Khóa luận sẽ nghiên cứu và phát triển các phần mềm điều khiển cho các mô-đun PLC phục vụ đào tạo. Mục tiêu của khóa luận đó là nghiêu cứu, phát triển các phần mềm giám sát, điều khiển hiệu quả, đáp ứng nhu cầu dạy và học trong nhà trường. Mời các bạn cùng tham khảo.
Trang 1Đ I H C QU C GIA HÀ N IẠ Ọ Ố Ộ
TRƯỜNG Đ I H C CÔNG NGHẠ Ọ Ệ
Nguy n Quang Tâmễ
XÂY D NG PH N M M ĐO LỰ Ầ Ề ƯỜNG VÀ ĐI U KHI NỀ Ể
V I PLCS71200 K T N I V I PH N M M WINCCỚ Ế Ố Ớ Ầ Ề
Ngành: Công ngh k thu t C đi n t ệ ỹ ậ ơ ệ ử
TÓM T T KHÓA LU N T T NGHI PẮ Ậ Ố Ệ
Trang 2Hà N i – 2017ộ
Trang 3M Đ UỞ Ầ
Tính c p thi t c a đ tàiấ ế ủ ề
N n công nghi p th gi i đang trên đà phát tri n ngày càngề ệ ế ớ ể cao, trong đó v n đ đi u khi n t đ ng luôn là m i quan tâmấ ề ề ể ự ộ ố hàng đ u trong các ng d ng khoa h c s n xu t. Nó đòi h i sầ ứ ụ ọ ả ấ ỏ ự chính xác, tính tiêu chu n và kh năng x lý nhanh m c hoànẩ ả ử ở ứ
h o, ch nh v y m i đáp ng đả ỉ ư ậ ớ ứ ược nhu c u ngày càng gia tăngầ
c a xã h i.ủ ộ
T các h th ng máy tính to l n c ng k nh và ph c t p, cácừ ệ ố ớ ồ ề ứ ạ nhà khoa h c không ng ng c i ti n và hoàn thành c ph n c ngọ ừ ả ế ả ầ ứ
l n ph n m m đ đáp ng các yêu c u trong công nghi p v i cácẫ ầ ề ể ứ ầ ệ ớ
s n ph m g n nh , ti n d ng, đ linh ho t cao, giá thành r Tả ẩ ọ ẹ ệ ụ ộ ạ ẻ ừ
đó b l p trình PLC độ ậ ược ra đ i. Cùng v i đó là các ph n m mờ ớ ầ ề
đi u khi n và giám sát h th ng t đ ng cũng đề ể ệ ố ự ộ ược phát tri nể
nh m tăng tính tằ ương tác gi a ngữ ười dùng và h th ng t đ ng,ệ ố ự ộ giúp cho quá trình đi u khi n đề ể ược th c hi n d dàng. ự ệ ễ
T nh ng yêu c u c p thi t v vi c phát tri n ph n m mừ ữ ầ ấ ế ề ệ ể ầ ề
đi u khi n và giám sát h th ng PLC, khóa lu n s nghiên c u vàề ể ệ ố ậ ẽ ứ phát tri n các ph n m m đi u khi n cho các môđun PLC ph c vể ầ ề ề ể ụ ụ đào t o. M c tiêu c a khóa lu n đó là nghiêu c u, phát tri n cácạ ụ ủ ậ ứ ể
ph n m m giám sát, đi u khi n hi u qu , đáp ng nhu c u d y vàầ ề ề ể ệ ả ứ ầ ạ
h c trong nhà trọ ường
Ý nghĩa khoa h c và th c ti nọ ự ễ
Ý nghĩa khoa h c: ọ Khóa lu n mang tính nghiên c u và thi tậ ứ ế
k ph n m m và chế ầ ề ương trình đi u khi n t i u cho các b ngề ể ố ư ộ ứ
3
Trang 4d ng PLC ph c v đào t o.ụ ụ ụ ạ
Ý nghĩa th c ti n: ự ễ Góp ph n phát tri n, khai thác tính năngầ ể
c a b thí nghi m PLCESIE đ đem nh ng ng d ng đó vào bàiủ ộ ệ ể ữ ứ ụ toán th c t ự ế
Đ i v i sinh viên: ố ớ Vi c nghiên c u tìm tòi ki n th c giúpệ ứ ế ứ cho sinh viên áp d ng nh ng ki n th c đã h c vào th c t , đ ngụ ữ ế ứ ọ ự ế ồ
th i tích lũy kinh nghi m nghiên c u và h c t p v ng vàng h nờ ệ ứ ọ ậ ữ ơ sau khi t t nghiêp ra trố ường.
Đ i tố ượng, phương pháp nghiên c uứ
Đ i t ố ượ ng nghiên c u: ứ B thí nghi m PLCE SIE v i lõi làộ ệ ớ
b đi u khi n logic kh trình PLC S71200 c a hãng EDIBON.ộ ề ể ả ủ
Ph ươ ng pháp nghiên c u: ứ s d ng phử ụ ương pháp nghiên c uứ thông qua các tài li u, m ng internet, các k t qu nghiên c u trongệ ạ ế ả ứ
và ngoài nước đ hoàn thi n các n i dung yêu c u c a khóa lu n.ể ệ ộ ầ ủ ậ
N i dung nghiên c uộ ứ
Khóa lu n này t p trung tìm hi u lý thuy t liên quan, thi tậ ậ ể ế ế
k thu t toán, l p trình cho PLC S71200, vi t giao di n đi uế ậ ậ ế ệ ề khi n và giám sát trên máy tính cho m t s mô hình đi u khi nể ộ ố ề ể
nh đi u khi n h th ng chi u sáng, h th ng hàn, đèn giaoư ề ể ệ ố ế ệ ố thông
Trang 5CHƯƠNG 1. GI I THI U V PLC S7 – 1200 VÀ BỚ Ệ Ề Ộ
THÍ NGHI M PLCE – SIEỆ
Năm 2009, hãng SIEMENS đã cho ra dòng s n ph m S7 –ả ẩ
1200 v i nh ng tính năng n i tr i. PLC S7 – 1200 là m t dòng c aớ ữ ổ ộ ộ ủ
b đi u khi n có th ki m soát nhi u ng d ng t đ ng hóa.ộ ề ể ể ể ề ứ ụ ự ộ Thi t k nh g n, chi phí th p, có nh ng t p l nh t i u cho phépế ế ỏ ọ ấ ữ ậ ệ ố ư chúng ta có nh ng gi i pháp hoàn h o h n cho các ng d ng sữ ả ả ơ ứ ụ ử
d ng v i S7 – 1200. B x lý trung tâm c a S7 – 1200 đụ ớ ộ ử ủ ược k tế
h p t m t b vi x lý, ngu n đi n tích h p, các m ch đ u vào vàợ ừ ộ ộ ử ồ ệ ợ ạ ầ
đ u ra trong m t kh i nh g n đ t o ra m t PLC m nh m CPUầ ộ ố ỏ ọ ể ạ ộ ạ ẽ
ch a các bi n logic c n thi t đ ki m soát các thi t b trong ngứ ế ầ ế ể ể ế ị ứ
d ng, giám sát các đ u vào và s thay đ i c a đ u ra theo logicụ ầ ự ổ ủ ầ
c a ngủ ườ ử ụi s d ng bao g m các bi n logic, các b đ m, b đ nhồ ế ộ ế ộ ị
th i, các toán t ph c t p và giao ti p truy n thông gi a các thi tờ ử ứ ạ ế ề ữ ế
b thông minh khác.ị
5
Trang 61. B ph n ngu n.ộ ậ ồ
2. Các b ph n k t n i dâyộ ậ ế ố
và người dùng có th tháoể
được (phía sau các n pắ
che) Khe c m th nhắ ẻ ớ
n m dằ ưới n p che phíaắ
trên
3. Các LED tr ng thái choạ
các I/O tích h pợ
4. Bộ ph n k t n iậ ế ố
PROFINET (phía dướ i
CPU)
Hình 1.1. C u t o c a CPU ấ ạ ủ
B thí nghi m PLCE–SIE là môđun đào t o PLC độ ệ ạ ược thi tế
k b i EDIBON. Nó cho phép ngế ở ườ ử ụi s d ng tìm hi u nh ng v nể ữ ấ
đ c b n v l p trình logic mà không c n n n t ng v ki n th cề ơ ả ề ậ ầ ề ả ề ế ứ hay kinh nghi m. PLCE – SIE là m t môđun PLC v i nh ng đ uệ ộ ớ ữ ầ vào và đ u ra, công t c, nút b m, chi t áp, …ầ ắ ấ ế
Trang 7B thí nghi m này cung c p choộ ệ ấ
ngườ ử ụi s d ng các thi t b th c hànhế ị ự
c n thi t, thông qua đó, ngầ ế ườ ử ụ i s d ng
s hi u làm th nào đ m t PLC ho tẽ ể ế ể ộ ạ
đ ng và cách l p trình m t ng d ngộ ậ ộ ứ ụ
PLC đ có nh ng ch c năng theo yêuể ữ ứ
c u.ầ
PLCE – SIE cũng có th để ượ ử c s
d ng đ làm vi c cùng v i m t s môụ ể ệ ớ ộ ố
đun khác. Nh ng môđun này đữ ược mô
ph ng mô hình c a các ng d ng th cỏ ủ ứ ụ ự
t và có th đế ể ược đi u khi n b i m tề ể ở ộ
PLC nh h th ng thang máy, hư ệ ố ệ
th ng đèn giao thông, máy gi t…ố ặ
Chúng được phát tri n đ c bi t đ k tể ặ ệ ể ế
n i, làm vi c v i PLCE SIE.ố ệ ớ
Hình 1.5. B thí nghi m ộ ệ PLCE – SIE
CHƯƠNG 2. PH N M M TIA PORTAL V13Ầ Ề
Ph n m m dùng đ l p trình cho PLC S71200 là TIA Portal.ầ ề ể ậ TIA Portal là ph n m m c s tích h p t t c các ph n m m l pầ ề ơ ở ợ ấ ả ầ ề ậ trình cho các h th ng t đ ng hóa và truy n đ ng đi n. Ph nệ ố ự ộ ề ộ ệ ầ
m m tích h p các s n ph m SIMATIC khác nhau trong m t ph nề ợ ả ẩ ộ ầ 7
Trang 8m m ng d ng; ví d , Simatic Step 7 V13 đ l p trình các b đi uề ứ ụ ụ ể ậ ộ ề khi n Simatic. Simatic WinCC V13 đ c u hình các màn hình HMIể ể ấ
và ch y SCADA trên máy tính, giúp tăng năng su t và hi u quạ ấ ệ ả làm vi c.ệ
Hình 2.1. Giao di n ph n m m TIA Portal ệ ầ ề
TIA Portal giúp cho các ph n m m này chia s cùng m t cầ ề ẻ ộ ơ
s dở ữ
li u,ệ
t oạ nên sự
th ngố
nh tấ trong giao
di nệ
và tính toàn v n cho ng d ng. ẹ ứ ụ T t c các b đ u khi n PLC, mànấ ả ộ ề ể hình HMI, các b truy n đ ng c a Siemens đ u độ ề ộ ủ ề ượ ậc l p trình,
c u hình trên TIA ấ portal. Vi c này giúp gi m th i gian, công s cệ ả ờ ứ trong vi c thi t l p truy n thông gi a các thi t b này.ệ ế ậ ề ữ ế ị
Hai ph n m m quan ầ ề tr ngọ trong TIA Portal là Simatic Step 7
và Simatic WinCC
CHƯƠNG 3. GIÁM SÁT VÀ ĐI U KHI N S D NGỀ Ể Ử Ụ
PLCE – SIE
T i chạ ương này, khóa lu n s gi i thi u 10 môđun môậ ẽ ớ ệ
ph ng các h th ng đỏ ệ ố ược đi u khi n và ki m soát b i PLC:ề ể ể ở
Trang 9Đi u khi n lò ph n ng hóa h c (N – PLCE – CR)ề ể ả ứ ọ
Đi u khi n h th ng chi u sáng (N – PLCE – CTI)ề ể ệ ố ế
Đi u khi n h th ng hàn (N – PLCE – CTRA)ề ể ệ ố
Đi u khi n h th ng d p n i (N – PLCE – MA)ề ể ệ ố ậ ổ
Đi u khi n máy bán nề ể ướ ự ộc t đ ng (N – PLCE – MBC)
Đi u khi n h th ng phân lo i th t đ ng ( N – PLCE –ề ể ệ ố ạ ư ự ộ MCC)
Đi u khi n h th ng d p t đ ng (N – PLCE – PAE)ề ể ệ ố ậ ự ộ
Đi u khi n h th ng đóng chai và dán nhãn (N – PLCE ề ể ệ ố PELE)
Đi u khi n h th ng b m b ch a (N – PLCE – PLLT)ề ể ệ ố ơ ể ứ
Đi u khi n h th ng đèn giao thông (N – PLCE – CST)ề ể ệ ố
M i môđun mô ph ng đỗ ỏ ược ch rõ d li u đ u vào, đ u raỉ ữ ệ ầ ầ
c a b đi u khi n, l u đ thu t toán đi u khi n chủ ộ ề ể ư ồ ậ ề ể ương trình và
mô ph ng giao di n đi u khi n, giám sát h th ng cho môđun. ỏ ệ ề ể ệ ố
9
Trang 10K T LU NẾ Ậ
Sau th i gian ti n hành nghiên c u và th c hi n khóa lu nờ ế ứ ự ệ ậ
t t nghi p v i tên đ tài ố ệ ớ ề “Xây d ng ph n m m đo l ự ầ ề ườ ng và đi u ề khi n v i PLCS71200 k t n i v i ph n m m WinCC”, ể ớ ế ố ớ ầ ề em đã đ tạ
được nh ng k t qu sau:ữ ế ả
Tìm hi u c u t o, nguyên lý ho t đ ng và l p trình PLCể ấ ạ ạ ộ ậ theo ngôn ng b c thang.ữ ậ
Tìm hi u b thí nghi m PLCSIE v i lõi là PLC S7–1200ể ộ ệ ớ
c a hãng Siemens và vi t chủ ế ương trình đi u khi n PLCề ể cho 10 môđun thí nghi m.ệ
Tìm hi u và vi t chể ế ương trình đi u khi n và giám sát choề ể
10 môđun thí nghi m s d ng ph n m m WinCC.ệ ử ụ ầ ề
Qua khóa lu n ậ “Xây d ng ph n m m đo l ự ầ ề ườ ng và đi u ề khi n v i PLCS71200 k t n i v i ph n m m WinCC” ể ớ ế ố ớ ầ ề em đã có thêm được ki n th c v c u t o và nguyên lý ho t đ ng c a bế ứ ề ấ ạ ạ ộ ủ ộ thi t b PLC – SIE nói chung và CPU S7 – 1200 nói riêng. Cùng v iế ị ớ
đó là các ki n th c v nguyên lý, c u t o và cách ho t đ ng c aế ứ ề ấ ạ ạ ộ ủ
m t s mô hình thi t b nh mô hình đóng chai, máy d p n i, máyộ ố ế ị ư ậ ổ phân lo i th … T nh ng ki n th c mà em đã tích lũy đạ ư ừ ữ ế ứ ược trong
su t quá trình h c và th i gian làm khóa lu n, em nghĩ mình s làmố ọ ờ ậ ẽ
t t công vi c th c t sau này.ố ệ ự ế