điều khiển và giám sát bãi giữ xe tự động qua ethernet

LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay phương tiện đi lại là ôtô được sử dụng khá phổ biến, chính vì vậy việc xây dựng bãi giữ xe là cần thiết, nhất là ở các khu đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, thủ đô Hà Nội. Nhưng với diện tích đất ngày càng bị thu hẹp thì việc xây dựng các bãi giữ xe có diện tích lớn là việc gây khó giải quyết. Chính vì vậy, với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó được giải quyết dễ dàng. Đó là việc xây dựng các bãi giữ xe theo dạng tầng (hay còn gọi là dạng chung cư ), một việc làm hoàn toàn có thể, phù hợp với sự phát triển của đô thị hiện đại, giúp giảm được diện tích xây dựng.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN ĐỨC TOÀN

LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay phương tiện đi lại là ôtô được sử dụng khá phổ biến, chính vì vậy việc xây dựng bãi giữ xe là cần thiết, nhất là ở các khu đô thị lớn như thành phố Hồ Chí Minh, thủ đô Hà Nội Nhưng với diện tích đất ngày càng bị thu hẹp thì việc xây dựng các bãi giữ xe có diện tích lớn là việc gây khó giải quyết Chính vì vậy, với sự phát triển của công nghệ hiện đại thì việc khó khăn đó được giải quyết dễ dàng Đó là việc xây dựng các bãi giữ xe theo dạng tầng (hay còn gọi là dạng chung cư ), một việc làm hoàn toàn có thể, phù hợp với sự phát triển của đô thị hiện đại, giúp giảm được diện tích xây dựng.

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ không ngừng của các ngành kỹ thuật Chúng đã đi sâu vào mọi mặc đời sống hàng ngày của người dân Đặc biệt là sử dụng PLC để điều khiển các thiết bị công nghiệp Nắm

được tầm quan trọng đó, em làm đề tài: ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT

BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG QUA ETHERNET để làm luận văn tốt nghiệp

cho mình, vừa để tạo ra 1 sản phẩm có khả năng ứng dụng trong thực tế.

Những kiến thức và năng lực đạt được trong quá trình học tập tại trường sẽ được đánh giá qua đợt bảo vệ luận văn tốt nghiệp Vì vậy em đã

cố gắng tận dụng tất cả những kiến thức đã học ở trường cùng với sự tìm tòi nghiên cứu, để có thể hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN ĐỨC TOÀN

LỜI CẢM ƠN

Sau những năm học tại trường,em đã được học và tiếp thu nhiều kiến thức mới từ sự chỉ bảo tận tình của Quý Thầy Cô,sự giúp đỡ của bạn

bè Đây là khoảng thời gian đầy ý nghĩa Luận văn tốt nghiệp ra trường

là nền tảng quan trọng và đánh dấu một bước ngoặt mới trong cuộc đời của em.

Do khoảng thời gian và kiến thức còn hạn hẹp, mặc dù em cố gắng hoàn thành luận văn tốt nghiệp này đúng thời hạn Nên không tránh khỏi những thiếu sót mong Quý thầy cô thông cảm Em mong nhận được những ý kiến đóng góp tận tình của quý thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn thầy Ths Nguyễn Đức Toàn đã đưa ra một đề tài hay, thực tế giúp em tiếp cận với thực tế công việc ở bên ngoài

từ đó tự tin hơn khi bước ra trường Đặc biệt thầy đã tận tình hướng dẫn, gợi ý phát triển luận văn thực tế hơn, hỗ trợ tài liệu,… trong suốt quá trình làm khóa luận này Em xin chân thành cảm ơn thầy.

Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Văn Huyên

đã tận tình hướng dẫn trong khâu lập trình PLC, cũng như là trang thiết

bị để em hoàn thành luận văn này Và rất nhiều thành viên của diễn đàn PLC Việt Nam và diễn đàn Kỹ Thuật Việt

Sinh viên thực hiện NGUYỄN VĂN PHÚ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN ĐỨC TOÀN

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH VẼ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP GVHD: Ths NGUYỄN ĐỨC TOÀN

DANH MỤC BẢNG

Bảng 4.1: Các lệnh căn bản trong HTML 35

Bảng 4.2: Ứng dụng định dạng trong HTML 36

Bảng 4.3: Thời gian truyền nhận của các biến trong Web Server 38

Bảng 4.4: Cấu trúc lệnh WWW 41

Bảng 4.5: Thông số của ngõ ra RET_VAL của lệnh WWW 42

Bảng 5.1: Thông số máy quét mã vạch CD 100-BU 48

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ1.1 SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay ở các trung tâm thành phố lớn với sự phát triển mật độ dân cư và xe

cộ ngày càng đông đúc Đặc biệt là sự gia tăng về số lượng xe ôtô ngày càng nhiều

và điều này phần nào cũng phản ánh sự phát triển của một quốc gia Theo thống kêcủa Sở Giao thông vận tải TP Hồ Chí Minh, thành phố có gần 500 nghìn xe ôtô( chiếm 1/3 số ô tô cả nước) Lượng phương tiện năm năm gần đây tăng hơn 10%mỗi năm Do đó, người ta đặt vấn đề là xây dựng những bãi giữ xe để phục vụ chongười dân trong công việc cũng như trong việc đi lại của họ Các nước tiên tiếntrên thế giới như Nhật Bản, Hàn Quốc,… ở những thành phố chật hẹp, người taxây dựng hệ thống bãi giữ xe ôtô tự động được trang bị thiết bị nâng để di chuyểnôtô từ mặt đất lên điểm đỗ trên cao

Song song đó, với sự trợ giúp của công nghệ hiện đại, việc thi công, điềukhiển và giám sát các bãi giữ xe tự động được thực hiện khá dễ dàng Người giámsát có thể không trực tiếp tại bãi giữ xe, mà có thể đi bất kì đâu, chỉ cần có Internetthì người giám sát có thể dễ dàng giám sát bãi giữ xe tự động của mình trực tiếp

trên Web thông qua ứng dụng Web Server được tích hợp trên PLC S7-1200

1.2 GIỚI HẠN ĐỀ TÀI

Với thời gian hơn 2 tháng thực hiện đề tài cũng như trình độ chuyên môn cóhạn, em đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này và giải quyết được nhữngvấn đề sau:

 Xây dựng mô hình giữ xe theo tầng (dạng chung cư) với 16 chỗ giữ xe ô tô

 Xây dựng giám sát và điều khiển trực tiếp qua HMI dựa vào phần mềm WINCC

 Phân quyền người điều hành trên giao diện HMI

 Lưu trữ thông tin bãi giữ xe trên Excel

 Giám sát từ xa qua Web server

1.3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục đích của người thực hiện đề tài đã tiến hành nghiên cứu là: Trước tiên là đểhoàn thành môn học để đủ điều kiện ra trường

Với bản thân người thực hiện đề tài, đây chính là một cơ hội tốt để có thể tự kiểmtra lại kiến thức của mình, đồng thời có cơ hội để nỗ lực vận động tìm hiểu, tiếp cậnnghiên cứu được với những vấn đề mình chưa biết, chưa hiểu rõ nhằm trang bị cho bảnthân nhiều kiến thức bổ ích sau này có thể ứng dụng vào thực tế cuộc sống.

Tập tính làm việc độc lập, khả năng tự suy nghĩ tìm tòi, học hỏi, phát huy nănglực của bản thân

Ngoài ra còn tạo được 1 sản phẩm có tính ứng dụng trong thực tế

CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG2.1 TÌM HIỂU BÃI GIỮ XE

Thiết kế nhà giữ xe hoàn toà tự động với sức chứa 16 chỗ để xe , xe vào bãi

và ra khỏi bãi theo một chiều với 2 cổng vào và 2 cổng ra riêng biệt Nhà giữ xehoàn toàn tự động, sử dụng công nghệ tự động tiên tiến PLC S7-1200 điều khiển,kết hợp với quét mã vạch tăng tính an toàn cho khách hàng Bãi giữ xe hầu nhưkhông cần nhân viên giám sát, khách hàng sẽ tự cất xe và tự lấy xe bằng việc quét

mã vạch => nhấn nút lấy xe hay cất xe tùy theo mục đích, sau đó quy trình cất xe,lấy xe sẽ hoàn toàn thực hiện tự động

Nhà giữ xe có kết cấu đơn giản nên dễ dàng mở rộng, tăng số lượng xe Thẻ mãvạch được cấp cho người giữ theo hai hình thức: gửi xe tuỳ ý theo ngày và theotháng

Với ý tưởng như trên, em đã quyết định thiết kế hệ thống giữ xe ở dạng môhình như bên dưới

Hình 2.1: Mô hình bài giữ xe

2.2.THIẾT KẾ BÃI GIỮ XE TỰ ĐỘNG

Bãi giữ xe được thiết kế theo dạng chung cư với 16 ô( 8 ô trái và 8 ô phải) Vớitổng cộng 6 động cơ DC ( 12VDC và 24VDC), 7 công tắc hành trình, 6 cảm biến từ.Kích thước thiết kế đã được thể hiện trên hình trên

Hoạt động như buồng thang máy.

Hình 2.3: Tính toán buồng nâng xeTheo như phân tích lực ở trong hình trên thì:

Với ,

Hay

Trong đó:

Mcb: khối lượng cabin

Mt: khối lượng tải trọng

Mđt: khối lượng đối trọng

a: gia tốc của cabin

g: gia tốc trọng trường

hệ số cân bằng tải của đối trọng

Thông thường người ta thường lấy hệ số cân bằng

CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU PLC S7-12003.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ S7-1200

3.1.1 Khái niệm chung PLC S7-1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn

S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hoá Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7-1200

S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO)

Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:

+Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC

+Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mìnhS7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP Ngoài ra bạn có thể dùng các module truyền thông mở rộng kết nối bằng RS485 hoặc RS232

Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 là Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ

ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens

Vậy để làm một dự án với S7-1200 chỉ cần cài TIA Portal vì phần mềm này

đã bao gồm cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI

3.1.2 Các module trong hệ PLC S7-1200

3.1.2.1 Giới thiệu về các module CPU

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau….

PLC S7-1200 có các loại sau:

Hình 3.1: Thông số module CPU S7-1200

3.1.2.2 Sign board của PLC SIMATIC S7-1200

Sign board: SB1223 DC/DC

-Digital inputs / outputs

Hình 3.2: Thông số Sign board

3.1.2.3 Module xuất nhập tín hiệu số

Hình 3.3: Thông số module mở rộng ngõ vào và ngõ ra

3.1.2.4 Module xuất nhập tín hiệu tương tự

Hình 3.4: Thông số module analog

3.1.2.5 Module truyền thông

Hình 3.5: Thông số module truyền thông

3.2 LÀM VIỆC VỚI PHẦN MỀM TIA PORTAL

3.2.1 Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic – tích hợp lập trình PLC và HMI

Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hoàn hảo.Một hệ thống kỹ thuật mới

Thông minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập trình, chẩn đoán và nhiều hơn nữa

Lợi ích với người dùng:

-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động

-Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật

-Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai

3.2.2 TAG của PLC / TAG local

Tag của PLC

Phạm vi ứng dụng : giá trị Tag có thể được sử dụng mọi khối chức năng trong PLC

Ứng dụng : binary I/O, Bits of memory

Định nghĩa vùng : Bảng tag của PLC

Miêu tả : Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép

Tag Local

Phạm vi ứng dụng : giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mô

tả tương tự có thể được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau

Ứng dụng : tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời

Định nghĩa vùng : khối giao diện

Miêu tả : Tag được đại diện bằng dấu #

Sử dụng Tag trong hoạt động

Hình 3.6: PLC Tags trong TIA PORTALLayout : bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị trong CPU Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được

sử dụng trong project

Colum : mô tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc

có thể kéo nhả như một lệnh chương trình

Name : chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU

Data type : kiểu dữ liệu chỉ định cho các tag

Address : địa chỉ của tag

Retain : khai báo của tag sẽ được lưu trữ lại

Comment : comment miêu tả của tag

Nhóm tag : tạo nhóm tag bằng cách chọn add new tag table

Hình 3.7: PLC Table trong TIA PORTALTìm và thay thế tag PLC

Hình 3.8: Tìm và thay thế Tag PLCNgoài ra còn có một số chức năng sau:

- Lỗi tag

- Giám sát tag của plc

- Hiện / ẩn biểu tượng

- Đổi tên tag : Rename tag

- Đổi tên địa chỉ tag : Rewire tag

- Copy tag từ thư viện Global

3.3 KỸ THUẬT LẬP TRÌNH

3.3.1 Vòng quét chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòngquét Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào

số tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình Trong từng vòng quét chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1

Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bọđệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội

bộ và kiểm tra lỗi

Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào / ra tương tự nên các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không thông qua bộ đệm

3.3.2 Cấu trúc lập trình

Hình 3.9: Cấu trúc lập trình

3.3.2.1 Khối tổ chức OB – OGANIZATION BLOCKS

Organization blocks (OBs) : là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương trình người dùng Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quá trình:

+Xử lý chương trình theo quá trình

+Báo động – kiểm soát xử lý chương trình

+Xử lý lỗi

-Startup OB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB : có thể chèn và lập trình các khối này trong các project Không cần phải gán các thông số cho chúng và cũng không cần gọi chúng trong chương trình chính

-Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Các khối OB này phải được tham

số hoá khi đưa vào chương trình Ngoài ra, quá trình báo động OB có thể được gáncho một sự kiện tại thời gian thực hiện bằng cách sử dụng các lệnh ATTACH, hoặctách biệt với lệnh DETACH

-Time Delay Interrupt OB : OB ngắt thời gian trễ có thể được đưa vào dự án

và lập trình Ngoài ra, chúng phải được gọi trong chương trình với lệnh

SRT_DINT, tham số là không cần thiết

-Start Information : Khi một số OB được bắt đầu, hệ điều hành đọc ra thông tin được thẩm định trong chương trình người dùng, điều này rất hữu ích cho việc chẩn đoán lỗi, cho dù thông tin được đọc ra được cung cấp trong các mô tả của các khối OB

3.3.2.2 Hàm chức năng – FUNCTION

-Funtions (FCs) là các khối mã không cần bộ nhớ Dữ liệu của các biến tạm thời bị mất sau khi FC được xử lý Các khối dữ liệu toàn cầu có thể được sử dụng

để lưu trữ dữ liệu FC

-Functions có thể được sử dụng với mục đích

+Trả lại giá trị cho hàm chức năng được gọi

+Thực hiện công nghệ chức năng, ví dụ : điều khiển riêng với các hoạt động nhị phân

+Ngoài ra, FC có thể được gọi nhiều lần tại các thời điểm khác nhau trong một chương trình Điều này tạo điều kiện cho lập trình chức năng lặp đi lặp lại phức tạp.

-FB (function block) : đối với mỗi lần gọi, FB cần một khu vực nhớ Khi một

FB được gọi, một Data Block (DB) được gán với instance DB Dữ liệu trong

Instance DB sau đó truy cập vào các biến của FB Các khu vực bộ nhớ khác nhau

đã được gán cho một FB nếu nó được gọi ra nhiều lần

-DB (data block) : DB thường để cung cấp bộ nhớ cho các biến dữ liệu Có hai loại của khối dữ liệu DB : Global DBs nơi mà tất cả các OB, FB và FC có thể đọc được dữ liệu lưu trữ, hoặc có thể tự mình ghi dữ liệu vào DB, và instance DB được gán cho một FB nhất định

3.4 GIỚI THIỆU CÁC TẬP LỆNH

3.4.1 Bit logic (tập lệnh tiếp điểm)

 Tiếp điểm thường hở

Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng

1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 và ngược lại

Toán hạng n : Q, M, L, DChỉ sử dụng một lệnh out cho 1 địa chỉ

4)Lệnh OUT đảo

A

D

Giá trị của bit có địa chỉ là n sẽ bằng

1 khi đầu vào của lệnh này bằng 0 và ngượclại

Toán hạng n : Q, M, L, DChỉ sử dụng một lệnh out not cho 1 địa chỉ

Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên

là OUT sẽ bằng 1 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái Trong đó

số bit là giá trị của n

Toán hạng OUT: Q, M, L, D

n : là hằng số

 Lệnh reset nhiều bit

A

D

Giá trị của các bit có địa chỉ đầu tiên

là OUT sẽ bằng 0 khi đầu vào của lệnh này bằng 1 Khi đầu vào của lệnh bằng 0 thì các bit này vẫn giữ nguyên trạng thái Trong đó

số bit là giá trị của nToán hạng OUT: Q, M, L, D

Sử dụng lệnh Timer để tạo một chương trình trễ định thời Số lượng của

Timer phụ thuộc vào người sử dụng và số lượng vùng nhớ của CPU Mỗi timer sử

dụng 16 byte IEC_Timer dữ liệu kiểu cấu trúc DB Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy khối Timer

Kích thước và tầm của kiểu dữ liệu Time là 32 bit, lưu trữ như là dữ liệu Dint : T#-14d_20h_31m_23s_648ms đến T#24d_20h_31m_23s_647ms hay là -2.147.483.648 ms đến 2.147.483.647 ms

 Timer trễ sườn lên có nhớ - Timer TONR

 Timer trễ không nhớ - TON

Lệnh Counter được dùng để đếm các sự kiện ở ngoài hay các sự kiện quá trình

ở trong PLC Mỗi Counter sử dụng cấu trúc lưu trữ của khối dữ liệu DB để làm dữ liệu của Counter Step 7 tự động tạo khối DB khi lấy lệnh

Tầm giá trị đếm phụ thuộc vào kiểu dữ liệu mà bạn chọn lựa Nếu giá trị đếm

là một số Integer không dấu, có thể đếm xuống tới 0 hoặc đếm lên tới tầm giới hạn

Nếu giá trị đếm là một số integer có dấu, có thể đếm tới giá trị âm giới hạn hoặc đếm lên tới một số dương giới hạn.

 Counter đếm lên - CTU

 Counter đếm lên xuống – CTUD

L

A

D

Lệnh so sánh dùng để so sánh hai giá trị IN1

và IN2 bao gồm IN1 = IN2, IN1 >= IN2, IN1 <= IN2, IN1 < IN2, IN1 > IN2 hoặc IN1 <> IN2

So sánh 2 kiểu dữ liệu giống nhau, nếu lệnh

so sánh thoả thì ngõ ra sẽ là mức 1 = TRUE (tác động mức cao) và ngược lại

Kiểu dữ liệu so sánh là : SInt, Int, Dint, USInt, UDInt, Real, LReal, String, Char, Time, DTL,

Công dụng : thực hiện phép toán

từ các giá trị ngõ vào IN1, IN2, IN(n) theo công thức OUT=…(+,-,*,/) rồi xuất kết quả ra ngõ ra OUT

Các thông số ngõ vào dùng trong khối phải chung định dạng

Tham số OUT có kiểu dữ liệu : SInt, Int, Dint, USInt, UInt, UDInt, Real, LReal

Tham số ENO = 1 nếu không có lỗi xảy

ra trong quá trình thực thi Ngược lại ENO = 0 khi có lỗi, một số lỗi xảy ra khi thực hiện lệnh này :

- Kết quả toán học nằm ngoài phạm vi của kiểu

dữ liệu

- Chia cho 0 (IN2 = 0)

- Real/LReal : Nếu một trong những giá trị đầu vào là NaN sau đó được trả về NaN

- ADD Real/LReal : Nếu cả hai giá trị IN là INF có dấu khác nhau, đây là một khai báo không hợp lệ và được trả về NaN

- SUB Real/LReal : Nếu cả hai giá trị IN là INFcùng dấu, đây là một khai báo không hợp lệ và được trả về NaN

- MUL Real/LReal : Nếu một trong 2 giá trị là 0hoặc là INF, đây là khai báo không hợp lệ và được trả về NaN

- DIV Real/LReal : Nếu cả hai giá trị IN bằng không hoặc INF, đây là khai báo không hợp lệ

- ENO = 1 : không có lỗi

- ENO = 0: kết quả nằm ngoài tầm giá trị của kiểu dữ liệu

Lệnh Move di chuyển nội dung ngõ vào

IN đến ngõ ra OUT mà không làm thay đổi giá trị ngõ IN

Tham số:

EN : cho phép ngõ vàoENO : cho phép ngõ ra

IN : nguồn giá trị đếnOUT1: Nơi chuyển đến

Lệnh Move_BLK sao chép các nội dung của một vùng nhớ IN đến một bộ nhớ xác định khác Số lượng các giá trị được sao chép được quy định trong COUNT Hoạt động sao chép theo hướng tăng dần các địa chỉ

Tham số:

EN : cho phép ngõ vàoENO : cho phép ngõ ra

IN : nguồn giá trị đếnCOUNT : số giá trị sao chépOUT1: Nơi chuyển đến

 Lệnh làm đầy FILL

L

A

D

Công dụng : dùng để lấp đầy một vùng nhớ với nội dung tại một vùng nhớ khác Lệnh Fill block di chuyển nội dung của một vùng nhớtới một vùng nhớ xác định Hành động vận chuyển các biến sao chép theo hướng tăng dần

CHƯƠNG 4: WEB SERVER VỚI PLC S7-12004.1.GIỚI THIỆU VỀ ỨNG DỤNG WEB SERVER VỚI PLC S7-1200

Công nghệ ngành tự động hiện nay phát triển mạnh bằng việc kết hợpvới công nghệ Internet, các kỹ sư có thể truy cập trực tiếp tới hệ thống quaInternet Trong suốt quá trình thử nghiệm và giai đoạn vận hành, kỹ sư muốn cókhả năng truy cập linh hoạt đến CPU, dữ liệu CPU có thể được hiển thị trong suốtquá trình vận hành cho mục đích chuẩn đoán lỗi

Do cơ chế truy cập qua Internet, nó thì hợp lý cho việc sử dụng những tiêuchuẩn đã có sẵn, ví dụ như trình duyệt tiêu chuẩn đã có sẵn (Standard web pages) vàmột số ngôn ngữ phổ biến như HTML (Hypertext Markup Language) hayJavaScript để tạo cho mình một trang web riêng để kết nối và giám sát PLC

Hình 4.1: Cơ chế truy cập Web Server qua InternetSIMATIC CPU với giao diện PROFINET cung cấp cơ hội để truy cập tới cácbiến của CPU với sự giúp đỡ của trang web được cung cấp bởi hệ thống

Việc truy cập đến máy chủ web của CPU thông qua một trình duyệt web Việcthêm vào cơ chế tiêu chuẩn của trang web như trang định nghĩa, trang chuẩn đoántrạng thái module , trang truyền thông, trang trạng thái các biến và nhật ký dữ liệu, vàbạn cũng có khả năng thiết kế và gọi ra trang web cá nhân của bạn cho những ứngdụng cụ thể

Web server với trang web được tích hợp trên CPU

Để tạo ra trang cá nhân của bạn (User-defined web page), bạn có thể sử dụngcác công cụ như Microsoft Frontpage, Notepad++, Để thiết kế trang web của bạn,bạn có thể sử dụng các chức năng được cung cấp với HTML, CSS và Java Script

Hình 4.2: Cấu trúc một Web ServerViệc thêm vào 1 cú pháp lệnh đặc biệt (lệnh AWP) để kết nối trực tiếp vớiCPU Sơ đồ sau đây cho bạn cái nhìn tổng quan về giải pháp thực hiện:

Những thuận lợi và lựa chọn những ứng dụng sử dụng web server:

+Thông qua việc truy cập các tính năng thông qua các trình duyệt web khácnhau, dữ liệu kiểm soát có thể được hiển thị và điều khiển ở một mức độ hạn chế, bởibất kỳ máy tính hoặc một thiết bị có thể truy cập web mà không cần cài đặt thêmphần mềm

+Một ưu điểm khác là việc sử dụng toàn bộ cơ sở hạ tầng mạng của nhà máy

mà không cần thêm thiết bị phần cứng nào, ví dụ như mỗi nơi của nhà máy nơi mà cóthể truy cập mạng được, thì có thể truy cập vào bộ điều khiển tương ứng

+Có thể tính toán, chuẩn đoán, hay điều khiển CPU ở một khoảng cách lớnhoặc thiết bị điện thoại di động

+Tuy nhiên, do khó khăn ở việc xác định thời gian trễ của ứng dụng web, nênviệc sử dụng web server thì không phải mà một sự thay thế hoàn chỉnh cho việc vậnhành và giám sát hệ thống, và không thể thay thế được cho hệ thống HMI

4.2 STANDARD WEB PAGES

Đây là trang web tiêu chuẩn do Siemens thiết kế để giám sát trạng thái CPU

Để truy cập vào trang web tiêu chuẩn của PLC S7-1200 từ máy tính, chúng talàm theo các bước:

1 Chắc chắn rằng PLC S7-1200 và máy tính kết nối vào chung 1 mạngEthernet hoặc chúng được kết nối trực tiếp với nhau với 1 sợi cáp mạng Ethernet

2 Mở trình duyệt Web của bằng và nhập vào địa chỉ URL như sau

ứng với địa chỉ IP của CPU S7-1200

>>>>Trình duyệt web của bạn sẽ mở ra trang giới thiệu (Introduction page)

Hình 4.4: Trang khởi đầuNút 1 và 2 chỉ hiện ra khi bạn đăng nhập vào CPU

Hình 4.5: Thông số PLC

 Diagnostic Buffer

Trang chuẩn đoán lỗi hiển thị các sự kiện trên CPU, bạn có thể lựa chọnkhoảng các chuẩn đoán được hiển thị, từ 1 tới 25 hoặc từ 26 tới 50 Phần trên củatrang hiển thị các mục với thời gian và ngày xảy ra các sự kiện ở CPU

Thời gian là thời gian trên CPU, nó phải tương ứng với Time of day và Time

zone cài đặt trên cấu hình thiết bị của CPU Thời gian CPU thì không cần thiết phảigiống với thời gian địa phương

Từ phần trên của trang, bạn có thể chọn lựa các mục đơn lẻ để hiển thị thôngtin chi tiết về các mục trong phần dưới của trang

Hình 4.6: Thông tin làm việc của PLC

 Module Information

Trang thông tin module cung cấp thông tin về tất cả module trên rack

Phần trên của màn hình hiển thị tổng cộng số module, và phần bên dưới chothấy trạng thái và thông tin của module được chọn

Hình 4.7: Thông tin module PLC

Hình 4.8: Thông số truyền thông của PLC

Hình 4.9: Thống kê dữ liệu truyền thông của PLC

 Variable Status

Với trang hiển thị trạng thái biến cho phép bạn có thể nhìn bất kỳ I/O hoặc dữ liệu vùng nhớ nào trên CPU Bạn có thể nhập trực tiếp địa chỉ ( ví dụ như I0.0), hoặc tên tag PLC, hoặc là từ 1 khối dữ liệu xác định Cho các tag trong khối dữ liệu, bạn đảm bảo rằng tên khối phải trong dấu nháy kép Cho mỗi giá trị giám sát bạn có thể chọn lựa 1 định dạng hiển thị cho dữ liệu Bạn có thể tiếp tục nhập và xác định giá trịcho đến khi bạn có nhiều như bạn muốn trong giới hạn cho phép của trang Giá trị giám sát hiển thị một cách tự động và làm mới bằng mặc định, nếu không bạn nhấp

vào biểu tượng “Off” ở góc trên bên phải của trang Khi làm mới không cho phép, bạn có thể nhấp vào “On” để cho phép lại chức năng tự động làm mới trang

Với việc đăng nhập bằng chức danh “admin”, bạn cũng có thể chỉnh sửa giá trị

dữ liệu.Nhập giá trị mình muốn vào ô “Modify Value” Nhấp vào nút “Go” bên cạnhmột giá trị để viết giá trị đó vào CPU Để chỉnh sửa 1 biến của dữ liệu dạngSTRING, bạn nên đảm bảo rằng chuỗi trong 1 dấu ngoặc đơn Bạn cũng có thể nhậpnhiều giá trị và nhấp vào nút “Modify All Values” để viết tất cả giá trị vào CPU

Hình 4.10: Trạng thái của biếnGiới hạn của trang trạng thái biến:

● Số biến tối đa của mỗi trang là 50

● Số ký tự tối đa cho mỗi trang là 2083

 Data Logs

Trang Data Log cho phép bạn nhìn và download một số xác định các mụcthống kê dữ liệu Với chức danh “admin”, bạn có thể xoá toàn bộ các mục sau khidownload nó Dữ liệu thống kê tới máy tính của bạn trong định dạng file CSV

Hình 4.11: Lưu trữ dữ liệu trên WebChức năng này được hỗ trợ khi CPU có thẻ nhớ ngoài.

4.3 USER-DEFINED WEB PAGES

Web server S7-1200 cũng cung cấp các phương thức cho bạn tạo ra các ứngdụng cụ chính bạn- các trang HTML cụ thể , dữ liệu chặt chẽ từ PLC Bạn tạo ra cáctrang này sử dụng soạn thảo HTML của bạn lựa chọn và download chúng đến CPUnơi mà chúng được truy cập từ thanh menu trang Web tiêu chuẩn Quá trình xử lýliên quan đến 1 vài thao tác sau:

Tạo các trang HTML với soạn thảo HTML, như là Microsoft Frontpage

Bao gồm các lệnh AWP trong các lời chú thích HTML trong mã HTML Cáclệnh AWP được thiết lập cố định các lệnh mà Siemens cung cấp để truy cập thôngtin CPU

Cấu hình STEP 7 để đọc và xử lý các trang HTML

Tạo ra các khối từ các trang HTML

Chương trình STEP 7 để điều khiển sử dụng các trang HTML

Biên dịch và download các khối đến CPU

Truy cập các trang WEB do người dùng định nghĩa từ PC của bạn

Quá trình này được minh hoạ phía dưới:

Hình 4.12: Mô hình đọc và gửi dữ liệu qua Web Server

4.3.1 Các bước căn bản để tạo 1 trang User-defined Web

 Các lệnh căn bản được sử dụng nhiều trong thiết kế web

<! … > Lệnh để thêm vào chú thích

<a> … </a> Lệnh để thêm 1 link vào trang web

<b> … </b> Lệnh để viết chữ đậm

<body> …</body> Phần nội dung hiển thị trong trình duyệt web

<div> … </div> Chia nhóm các đối tượng

<form> … </form> Định dạng trong web

<h1> … </h1> Viết chữ to tiêu đề

<head> … </head> Vùng tiêu đề của trang HTML

<html> … </html> Tag căn bản của trang web

<iframe> … </iframe> Định nghĩa một cửa sổ nhúng

<link> Định nghĩa một quan hệ logic với các file khác

<p> … </p> Viết chữ trong web

<script> … </script> Chèn vào các mã lệnh ( ví dụ như Java Script)

<style> … </style> Định dạng kiểu chữ

<table> … </table> Tạo bảng trong web

sẽ được chuyển từ trình duyệt web tới máy chủ web với một yêu cầu POST

 Căn bản về CSS ( Cascading Style Sheets)

CSS là định dạng ngôn ngữ cho các phần tử của HTML Với sự hỗ trợ củaStyle Sheet , ví dụ như font, kích thước font, màu chữ, viền khung, chiều cao, rộng,

…được xác lập cho các phần tử của HTML

Bạn có thể định nghĩa định dạng canh giữa cho tất cả, ví dụ như tiêu đề, hàngtrong bảng,

Định dạng CSS có cấu trúc như sau:

Selector {Property: value}

A selector may contain several declarations (property: value)

Thuộc tính của CSS

Bảng dưới đây cho một cái nhìn tổng quan của các thuộc tính quan trọng choviệc định dạng các phần tử HTML, cũng được sử dụng trong ứng dụng ví dụ

Bảng 4.2: Ứng dụng định dạng trong HTML

Sự tích hợp của CSS trong HTML

Có nhiều cách để tích hợp CSS vào HTML

• Trong 1 phần tử HTML

• Giữa các tag <script> và </script>

• Trong một file CSS bên ngoài

Định dạng mẫu được định nghĩa trong 1 file CSS riêng biệt nếu bạn muốn sử dụng định dạng đồng bộ cho nhiều file HTML File CSS này được tích hợp một cáchđơn giản trong file HTML