thiết kế mô phỏng hệ điều khiển plc cho thiết bị mạ chân không

Cụ thể với hệ thống mạ chân không của Viện Ứng dụng Công nghệ đang được điều khiển bằng hệ thống các Rơ-le và các thiết bị điện rất phức tạp, điều này khiến cho hệ thống hoạt động tốn rấ

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 KHẢO SÁT QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ MẠ CHÂN KHÔNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỒ QUANG 3

1.1 Các thành phần sử dụng hiện tại 3

1.2 Các điều kiện đóng/ngắt đối với một số chi tiết 4

1.2.1 Bơm sơ cấp 4

1.2.2 Bơm Turbo 4

1.2.3 Nguồn dòng hồ quang 5

1.2.4 Đối với các van trong hệ chân không 5

1.2.5 Các đầu đo 5

1.2.6 Bộ nung nhiệt đế 5

1.3 Quy trình hoạt động 6

1.3.1 Quy trình bật máy và kiểm tra các tín hiệu ban đầu 6

1.3.2 Quá trình hút chân không sơ cấp 6

1.3.3 Quy trình hút chân không cao 7

1.3.4 Quy trình mạ hồ quang 7

1.3.5 Chờ nguội mẫu sau quá trình bốc bay 8

1.3.7 Quy trình kết thúc hoạt động của máy 10

1.4 Các giá trị hiển thị 10

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300 12

2.1 Giới thiệu chung 12

2.2 Các modul PLC S7-300 13

2.2.1 Modul CPU 14

2.2.2 Modul mở rộng 15

2.3 Kiểu dữ liệu và tổ chức bộ nhớ 17

2.3.1 Kiểu dữ liệu 17

2.3.2 Tổ chức bộ nhớ 17

2.4 Vòng quét chương trình 19

2.5 Cấu trúc chương trình 21

2.5.1 Lập trình tuyến tính 21

2.5.2 Lập trình cấu trúc 21

2.6 Lập trình cho S7 – 300 23

2.6.1 Các ngôn ngữ lập trình 23

2.6.2 Các lệnh cơ bản của S7 – 300 23

2.7 Phần mềm Simatic Manager Step 7 24

Chương 3 GIỚI THIỆU VỀ SIMATIC WINCC EXPLORER 28

3.1 Phần mềm Simatic WinCC Explorer 28

3.1.1 Giới Thiệu về WINCC 28

3.1.2 Đặc trưng cơ bản của WIN CC 28

3.1.3 Các chức năng của WINCC 29

3.1.4 Biến và các kiểu dữ liệu 30

3.2 Làm việc với một dự án mới 32

3.2.1 Tạo một dự án mới 32

3.2.2 Thực hiện việc chọn PLC và DRIVERS 34

3.2.3 Thiết kế hệ thống trên Graphics Designer 39

Chương 4 XÂY DỰNG HỆ THỐNG MÔ PHỎNG THIẾT BỊ MẠ CHÂN KHÔNG SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỒ QUANG 41

4.1 Thiết kế hệ thống trên WINCC 41

4.2 Lập trình cho hệ thống 47

4.3 Vận hành hệ thống 66

KẾT LUẬN 67

PHỤ LỤC 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

DANH MỤC HÌNH VẼ

Trang

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạ chân không 3

Hình 1 2: Sơ đồ quy trình hoạt động 6

Hình 2 1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC 13

Hình 2 2: Cấu hình một thanh rack các modul của một trạm PLC S7-300 14

Hình 2 3: Một Số CPU của PLC S7-300 14

Hình 2 4: Các Modul của PLC S7-300 16

Hình 2 5: Vòng quét chương trình 20

Hình 2 6: Lập trình tuyến tính 21

Hình 2 7: Quan hệ các khối trong lập trình có cấu trúc 22

Hình 2 8: Tạo một Project mới 25

Hình 2 9: Khai báo CPU 25

Hình 2 10: Chọn Blocks, ngôn ngữ lập trình 26

Hình 2 11: Nhập tên dự án và tạo thành dự án 26

Hình 2 12: Soạn thảo chương trình 27

Hình 3 1 : Giao diện chính của WINCC 29

Hình 3 2: Màn hình khởi động WINCC 32

Hình 3 3: Tạo một New Project 33

Hình 3 4: Đặt tên cho dự án 33

Hình 3 5: Chọn drivers cho PLC 34

Hình 3 6: Chọn Loại drivers SIMATIC S7 Protocol SUITE 34

Hình 3 7: Chọn cổng kết nối 35

Hình 3 8: Đặt tên cho cổng kết nối 35

Hình 3 9: Thiết Lập Slot cho cổng kết nối 36

Hình 3 10: Hình ảnh tạo thành cổng kết nối 36

Hình 3 11: Thiết lập nhóm các biến 37

Hình 3 12: Thiết lập các tác trong một nhóm 37

Hình 3 13: Tên và kiểu dữ liệu của biến 38

Hình 3 14: Địa chỉ của biến 38

Hình 3 15: Các biến được tạo thành 39

Hình 3 16: Khởi động giao diện dùng để thiết kế đồ họa 39

Hình 3 17: Giao diện thiết kế đồ họa 40

Hình 4 1: Mô hình hệ thống mạ chân không 41

Hình 4 2: Hình ảnh Run - Times của hệ thống 42

Hình 4 3: Chọn màu và gán tag cho Bồn Mạ 45

Hình 4 4:Gán Tag cho Bồn mạ 46

Hình 4 5:Thiết lập kiểu dữ liệu cho tag (Bool) 46

Hình 4 6:Sơ đồ thuật toán tổng quát của hệ thống 47

Hình 4 7: Sơ đồ thuật toán các điều kiện 48

Hình 4 8: Sơ đồ thuật toán quy trình hút chân không 48

Hình 4 9: Sơ đồ thuật toán quá trình mạ và kết thúc mạ 49

Hình 4 10: Sơ đồ chi tiết thuật toán toàn hệ thống 50

Hình 4 11: Bật PLC- SIM 64

Hình 4 12: Giao diện của S7-PLCSim Simulation Modules 64

Hình 4 13: Nạp chương trình cho PLC ảo 65

Hình 4 14: Chạy PLC ảo điều khiển hệ thống được thiết kế trên WIN CC 65

MỞ ĐẦU

 Tính cấp thiết của đề tài

Hiện nay, dưới sự phát triển của khoa học kỹ thuật Việc tích hợp các thiết bị điều khiển tự động vào các hệ thống ngày càng trở lên quan trọng Cụ thể với hệ thống

mạ chân không của Viện Ứng dụng Công nghệ đang được điều khiển bằng hệ thống các Rơ-le và các thiết bị điện rất phức tạp, điều này khiến cho hệ thống hoạt động tốn rất nhiều năng lượng, chịu nhiều ảnh hưởng của các hiệu ứng gây nhiễu, chiếm không gian lớn Đặc biệt công việc vận hành khá phức tạp, rất khó sửa chữa bảo dưỡng Vì vậy việc tích hợp hệ điều khiển PLC để điều khiển cho hệ thống mạ chân không là rất cần thiết qua đó khắc phục được hầu hết các vấn đề mà viện đang gặp phải Do đó em với yêu cầu của nhà trường với sinh viên sắp ra trường, em đã được Viện Ứng dụng Công Nghệ giao nhiệm vụ nghiên cứu “ Thiết kế mô phỏng hệ điều khiển PLC cho thiết bị mạ chân không ”

 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Đối với khoa học: Mô phỏng thành công việc điều khiển tự động hệ thống mạ

chân không qua hệ điều khiển PLC Qua đó thấy được quá trình hoạt động hiệu quả của một hệ thống được điều khiển tự động

Đối với đời sống: Việc mô phỏng thành công cho chúng ta cơ sở để thực hiện

thiết kế và lắp đặt hệ thống thực, qua đó giúp nâng cao năng xuất của hệ thống mạ chân không, cho ra những sản phẩm đạt tiêu chuẩn về chất lượng, đặc biệt khắc phục được nhiều hạn chế của hệ điều khiển bằng Rơ-le Từ đó giảm được nhiều chi phí cho các sản phẩm mạ

Đối với sinh viên: Qua nghiên cứu đề tài giúp sinh viên ứng dụng được một số

kiến thức cơ bản vào nghiên cứu Sinh viên cũng học được nhiều kiến thức thực tế, phương pháp nghiên cứu Tạo sự tự tin cho sinh viên tiếp cận với cái mới

 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Thiết bị điều khiển PLC và hệ thống mạ chân không Phương pháp nghiên cứu: Vận dụng những kiến thức về điều khiển, điện và

những kiến thức về thiết kế mô phỏng

 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu tìm hiểu về lập trình cho PLC -Siemen S7-300

Nghiên cứu về phần mềm thiết kế giao diện ngươi máy (HMI) SIMATIC WinCC Explorer – version 7 0

Nguyên ý hoạt động của hệ thống mạ chân không

Thiết kế hệ thống mạ chân không dưới sự điều khiển giám sát của PLC S7-300

Chương 1 KHẢO SÁT QUY TRÌNH SỬ DỤNG THIẾT BỊ MẠ CHÂN

KHÔNGSỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP HỒ QUANG

Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hệ thống mạ chân không

Mức chân không đạt được: 10-5 Pa

Áp suất hoạt động: nhỏ hơn 10-1 Pa

- Van sau bơm khuếch tán VP1: điều khiển khí nén

- Van xả khíVP2: điều khiển khí nén

1.1.2 Hệ hồ quang

- Nguồn dòng:

- Tấm che cho mỗi đầu hồ quang:3 tấm cho 3 đầu hồ quang

- Cấp khí công tác: 2 đường khí công tác, điều khiển qua MFC

1.1.3 Hệ đo chân không

- Đầu đo chân không sơ cấp VG1

- Đầu đo chân không cao VG2

1.1.4 Hệ các cảm biến điều kiện

- 2 cảm biến nước làm mát: bơm turbo VV2, Thành buồng, Nguồn hồ quang

- 1 cảm biến trạng thái cửa buồng đóng/mở

- 2 cảm biến hiển thị trạng thái các van của hệ chân không

1.1.5 Bộ gá quay: Động cơ điện 1 pha x 220V 50 Hz 125W

1.1.6 Nguồn dòng cho hệ gia nhiệt điện trở

- Điều khiển nguồn điện 220V AC – 50Hz

- Đầu đo nhiệt độ

1.2 Các điều kiện đóng/ngắt đối với một số chi tiết

- Bơm cơ học VV1 hoạt động

- Áp suất trên đầu đo chân không thấp VG1 thấp hơn 10-1 Pa

Nếu bị mất điều kiện trong quá trình hoạt động:

- Ngắt bơm VV2

- Hiện thông báo lỗi

1.2.3 Nguồn dòng hồ quang

Nguồn dòng hồ quang chỉ có thể bật được trong quá trình bốc bay với những điều kiện sau:

- 2 đường nước làm mát: Có

- Áp suất trên VG2 nhỏ hơn P

Nếu xảy ra mất điều kiện trong quá trình mạ:

- Ngắt nguồn cấp

- Hiện thông báo lỗi

1.2.4 Đối với các van trong hệ chân không

- Van xả VP2 chỉ mở khi van hút VP1 đóng và bơm turbo đã dừng hẳn

- Đầu đo VG1 đo chân không thấp: luôn bật

- Đầu đo VG2 đo chân không cao: chỉ bật lên khi áp suất nhỏ hơn giá trị 10-1

Pa

1.2.6 Bộ nung nhiệt đế

Chỉ bật được khi cửa buồng đóng và chân không nhỏ hơn 10-1Pa

1.3 Quy trình hoạt động

Hình 1 2: Sơ đồ quy trình hoạt động

1.3.1 Quy trình bật máy và kiểm tra các tín hiệu ban đầu

Khi bật máy, các tín hiệu ban đầu lập tức được kiểm tra:

- Các đường nước làm mát: có

- Các bơm chân không: ngắt

- Tất cả các van chân không VP1 và VP2: đóng

- Cửa buồng: đóng

- Các thiết bị nguồn hồ quang, nung nhiệt, bộ gá quay: ngắt

Những điều kiện này được đưa ra để khớp với trạng thái của máy khi tắt máy,đảm bảo không có sự cố gì trong thời gian không hoạt động của máy Nước làm mát được duy trì trong suốt quá trình hoạt động của hệ

1.3.2 Quá trình hút chân không sơ cấp

 Trạng thái ban đầu:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

1.3.3 Quy trình hút chân không cao

 Trạng thái ban đầu:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

 Quy trình:

- Khi áp suất trên đầu đo VG1 đạt 10-1 Pa, bật bơm Turbo VV2

- Do đặc tính kỹ thuật, bơm Turbo cần thời gian 5-10’ để gia tốc các cánh quạt đến tốc độ quay ổn định

- Sau khi bơm Turbo đạt trạng thái ổn định, quá trình hút chân không cao bắt đầu

- Chờ đến khi áp suất trên đầu đo VG2 đạt giá trị P1 (là giá trị có thể bắt đầu quy trình mạ)

 Trạng thái kết thúc:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 và VV2 bật

1.3.4 Quy trình mạ hồ quang

 Trạng thái ban đầu:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 và VV2 bật

- Nguồn điện hồ quang, bộ quay đế, hệ nung nhiệt, khí công tác, nguồn thiên

- Bật nguồn điện hồ quang

- Điều khiển đánh điện hồ quang

- Sau 1 thời gian ngắn để dòng hồ quang ổn định, mở tấm che cho các đầu hồ quang

- Việc mạ lên sản phẩm bắt đầu diễn ra, tiếp tục quá trình mạ trong khoảng thời gian cần thiết

- Khi hết thời gian mạ, đóng tấm che đầu hồ quang Ngắt nguồn điện hồ quang Ngắt nguồn thiên áp đế Ngắt khí công tác Ngắt nguồn nung nhiệt

- Tiếp tục quay đế trong một khoảng thời gian ngắn để các thành phần khác

ổn định

- Dừng quay đế Kết thúc quy trình mạ

 Trạng thái kết thúc:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 và VV2 bật

- Nguồn điện hồ quang, bộ quay đế, hệ nung nhiệt, khí công tác, nguồn thiên

áp đế: ngắt

1.3.5 Chờ nguội mẫu sau quá trình bốc bay

 Trạng thái ban đầu:

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 và VV2 bật

- Các van chân không: VP1 và VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

1.3.6 Xả khí lấy mẫu

 Trạng thái ban đầu:

- Các van chân không: VP1 và VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

 Các bước quy trình:

- Mở van VP2 để xả khí vào buồng chân không

- Khi xả khí xong, mở cửa buồng, lấy mẫu đã mạ và gá lắp mẫu mới nếu cần (thực hiện tay)

- Các van chân không: VP1 và VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

Sau khi lấu mẫu đã mạ (và gá lắp mẫu mới), quay lại quy trình hút chân không sơ cấp trước khi bắt đầu quy trình mới hoặc tắt máy

1.3.7 Quy trình kết thúc hoạt động của máy

 Trạng thái ban đầu:

Để kết thúc hoạt động của hệ thiết bị, buồng chân không cần được hút chân không sơ cấp trước khi tắt hoàn toàn hệ thiết bị để tránh hiện tượng ngậm khí trong buồng chân không, khiến cho quá trình hút chân không khi bật lại máy diễn ra lâu Do

đó, trạng thái trước khi tắt máy kết thúc làm việc chính là trạng thái cuối của quá trình hút chân không sơ cấp

- Các van chân không: VP1 mở, VP2 đóng

- Các bơm chân không: VV1 bật, VV2 ngắt

- Áp suất trên đầu đo chân không thấp VG1 đạt 10-1 Pa

 Trạng thái khi tắt máy

- Tất cả các van chân không: VP1 và VP2 đóng

- Tất cả các bơm chân không: VV1 và VV2 ngắt

- Cửa buồng đóng

- Áp suất trong buồng ở mức chân không sơ cấp

1.4 Các giá trị hiển thị

- Đầu đo VG1: nhỏ hơn 10 Pa

- Đầu đo VG2: nhỏ hơn 10 Pa

- Tốc độ Gá quay: 20 rpm

- Nhiệt độ hệ nung nhiệt : 300 C

- Điện áp nguồn thiên áp đế : 200 V

- Đầu hồ quang: 200A-50V

- Khí công tác: 25 SCCM

Chương 2 TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN PLC S7-300

2.1 Giới thiệu chung

Để đáp ứng nhu cầu tự động hóa ngày càng tăng đòi hỏi kỹ thuật điều khiển phải

có nhiều thay đổi về thiết bị cũng như về phương pháp điều khiển Vì vậy người ta phát minh ra các bộ điều khiển lập trình Trong đó chúng ta không thể không nhắc tới PLC

Sự phát triển của PLC đã đem lại nhiều thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên nhanh nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn Nó có thể thay thế gần như hoàn toàn các phương pháp điều khiển truyền thống Như vậy PLC có các tính năng ưu việt và thích hợp trong môi trường công nghiệp:

- Khả năng chống nhiễu tốt

- Cấu trúc dạng modul rất thuận tiện cho việc thiết kế mở rộng, cải tạo nâng cấp

- Có những mô đun chuyên dụng để thực hiện các chức năng đặc biệt

- Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng đã là đặc điểm để xếp hạng một hệ thống điều khiển tự động

Cấu trúc chung của mộ bộ điều khiển logic khả trình PLC:

Hình 2 1: Cấu trúc của một bộ điều khiển PLC

S7-300: Dòng sản phẩm cao cấp, được dùng cho những ứng dụng lớn với những yêu cầu I/O nhiều và thời gian đáp ứng nhanh, yêu cầu kết nối mạng và có khả năng

mở rộng, nâng cấp

Ngôn ngữ lập trình đa dạng cho phép người sử dụng có quyền lựa chọn Đặc điểm nổi bật của S7-300 đó là ngôn ngữ lập trình cung cấp những hàm toán đa dạng cho những yêu cầu chuyên biệt như : Hàm SCALE, UNSCALE Hoặc ta có thể sử dụng ngôn ngữ chuyên biệt để xây dựng hàm riêng cho ứng dụng mà ta cần

Ngoài ra S7-300 còn xây dựng phần cứng theo cấu trúc modul, nghĩa là đối với S7-300 sẽ có những modul tích hợp cho những ứng dụng đặc biệt như modul PID, Modul đọc xung tốc độ cao, modul truyền thông để kết nối PLC với mạng công nghiệp hoặc mạng internet Vì vậy ngày nay S7-300 được ứng dụng rất rộng rãi

Với mục đích mô phỏng điều khiển hệ thống mạ chân không, trong khóa luận em

dùng PLC S7-300 ảo (S7-PLCSim Simulation Modules) để điều khiểm giám sát hệ

thống thông qua việc kết nối với phần mềm WIN CC

2.2 Các modul PLC S7-300

Để tăng tính mềm dẻo trong ứng dụng vào thực tế phần lớn các đối tượng điều khiển có số tín hiệu đầu vào, đầu ra cũng như chủng loại tín hiệu vào/ra khác nhau mà

các bộ điều khiển PLC được thiết kế không bị cứng hóa về cấu hình Chúng được sử dụng theo kiểu các modul, số lượng modul nhiều hay ít tùy thuộc vào yêu cầu thực tế, xong tối thiểu bao giờ cũng có một modul chính là CPU, các modul còn lại nhận truyền tín hiệu với các đối tượng điều khiển, các modul chức năng chuyên dụng như PID, điều khiển động cơ, van thủy khí Chúng gọi chung là modul mở rộng Cấu hình của một trạm PLCs7-300 như sau:

Hình 2 2: Cấu hình một thanh rack các modul của một trạm PLC S7-300

2.2.1 Modul CPU

Modul CPU là loại modul có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS485) và có thể còn có một vài cổng vào ra số Các cổng vào ra số có trên modul CPU được gọi là cổng vào ra Onboard

Hình 2 3: Một Số CPU của PLC S7-300

PLC S7-300 có nhiều loại modul khác nhau Chúng được đặt tên theo bộ vi xử lý

có trong nó như modul CPU312, modul CPU314, modul CPU 315

Những modul cùng sử dụng 1 loại bộ vi xử lý, nhưng khác nhau về cổng vào/ra onboard cũng như các khối hàm đặc biệt được tích hợp sắn trong thư viện của hệ điều hành phục vụ việc sử dụng các cổng vào/ra onboard này sẽ được phân biệt với nhau trong tên gọi bằng them cụm chữ IFM(Intergrated Function Module) Ví dụ như modul CPU312 IFM, modul CPU314 IFM

Ngoài ra còn có các loại module CPU với 2 cổng truyền thông, trong đó cổng truyền thông thứ hai có chắc năng chính phục vụ việc nối mạng phân tán Các loại modul này phân biệt với các loại modul khác bằng cụm từ DP (Distributed Port) như là modul CPU314C-2Dp

2.2.2 Modul mở rộng

Thiết bị điều khiển khả trình SIMATIC S7-300 được thiết kế theo kiểu modul Các modul này sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau Việc xây dựng PLC theo cấu trúc modul rất thuận tiện cho việc thiế kế các hệ thống gọn nhẹ và dễ dàng cho việc

mở rộng hệ thống Số các modul được sử dụng nhiều hay ít tùy theo từng ứng dụng nhưng tối thiểu bao giờ cũng phải có một modul chính là modul CPU, các modul còn lại là những modul truyền và nhận tín hiệu với đối tượng điều khiển bên ngoài như

động cơ, các đèn báo, các rowle, các van từ

Chúng được gọi chung là các modul mở rộng Các modul mở rộng được chia thành 5 loại chính:

 Nguồn (Power Supply): module nguồn là module tạo ra nguồn có điện áp 24Vdc cấp nguồn cho các module khác Có 3 loại: 2A, 5A và 10A

 SM (Signal Module): Module mở rộng vào/ra, bao gồm :

 DI (Digital Input): module mở rộng cổng vào số Số các cổng vào số mở rộng

có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module

 DO (Digital Output): module mở rộng cổng ra số Số các cổng vào số mở rộng có thể là 8, 16 hoặc 32 tuỳ thuộc vào từng loại module

 DI/DO (Digital Input/Digital Output): module mở rộng cổng vào/ra số Số các cổng vào/ra số mở rộng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ thuộc vào từng loại module

 AI (Analog Input): module mở rộng cổng vào tương tự Bản chất chúng là những bộ chuyển đổi tương tự sang số (ADC) Số các cổng vào tương tự có

thể là 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module, số bit có thể là 8,10,12,14,16 tùy theo từng loại module

 AO (Analog Output): module mở rộng cổng ra tương tự Chúng là những bộ chuyển đổi từ số sang tương tự (DAC) Số cổng ra tương tự có thể là 2 hoặc 4 tuỳ từng loại module

 AI/AO (Analog Input/Analog Output): module mở rộng vào/ra tương tự Số các cổng vào ra tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tuỳ từng loại module

 IM (Interface Module): Module kết nối Đây là loại module dùng để kết nối từng nhóm các module mở rộng thành một khối và được quản lý bởi một module CPU Thông thuờng các module mở rộng được gá liền nhau trên một thanh rack Mỗi thanh rack chỉ có thể gá được nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU và module nguồn) Một module CPU có thể làm việc nhiều nhất với 4 thanh rack và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM

 FM (Function Module): Module có chức năng điều khiển riêng như: module điều khiển động cơ bước, module điều kiển động cơ servo, module PID,…

 CP (Communication Processor): Module truyền trông giữa PLC với PLC hay giữa PLC với PC

Hình 2 4: Các Modul của PLC S7-300

2.3 Kiểu dữ liệu và tổ chức bộ nhớ

2.3.1 Kiểu dữ liệu

Một chương trình trong S7-300 có thể sử dụng các kiểu dữ liệu sau:

 BOOL: với dung lượng là 1 bit và có giá trị là 0 hoặc 1 (đúng hoặc sai) Đây

là kiểu dữ liệu biến có hai giá trị

 BYTE: gồm 8 bits, thường được dùng đểbiểu diễn một số nguyên dương

trong khoảng từ 0 đến 255 hoặc mã ASCII của một ý tự Ví dụ: B#16#14

nghĩa là số nguyên 14 viết theo hệ đếm cơ số 16 có độ dài 1 byte

 WORD: gồm 2 byte, để biểu diễn số nguyên dương từ0 đến 65535

 S5T (S5Time): khoảng thời gian, được tính theo giờ/phút/giây: (-2-31 đến 231

-1 ms) Ví dụ: S5T#2h_3m_0s_5ms Đây là lệnh tạo khoảng thời gian la 2

tiếng ba phút và 5 mili giây

 TOD: Biểu diễn giá trị tức thời tính theo giờ/phút/giây Ví dụ: TOD#5:30:00

là lệnh khai báo giá trị thời gian trong ngày là 5 giờ30 phút

 DATE: Biểu diễn thời gian tính theo năm / ngày / tháng Ví dụ: 6-12 Là lệnh khai báo ngày12 tháng 6 năm 2003

DATE#2003- CHAR: biểu diễn một hoặc nhiều ký tự (nhiều nhất là 4 ký tự) (ASCII - code)

2.3.2 Tổ chức bộ nhớ

Bộ nhớ của S7 – 300 được chia làm 3 vùng chính :

 Vùng chứa chương trình ứng dụng: vùng nhớ chương trình được chia làm 3 miền:

 OB: Miền chứa chương trình tổ chức như OB1, OB10 …

 FC: (Funktion): miền chứa chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó

 FB: (Funktion Block): miền chứa khối chương trình con, được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác Các dữ liệu này phải được xây dựng thành một khối dữ liệu riêng (gọi là DB- Data Block)

 Vùng chứa các tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân chia thành 7 miền khác nhau, bao gồm:

 I (Procees image input): miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số Trước khi thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I Thông thường chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái logic của cổng vào số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào từ bộ đệm

I

 Q (Process image output): miền bộ đệm các cổng ra số Kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm tới các cổng ra số Thông thường không trực tiếp gán giá trịtới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng vào bộ đệm Q

 M: Miền các biến cờ Chương trình ứng dụng sử dụng vùng nhớ này để lưu giữ các tham số cần thiết và có thể truy cập nó theo bit (M), byte (MB), từ(MW) hay từ kép (MD)

 T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (timer) bao gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV-preset value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Curren value) cũng như các giá trị logic đầu ra của bộ thời gian

 C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (counter) bao gồm việc lưu giữ giá trị đặt trước (PV), và giá trị đếm tức thời (CV) và giá trị logic đầu ra của bộ đếm

 PI: Miền địa chỉ cổng vào của các modul tương tự Các giá trị tương tự tại cổng vào của modul tương tự sẽ được đọc và chuyển tự động theo những địa chỉ Chương trình ứng dụng có thể truy nhập miền nhớ PI theo từng byte (PIB), từng từ (PIW) hoặc theo từ kép (PID)

 PQ: miền địa chỉ cổng ra cho các modul tương tự Các gía trị theo những địa chỉ này được modul tương tự chuyển tới các cổng ra tương tự Chương trình ứng

dụng có thể truy cập miền nhớ PQ theo từng byte (PQB), từng từ (PQW) hay từng từ kép (PQD)

 Vùng chứa các khối dữ liệu: được chia làm hai loại:

 DB (Data block): miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối Kích thước cũng như số lượng do người sử dụng qui định, phù hợp với từng bài toán điều khiển Chương trình có thểtruy cập miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB),

từ (DBW) hoặc từ kép (DBD)

 L (Local data block) : miền giữ liệu địa phương, được các khối chương trình

OB, FB, FC tổ chức và sử dụng cho các biến nháp tức thời và trao đổi giữ liệu của biến hình thức của chương trình với những khối chươngtrình đã gọi nó Nội dung của một số dữ liệu trong miền nhớ này sẽ bị xoá khi kết thúc chương trình tương ứng trong OB, FB,FC Miền này có thể truy cập từ chương trình theo bit (L), byte (LB), từ (LW) hay từ kép (LD)

Trừ phần bộ nhớ EEPROM thuộc vùng Load memory và một phần RAM tự nuôi đặc biệt (non-volatile) dùng để lưu giữ tham số cấu hình trạm PLC như địa chỉ trạm (MPI address), tên các module mở rộng, tất cả các phần bộ nhớ còn lại ở chế độ mặc định không có khả năng tự nhớ (non-retentive) Khi mất nguồn nuôi hoặc khi thực hiện công việc xoá bộ nhớ (MRES), toàn bộ nội dung của phần bộ nhớ non-retentive sẽ bị mất

2.4 Vòng quét chương trình

PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp Mỗi vòng lặp được gọi là vòng quét (scan) Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào sốtới vùng bộđệm ảo I, tiếp theo là giai thực hiện chương trình Trong từng vòng quét, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1 (block end) Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dung của bộ đệm ảo Q tới các cổng ra số Vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vòng quét gọi là thời gian vòng quét (Scan time) Thời gian vòng quét không cố định, tức là không phải vòng quét nào cũng được thực hiện lâu, có vòng quét được thực hiện nhanh tuy thuộc vào số ệnh trong chương trình được thực hiện, vào khối dữ liệu được truyền thông… trong vòng quét đó

Hình 2 5: Vòng quét chương trình

Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượng để xử lý, tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển tới đối tượng có một khoảng thời gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét Nói cách khác, thời gian vòng quét quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC Thời gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao

Nếu sử dụng các khối chương trình đặc biệt có chế độ ngắt, ví dụ như khối OB40, OB80,… Chương trình của các khối đó sẽ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín hiệu báo ngắt cùng chủng loại Các khối chương trình này có thể được thực hiện tại mọi điểm trong vòng quét chứ không bị gò ép là phải ở trong giai đoạn thực hiện chương trình Chẳng hạn nếu một tín hiệu báo ngắt xuất hiện khi PLC đang

ở giai đoạn truyền thông và kiểm tra nội bộ, PLC sẽ tạm dừng công việc truyền thông, kiểm tra, để thực hiện khối chương trình tương ứng với khối tín hiệu báo ngắt đó Với hình thức xử lý tín hiệu ngắt như vậy, thời gian vòng quét sẽ càng lớn khi càng có nhiều tín hiệu ngắt xuất hiện trong vòng quét Do đó, để nâng cao tính thời gian thực cho chương trình điều khiển tuyệt đối không nên viết chương trình xử lý ngắt quá dài hoặc quá lạm dụng việc sử dụng chế độ ngắt trong chương trình điều khiển

Tại thời điểm thực hiện lệnh vào/ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào/ra mà chỉ thông qua bộ đểm ảo của cổng trong vùng nhớ tham số Việc truyền thông giữa bộ đệm ảo với ngoại vi trong các giai đoạn 1 và 3 do hệ điều hành CPU quản lý Ở một số module CPU, khi gặp lệnh vào/ra ngay lập tức, hệ thống

sẽ cho dừng mọi công việc kh ác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện lệnh trực tiếp với cổng vào/ra

2.5 Cấu trúc chương trình

Chương trình cho S7-300 được lưu trong bộ nhớ của PLC ở vùng dành riêng cho chương trình Ta có thể được lập trình với hai dạng cấu trúc khác nhau:

2.5.1 Lập trình tuyến tính

Toàn bộ chương trình điều khiển nằm trong một khối trong bộ nhớ Loại lập trình

cấu trúc chỉ thích hợp cho những bài toán tự động nhỏ, không phức tạp

Khối được chọn là khối OB1, là khối mà PLC luôn luôn quét và thực hiện các lệnh trong nó thường xuyên, từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối cùng và quay lại lệnh đầu tiên:

Hình 2 6: Lập trình tuyến tính

2.5.2 Lập trình cấu trúc

Chương trình được chia thành những phần nhỏ với từng nhiệm vụ riêng biệt và các phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau Loại lập trình có cấu trúc phù hợp với những bài toán điều khiển nhiều nhiệm vụ và phức tạp Các khối cơ bản :

 Khối OB (Organization Block): khối tổchức và quản lý chương trình điều khiển Có nhiều loại khối OB với những chức năng khác nhau Chúng được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự OB, ví dụ như OB1, OB35, OB80…

 Khối FC (Program Block): khối chương trình với những chức năng riêng biệt giống như một chương trình con hay một hàm (chương trình co có biến hình thức) Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối FC và các khối FC này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự FC, chẳng hạn FC1, FC2,

 Khối FB (Function Block): là khối FC đặt biệt có khảnăng trao đổi một lượng

dữ liệu lớn với các khối chương trình khác Các dữ liệu này phải được tổ chức thành khối dữ liệu riêng được gọi là Data Block Một chương trình ứng dụng

có thểcó nhiều khối FB và các khối FB này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự FB Chẳng hạn như FB1, FB2,

 Khối DB (Data Block): khối dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình Các tham số của khối do người sử dụng tự đặt Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB và các khối DB này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự DB Chẳng hạn như DB1, DB2, …

 Khối DB (Data Block): khối dữ liệu cần thiết để thực hiện chương trình Các tham số của khối do người sử dụng tự đặt Một chương trình ứng dụng có thể có nhiều khối DB và các khối DB này được phân biệt với nhau bằng số nguyên theo sau nhóm ký tự DB Chẳng hạn như DB1, DB2,…

 Chương trình trong các khối được liên kết với nhau bằng các lệnh gọi khối và chuyển khối Các chương trình con được phép gọi lồng nhau, tức từ một chương trình con này gọi một chương trình con khác và từ chương trình con được gọi lại gọi một chương trình con thứ 3

Hình 2 7: Quan hệ các khối trong lập trình có cấu trúc

2.6 Lập trình cho S7 – 300

2.6.1 Các ngôn ngữ lập trình

Các loại PLC nói chung thường có nhiều ngôn ngữ lập trình nhằm phục vụ các đối tượng sử dụng khác nhau PLC S7- 300 có thể sử dụng 6 ngôn ngữ để lập trình là LAD, FBD, STL, SCL, S7-Graph, S7 – HiGraph trong đó thì LAD, FBD, STL là 3 ngôn ngữ cơ bản và thông dụng nhất

 Ngôn ngữ lập trình LAD (hình thang ) : Đây là ngôn ngữ đồ họa thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển logic Nó cũng là ngôn ngữ cho những người lập trình mới làm quen với PLC vì dễ sử dụng

 Ngôn ngữ lập trình FBD (hình khối) : Cũng là ngôn ngữ đồ họa thích hợp với những người quen thiết kế mạch điều khiển số

 Ngôn ngữ lập trình STL (liệt kê lệnh) : Đây là dạng ngôn ngữ lập trình thông thường của máy tính Một chương trình được ghép bởi nhiều câu lệnh theo một thuật toán nhất định, mỗi lệnh chiếm một hàng và đề có cấu trúc chung “tên lệnh” + “toán hạng” Nó là ngôn ngữ lập trình mạnh nhất và được sử dụng nhiều bởi những người lập trình chuyên nhiệp Từ LAD hay FBD có thể chuyển qua được STL nhưng ngược lại thì không được vì trong STL có rất nhiều lệnh không có trong LAD và FBD

 Ngôn ngữ lập trình SCL : Đây là dạng ngôn ngữ cấp cao Kiểu viết chương trình này sử dụng ngôn ngữ PASCAL Nó thích hợp cho những người đã đã lập trình bằng các ngôn ngữ máy tính

 Ngôn ngữ lập trình S7 – Graph : Đây cũng là ngôn ngữ dạng đồ họa Thích hợp cho nhưng bài lập trình kiểu tuần tự Với ngôn ngữ này ta phải chọn phương pháp lập trình có cấu trúc Ngô ngữ này được sử dụng trong các khối FC, FB

 Ngôn ngữ lập trình S7 – HiGraph : Cũng tương tự ngôn ngữ S7 – 300, nó là dạng ngô ngữ đồ họa thích hợp cho bài toán kiểu tuần tự So với S7 – Graph thì

nó nhìn trực quan và sinh động hơn

- Các phép so sánh

- Các phép chuyển đổi dữ liệu

- Các bộ đếm và bộ định thời gian

- Các lệnh điều khiển chương trình

- Các lệnh truyền thông như PID,RTC

Sau khi đã hiểu cơ bản về cấu trúc phần cứng và ngôn ngữ lập trình cũng như

phương pháp lập trình chúng ta sử dụng phần mềm Simantic Manager Step 7 để lập trình và phần mềm S7-PLCSim Simulation Modules mô phỏng cho PLC S7-300 Ở

đây coi như bản thân em cũng như các thầy và các bạn tham khảo đã biết qua về lập trình PLC S7-300

2.7 Phần mềm Simatic Manager Step 7

Có rất nhiều cách để soạn thảo một chương trình điều khiển PLC như sử dụng các thiết bị chuyên dụng, các thiết bị soạn thảo cầm tay, phần mền trên PC … Bộ công

cụ Step 7 là phần mền soạn thảo chương trình trên PC được phát triển bởi hãng Simens Nhằm hướng đến mục đích nghiên cứu những cái mới nên trong khóa luận này em sử dụng phiên bản Step7 Professional 2010 để giới thiệu

Khi sử Step 7 để soạn thảo chương trình ta cần chú ý đến 3 vấn đề sau đấy :

 Cách tạo một dự án mới (new project)

 Cách khai báo cấu hình phần cứng như chọn loại CPU, khai báo địa chỉ vào ra, các kết nối Prifibus, MPI …

 Cách khai báo các khối như OB, FB, FC, DB … và sử dụng các lệnh cơ bản để soạn thảo chương trình, chạy mô phỏng chương trình

Trên phần mềm với giao diện được cải tiến thường xuyên và rút kinh nghiệm từ S7- 200, giao diện trở lên linh hoạt hơn

Nhiều khối hàm lệnh đã được tích hợp sẵn mà ta không cần xây dựng như trên S7-200 như các hàm xử lý tín hiệu tương tự SCALES, UNSCAlSE

Cách tạo một dự án mới

Sau khi cài đặt phần mền Step 7 thì trên màn hình Desktop suất hiện biểu tượng SIMATIC Manager, ta bấm vào để khởi động phần mền Để tạo một Project mới ta chọn ‘New Project’ Wizard hay New, để mở Project đã tạo chọn Open

Hình 2 8: Tạo một Project mới

Chọn Next để chọn loại CPU, sau đó bấm Next để chọn chọn các khối tạo sẵn (mặc định có OB1) và chọn ngôn ngữ lập trình (STL, LAD, FBD)

Hình 2 9: Khai báo CPU

Hình 2 10: Chọn Blocks, ngôn ngữ lập trình

Tiếp tục Next để chọn tên dự án và Finish để hoàn thành

Hình 2 11: Nhập tên dự án và tạo thành dự án

Hình 2 12: Soạn thảo chương trình

Chú ý: Nếu như chỉ thực hiện mô phỏng trên máy tính ta sẽ không quan tâm

nhiều tới cấu hình phần cứng, tuy nhiên khi sử dụng thật trên hệ thống ta cần thiết lập cấu hình phần cứng cho PLC để có sự tương thích giữa phần mềm lập trình cũng như tương thích giữa loại PLC mà ta sử dụng Như vậy thì ta mới có thể nạp chương trình

và chạy trên hệ thống thực

Chương 3 GIỚI THIỆU VỀ SIMATIC WINCC EXPLORER

3.1 Phần mềm Simatic WinCC Explorer

3.1.1 Giới Thiệu về WINCC

WinCC viết tắt từ Windows Control Center, là một phần mềm của hãng Siemens dùng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình sản xuất

Theo nghĩa hẹp, WinCC là chương trình hỗ trợ cho người lập trình thiết kế các giao diện người và máy – HMI (Human Machine Interface) trong hệ thống SCADA giám sát và điều khiển quá trình sản xuất Những thành phần có trong WinCC dễ sử dụng, giúp người dùng tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà không gặp phải bất kỳ trở ngại nào

WinCC cung cấp các module chức năng thường dùng trong công nghiệp như: Hiển thị hình ảnh, tạo thông điệp, lưu chữ và báo cáo Giao diện điều khiển mạnh, việc truy cập ảnh nhanh chóng và chức năng lưu trữ an toàn (bảo mật) của nó đảm bảo tính hữu dụng cao

Với Win CC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhìu PLC của các hãng khác nhau như Misubisi, Allen Braddly, Siemens, thông qua cổng COM với chuẩn RS-232 của máy tính với chuẩn RS-485 của PLC

3.1.2 Đặc trưng cơ bản của WIN CC

Win CC 7 0 Chạy được trên hệ điều hành Microsoft Window XP và Window 7

Do tính chất mới và thường xuyên cập nhập, phát triển nên nó tương thích với nhiều phần mềm chuẩn tạo nên giao diện người máy đáp ứng nhu cầu sản xuất

Ứng dụng phổ biến nhất của Win CC là tự động hóa quá trình điều khiển giám sát quy trình sản xuất Khi một hệ thống dùng WinCC để điều khiển thu thập dữ liệu từ quá trình, nó có thể mô phowngr bằng hình ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình điều khiển dưới dạng các chuổi sự kiện Win CC cung cấp nhiều hàm chức năng phục vụ cho mục đích hiển thị, thông báo bằng đồ họa, xử lý thông tin đo lường, các tham số công thức, các bảng ghi báo cáo, đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày một phát triển và

là một trong những chương trình ứng dụng trong thiết kế giao diện người máy HMI, sử dụng phổ cập nhất Việt Nam hiện nay nhờ vào hệ thống trợ giúp của Semen có mát tại nhiều nước trên thế giới

3.1.3 Các chức năng của WINCC

Sau đây là giao diện chính của WIN CC chúng ta có các danh mục các chức năng của nó:

Hình 3 1 : Giao diện chính của WINCC

 Graphics Designer: Thực hiện các chức năng mô phỏng và họa động qua các

đối tượng độ họa của chương trình WIN CC, Window,OLE,I/O, với nhiều thuộc tính động

 Alarm Logging: Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáo trong

khi hệ thống vận hành Đảm trách về các thông báo nhận được và lưu trữ Nó chứa các chức năng để nhận các thông báo từ các quá trình, để chuẩn bị, hiển thị, hồi đáp và lưu trữ chúng Ngoài ra, Alarm Logging còn giúp ta tìm ra nguyên nhân của lỗi

 Tag Logging : Thu thập, lưu trữ và nén các giá trị đo dưới nhiều dạng khác

nhau Tag Logging cho phép lấy dữ liệu từ các quá trình thực thi, chuẩn bị để hiển thị và lưu trữ các dữ liệu đó Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn về công nghệ và kux thuật quan trọng liên quan đến trậng thái hoạt động của toàn

hệ thống

 Report Desiner: Có nhiệm vụ tạo các thông báo,báo cáo và các kết quả này

được lưu dưới dạng các trang nhật ký sự kiện

 User Achivers: Cho phép người dùng lưu dữ liệu từ chương trình ứng dụng và

có khả năng trao đổi với các thiết bị tự động hóa khác Điều này có nghĩa: Các công thức, thông số trong chương trình WINCC cs thể được soạn thảo lưu trữ

đó, tác động đến việc giám sát các trạng thái

 Thông qua hệ thống, thông điệp có thể thực hiện được những hành động tương ứng khi trạng thái thay đổi

 Trong WinCC, ngôn ngữ C-Script được dùng để thao tác giúp cho việc xử lý các sự kiện phát sinh một cách mềm dẻo và linh hoạt WINCC cho phép người dùng có khả năng truy nhập vào các hàm giao diện chương trình ứng dụng API (Application Program Interface) của hệ điều hành Ngoài

ra, sự kết hợp giữa chương trình WIN CC và các công cụ phát triểu riêng như: Visual C++ hoặc visual basic sẽ tạo ra hệ thống có tính đặc thù cao, tinh vi, gắn riêng với một cấu hình cụ thể nào đó

Do đó, Win CC là chương trình thiết kế giao diện người máy thật sự cần thiết, không thể thiếu trong các hệ thống có quá trình tự động hóa phức tạp và hiện tại Việc

sử dụng chương trình WIN CC để điều khiển và giám sát hệ thống tự động hóa trong quá trình sản xuất đã cho kết quả điều khiển chính xác

Từ máy tính trung tâm, có thể điều khiển sự hoạt động toàn bọ dây chuyền sản xuất được lập trình trên Win CC, bạn có thể giám sát tất cả các thiết bị trên dây chuyền Dựa vào giao diện HMI, có thể giám sát và thu thập dữ liệu vào /ra (I/O) một cách chính xác, hỗ trợ các phương thức xử lý dữ liệu, tổ chức số liệu một cách linh hoạt thông qua kiểu lập trình bằng ngôn ngữ C

3.1.4 Biến và các kiểu dữ liệu

3.1.4.1 Biến(Tag)

Tags Win CC là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị quá trình Trong một

dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất Kết nối logic sẽ được gán với biến WinCC Kết nối này xác đinh rằng kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các biến Các biến được lưu trong cơ sở dữ liệu toàn dự án Khi một chế độ của Win

CC khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu trúc Run-time tương ứng được thiết lập Mỗi biến được lưu trữ trong server theo một kiểu dữ liệu chuẩn

 Biến nội: Các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó dữ

liệu bên trong Win CC sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống (Network) Các biến nội được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như:

Ngày, giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập nhập liên tục

Hơn nữa, các biến nội còn cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng

để thực hiện việc truyền thông cho cùng quá trình theo cách tập trung tối

ưu

 Biến quá trình:Trong WinCC, biến ngoài cũng được hiểu là tag quá

trình Các biến quá trình được liê kết với truyền thông logic để phản ảnh thông tin về địa chỉ của các hệ thông PLC khác nhau Các biến ngoài chứa một mục đich tổng quát gồm các thông tin về tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn đạt phụ thuộc kết nối logic Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của quá

trình cho các ứng dụng trong một mẫu văn bản

 Nhóm biến: Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic lẫn nhau

3.1.4.2 Các kiểu dữ liệu

Biến phải gán một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi biến được định cấu hình

Việc gán kiểu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến mới Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (biến nội hay biến quá trình) Trong WinCC, một kiểu dữ liệu nào đó cũng đều có thể được chuyển đổi thành kiểu khác bằng cách điều chỉnh lại dạng

Các kiểu dữ liệu (Data types) có trong Win CC:

 Binary tag: Kiểu nhị phân

 Signed 8-Bit Value: kiểu 8 bit có dấu

 Unsigned 8-Bit Value: kiểu 8 bit không dấu

 Signed 16-Bit Value:kiểu 16 bit có dấu

 Unsigned 16-Bit Value:kiểu 16bit không dấu

 Signed 32-Bit Value:kiểu 32 bit có dấu

 Unsigned 32-Bit Value:kiểu 32 bit có dấu

 Floating Point Number 32 bit IEEE 745: Kiểu số thực 32 bit

theo tiêu chuẩn IEEE 754

 Floating Point Number 64 bit IEEE 745: Kiểu số thực 64 bit

theo tiêu chuẩn IEEE 754

 Text Tag 8 bit character set: kiểu ký tự 8 bit

 Text Tag 16 bit character set: kiểu ký tự 16 bit

 Raw data type: Kiểu dữ liệu thô

3.2.1 Tạo một dự án mới

Khởi động chương trình Simatic Win CC Explorer:

Hình 3 2: Màn hình khởi động WINCC

Tạo một project mới bằng cách vào File chọn New ta được cửa sổ tạo project mới:

Hình 3 3: Tạo một New Project

Nhấn OK,giao diện hiển thị phần đặt tên cho dự án mới

Hình 3 4: Đặt tên cho dự án Nhập tên và chọn Create ta được một dự án mới