Add new driver - Trong của sổ Add new driver chọn driver cần liên kết - Chọn driver liên kết phù hợp với thiết bị - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 3: Tạo các tag liên kết - Tạo tag nút nhấn - Tạo tag van cấp dung dịch - Tạo tag xả cấp dung dịch - Tạo tag bồn chứa dung dịch - Chọn địa chỉ các tag đúng theo địa chỉ quy định - Đặt tên tag phù hợp với mục đích sử dụng của tag - PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 4: Thiết kế giao diện giám sát - Thiết kế nút nhấn - Thiết kế bồn chứa dung dịch - Thiết kế van cấp dung dịch cho bồn - Thiết kế van xả dung dịch - Bố chí các thiết bị phù hợp trên màn hình thiết kế giao diện - Các thiết bị phải chọn hợp lý với thực tế PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Bước 5: Liên kết Tag với các thiết bị trên giao diện thiết kế - Liên kết tag có tên nút nhấn với nút nhấn trên giao diện - Liên kết tag có tên là bồn chứa với bồn chứa trên giao diện - Liên kết tag có tên là van cấp với van cấp trên giao diện - Liên kết tag có tên là van xả - Nút nhấn phải điều khiển được hệ thống - Các tag giám sát van khi van không hoạt PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 144 với van xả trên giao diện động có màu xanh, van hoạt động có màu đỏ - Bồn giám sát phải hiển thị tương ứng với mức dung dịch trong bồn chứa Bước 5: Thực hiện giám sát - Sử dụng cáp MPI liên kết nối liên kết giữa PLC và máy tính - Cấp nguồn điện cho mô hình - Nhần nút Run trên màn hình giám sát để màn hình giám sát làm việc - Nhấn nút star trên mô hình để mô hình làm việc và theo dõi hoạt động của mô hình và giao diện giám sát có phù hợp không PLC S7 – 300 - Máy tính có phần mềm WinCC - Mô hình bình dung dịch Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 145 MỤC LỤC Bài 1: Vị trí, ứng dụng, tập lệnh của S7 – 300 trong công nghiệp ...........1 1.1.Cấu trúc phần cứng họ S7- 300 ...1 1.1.Các tính năng của PLC S7-300 ...1 1.2.Các modun của PLC S7-300 ........2 1.3.Cấu trúc bộ nhớ của CPU .....6 1.4. Tập lệnh ...... 9 BÀI 2: Điều khiển động cơ băng tải bằng biến tần .28 2.1.Tổng quan về băng tải công nghiệp ...28 2.2. Băng tải và cân định lượng ..31 2.3. Phần thực tập 44 BÀI 3: Điều khiển mô hình động cơ kéo băng tải quay hai chiều 3.1.Giới thiệu chung về băng tải ..48 3.2.Thuyết minh công nghệ . 49 3.3.Mạch điện – khí nén của mô hình ..50 3.4.Các bài tập ứng dụng ..... 53 Bài 4: Điều khiển mô hình đèn giao thông....54 4.1. Nguyên lý hoạt động .54 4.2.Chuẩn bị dụng cụ thiết bị ...54 4.3. Trình tự thực hành .54 Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 146 BÀI 5: Mô hình băng tải phân loại theo màu và đếm sản phẩ....57 5.1.Giới thiệu chung về băng tải ..57 5.2.Thuyết minh công nghệ . 58 5.3.Sơ đồ đấu nối mô hình băng tải phân loại vật theo mầu ....59 5.4.Các bài tập ứng dụng ..... 60 Bài 6: Mô hình trộn dung dịch .64 6.1. Thuyết minh công nghệ .64 6.2.Sơ đồ đấu nối mô hình băng tải phân loại vật theo mầu 65 6.3. Các bài tập ứng dụng .... 68 Bài 7: Mô hình đóng nắp sản phẩm...69 7.1.Giới thiệu mô hình đóng nắp ..69 7.2. Thuyết minh công nghệ .....71 7.3.Sơ đồ cầu đấu mô hình băng tải đóng nắp sản phẩm 72 7.4. Các bài tập ứng dụng ................ 75 Bài 8: Điều khiển lò nhiệt ..78 8.1.Nguyên lý hoạt động ..78 8.2. Chuẩn bị dụng cụ thiết bị ......78 8.3.Trình tự thực hành ..78 Bài 11: Phần mềm WinCC và màn hình cảm biến . 80 Giáo trình PLC nâng cao Khoa điện – điện tử Trường Cao đẳng nghề Nam Định 147 11.1. Hướng dẫn cài đặt . 81 11.2.Dự án WinCC (WinCC project) . 88 11.3.Thực tập . 112 Bài 12: Kết nối PLC với màn hình cảm ứng ..115 12.1. Một số thông số cơ bản của màn hình TP 177 .....115 12.2..Lập trình cho TP 177A ..116 12.3. Phần mềm lập trình WinCC flexilble. ...117 12.4. Yêu cầu cấu hình máy cài đặt WinCC flexible 117 12.5. Tạo mới một Project ..117 12.6. Các khối chính trong vùng quản lý Project ...123 12.7. Thiết lập trên màn hình .131 12.8. Thực tập .140