Hệ thống Scada bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng

Hệ thống Scada bài giảng dành cho sinh viên Đại học và cao đẳng là bộ tài liệu hay và rất hữu ích cho các bạn sinh viên và quý bạn đọc quan tâm. Đây là tài liệu hay trong Bộ tài liệu sưu tập gồm nhiều Bài tập THCS, THPT, luyện thi THPT Quốc gia, Giáo án, Luận văn, Khoá luận, Tiểu luận…và nhiều Giáo trình Đại học, cao đẳng của nhiều lĩnh vực: Toán, Lý, Hoá, Sinh…. Đây là nguồn tài liệu quý giá đầy đủ và rất cần thiết đối với các bạn sinh viên, học sinh, quý phụ huynh, quý đồng nghiệp và các giáo sinh tham khảo học tập. Xuất phát từ quá trình tìm tòi, trao đổi tài liệu, chúng tôi nhận thấy rằng để có được tài liệu mình cần và đủ là một điều không dễ, tốn nhiều thời gian, vì vậy, với mong muốn giúp bạn, giúp mình tôi tổng hợp và chuyển tải lên để quý vị tham khảo. Qua đây cũng gởi lời cảm ơn đến tác giả các bài viết liên quan đã tạo điều kiện cho chúng tôi có bộ sưu tập này. Trên tinh thần tôn trọng tác giả, chúng tôi vẫn giữ nguyên bản gốc. Trân trọng. ĐỊA CHỈ DANH MỤC TẠI LIỆU CẦN THAM KHẢO http:123doc.vntrangcanhan348169nguyenductrung.htm hoặc Đường dẫn: google > 123doc > Nguyễn Đức Trung > Tất cả (chọn mục Thành viên)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

Bộ môn: Điện - Điện tử Khoa: Kỹ thuật Công nghệ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

Bộ môn: Điện - Điện tử Khoa: Kỹ thuật Công nghệ

Quảng Ngãi, năm 2015

Lời nói đầu

Hiện nay, Việt Nam đang bước vào giai đoạn phát triển công nghiệp hóa – hiện đại hóa Trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là ngành tự động hóa có nhiều bước phát triển vượt bậc, góp phần thúc đẩy sự nghiệp công nghiệp hoá nước nhà

Nhằm đáp ứng cho việc giảng dạy môn Hệ thống SCADA bậc Cao Đẳng, tác giả đã biên soạn bài giảng này nhằm làm tài liệu học tập cho các lớp chuyên ngành Kỹ thuật Điện- Điện tử tại Đại học Phạm Văn Đồng Tài liệu này được sử dụng cho sinh viên các lớp Cao đẳng với thời lượng 30 tiết Tác giả hy vọng rằng đây sẽ là tài liệu thiết thực cho các bạn sinh viên

Trong quá trình biên soạn, chắc chắn tài liệu không tránh khỏi có những sai sót

Mọi góp ý xin gửi về địa chỉ Nguyễn Đình Hoàng - Khoa Kỹ Thuật Công Nghệ - Trường Đai học Phạm Văn Đồng Xin chân thành cảm ơn

Tác giả

MỤC LỤC

1.1 Giới thiệu cấu trúc môn học

3.2 Nhập và hiển thị dữ liệu trên màn hình

3.3 Thay đổi trạng thái của đối tượng

3.4 Phương pháp điều khiển đối tượng trên giao diện

3.5 Chạy Runtime và Simulator

CHƯƠNG 4: HIỂN THỊ CÁC GIÁ TRỊ CỦA QUÁ TRÌNH 35

4.1 Tạo Tag Logging

5.3 Thiết lập màu sắc cho Alarm

CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ BÁO CÁO (REPORT), IN ẤN (PRINT) 63

6.1 Thiết kế một báo cáo (Report)

6.2 Thiết lập thông số in ấn (Print)

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG SCADA 1.1 Giới thiệu cấu trúc môn học

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) là phần mềm giám sát cài đặt trên máy tính dùng để giám sát điều khiển các quá trình trong các nhà máy phát điện, công nghiệp dầu khí, hoá chất, nước, xử lý nước thải, thép…Các quá trình được điều khiển phân bố sử dụng PLC và thiết bị đo lường điều khiển ghép theo mạng Hiểu theo nghĩa rộng, hệ thóng SCADA bao gồm phần mềm giám sát, điều khiển và toàn bộ thiết bị phần cứng, phần mềm bảo đảm hoạt động của quá trình Các thiết bị có thể đặt gần nhau kết nối qua mạng công nghiệp, hoặc đặt rải rác, kết nối qua đường truyền vô tuyến vi ba, đường tải điện PLC Phòng điều khiển trung tâm gồm hệ thống máy tính nối mạng LAN

có màn hình lớn trình bày hoạt động của quá trình sản xuất, kết nối với các bộ điều khiển

ở dưới qua đường truyền vô tuyến, cáp quang, cáp đồng trục hay cáp đôi theo mạng Ethernet

SCADA cung cấp giao diện đồ hoạ giữa người và quá trình sản xuất Các giá trị của quá trình được trình bày dưới dạng đèn báo, chữ số, đồ thị và được lưu trữ Chức năng cảnh báo giúp thông báo cho người điều hành các sự cố Chức năng tường trình tạo các báo cáo cho cấp trên Hệ thống được phân cấp quản lý theo người dùng với mật mã truy cập Phần mềm SCADA là phần mềm đa nhiệm, thường cài đặt trên hệ điều hành NT hay Windows XP, liên kết với các bộ điều khiển quá trình thông qua các driver truyền thông Các phần mềm SCADA đều phải có bản quyền, nếu không chỉ chạy ở chế độ demo Hệ thống SCADA có thể thực hiện theo chế độ một người dùng hay nhiều người dùng Chế

độ nhiều người dùng (multi- user) gồm nhiều máy tính client nối mạng với máy server Phần mềm SCADA được thiết kế để có thể liên kết với các ứng dụng khác thông qua OCX, Active X, OLE (Object Linking and Embedding), OPC (OLE for Process Control), DDE (Dynamic Data Exchange),DCOM (Distrubuted Component Object Module), liên kết với cơ sở dữ liệu thông qua SQL (Structured querry Language), ODBC (Open Database Connectivity)

Nhìn chung phần mềm SCADA gồm các phần tử và tính chất sau:

Thiết kế đồ hoạ (Graphic Designer): tạo các hình vẽ của quá trình, tĩnh hay động

Đây là phần mềm đồ hoạ hướng đối tượng, có thể nhập xuất các đối tượng đồ hoạ liên kết với chương trình khác

Alarm Logging: Cung cấp các thông tin về sự cố dưới dạng chữ số về loại sự cố và

thời gian, lưu trữ các sự cố trong cơ sở dữ liệu

Tag Logging: nhận dữ liệu từ quá trình hay các biến trong để hiển thị dạng bảng hay

đồ thị (trend) và lưu trữ Có hai loại tag là tag trong các biến nhớ của chương trình, tag

quá trình liên kết với các địa chỉ vùng nhớ của PLC

User Administrator: phân cấp mức truy cập vào hệ thống bằng password, báo cáo

lịch sử truy cập hệ thống

Global Script: giúp biên tập các hàm C liên kết với sự kiện nào đó

Communication driver: tạo kết nối giữa SCADA và PLC hay RTU (Remote

Terminal Unit)

Redundancy: tạo độ dư thừa để tăng độ tin cậy, ví dụ dùng hai máy tính chạy phần

mềm SCADA song song

Database: chứa các thông số đặc trưng quá trình

1.2 Cấu trúc phần cứng

Một hệ thống SCADA cơ bản có các thành phần chính là: MTU, RTU và thành phần truyền thông

1.2.1 MTU ( Master Terminal Unit)

MTU là trung tâm của một hệ thống SCADA, trong thực tế nó thường là một hệ máy tính công nghiệp MTU giao tiếp với người điều hành và RTU thông qua khối truyền thông Ngoài ra MTU còn được kết nối với các thiết bị ngoại vi như monitor, máy in và có thể kết nối với mạng truyền thông

Nhiệm vụ của MTU bao gồm:

o Cập nhật dữ liệu từ các thiết bị RTU và nhận lệnh từ người điều hành

o Xuất dữ liệu đến các thiết bị thi hành RTU

o Hiển thị các thông tin cần thiết về các quá trình cũng như trạng thái của các thiết

bị lên màn hình giúp cho người điều hành giám sát và điều khiển

o Lưu trữ, xử lý các thông tin và giao tiếp với các hệ thống thông tin khác

1.2.2 RTU (Remote Terminal Unit)

RTU thu nhận thông tin từ xa, thường đặt tại nơi làm việc để thu nhận dữ liệu và thông tin từ các thiết bị hiện trường như các valve, các cảm biến, các đồng hồ đo… gửi đến MTU để xử lý và thông báo cho người điều hành biết trạng thái hoạt động của các thiết bị hiện trường Mặt khác, nó nhận lệnh hay tín hiệu từ MTU để điều khiển hoạt động của các thiết bị theo yêu cầu

Thông thường các RTU lưu giữ thông tin thu thập được trong bộ nhớ của nó và đợi yêu cầu từ MTU mới truyền dữ liệu Tuy nhiên, ngày nay các RTU hiện đại có các máy tính

và PLC có thể thực hiện điều khiển trực tiếp qua các địa điểm từ xa mà không cần định hướng của MTU

1.2.3 Khối truyền thông

Là môi trường truyền thông giữa các khối thiết bị với nhau, bao gồm phần cứng và phần mềm

Phần cứng: là các thiết bị kết nối như modem, hộp nối, cáp truyền và các thiết bị thu phát

vô tuyến (trong hệ thống không dây_ wireless), các trạm lặp (trong trường hợp truyền đi xa)

Phần mềm: đó là các giao thức truyền thông (protocol), các ngôn ngữ lập trình được dùng

để các thiết bị có thể giao tiếp với nhau

CPU của RTU nhận luồng dữ liệu nhị phân theo giao thức truyền thông Các giao thức có thể là giao thức mở như TCP\IP (Transmission Control Protocol and Internet Protocol) hoặc các giao thức riêng Những luồng thông tin được tổ chức theo mô hình 7 lớp ISO/OSI Mô hình OSI được sử dụng để đặt tiêu chuẩn cho cách trao đổi thông tin với các giao thức Truyền thông và dữ liệu RTU nhận thông tin của nó nhờ vào sự nhận dạng

mã trong dữ liệu truyền Dữ liệu này được biên dịch và được CPU điều khiển thích hợp tác động tại chỗ

1.3 Phần mềm SCADA

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 sử 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

CHƯƠNG 2: PHẦN MỀM SCADA 2.1 Cài đặt

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

Hình 2.1 : 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

Hình 2.2 : Hộp thoại User information

 Hộp thoại “Registration Confirmation” xuất hiện, nhấn “Confirm” để

xác nhận

Cài đặt WinCC : Lựa chọn ngôn ngữ (Language)

 Tiếp theo, ta sẽ lựa chọn ngôn ngữ sử dụng trong WinCC Ngoài ngôn ngữ

mặc định là “English”, ta có thể chọn hai ngôn ngữ khác là “German” và

“French” (ta nhấn trái chuột vào nút tùy chọn tương ứng)

 Trong vùng “Choose destination directory”, ta 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, ta chọn thư mục cho các tiện ích của WinCC (mặc định là

C:\Siemens\WinCC)

 Nhấn “Next” để chuyển sang bước tiếp theo

Hình 2.3 : Hộp thoại Lựa chọn ngôn ngữ và thư mục cài đặt

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 (Hình 2.4)

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

Hình 2.4 : Hộp thoại tùy chọn 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 ta 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 2.5 : Hộp thoại lựa chọn thành phần cài đặt

 Sau đó, nhấp “Next”

Cài đặt WinCC : Cấp phép (Authorization)

 Hộp thoại “Authorization” sẽ hiển thị danh sách yêu cầu cấp phép cho những thành phần cài đặt Ta nhấn chuột vào nút tuỳ chọn “Yes, authorization …” để cấp phép và lựa chọn ổ đĩa đổ bản quyền trong vùng

“licence” Nếu ta 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 2.6 : Hộp thoại cấp phép

 Nhấn “Next” để chuyển sang hộp thoại tiếp theo

 Ta 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, ta khởi động lại máy tính (Restart) để

hoàn tất quá trình cài đặt WinCC

2.2 Tạo mới, mở một Project

Bước 1: Khởi động WinCC

 Để khởi động WinCC, nhấn nút “Start” trên thanh tác vụ của Windows

 Chọn “SIMATIC” -> “WinCC” -> “Window Control Center”

Ngay sau khi khởi động WinCC, hộp thoại tạo dự án xuất hiện Ta có ba lựa

chọn để tạo một dự án mới : “Single-User project” , “Multi-User project”,

“Multi-Client project” hoặc chọn “Open an Available project” để mở một dự

Để mở một dự án có sẵn, trong hộp thoại “Open”, tìm kiếm những tập tin có đuôi mở rộng là “.mcp” Nếu một dự án được thực thi khi thoát khỏi WinCC, nó

sẽ tự động mở lại khi kích hoạt WinCC lần tiếp theo

Hình 2.8 là cửa sổ tìm kiếm của WinCC “WinCC Explorer” Nó cho phép quan sát toàn bộ các thành phần của dự án

Hình 2.8: Cửa sổ WinCC Explorer

Cửa sổ con bên trái cho thấy cây cấu trúc của dự án Nhấn vào kí hiệu để xem những phần ẩn của tác vụ

Cửa sổ bên phải sẽ hiện nội dung của tác vụ được chọn

 Nhấp chuột vào biểu tượng “Computer” trong cửa sổ con bên trái Trong cửa sổ con bên phải, sẽ thấy một Server (máy chủ) với tên là tên máy tính (tên NetBIOS).Nhấp phải chuột vào biểu tượng Server và chọn

“Properties” Trong hộp thoai tiếp theo, thiết lập thuộc tính thời gian thực thi cho hệ thống (bao gồm : những chương trình sẽ được thực thi, ngôn ngữ

sử dụng, những thành phần không hoạt động (deactivated))

2.3 Kết nối phần mềm SCADA và PLC

Trong bước tiếp theo, chúng ta sẽ định cấu hình cho hệ thống để hệ thống tự động (AS) có thể giao tiếp với WinCC thông qua bộ điều khiển giao tiếp Việc chọn bộ điều kiển (Driver) phụ thuộc vào loại PLC sử dụng Với dòng SIMATIC PLC của Siemens, có khoảng vài trăm đến vài nghìn điểm nhập/xuất (I/O)

 Trong cửa sổ con bên trái của “WinCC Explorer”, nhấp phải lên biểu tượng

“TagManager” và chọn “Add New Driver”

Hình 2.9 : Chọn Driver kết nối

 Trong hộp thoại “Add New Driver”, chọn Driver thích hợp (VD :

“SIMATIC S7 Protocol Suite”) và nhấn “Open” để xác nhận Ta sẽ thấy biểu tượng của Driver sẽ xuất hiện bên dưới biểu tượng “TagManager”

 Để tạo một kết nối, nhấp chuột lên kí hiệu phía trước Driver, tất cả các kênh có thể kết nối được sẽ hiển thị

 Nhấp phải chuột lên kênh MPI và chọn “New Connection”

Hình 2.10 : Dự án WinCC “Qckstart”, Tạo kết nối mới

 Trong hộp thoại “Connection properties” xuất hiện sau đó, đánh “PLC 1” vào ô điền tên

 Sau đó nhấn “OK”

Hình 2.11 : Dự án WinCC “Qckstart”, Tạo kết nối mới

2.4 Tạo các TAG

Tags được dùng trong WinCC biểu thị hoặc là các giá trị thực, ví dụ như mực nước của 1 hồ nước, hoặc các giá trị bên trong được tính toán hay mô phỏng bên trong WinCC

Các tag của quá trình (“tag ngoài”, “tag công suất”) là các vị trí bộ nhớ bên trong PLC hay một thiết bị tương tự Vì thế, ví dụ như mực nước của hồ nước sẽ được đo bởi các cảm biến mức và được lưu vào PLC Thông qua một kết nối, các kênh truyền sẽ truyền giá trị của mực nước vào trong WinCC

Các tag nội (internal tag) là các vị trí của bộ nhớ trong WinCC, có các chức năng như là một PLC Chúng có thể được tính tóan và sửa đổi trong WinCC

Các nhóm tag được dùng để sắp xếp các tag theo các cấu trúc nào đó Tất cả các tag

có thể được sắp xếp thành các nhóm tag để tăng tính rõ ràng

Cây quản lý tag bằng các tag quá trình :

quản lý tag

SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE

MPI

PLC1 Nhóm tag Tag

Cây quản lý tag bằng các tag nội :

quản lý tag

Nhóm tag Tag

Tạo Tag nội :

 Nếu nút “Tag management “ trong WinCC Explorer vẫn đóng, ta phải mở

nó trước bằng cách nhấn đúp vào nó

 Sau đó, nhấp phải chuột vào dòng “Internal Tags”

 Trong cửa sổ vừa hiện lên, nhấn vào “New Tag”

Hình 2.12 : Dự án WinCC “Qckstart”, tạo một tag nội

 Trong hộp thoại “Tag properties”, đánh tên tag “TankLevel” vào ô điền tên

 Từ danh sách các dạng dữ liệu, chọn “Unsigned 16-bit value”

 Nhấn “OK”

Hình 2.13: Hộp thoại Tag Properties

Tất cả các tag nội mà ta tạo ra sẽ được liệt kê trong cửa sổ con bên phải trong cửa sổ của WinCC Explorer

Đối với mỗi tag mà ta cần, đơn giản chỉ cần lập lại các bước này Ta cũng có thể

“Copy”, “Cut”, “Paste” tag Cũng có thể chọn những lệnh trong pop-up menu (nhấn nút phải chuột vào tag mà ta muốn chọn ) hay dùng các tổ hợp phím (Ctrl +

Hình 2.14 : Dự án WinCC “Qckstart”, tạo một nhóm tag mới

 Trong hộp thoại “Properties of tag group”, đánh tên nhóm tag vào ô điền tên

Hình 2.15 : Dự án WinCC “Qckstart”, thuộc tính của một nhóm tag

 Sau đó nhấn “OK”

Nhóm tag có thể được biểu diễn dưới dạng các kết nối PLC

Tạo Tag quá trình :

Trước khi tạo các biến quá trình, ta phải cài driver và tạo kết nối

Các Tag nội, mà ta đã tạo ra, có thể sao chép hay dán vào trong kết nối Xin chú

ý rằng các tag chỉ có thể được đặt vào trong kết nối bằng các lệnh “Copy” và

“Paste” Không thể kéo thả các tag vào trong kết nối

Để tạo các tag qúa trình, nhấn nút phải chuột vào kết nối PLC

Trong pop-up menu, nhấn vào “New Tag”

Hình 2.16 : Dự án WinCC “Qckstart”, tạo tag nội

 Trong hộp thoại “Tag properties”, đánh tên tag bất kỳ vào ô điền tên

 Chọn dạng dữ liệu từ danh sách các dạng dữ liệu

 Sự chuyển đổi giữa các dạng cho phép chúng ta chuyển đổi dữ liệu từ dạng này sang dạng khác Khi ta muốn, ví dụ như, xem một tag ở dạng word thành tag ở dạng double word, WinCC sẽ thực hiện tất cả các tính tóan cần thiết

Hình 2.17 : Dự án WinCC “Qckstart”, thuộc tính của một tag quá trình

Hình 2.18 : Dự án WinCC “Qckstart”, Thiết lập địa chỉ

Thiết lập linear scaling (thang tỉ lệ tuyến tính) :

Linear scaling chỉ có thể được dùng trong các tag quá trình (“extenal tag”)

 Đánh dấu vào ô “Linear scaling” Việc này sẽ tạo ra các vùng nhập

“Process Value Range” và “Tag Value Range”

 Thiết lập vùng giá trị của quá trình (process value range) ( ví dụ từ -20 đến 20) và vùng giá trị của tag(tag value range ) ( ví dụ từ 0 đến 100 )

Hình 2.19: Dự án WinCC “Qckstart”, Thiết lập Linear Scaling

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ ĐỒ HỌA 3.1 Tạo hình ảnh đồ họa

Tạo một hình ảnh quá trình :

 Trong cửa sổ con bên trái trong WinCC Explorer, nhấn chuột phải vào

“Graphics Designer” để hiện lên pop-up menu

 Trong pop-up menu, nhấn vào “New Picture” Sau đó, một file ảnh (“.pdl”=”Picture Description File” ) được đặt tên là “NewPdl0.pdl” sẽ được tạo ra và hiện lên trong cửa sổ con bên phải trong WinCC Explorer

Hình 3.1 : Dự án WinCC “Qckstart”, Tạo một ảnh mới

 Trong cửa sổ con bên phải trong WinCC Explorer, nhấn chuột phải vào

“NewPdl0.pdl”

 Trong pop-up menu, nhấn vào “Rename picture”

 Trong hộp thọai kế tiếp, nhập vào “START.pdl”

Tạo một hình ảnh quá trình thứ 2 :

Tạo một hình ảnh quá trình thứ 2 và đặt tên nó là “SAMPLE.pdl” Để làm được như vậy, chỉ việc làm theo các bước sau :

 Để mở Graphics Designer với ảnh “START.pdl”, nhấn đúp vào “START.pdl” trong cửa sổ con bên phải trong WinCC Explorer Một cách khác là nhấn phím phải chuột vào “START.pdl” và chọn “Open Picture” trong pop-up menu

Cửa sổ Graphics Designer :

Khi ta mở cửa sổ Graphics Designer lần đầu tiên, nó sẽ trông như hình minh họa sau :

Hình 3.2 : Dự án WinCC “Qckstart”, Cửa sổ Graphics Designer

Để tối ưu hóa màn hình desktop, ta nên sắp xếp các thanh menu và các menu palette như hình trên

 Để thay đổi kích thước của Object và Style palettes, ta phải kéo thả chúng vào cửa sổ của file bằng phím trái của chuột

 Di chuyển con trỏ qua lại khung của palette cho đến khi nó thay đổi thành dạng mũi tên kép, sau đó kéo khung của palette theo kích thước mong muốn

Color Palette :

Gán màu cho đối tượng được lựa chọn Ngòai 16 màu tiêu chuẩn, ta có thể dùng các màu mà ta tự xác định

Object Palette :

Chứa các đối tượng tiêu chuẩn (Standard Object) (ví dụ như Polygon, Ellipse, Rectangle, etcl); đối tượng thông minh (Smart Object) (ví dụ như OLE control, OLE Elememt, I/O Fields, etc.), và đối tượng của Windows (Window Objects) (ví

dụ như Button, Check Box, etc.)

Style Palette :

Các sự thay đổi về hình dạng của đối tượng được lựa chọn Phụ thuộc vào lọai đối tượng mà ta có thể thay đổi dạng hay chiều rộng của đường thẳng hay đường biên, kiểu của đầu cuối của đường thẳng, hay dạng mẫu tô

Alignment Palette :

Cho phép ta thay đổi vị trí tuyệt đối của một hay nhiều đối tượng, thay đổi vị trí tương đối của các đối tượng, hay tiêu chuẩn hóa độ cao, độ rộng của nhiều đối tượng

Zoom Palette :

Thiết lập các tỷ lệ phóng to thu nhỏ (theo phần trăm) cho cửa sổ hiện hành Tỷ

lệ tiêu chuẩn là 8, 4, 1, 1/2, 1/4

Menu bar :

Chứa tất cả các lệnh gọi menu cho cửa sổ Graphics Designer Các lệnh mà lúc

đó không thể thực hiện được sẽ được biểu diễn bằng màu xám

Hình ảnh quá trình

được tìm thấy trong thư viện của WinCC Ngòai những cái này ra, chúng ta còn cần nút, hộp chứa text, và vùng xuất/nhập (input/output field)

Hình 3.3 : Dự án WinCC “Qckstart”, hình ảnh của qúa trình

3.2 Nhập và hiển thị dữ liệu trên màn hình

Trước hết chúng ta sẽ tạo một nút cho phép ta chuyển đến một ảnh khác trong thời gian chạy chương trình Để tạo một nút, có thể chuyển đổi giữa hai ảnh

“START.pdl” và “SAMPLE.pdl”, ta làm theo các bước sau :

 Trong ảnh "START.pdl", trong Object Palette chọn "Windows Objects" nút

 Trong cửa sổ tập tin (file window), đặt nút vào đó và sau đó chỉnh lại kích thước của nó bằng cách kéo bằng chuột

 Khi ta thả nút của chuột ra, hộp thọai "Button Configuration" hiện ra Nhập tên ta chọn vào vùng “text” Ví dụ, ta chọn tên của ảnh là :

"SAMPLE")

 Để chọn ảnh mà ta muốn chuyển đến, nhấn vào biểu tượng kế bên vùng "Change Picture on Mouse Click"

Trong hộp thọai tiếp theo, nhấn đúp vào ảnh “SAMPLE.pdl”

Hình 3.4 : Dự án WinCC “Qckstart”, Hiệu chỉnh thơng số của nút

 Đĩng hộp thọai "Button Configuration" và lưu ảnh của ta "START.pdl"

bằng cách nhấn vào nút

Xác lập các thơng số của nút thứ hai :

Để cĩ thể quay lại từ ảnh "SAMPLE.pdl" tới ảnh ban đầu, chúng ta sẽ xác lập các thơng số cho nút trong ảnh "SAMPLE.pdl" để cĩ thể chuyên đến ảnh "START.pdl"

Ta cĩ thể mở ảnh bằng cách nhấn chuột vào biểu tượng hay từ cửa sổ WinCC Explorer

3.3 Thay đổi trạng thái của đối tượng

Định dạng hình ảnh quá trình

Một đối tượng được gán một trong những thuộc tính của nĩ với một tag

 Để hiển thị hay thay đổi thuộc tính của một đối tượng nhẩn nút phải chuột vào đối tượng mong muổn

 Trong pop-up menu, nhấn vào "Properties"

Hình 3.5 : Dự án WinCC “Qckstart”, Hiển thị thuộc tính của đối tượng

Ghi chú

-Bằng cách nhấn vào biểu tượng “Pin “ , được đặt trên thanh công cụ của cửa sổ

“object Properties”, ta có thể giữ cố định cửa sổ đó trong window trong Graphics Designer Nếu ta chọn đối tượng khác, thì thuộc tính của đối tượng này sẽ được tự động hiện ra trong cửa sổ Để tắt chức năng này, nhấn vào biểu tượng "Pin" lần

1

Trong cửa sổ “ object properties “, ta có thể sửa đổi hay thiết lập các thuộc tính

Ví dụ, ta có thể thay đổi màu hay các thuộc tính về kích thước (như chiều dài, chiều rộng ) , và có thể thiết lập giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất

 Nhấn vào cửa sổ con bên trái trong cửa sổ "Tag Assignement"

 Trong dự án của ta, tag "Tank Level" sẽ cung cấp thông tin về mực nước của hồ Trong cửa sổ con bên phải, nhấn nút phải chuột vào biểu tượng đèn

kế bên dòng chữ "Fill Level"

 Trong pop-up menu, chọn "Tag"

Hình 3.6 : Dự án WinCC “Qckstart”, Kết nối các Tag

Kích hoạt chế độ hiển thị Fill Level

Một object có thể được kích hoạt bằng cách liên kết một trong những thuộc tính của object đó với một tag

 Nhấp chuột phải lên object để hiển thị hoặc thay đổi thuộc tính của object

đó

 Trong cửa sổ pop-up, chọn “Properties”

Hình 3.7: Hiển thị thuộc tính của object

Chú ý

Có thể cố định cửa sổ này trong phần Graphics Designer bằng biểu tượng “Pin” trong thanh công cụ ở cửa sổ thuộc tính của object.Nếu chọn một object khác, tính chất của object này sẽ được tự động hiển thị trong cửa sổ.Để tắt tính năng này, nhấp lại vào biểu tượng “Pin”

Trong cửa sổ thuộc tính của object, có thể thiết lập hoặc thay đổi các thuộc tính Ví dụ: thay đổi màu và thuộc tính hình học (như chiều rộng, chiều cao) và thiết lập giá trị nhỏ nhất, lớn nhất

 Chọn “Tag Assignement” trong cửa sổ bên trái

 Trong project, thẻ “Tank Level” có tác dụng đổ đầy thùng chứa.Trong cửa

sổ nhỏ bên phải, nhấp chuột phải vào biểu tượng kế bên “Fill level”

 Trong cửa sổ pop-up, chọn “Tag”

Hình 3.8: Liên kết Tag

 Trong cửa sổ “Tags-Project”, chọn “TankLevel” trong danh sách tag.Chọn

“OK”.Biểu tượng sẽ chuyển thành

 Nhấp chuột phải vào ô ở hàng “Fill Level” và cột “Current” làm xuất hiện cửa sổ pop-up.Chọn “2s”

Thiết lập chuẩn cho các giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của biểu đồ thùng chứa là 0

và 100

3.4 Phương pháp điều khiển đối tượng trên giao diện

Chú ý

Biểu tượng đèn xanh chỉ thị một tag được liên kết tới thuộc tính.Trong project,

ta đã liên kết “Tank Level” đến “Fill Level”

Một tính chất được in đậm chỉ ra rằng một tag đã được liên kết tới một thuộc tính

Hình 3.10: Nhận dạng sự kích hoạt

Tạo và thực thi vùng xuất/nhập dữ liệu:

Ở góc trên của biểu đồ thanh, hình ảnh của quá trình có một vùng xuất/nhập.Vùng này dùng để hiện thị giá trị của một tag và những thay đổi của giá trị đó

Tạo một vùng xuất/nhập

Để tạo một vùng xuất/nhập, chọn “Smart-Objects” trong bảng nut của object.Chọn tiếp “I/O-Field”

 Đặt “I/O Field” vào trong cửa sổ của file, giữ chuột và kéo để được kích cỡ thích hợp.Sau đó sẽ xuất hiện cửa sổ “I/O-Field Configuration”

 Để chọn một tag, nhấp vào biểu tượng và chọn “TankLevel”

 Để cập nhật chu kì, chọn “500ms” bằng cách nhấp vào biểu tượng “Arrow”

kế bên vùng “Update” bên tay phải và chọn “500ms”

Hình 3.11: Cấu hình cùng xuất/nhập

Chú ý

Nếu vô tình đóng giao diện thiết lập thông số cho vùng xuất/nhập hay giao diện của bất kì object nào đó trước khi hoàn tất việc thiết lập, làm theo các bước sau: Chọn vùng xuất/nhập trong cửa sổ của file, giữ phím Shift và double-click vào vùng xuất/nhập

Cũng có thể nhấp chuột phải vào vùng xuất/nhập và chọn “Configuration Dialog”

Kích hoạt một vùng xuất/nhập:

Trong cửa sổ thuộc tính của object, có thể thay đổi tính chất của vùng xuất/nhập

 Nhấp chuột phải vào vùng xuất/nhập

 Xuất hiện cửa sổ pop-up, chọn “Properties”

 Trong cửa sổ phụ bên trái, nhấp vào “Limits”

 Trong cửa sổ phụ bên phải, double-click vào “High Limit Value”

 Trong giao diện mới xuất hiện, nhập vào “100” và nhấp “OK”

Chú ý kiểm tra kết nối của một tag với đặt tính của “Output/Input” (được in đậm).Nếu bay giờ nhấp vào vùng đặc tính của “Output/Input” có thể rằng nó đã được liên kết tới tag “TankLevel” với chu kì đã được cập nhật “500ms”.Có thể thiết lập các điều kiện đó trong “I/O-Field Configuration Dialog”

Lưu ảnh “START.pdl” bằng cách nhấp vào biểu tượng và thu nhỏ phần thiết kế đồ họa “Graphics Designer”

3.5 Chạy Runtime và Simulator

Thiết lập hình thức của màn hình Runtime bằng cách:

 Trong cửa sổ phụ bên trái của WinCC Explorer, nhấp vào “Computer”

 Trong cửa sổ phụ bên phải, nhấp vào tên của máy tính đang sử dụng

 Trong cửa sổ pop-up, nhấp vào “Properties”

 Nhấp vào phím “Graphics Runtime”.Trong phần này, ta có thể xác định hình thức của màn hình Runtime và đặt hình khởi động (Start Picture)

 Để chọn hình khởi động, nhấp vào “Search”, sau đó trong hộp thoại “Start Picture” chọn hình “START.pdl”.Nhấp “OK”

 Trong vùng “Window Attributes”, nhấp vào các lựa chọn “Title”,

“Maximize”, “Minimize” và “Adapt Picture”

Hình 3.12: Thiết lập thuộc tính Runtime

 Nhấp “OK” để đóng cửa sổ thuộc tính.Bây giờ đã sẵn sàng làm việc ở chế

độ Runtime

Kích hoạt Project

 Để xem Project như một thiết bị chạy thực, nhấp vào “File”, “Activate” trện thanh công cụ của WinCC Explorer.Một dấu lựa chọn (check mark) sẽ xuất hiện bên cạnh “Activate” để cho thấy chế độ chạy thực đã được kích hoạt Mặc khác, có thể nhấp vào nút “Activate” trên thanh công cụ của WinCC Explorer

Dùng bộ mô phỏng (Simulator)

Nếu không có PLC nào được nối kết với WinCC, có thể dùng bộ mô phỏng để kiểm tra Project

 Để khởi động bộ mô phỏng, nhấp vào “Start” trên thanh tác vụ ”Simatic”

 ”WinCC”  ”WinCC Simulator”

CHƯƠNG 4: HIỂN THỊ CÁC GIÁ TRỊ CỦA QUÁ TRÌNH 4.1 Tạo Tag Logging

Cấu hình bộ định thời (timer)

Biểu tượng bộ định thời name ở dòng thứ hai của cửa sổ điều chỉnh.Các bộ định thời có thể được cấu hình đề ghi và lưu trữ

Chú ý

Thời gian ghi là các thời đoạn mà tại đó các giá trị được lấy từ hình ảnh quá trình