Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển quá trình cân định lượng

LỜI NÓI ĐẦU Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngày nay các hệ thống băng tải được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyển sản xuất, các nhà máy khu chế xuất, nhà máy xi măng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi và được sự hướng dẫn khoa học của TS Nguyễn Văn Hòa Các nội dung nghiên cứu, kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa công bố dưới bất kỳ hình thức nào trước đây Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá được chính tác giả thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo

Nếu phát hiện có bất kỳ sự gian lận nào tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung luận văn của mình

Hà Nội, ngày 10 tháng 10 năm 2016

Tác giả

Bùi Giáp

MỤC LỤC

MỤC LỤC 2

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 5

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 6

LỜI NÓI ĐẦU 8

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG 10

1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHUYỂN LIỆU RỜI 10

1.1.1 Cấu tạo hệ thống 10

1.1.2 Nguyên lý tính lưu lượng: 10

1.1.3 Tính lưu lượng bằng phương pháp thực nghiệm: 12

1.2 HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG 13

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cân định lượng 13

1.2.2 Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống điều khiển cân định lượng 14

Chương 2: XÂY DỰNG CẤU HÌNH HỆ THỐNG 16

2.1 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN 16

2.1.1 Băng tải 16

2.1.2 Động cơ, biến tần 17

2.1.3 Bộ đo tốc độ băng tải Encoder 22

2.1.4 Đo mật độ liệu trên băng 24

2.1.5 Sơ đồ cấu trúc của đối tượng 25

2.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN CÂN BĂNG PLC S7-300 26

2.2.1 Tổng quan: 26

2.2.2 Module mở rộng 28

2.2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU 29

2.2.4 Vòng quét chương trình 31

2.2.5 Đặc tính kỹ thuật PLC CPU313C 32

2.3 MÁY TÍNH GIÁM SÁT 34

2.3.1 Tổng quan về WINCC 35

2.3.2 Chức năng của trung tâm điều khiển 35

2.4 SƠ ĐỒ KẾT NỐI HỆ THỐNG 40

Chương 3: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 42

3.1 SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CÁC KHỐI TRONG PLC 42

3.2 CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA CÁC KHỐI 44

3.2.1 Khối FB41 (Khối PID mềm) 44

3.2.2 Khối SFB48 52

3.2.3 Khối FC105 54

3.2.4 Khối SC106 56

3.2.5 Chương trình PLC 57

3.3 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH GIÁM SÁT CÂN ĐỊNH LƯỢNG 62

Chương 4: KHẢO SÁT HỆ THỐNG 69

4.1 XÁC ĐỊNH MÔ TẢ TOÁN HỌC CỦA ĐỐI TƯỢNG ĐIỀU KHIỂN 69

4.1.1 Phương pháp xác định mô tả toán học của đối tượng 69

4.1.2 Sơ đồ cấu trúc chương trình 69

4.1.3 Xây dựng chương trình thực nghiệm 70

4.1.4 Nhận xét 72

4.2 KHẢO SÁT HỆ THỐNG BẰNG MATLAB – SIMULINK 73

4.2.1 Tổng hợp vòng điều khiển tốc độ 73

4.2.2 Tổng hợp vòng điều khiển lưu lượng 74

4.3 KHẢO SÁT TRÊN HỆ THỐNG THỰC 76

4.3.1 Điều khiển tốc độ với bộ điều khiển là khâu tỷ lệ 76

4.3.2 Điều khiển lưu lượng 79

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83

HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI: 84

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Chương 2: Xây dựng cấu hình hệ thống

Bảng 2- 1: Chức năng các chân vào ra của biến tần 18

Bảng 2- 2: Các tham số cài đặt cho biến tần M440 20

Chương 3: Xây dựng chương trình điều khiển Bảng 3- 1 Biến hình thức đầu vào của khối SFB41 49

Bảng 3- 2: Biến hình thức đầu ra khối SFB41 51

Bảng 3- 3: Thông số cài đặt cho SFB48 53

Bảng 3- 4: Mã lỗi của khối SFB48 54

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Chương 1: Tổng qua về hệ thống cân định lượng

Hình 1- 1: Cấu tạo hệ cân liên tục 10

Hình 1- 2: Bàn cân 10

Hình 1- 3: Sơ đồ nguyên lý hệ cân băng 13

Hình 1- 4 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển cân định lượng 15

Chương 2: Xây dựng cấu hình hệ thống Hình 2- 1: Sơ đồ khối hệ thống 16

Hình 2- 2: Mô hình hệ thống băng tải 16

Hình 2- 3: Động cơ kéo băng tải 17

Hình 2- 4: Biến tần M440 18

Hình 2- 5: Sơ đồ nguyên lý của biến tần M440 19

Hình 2- 6: Cấu tạo của encoder 23

Hình 2- 7: Cấu tạo của loadcell 24

Hình 2- 8: Bộ khuếch đại loadcell 25

Hình 2- 9: Sơ đồ khối của đối tượng điều khiển 25

Hình 2- 10: PLC S7-300 27

Hình 2- 11: Vòng quét chương trình 31

Hình 2- 12: Sơ đồ nguyên lý kết nối kênh vào ra số 33

Hình 2- 13: Sơ đồ nguyên lý kết nối kênh vào ra analog 34

Hình 2- 14: Sơ đồ kết nối hệ thống 40

Chương 3: Xây dựng chương trình điều khiển Hình 3- 1: Sơ đồ cấu trúc chương trình 42

Hình 3- 2: Cấu trúc của khối FB41 45

Hình 3- 3: Cấu trúc luật điều khiển 46

Hình 3- 4: Cấu trúc hàm FB41 trong SIMATIC S7 48

Hình 3- 5: Cấu trúc của khối hàm SFB48 trong SIMATIC S7 53

Hình 3- 6: Cấu trúc hàm FC105 trong SIMATIC S7 55

Hình 3- 7: Thiết lập cấu hình cứng cho trạm PLC 57

Hình 3- 8: Chương trình PLC 62

Hình 3- 9: Cửa sổ làm việc phần mềm WINCC 63

Hình 3- 10: Tạo thiết bị kết nối 63

Hình 3- 11: Chọn kết nối MPI 64

Hình 3- 12: Chọn tên kết nối 64

Hình 3- 13: Tạo tag nội 65

Hình 3- 14: Tạo một nhóm tag mới 65

Hình 3- 15: Điền tên của nhóm tag 66

Hình 3- 16: Tạo tag liên kết với PLC 66

Hình 3- 17: Tag liên kết tới PLC 67

Hình 3- 18: Cửa sổ làm việc Graphics Designer 67

Hình 3- 19: Các công cụ hỗ trợ 68

Hình 3- 20: Giao diện Graphics Designer sau khi hoàn thành 68

Chương 4: Khảo sát hệ thống Hình 4- 1: Sơ đồ cấu trúc chương trình 70

Hình 4- 2: Chương trình thực nghiệm 71

Hình 4- 3: Đường đặc tính của đối tượng 72

Hình 4- 4: Cấu trúc vòng điều khiển tốc độ 73

Hình 4- 5: Đáp ứng đầu ra của vòng điều khiển tốc độ 74

Hình 4- 6: Cấu trúc đối tượng điều khiển mới 75

Hình 4- 7: Đáp ứng đầu ra của hệ thống 75

Hình 4- 8: Sơ đồ cấu trúc chương trình 76

Hình 4- 9: Chương trình điều khiển tốc độ 78

Hình 4- 10: Kết quả trên WinC 78

Hình 4- 11: Sơ đồ cấu trúc chương trình 79

Hình 4- 12: Chương trình điều khiển lưu lượng Error! Bookmark not defined Hình 4- 13: Giao diện giám sát trên WinCC 80

Hình 4- 14: Kết quả đầu ra bộ điều khiển lưu lượng 81

Hình 4- 15: Bộ điều khiển PLC S7-300 82

Hình 4- 16: Mô hình hệ thống cân băng định lượng 82

LỜI NÓI ĐẦU

Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, ngày nay các hệ thống băng tải được sử dụng rộng rãi trong các dây chuyển sản xuất, các nhà máy khu chế xuất, nhà máy xi măng, trạm trộn bê tông, các nhà máy chế biến thức ăn gia súc, các nhà máy chế biến thực phẩm

Băng tải không chỉ đóng vai trò vận chuyển nguyên vật liệu, thành phẩm mà còn đóng vai trò là các hệ thống cân, đo, đếm trong các hệ thống điều khiển liên tục

Hệ thống cân băng định lượng là một trong những khâu quan trọng giúp cho nhà máy hoạt động một cách liên tục Cân băng định lượng là một khâu trong dây

chuyền công nghệ nhằm cung cấp chính xác lượng nguyên liệu cần thiết cho nhà máy, lượng nguyên liệu này đã được người lập trình cài đặt một giá trị trước Khi

mà lượng nguyện liêu trên băng tải ít đi thì đòi hỏi phải tăng tốc động cơ lên để băng tải chuyển động nhanh hơn nhằm cung cấp đủ lượng nguên liệu cần thiết Ngược lại khi lượng nguyên liệu trên băng tải vận chuyển với lưu lượng nhiều thì các thiết bị tự động sẽ tự động điều khiển cho động cơ quay với tốc độ chậm lại phù hợp với yêu cầu

Với sự hiểu biết của bản thân về công nghệ và những kiến thức đã học được với mong muốn giúp đỡ các em học sinh có them cái nhìn tổng quan hơn về hệ thống điều khiển, cùng với sự khuyến khích của thầy Nguyễn Văn Hòa, tôi đã mạnh

dạn thực hiện đề tài: Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển quá trình cân định lượng

Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp thực nghiệm

Trọng tâm của đề tài là nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống điều khiển quá trình cân định lượng sử dụng bộ điều khiển PLC S7-300 của hãng SIEMENS và ứng dụng hàm điều khiển FB41 tích hợp

Trong quá trình làm luận văn, đựơc sự giúp đỡ của thầy giáo –TS Nguyễn Văn Hòa cũng như một số thầy giáo trong Viện đào tạo sau đại học, Viện điện Bản luận văn này đã hoàn thành được 5 nội dung chính sau:

Chương 1 Tổng quan về hệ thống cân định lượng

- Tìm hiểu về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của các hệ thống cân định lượng

Chương 2 Xây dựng cấu hình hệ thống

- Xây dựng cấu hình băng chuyền

- Lựa chọn thiết bị điều khiển

Chương 3 Xây dựng chương trình điều khiển

- Phân tích hệ thống, xây dựng chương trình điều khiển trên PLC và giao diện điều khiển giám sát trên máy tính

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG CHUYỂN LIỆU RỜI

3 Load cell (đo mật độ liệu trên băng tải)

4 Encoder (đo tốc độ băng tải)

Trong đó: v là vận tốc chuyển động của băng tải (m/s);

ql là mật độ liệu trên băng tải (kg/m);

Lhd = Lg/2 (1-2)

Lhd là chiều dài hiệu dụng của lớp liệu (m)

Lg là tổng chiều dài lớp lớp liệu giữa 2 con lăn giới hạn (m)

Mật độ liệu trên băng được tính toán như sau:

ql = QB/Lhd (1-3)

ql là mật độ liệu trên băng (kg/m)

QB là khối lượng liệu trên băng đo được bằng loadcell (kg)

Lưu lượng vận chuyển được tính theo công thức sau:

Bộ điều khiển xác định trọng lượng của liệu nhờ trừ bì tự động các phân đoạn băng tải

 Nguyên lý của quá trình trừ bì như sau: Băng tải phải được chia thành các

phân đoạn và xác định, trọng lượng của các phân đoạn này khi không có liệu trên băng Trọng lượng của mỗi đoạn băng được ghi vào bộ nhớ Khi vận hành bình thường cân băng tải, trọng lượng của vật liệu trên mỗi phân đoạn được xác định bằng cách lấy trọng lượng đo được trên đoạn đó trừ đi trọng lượng băng tải tương ứng đã ghi trong bộ nhớ Điều này đảm bảo cân chính xác trọng lượng liệu ngay cả khi dùng băng tải có độ dày không đều trên

chiều dài của nó

1.1.3 Tính lưu lượng bằng phương pháp thực nghiệm:

Phương pháp thực nghiệm được thực hiện trên hệ thống bằng cách như sau: Gọi Qđ là lưu lượng trên băng đo được bằng loadcell và encoder

q là lưu lượng thực tế vận chuyển trên băng

Rõ ràng ta thấy q = k.Qd (kg/s) (1-5)

Hay  2

1

.

2

1

t

t t

Ta có: 2

1

t

t

l dt q

Qd là đo được, ta xác định 2

1

t

t

d dt q Q

1.2 HỆ THỐNG CÂN ĐỊNH LƯỢNG

1.2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cân định lượng.

Hệ thống cân định lượng bảo đảm giá trị lưu lượng liệu cần thiết vận chuyển trên băng tải

Để đo được chính xác khối lượng vật liệu trên băng tải phải đo được 2 thông số: mật độ liệu trên băng ql và tốc độ chuyển động của băng tải v Để điều chỉnh lưu lượng liệu trên băng có thể điều chỉnh ql hoặc v Trong thực thế thường điều chỉnh vận tốc v của băng tải

Sơ đồ hệ thống cân băng tải được mô tả như trên hình 1-3

Hình 1- 3: Sơ đồ nguyên lý hệ cân băng

Vật liệu rắn được tháo ra từ thùng chứa XILO xuống băng tải BC Bề dày của vật liệu trên băng tải thường được trải đều bằng cách điều chỉnh cửa ra của liệu ở đáy XILO để đảm bảo mức chịu tải của băng tải là không thay đổi Lưu lượng vật liệu có thể đạt được thông qua việc điều chỉnh tốc độ quay của động cơ

Giá trị lưu lượng vật liệu vận chuyển trên băng tải được xác định dựa trên tín hiệu đo độ dày lớp liệu trên băng tải được phát ra từ hệ thống đo bao gồm loadcell L

và bộ biến đổi BBD và tín hiệu đo tốc độ chuyển động của băng tải được phát ra từ encoder PG

Bộ điều khiển khả trình PLC được sử dụng để điều khiển quá trình cân định lượng bảo đảm lưu lượng liệu cần thiết bằng cách thay đổi tốc độ quay băng tải của động cơ thông qua bộ biến tần BT

PLC thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Đọc tín hiệu trọng lượng từ BBĐ hay còn gọi là bộ chuẩn hóa tín hiệu từ cảm biến trọng lượng qua bộ ADC vào vùng nhớ đệm;

- Đọc tín tốc độ của băng tải từ Encoder PG bằng bộ đếm tốc độ cao tích hợp trên PLC;

- Xác định lưu lượng thực vận chuyển trên băng tải;

- Giao tiếp với máy tính MT để trao đổi thông tin, nhận các giá trị mong muốn từ máy tính, gửi các giá trị vận hành lên máy tính;

- Thực hiện thuật toán điều khiển;

- Gửi tín hiệu điều khiển tốc độ đến biến tần BT

Máy tính MT được cài đặt chương trình giám sát điều khiển và được đặt tại phòng điều khiển, đây là nơi đề người vận hành thực hiện các thao tác điều khiển lên hệ thống cân băng định lượng Thiết bị được dùng có thể là máy tính hoặc các màn hình cảm ứng (HMI) Các thống số của quá trình sản xuất như tốc độ băng tải, lưu lượng vật liệu, các giá trị hiện thời và các giá trị đặt Máy tính MT được kết nối thẳng đến PLC, qua cáp truyền PC/MPI

1.2.2 Sơ đồ khối cấu trúc của hệ thống điều khiển cân định lượng

Hệ thống điều khiển cân định lượng là một hệ thống điều khiển tầng gồm 2 mạch vòng :

Mạch vòng trong là mạch vòng điều khiển tốc độ của băng tải và mạch vòng ngoài là mạch vòng điều khiển lưu lượng vận chuyển trên băng tải

Sơ đồ khối của hệ thống được mô tả như trên hình 1-4

Hình 1- 4 : Sơ đồ khối hệ thống điều khiển cân định lượng

Trong đó:

- q0 là tín hiệu lưu lượng cần thiết vận chuyển bằng băng tải;

- Rq là thiết bị điều khiển lưu lượng liệu;

- Rv là thiết bị điều khiển tốc độ băng tải;

- ĐT là đối tượng điều khiển bao gồm biến tần BT, động cơ ĐC, băng tải BC và encoder PG đo tốc độ băng tải

- ql là tín hiệu mật độ liệu trên bằng tỷ lệ với tín hiệu của loadcell L

Bộ nhân để xác định tín hiệu lưu lượng vận chuyển q = v.ql

Chương 2: XÂY DỰNG CẤU HÌNH HỆ THỐNG

Sơ đồ khối của hệ thống cân định lượng được mô tả như trên hình 2-1

- Chiều dài L = 2m, bền rộng mặt băng tải 30cm

- Chiều dài bàn cân 1m

- Con lăn băng tải có đường kính D = 60mm

Để quay băng tải sử dụng động cơ không đồng bộ xoay chiều 3 pha rô to lồng sóc và biến tần thay đổi tốc độ quay của động cơ Để đo mật độ liệu trên băng tải sử dụng bàn cân đặt lên loadcell Tốc động chuyển động của băng tải được đo bằng encoder

Hình 2- 3: Động cơ kéo băng tải

- Biến tần: Dùng biến tần M440 hãng SIMENS

Nhận tín hiệu điều khiển 0~ 10V từ bộ điều khiển đến và điều khiển động cơ quay với tốc độ có thể thay đổi được

Điện áp vào 3 pha 400V- 50Hz

Điện áp ra lớn nhất 3 pha 380V

Công suất P = 0,75kW

Tín hiệu điều khiển 0 ~ 10V ứng với tần số ra 0 đến tần số max đƣợc đặt ở P1000 = 2 (tham khảo bảng các tham số cài đặt cho biến tần)

Vị trí các đầu nối điện vào ra của biến tần M440 đƣợc mô tả nhƣ trên hình 2-4

Hình 2- 4: Biến tần M440 Bảng 2- 1: Chức năng các chân vào ra của biến tần

Sơ đồ cấu trúc các khối bên trong của biến tần M440 đƣợc mô tả nhƣ hình 2-5

Hình 2- 5: Sơ đồ nguyên lý của biến tần M440

Bảng 2- 2: Các tham số cài đặt cho biến tần M440

P0003

Mức truy nhập của người sử dụng

- Mức cơ bản: Cho phép truy nhập tới thông số thông thường

- Mở rộng: Ví dụ truy cập tới các chức năng I/O

- Chuyên gia: Chỉ dành cho chuyên gia

- Điện áp định mức ghi trên nhãn động cơ (V)

- Điện áp định mức ghi trên nhãn động cơ phải được kiểm tra,

từ đó biết được cấu hình mạch Y/ để đảm bảo phù hợp với cách nối mạch trên bảng đầu nối của động cơ

P0305 Dòng điện định mức của động cơ (A) – dòng điện ghi trên nhãn

của động cơ

P0307 Công suất định mức của động cơ (kW/hp)

P0308 Hệ số công suất (Cos) định mức của động cơ

- Nếu cài đặt là 0, giá trị được tự động tính toán

P0309 Hiệu suất định mức của động cơ (%)

- Nếu cài đặt là 0, giá trị được tự động tính toán

P0310 Tần số định mức động cơ (Hz)

- Số đôi cực được tự động tính toán lại nếu thông số thay đổi

P0311

Tốc độ định mức động cơ (v/ph)

- Nếu cài đặt là 0, giá trị được tự động tính toán

- Cần phải nhập thông số trong trường hợp điều khiển vectơ mạch kín, điều khiển V/f với FCC và để bù độ trượt

P0320

Dòng từ hóa động cơ

Dòng điện từ hóa đọng cơ tính theo % P0305

Với P0320 = 0, dòng từ hóa động cơ được tính toán sử dụng P0340 = 1 hoặc sử dụng P3900 = 1 - 3 và được hiển thị trong thông số r0331

P0335

Chọn chế độ làm mát động cơ

- Làm mát tự nhiên: Sử dụng trục gá quạt gắn với động cơ

- Làm mát cưỡng bức: Sử dụng quạt làm mát cấp nguồn riêng

- Làm mát tự nhiên là quạt bên trong

- Làm mát cưỡng bức và quạt bên trong

- USS trên đường truyền BOP

- USS trên đường truyền COM (các đầu nối 29 và 30)

- CB trên đường truyền COM (CB = môđun truyền thông)

4 USS trên đường truyền BOP

5 USS trên đường truyền COM

6 Không dùng

7 Điểm đặt tương tự 2 + Điểm đặt tương tự 2

P1080

Tần số nhỏ nhất cho động cơ (Hz)

Đặt tần số động cơ nhỏ nhất tại đó động cơ sẽ chạy mà không tính đến tần số điểm đặt Giá trị cài đặt ở đây có tác dụng cho cả quay thuận và ngược

P1082

Tần số lớn nhất cho động cơ (Hz)

Đặt tần số động cơ lớn nhất tại đó động cơ sẽ chạy mà không tính đến tần số điểm đặt Giá trị cài đặt ở đây có tác dụng cho cả quay thuận và ngược

P1120

Thời gian tăng tốc (s)

Thời gian tăng tốc là thời gian để động cơ tăng tốc từ điểm dừng đến điểm có tần số lớn nhất khi không dùng cách tăng tốc có dạng đường cong Nếu thời gian tăng tốc được đặt quá nhỏ, điều này có thể làm xuất hiện cảnh báo A0501

P1121

Thời gian giảm tốc (s)

Thời gian giảm tốc là thời gian để động cơ giảm tốc từ điểm tần

số lớn nhất đến điểm dừng khi không dùng cách giảm tốc có dạng đường cong Nếu thời gian giảm tốc được đặt quá nhỏ, điều này có thể làm xuất hiện cảnh báo A0501

2.1.3 Bộ đo tốc độ băng tải Encoder

Encoder dùng để đo tốc độ quay của con lăn băng tải Dùng loại có sẵn trên thị trường

Điện áp 24VDC

Độ phân giải 100 xung/ 1 vòng

Điện áp ra 24Vpp

Nối đồng trục với con lăn băng tải, tần số phát ra lớn nhất là:

FEmax = (1420:5:60)*100 = 473(Hz) Encoder được mô tả như trên hình 2-6:

Hình 2- 6: Cấu tạo của encoder

Ánh sáng được phát ra từ nguồn phát và chiếu thẳng đến cảm biến quang qua một đĩa quay có khoan sẵn các lỗ để ánh sáng có thể xuyên qua Đĩa quay được gắn lên trục và nối ra ngoài, số lượng lỗ khoan trên đĩa chính là độ phân giải của encoder Khi đĩa quay, các lỗ khoan trên đĩa sẽ cắt ngang tia sáng làm xuất hiện ở đầu ra của cảm biến quang các xung điện ứng với các lỗ khoan trên đĩa quay Các xung này được khuếch đại lên nhiều lần trước khi đưa ra ngoài

2.1.4 Đo mật độ liệu trên băng

Loadcell đƣợc sử dụng để đo mật độ liệu trên băng, toàn bộ trọng lƣợng của liệu, bàn cân tác động lên loadcell, tín hiệu của loadcell đƣợc đƣa đến bộ khuếch đại BBD khuếch đại tín hiệu lên trong khoảng 0-10v Tín hiệu điện áp ra tỷ lệ với mật

độ liệu trên băng tải

 Loadcell (L)

Loadcell hoạt động dựa trên nguyên lý cầu điện trở, trong đó giá trị điện trở của các nhánh cầu thay đổi bởi ngoại lực tác động lên Loadcell Sơ đồ nguyên lý của loadcell đƣợc mô tả nhƣ hình 2-7

Nếu ta cung cấp cho cầu một điện áp Un = const thì ta thu đƣợc một tín hiệu

Ur tỷ lệ với lực tác động lên Loadcell Khi cầu cân bằng thì Ur - 0, khi có lực tác động thì giá trị Ur đƣợc tính theo công thức sau:

R

R Un

- R là giá trị điện trở ban đầu của mỗi nhánh cầu

- R là điện trở thay đổi khi có lực tác động

Hình 2- 7: Cấu tạo của loadcell

Vì tín hiệu ra của Loadcell là rất bé nên chúng ta cần khuếch đại lên nhiều lần trước khi đưa vào bộ chuyển đổi A/D của PLC

Thông số kỹ thuật: Loadcell Zemic

- Tải trọng 20kg

- Độ nhạy 2mV/V

- Điện áp hoạt động 5V

 Bộ khuếch đại loadcell (BBD)

Bộ khuếch đại loadcell có chức năng khuếch đạ tín hiệu điện áp ra của loadcell cỡ

mV thành tín hiệu điện áp lớn hơn nhiều lần, khoảng 0~10V, hoặc dòng điện 4 ~ 20mA

Hình 2-8 mô tả sơn đồ nguyên lý của một mạch khuếch đại loadcell dùng chíp khuếch đại chuyên dụng INA122

Hình 2- 8: Bộ khuếch đại loadcell

Bộ khuếch đại loadcell model RW-ST01A

Nguồn cấp 24VDC

Output : 0-10V

2.1.5 Sơ đồ cấu trúc của đối tượng

Như vậy đối tượng điều khiển có một tín hiệu vào điều khiển là điện áp 0-10v

và hai tín hiệu ra: Tốc độ chuyển động của băng chuyển là tần số 0-500Hz và mật

độ liệu trên băng chuyền là điện áp 0-10v

Sơ đồ khối của đối tượng được mô tả như hình 2-9

Hình 2- 9: Sơ đồ khối của đối tượng điều khiển

2.2 BỘ ĐIỀU KHIỂN CÂN BĂNG PLC S7-300.

2.2.1 Tổng quan:

PLC (Programble Logic Control) là một thiết bị điều khiển sử dụng bộ nhớ có thể lập trình, bộ nhớ này sẽ lưu giữ các cấu trúc lệnh để thực hiện các chức năng điều khiển

CPU là module có chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ thời gian, bộ đếm, cổng truyền thông (RS 485) và có thể còn có một vài cổng vào ra số Các cổng vào/ra số có trên module CPU được gọi là cổng vào/ra onboard

Các modul CPU khác nhau về hình dạng chức năng, vận tốc xử lý lệnh Loại 312IFM, 314IFM không có thẻ nhớ, loại 312IFM, 313 không có pin EPROM, loại 315-2DP, 316-2DP, 318-2 có cổng truyền thông DP

Bố trí đèn báo trạng thái và các cổng truyền thông của PLCS7300 được mô tả như trên hình 2-10

Ý nghĩa của các đèn báo trên CPU

- SF sáng đỏ báo lỗi phần cứng hay phần mềm

- BATF sáng đỏ báo lỗi pin nuôi

- DC5V sáng xanh lá cây báo nguồn 5V bình thường

- FRCE sáng vàng force request tích cực

- RUN sáng xanh lá cây báo CPU đang chạy, chớp sáng lúc start-up, 1Hz; mode HALT, 0,5Hz

- STOP sáng vàng khi CPU dừng hay HALT hay start-up, chớp khi memory reset request

- BUSF sáng đỏ báo lỗi phần cứng hay phần mềm ở giao diện PROFIBUS

Khoá mode có 4 chế độ:

- RUN-P chế độ lập trình và chạy

- RUN chế độ chạy chương trình

- STOP ngừng chạy chương trình

- MRES reset bộ nhớ

Thẻ nhớ có dung lượng từ 16KB đến 4MB, chứa chương trình từ PLC chuyển qua và chuyển chương trình ngược trở lại cho CPU

Pin nuôi giúp lưu chương trình và dữ liệu khi bị mất điện (pin có thể nuôI tối đa1 năm), ngoài ra còn nuôi cả đồng hồ thời gian thực Với loại CPU không có pin nuôi thì cũng có một phần vùng nhớ được duy trì

Thông qua cổng truyền thông MPI (Multi Point Interface) có thể nối: máy tính lập trình, màn hình OP (Operator panel), các PLC có cổng MPI (S7-200, S7-300, M7-300, S7-400, C7-6xx, ) vận tốc truyền đến 187,5kbs (12Mbps với CPU 318-2, 10,2kbps với S7-200) Cổng Profibus DP nối các thiết bị trên theo mạng Profibus với tốc độ truyền lên đến 12Mbps

PLC S7-300 CPU313C được mô tả như hình 2-10

Hình 2- 10: PLC S7-300

Các vùng nhớ của PLC

Vùng nhớ chương trình: (load memory) chứa các chương trình người dùng

(không chứa địa chỉ ký hiệu và chú thích) có thể là RAM hay EEPROM trong CPU hay trên thẻ nhớ

Vùng nhớ làm việc (working memory) chính là RAM, chứa chương trình do

vùng nhớ chương trình chuyển qua; chỉ các phần chương trình cần thiết mới được

chuyển qua, phần nào không cần thì ở lại vùng nhớ chương trình, ví dụ như block header, data block

Vùng nhớ hệ thống;(system memory) phục vụ cho chương trình người dùng,

bao gồm time, counter, vùng nhớ dữ liệu M, bộ nhớ đệm xuất nhập…

Trên CPU 312IFM và 314 IFM vùng nhớ chương trình là RAM và EEPROM; các CPU khác có pin nuôi, và vùng nhớ chương trình là RAM và thẻ nhớ Khi mất nguồn hay ở chế độ MRES thì RAM sẽ bị xoá Một số vùng nhớ của RAM (time, counter, vùng nhớ M, khối dữ liệu…) có thể có khai báo là lưu giữ (retentive) bằng phần mềm để chuyển các vùng này sang bộ nhớ lưu giữ (NVRAM non volative) dù không có pin nuôi kích thước cụ thể loại CPU

2.2.2 Module mở rộng

Các loại module mở rộng được chia thành 5 loại chính:

1) PS (Power supply): Module nguồn nuôi Có 3 loại 2A, 5A và 10A

2) MS (Signal module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, bao gồm:

a) DI (Digital input): Module mở rộng các cổng vào số Số các cổng vào số mở

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

b) DO (Digital output): Module mở rộng các cổng ra số Số các cổng ra số mở

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

c) DI/DO (Digital input/Digital output): Module mở rộng các cổng vào/ra số

Số các cổng vào ra mở rộng có thể 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tuỳ thuộc vào từng loại module

d) AI (Analog input): Module mở rộng các cổng vào tương tự Về bản chất

chúng chính là những bộ chuyển đổi tượng tự 12 bist (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tự được chuyển thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bit Số các cổng vào tương tự có thể 2, 4 hoặc 8 tuỳ từng loại module

e) AI (Analog input): Module mở rộng các cổng ra tương tự Chúng chính là

những bộ chuyển đổi số tương tự (DA) Số các cổng ra tương tự có thể là 4 hoặc nhiều hơn tuỳ từng loại module

f) AI/AO (Analog input/Analog output): Module mở rộng các cổng vào/ra

tương tự Số các cổng vào tương tự có thể là 4 vào/2 ra, hoặc 4 vào/4 ra tuỳ từng loại module

3) IM (Interface module): Module ghép nối Đây là loại module chuyên dụng có

nhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và được quản lý chung bởi một module CPU Thông thường các module mở rộng được gá

liền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack Trên mỗi một rack chỉ có thể gá được

nhiều nhất 8 module mở rộng (không kể module CPU, module nguồn nuôi) Một module CPU S7 – 300 có thể làm việc trực tiếp được với nhiều nhất 4 rack và các rack này phải được nối với nhau bằng module IM

4) FM (Function module): Module có chức năng điều khiển riêng, ví dụ như module

điều khiển động cơ bước, module điều khiển động cơ servo, module PID, module điều khiển vòng kín,

5) CP (Communication module): Module phục vụ truyền thông trong mạng giữa các

PLC với nhau hoặc giữa PLC với máy tính

2.2.3 Cấu trúc bộ nhớ của CPU

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

- Vùng chứa chương trình ứng dụng Vùng nhớ chương trình được chia thành 3 miền:

a) OB (Organisation Block): Miền chứa chương trình tổ chức

b) FC (Function): Miền chứa chương trình con

c) FB (Function Block): Miền chứa 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 tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân chia thành 7 miền khác nhau, bao gồm:

a) I (Process image input): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số Trước khi

bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ chúng trong vùng nhớ I

b) Q (Process image output): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng ra số Kết thúc

giai đoạn thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số

c) 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)

d) T: Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao gồm việc lưu trữ giá trị thời gian đặt trước (PV–Preset Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV–Current Value), cũng như giá trị logic đầu ra của bộ thời gian

e) C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm (Counter) bao gồm việc lưu trữ giá trị đặt trước (PV–Preset Value), giá trị đếm tức thời (CV–Current Value) và giá trị

logic đầu ra của bộ đếm

g) PI: Miền địa chỉ cổng vào của các module tương tự (I/O External Input)

Các giá trị tương tự tại cổng vào của module tương tự sẽ được module đọc và chuyển tự động theo những địa chỉ

h) PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự (I/O External Output)

Các giá trị theo những địa chỉ này sẽ được module 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) hoặc theo từng từ kép (PQD)

- Vùng chứa các khối dữ liệu, được chia thành 2 loại:

a) DB (Data Block): Miền chứa các dữ liệu được tổ chức thành khối Kích

thước cũng như số lượng khối do người sử dụng quy định, phù hợp với từng bài toán điều khiển Chương trình có thể truy nhập miền này theo từng bit (DBX), byte (DBB), từ (DBW) hoặc từ kép (DBD)

b) L (Local data block): Miền dữ liệu địa phương, được cỏc khối chương trỡnh

OB, FC, FB tổ chức và sử dụng cho cỏc biến nhỏp tức thời và trao đổi dữ liệu của biến hỡnh thức với những khối chương trỡnh đó gọi nú

2.2.4 Vũng quột chương trỡnh

PLC thực hiện chương trỡnh theo chu trỡnh lặp Mỗi vũng lặp được gọi là vũng

quột (scan) Mỗi vũng quột được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ cỏc cổng

vào số tới vựng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trỡnh Trong từng vũng quột, chương trỡnh được thực hiện từ lệnh đầu tiờn đến lệnh kết thỳc của khối OB1 (Block End) Sau giai đoạn thực hiện chương trỡnh là giai đoạn chuyển cỏc nội dung của bộ đệm ảo Q tới cỏc cổng ra số Vũng quột được kết thỳc bằng giai đoạn truyền thụng nội bộ và kiểm lỗi (hỡnh 2-11)

Chuyển dữ liệu từ vùng đệm ảo Q tới cổng ra

Truyền thông và kiểm tra nội bộ

Thực hiện ch-ơng trình

Chuyển dữ liệu từ cổng vào tới vùng đệm ảo I

Hỡnh 2- 11: Vũng quột chương trỡnh Chỳ ý rằng, bộ đệm I và Q khụng liờn quan tới cỏc cổng vào/ra tương tự nờn

cỏc lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cỏc cổng vật lý chứ khụng thụng qua bộ đệm

Thời gian cần thiết để PLC thực hiện được một vũng quột gọi là thời gian vũng quột (Scan time) Thời gian vũng quột khụng cố định, tức là khụng phải vũng quột

nào cũng được thực hiện trong một khoảng thời gian như nhau Cú vũng quột được thực hiện lõu, cú vũng quột được thực hiện nhanh tuỳ thuộc vào số lệnh trong

chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu được truyền thông trong vòng quét đó

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 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 đệm 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 khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt, để thực hiện trực tiếp với cổng vào/ra

2.2.5 Đặc tính kỹ thuật PLC CPU313C

CPU 313C là một dòng PLC tích hợp của hãng SIMEMS, bao gồm bộ điều khiển, các đầu vào ra số, các đầu vào ra tương tự và các đầu vào tốc độ cao

CPU313C tích hợp 24 đầu vào số DC24V, 16 đầu ra số DC24V, 4 đầu vào analog 12bit, 1 đầu vào cảm biến nhiệt độ PT100, 2 đầu ra analog 12bit

Một vài thông số cơ bản:

- Điện áp 24VDC

- Đầu vào số 24 mức logic 24VDC

- Đầu ra số 16 tín hiệu ra DC

- Đầu vào analog 5x12bit

- Đầu ra analog 2x12bit

- Bộ nhớ tích hợp 32kB

- Thẻ nhớ gắn ngoài MMC

- Số lƣợng bộ đếm 256, giá trị đếm 0-999

- Số lƣợng bộ định thời 256

Sơ đồ cấu trúc bên trong bộ đệm vào ra số của CPU313C nhƣ hình 2-12

Hình 2- 12: Sơ đồ nguyên lý kết nối kênh vào ra số

Sơ đồ cấu trúc bên trong bộ đệm vào ra analog của CPU313C nhƣ hình 2-13

Hình 2- 13: Sơ đồ nguyên lý kết nối kênh vào ra analog

2.3 MÁY TÍNH GIÁM SÁT

Sử dụng máy tính kết nối truyền thông với PLC, sử dụng phần mềm WINCC để giám sát và điều khiển hệ thống cân

Cấu hình PC yêu cầu:

- Main Bo mạch chủ H81 Chipset Intel, Có cổng HDMI

- Chíp Intel® Core™ i3-4160 Processor (3M Cache, 3.60 GHz)

Nhiệm vụ của control center :

- Lập cấu hình hoàn chỉnh

- Hướng dẫn giới thiệu việc lập cấu hình

- Thích ứng việc ấn định, gọi và lưu trữ các dự án (project)

- Quản lý các project

- Quản lý phiên bản

- Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình

- Điều khiển và đặt cấu hình cho các hình vẽ, cấu trúc hệ thống

- Thiết lập việc cài đặt toàn cục

- Đặt cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt

- Tạo và soạn thảo các tham khảo đan chéo

- Phản hồi tài liêu

- Báo cáo trạng thái hệ thống

- Thiết lập hệ thống đích

- Chuyển giữa runtime và cấu hình

Kiểm tra chế độ mô phỏng, trợ giúp các thao tác để đặt cấu hình dữ liệu bao gồm: dịch hình vẽ, mô phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập thông báo

- Phân hệ báo cáo ( Report Designer): báo cáo trạng thái hệ thống

 Soạn thảo ( Editor)

Editor dùng soạn thảo và điều khiển một Project hoàn chỉnh Các bộ soạn thảo trong Control center gồm:

- Alarm Logging ( báo động): nhận các thông báo từ các quá trình để

chuẩn bị hiển thị , hồi đáp và lưu trữ các thông báo này

- User Addministrator ( quản lý người dùng): cho phép các nhóm và người

điều khiển truy nhập

- Text Library ( thư viện văn bản): chứa các văn bản tùy thuộc ngôn ngữ

do người dùng tao ra

- Report Designer ( báo cáo): cung cấp hệ thống báo cáo được tích hợp có

thể sử dụng để báo cáo dữ liệu, các giá trị, thông báo hiện hành và đã lưu trữ,

hệ thống tài liệu của chính người sử dụng

- Global Scrips ( viết chương trình): cho phép tạo các dự án động tùy

thuộc vào từng yêu cầu đặc biệt Bộ soạn thảo này cho phép tạo các hàm và thao tác có thể được sử dụng trong một hay nhiều dự ántùy theo kiểu của chúng

- Tag logging (hiển thị giá trị xử lý): xử lý các giá trị đo lường và lưu trữ

chúng trong một thời gian dài

- Graphic Designer ( thiết kế đồ họa) cung cấp đến màn hình hiển thị và

kết nối đến các quá trình

 Các thành phần của Project trong Control center

Computer : dùng để quản lý tất cả các máy tính có thể truy nhập dự án hiện có Có thể đặt cấu hình cho mỗi máy tính riêng biệt

Các thuộc tính của Computer

Server: Máy tính trung tâm để lưu trữ dữ liệu và quản lý dữ liệu toàn cục trong hệ thống Wincc

Client : Cũng được định nghĩa như một trạm làm việc ( Work Station )

Control Center được tải từng máy tính loại này Thành phần này có nhiều mục con như : Các bộ điều khiển truyền thông để quản lý các biến quá trình, các tags nội, các kết nối logic và các nhóm biến

Các bộ điều khiển truyền thông: Bộ điều khiển truyền thông là giao diện kết nối giữa một hệ thống PLC và Wincc Hệ thống Wincc chứa các bộ điều khiển truyền thông ( liên kết động) trong DLL với các thông tin về:

+ Điều kiện tiên quyết cần để xử lý các Tag quá trình băng PLC

+ Các thủ tục chung để kết nối với tag ngoài

+ Giới thiệu cấu hình đặc biệt của kênh DLL

Wincc hỗ trợ nhiều hãng với chuẩn khác nhau như Modbus Protocol

Suite.chn, Mitsubushi FX.chn, Profibus DP.chn, Simatic S7 Protocol Suite.chn, Simatic S5 Ethernet TF.chn

 Khối kênh

Một kênh trong Wincc được thực hiện như một Window DLL và được liên

kết động với hệ thống Mỗi kênh trong Wincc thực hiện việc truy nhập các kiểu tham số kết nối đặc biệt với các nghi thức đặc biệt chẳng hạn kênh Simatic S5 Ethernet TF hỗ trợ việc truy nhập Simatic S5 với TF Protocol

Một kênh DLL có thể hỗ trợ nhiều khối kênh của một kiểu ví dụ kênh DLL

của Simatic S5 Ethernet TF được điều khiển với khối SINECT –H1 (CP1413) cững như với khối SINECT-L2 (CP5412) tại cùng một thời điểm

Quản lý dữ liệu của Wincc đòi hỏi các giá trị lúc Run time từ PLC ở xa thông qua kết nối logic Khối kênh sẽ được thực hiện các bước truyền thông cần thiết để đáp ứng yêu cầu về các giá trị quá trình bằng kết nối kênh đặc biệt,

do đó quy định các giá trị quy trình cho quản lý dữ liệu Wincc Dữ liệu đọc vào được lưu trữ như ảnh quá trình trong ram máy tính Tất cả quá trình Wincc đều truy nhập ảnh quá trình này Các kết nối logic, các nhóm tag và các tags cũng có thể được ấn định vào một khối kênh

 Kết nối

Một kết nối logic mô tả giao diện giữa hệ thống tự động quản lý và quản lý

dữ liệu trong Wincc Quản lý dữ liệu của máy Server đảm trách việc cung cấp các tags với các giá trị quá trình khi run time Quản lý dữ liệu cung cấp các giá trị quá trình đến các tags nội bộ của chúng cũng như các tags của máy client

tương ứng Quản lý dữ liệu chuyển các tags được truy cập đến kết nối logic của chúng vì thế đến được kênh thích hợp Các kênh sẽ thực hiện các bước truyền thông cần thiết bằng tuyến quá trình theo cách tối ưu nhất Bằng cách này việc giảm thiểu chuyển dữ liệu là cần thiết trên tuyến quá trình để gán giá trị cho các tags

 Biến ( tag)

Tag Wicc dùng để truy nhập các giá trị quá trình Trong một Project

chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất Kết nối logic sẽ được gán với biến Wincc Kết nối này sẽ xác định kênh nào sẽ chuyển giao giá trị quá trình cho các biến

Các biến được lưu trữ trong cở sở dữ liệu của project Khi một chế độ của

Wincc khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp các cấu trúc run time tương ứng được thiết lập Mỗi biến được lưu trữ quản lý trong một dữ liệu chuẩn

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

lý dữ liệu bên trong Wicc sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống (network) Các biến nội dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày, giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập nhật liên tục Hơn nữa các biến nộ còn cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để truyền thông cho cùng quá trình theo cách tập chung

và tối ưu

- Biến quá trình: Trong hệ thông Wincc biến ngoài cũng được hiểu là tag

quá trình Các biến quá trình liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tinvề địa chỉ của các hệ thống PLC khác nhau Các biến ngoài chứa một mục tổng quát các thông tin về tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn tả phụ thuộc vào 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 với nhau

Mỗi nhóm biến đƣợc gán với một khối kênh Một kênh có thể chứa nhiều

nhóm biến

- Các kiểu dữ liệu: Kiểu dữ liệu độc lập với biến Một kiểu dữ liệu nào đó cũng có thể chuyển đổi thành kiểu khác bằng cách điều chỉnh lại dạng

Các kiểu dữ liệu:

+ 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 8 bit có dấu

+ Unsigned 16- Bit value: kiểu 8 bit không dấu

+ Signed 32- Bit value: kiểu 8 bit có dấu

+ Unsigned 32- Bit value: kiểu 8 bit không dấu

+ Floating point number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bít tuân theo chuẩn IEEE 754

+ Floating point number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bít tuân theo chuẩn IEEE 754

+ Text Tag 8 bit character set : kiểu kí tự 8 bit

+ Text Tag 16 bit character set : kiểu kí tự 16 bit

+ Raw data type: kiểu dữ liệu thô

2.4 SƠ ĐỒ KẾT NỐI HỆ THỐNG

Sơ đồ kết nối hệ thống đƣợc mô tả nhƣ hình 2-14

Hình 2- 14: Sơ đồ kết nối hệ thống