Điều khiển và giám sát mô hình lò nhiệt độ sử dụng PLC S7-300

Thuyết Minh Đồ án Tốt nghiệp - Điều Khiển và giám sát mô hình lò nhiệt độ sử dụng PLC S7-300

Mục lục

Lời nói đầu 4

Chương I : Giới thiệu module điều khiển nhiệt độ DMS – DIDALAB RÉF 3778 5

Giới thiệu chung 5

I Cấu tạo 6

1 Bộ Điều Khiển Analog 6

1.1 Đặc điểm chung 6

1.2 Điện áp đặt 7

1.3 Bộ so sánh 7

1.4 Bộ hiệu chỉnh PID 8

1.4.1 Bộ hiệu chỉnh tỉ lệ : 9

1.4.2 Bộ hiệu chỉnh tích phân 10

1.4.3 Bộ hiệu chỉnh vi phân 10

1.4.4 Tổng các tín hiệu điều chỉnh 11

2 Công suất 11

2.1 Điều khiển công suất 11

2.2 Đo lường công suất 12

3 Lò nhiệt 13

4 Cảm biến nhiệt và màn hình hiển thị 13

4.1 Cảm biến điện trở với hệ số nhiệt độ dương PT100 13

4.2 Cặp nhiệt điện 14

4.3 Màn hình hiển thị 14

II Chức năng các đầu vào ra 14

1 Đầu vào 14

2 Đầu ra 14

III Nguyên tắc điều khiển analog 14

IV Phân tích đánh giá kết quả 14

Chương II : Giới thiệu tính năng điều khiển và giám sát bằng PLC S7-300 và OP270 15

I Tổng quan về PLC 15

1 Bộ xử lý trung tâm CPU 15

2 Bộ nhớ: 15

3 Khối vào ra 15

II Giới thiệu S7-300 16

1 Giới thiệu chung về S7-300 16

2 Đặc điểm : 16

3 Các Module của PLC S7-300 16

3.1 Module CPU 17

3.2 Module mở rộng 17

3.2.1.PS (Power Supply)………

3.2.2.SM (Signal Module) 17

4 Giới thiệu module PID mềm của S7-300 18

4.1 Bộ điều khiển PID kinh điển 18

4.2 Ứng dụng và chức năng của bộ PID 19

4.3 PID với PLC S7-300 - PID mềm 19

4.3.1 Những module PID mềm có trong Step7 19

4.3.2 Điều khiển liên tục với FB41 “CONT_C” 20

III Giới thiệu về Protool 26

1.Các object của Protool 26

1.1 Màn hình 26

1.2 Tags 28

1.2.1 Tính chất của Tag: 28

1.2.2 Thiết lập cấu hình cho Tag có các bước sau: 29

2 Hàm và cách sử dụng hàm trong Protool 30

3.Các phần tử điều khiển 32

4.Phím hàm 33

5 Các phần tử hiển thị 33

IV Panel OP 270 6” 34

1 Cấu tạo của OP270 34

2 Chức năng của OP270 6” 35

3 Kết nối OP270 với PC 36

4 Kết nối giữa OP270 và PLC 36

5 Kết nối giữa OP270 và thiết bị ngoại vi 37

V Lập trình và kết nối dữ liệu giữa OP270 và PLC 38

1 Màn hình giao diện 38

2 Tạo nút nhấn thoát khỏi chương trình: 42

3 Tạo nút nhấn chuyển đổi qua lại giữa các màn hình làm việc 42

4 Controllers 44

5 Tags 44

6 Mô phỏng OP270 trên PC 45

7 Lưu lại file vừa mô phỏng: 47

8 Kiểm tra Project trên OP: 47

Chương III: Điều khiển và giám sát nhiệt độ qua module PID mềm của S7-300 48

I Sơ đồ cấu trúc phần cứng của mô hình điều khiển và giám sát module lò nhiệt độ dùng s7-300 48

II Thực hiện thiết kế mô hình 50

1 Kết nối phần cứng hệ thống: 51

2 Thiết lập cấu hình, lập trình và download chương trình cho PLC S7-300 51

2.1 Thiết lập cấu hình cho PLC S7-300: 51

2.2 Lập trình cho S7-300: 52

3 Thiết kế giao diện và download cho OP270: 59

3.1 Thiết kế giao diện: 59

3.1.1.Mục đích thiết kế: 59

3.1.2.Yêu cầu thiết kế: 59

3.1.3 Tiến hành thiết kế: 61

3.1.4 Khả năng mở rộng: 63

4 Vận hành và giám sát hệ thống: 63

4.1 Vận hành hệ thống: 63

4.2 Giám sát hệ thống 65

5 Kiểm tra và xử lý lỗi 67

5.1 Lỗi phần cứng: 67

5.2 Lỗi lập trình: 67

III Xác định thông số bộ điều khiển PID cho lò nhiệt độ 68

1 Mô hình thu thập dữ liệu: 68

1.1 Phương pháp: 68

1.2 Tiến hành thu thập dữ liệu: 69

2 Xử lý dữ liệu 72

3 Hiệu chỉnh các thông số 73

Kết luận và hướng phát triển đề tài 75

Tài liệu tham khảo 76

Phụ lục 80

Phụ lục 1: Các khối chương trình 77

Khối OB1 77

Khối FC1 82

Khối FC2 83

Khối FC3 83

Khối FC4 85

Khối FC5 85

Phụ lục 2: Các khối dữ liệu và biến 87

Bảng 1: Khối FB41 87

Bảng 2: Khối bảng biến VAR_1 87

Bảng 3: Bảng Symbol 88

Phụ lục 3: Hàm chuyển đổi tỉ lệ giá trị FC105 (Scale) 90

Phụ lục 4: Hàm không đổi tỉ lệ giá trị FC106 (Unscale) 92

Lời nói đầu

Chương I : Giới thiệu module điều khiển nhiệt độ

DMS – DIDALAB RÉF 3778

Giới thiệu chung

Module điều khiển nhiệt độ DMS – DIDALAB là một thiết bị dùng trong phòng thínghiệm được dùng để thực hành các bài thí nghiệm đơn giản như :

- Xác định đặc tính lò nhiệt

+ Trạng thái động

+ Trạng thái tĩnh

- Nghiên cứu bộ điều chỉnh PID

+ Đo lường hệ số khuếch đại tối đa của hàm tỉ lệ

+ Đo lường hằng số thời gian tối thiểu của hàm vi phân

+ Đo lường hằng số thời gian tối đa của hàm vi phân

- Xác định hàm truyền đạt phần công suất

- Khảo sát quá trình điều khiển nhiệt độ

Đây là một mô hình lò nhiệt gọn nhẹ và dễ sử dụng, có các đầu vào ra và rất dễ kếtnối với các thiết bị khác

PT100-3PT100-2

Đặc điểm :

Nhiệt độ tối đa sử dụng : 200oC

Nhiệt độ giới hạn : 240oC

Công suất lớn nhất : 60W

Điện áp ra của các cảm biến nhiệt độ : 20mV/oC (4V ứng với 200oC)

Điện áp điều khiển : 0 – 4V

Gọi αi là hệ số của chiết áp 0<α αi<α1, ta có :

Vd = 10 9

11 2 9

r d

Thiết bị điều khiển cung cấp một công suất Pf cho lò nhiệt, công suất này tỉ lệ vớiđiện áp điều khiển Ecom Để thực hiện được nguyên tắc điều khiển này, người ta dùng bộhacheur

Sơ đồ nguyên lý và giản đồ thời gian của bộ hacheur như sau :

Công suất trung bình trên nhiệt điện trở cung cấp cho lò nhiệt là :

Pf = E10com Val

Rf

Với Val là giá trị điện áp nguồn cung cấp cho lò nhiệt, Val = 30V

2.2 Đo lường công suất

Sơ đồ khối mạch đo lường công suất

Bộ so sánh

Bộ khuêch đại

Điện trở nhiệt của lò

Công suất đo lường được thực hiện nhờ mạch nhân giữa điện áp trên điện trở nhiệtvới điện áp trên điện trở shunt (0.5Ω) Bằng cách chọn các điện trở thích hợp, ta được) Bằng cách chọn các điện trở thích hợp, ta đượcphương trình điện áp sau bộ nhân là : S = Pf/15, hay cứ 1V điện áp sau bộ nhân tươngứng với Pf = 15V.

3 Lò nhiệt

Mô hình lò nhiệt được cấu tạo bởi một điện trở nhiệt đặt trong một hộp nhôm Ởmặt dưới của hộp nhôm này người ta đặt nhiều cảm biến nhiệt độ khác nhau Một quạtthông gió đặt bên ngoài mô hình lò nhiệt để tạo ra tổn thất trong quá trình ổn định nhiệt,đồng thời tăng tốc làm nguội giữa hai lần thí nghiệm Nguồn nuôi cho quạt thông gió từ

5 – 15V

4 Cảm biến nhiệt và màn hình hiển thị

Trên lò nhiệt có 5 cảm biến nhiệt với 3 loại khác nhau :

4.1 Cảm biến điện trở với hệ số nhiệt độ dương PT100

Biểu thức quan hệ của điện trở dò bằng Platine với nhiệt độ là :

Rt = R0(1 + KT

Trong đó : R0 là nhiệt độ của cảm biến ở 00C

K là hệ số nhiệt độ, K = 0,385 đối với Platine

T là nhiệt độ tại thời điểm t

4.2 Cặp nhiệt điện

Cảm biến điện trở với hệ số nhiệt độ âm CNT

+ A11-

X1

X2Y

1

Y2

- A12+

Biểu thức quan hệ của điện trở theo nhiệt độ là :

R = R1.eB(1/T-1/T1)

Trong đó R và R1 là các điện trở tương ứng ở nhiệt độ T và T1

B là hệ số phụ thuộc vào vật liệu chế tạo

III Nguyên tắc điều khiển analog

Điều khiển điện áp cấp vào chân Vcom (0÷4V) ; các hệ số của bộ PID được điềuchỉnh thông qua 3 núm điều khiển gồm núm điều khiển Kp, Ki, Kd (0 – 100%)

IV Phân tích đánh giá kết quả

Khi sử dụng module điều khiển nhiệt độ tùy vào việc chọn lựa các thông số PID vàđiện áp cấp cho Vcom mà ta thấy quá trình đáp ứng nhiệt độ của lò là nhanh hay chậm.Quá trình làm giảm nhiệt độ của lò hoàn toàn phụ thuộc vào môi trường, để quá trìnhnày diễn ra nhanh hơn thì ta phải sử dụng thêm một chiếc quạt làm mát với điện áp cấpcho nó là 15V Do quán tính nhiệt nên nhiệt độ của lò nhiệt sẽ vượt qua nhiệt độ đặt mộtkhoảng 3 – 5

Chương II : Giới thiệu tính năng điều khiển và giám sát

bằng PLC S7-300 và OP270

I Tổng quan về PLC

Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic Control), viết tắt làPLC là loại thiết bị cho phép điều khiển linh hoạt các thuật toán điều khiển số thôngqua một ngôn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật toán đó bằng mạch số

Để có thể thực hiện được một chương trình điều khiển, PLC phải có tính năng nhưmột máy tính, nghĩa là phải có một bộ xử lý (CPU), một hệ điều hành, bộ nhớ để lưuchương trình điều khiển, dữ liệu và các cổng vào/ra để giao tiếp được với đối tượngđiều khiển và trao đổi thông tin với môi trường xung quanh Bên cạnh đó nhằmphục vụ bài toán điều khiển số, PLC còn phải thêm các khối chức năng đặc biệtnhư : Bộ đếm (Counter), Bộ thời gian (Timer)

1 Bộ xử lý trung tâm CPU

CPU là hạt nhân của PLC, nó thực hiện các phép tính Logic, số học và thựchiện điều khiển toàn bộ hoạt động của hệ thống

Bộ xử lý gọi các lệnh từ bộ nhớ để thực hiện một cách tuần tự, theo chương trình nó

xử lý các thông tin đầu vào và chuyển kết quả xử lý đến đầu ra Trên thực tế mọiPLC thế hệ mới đều dựa trên kỹ thuật vi xử lý Một số PLC còn sử dụng thêm các

bộ xử lý chuyên dụng để điều khiển các chức năng phức tạp như các phép tính toánhọc hay bộ điều chỉnh PID

- Bộ nhớ ảnh vào (I/O image table)

- Bộ nhớ số liệu (Data memory)

- Bộ nhớ chương trình (User program memory)

3 Khối vào ra

Khối vào ra của PLC thực hiện công việc ghép nối các thiết bị công nghiệpcông suất lớn với mạch điện tử công suất nhỏ, chứa và thực hiện chương trình điềukhiển Phần lớn các PLC thực hiện với điện áp trong từ 5V – 15V, trong khi điện áp

từ tín hiệu vào có thể lớn hơn rất nhiều

Một tiêu chuẩn đề ra đối với tất cả các kênh I/O là phải được cách ly với hệ xử

lý tín hiệu đắt tiền bằng việc sử dụng mạch optoilator trên các module vào ra

Ở các PLC cỡ nhỏ có các đầu vào ra trên cùng một khối với CPU thì các đầu vàocũng như các đầu ra thường cùng một loại để kinh tế hơn cho nhà sản xuất

II Giới thiệu S7-300

1 Giới thiệu chung về S7-300

Simatic S7 là loại PLC dùng để điều khiển các hệ thống công nghiệp

S7-300 rất thuận tiện cho hệ thống có nhiều dây nối, cho các nhiệm vụ khác nhau, ví

CPU của S7-300 có 5 loại, tùy thuộc nhiệm vụ cụ thể mà chọn cho thích hợp

CPU312 IFM, CPU313, CPU314, CPU315, CPU315-2DP

- Các Bus nối tích hợp phía sau các Module

- Có thể nối mạng Multipoint Interface (MPI), Profibus hoặc Industrial Ethernet

- Thiết bị lập trình trung tâm có thể truy cập đến các Module

- Không hạn chế rãnh

- Cài đặt cấu hình và thông số với công cụ trợ giúp “HW-Config

3 Các Module của PLC S7-300

3.1 Module CPU

Module CPU là module chứa bộ vi xử lý, hệ điều hành, bộ nhớ, các bộ định thì,

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 như CPU314IFM

Trong họ PLC S7-300 có nhiều loại module CPU khác nhau Nói chung chúng đượcđặt tên theo bộ vi xử lý có trong nó như module CPU312, module CPU314, moduleCPU315…

3.2 Module mở rộng

3.2.1 PS (Power Supply): Module nguồn nuôi, có 3 loại 2A, 5A và 10A

3.2.2 SM (Signal Module): Module mở rộng cổng tín hiệu vào/ra, gồm có:

- DI (Digital Input): Module mở rộng các cổng vào số với số lượng cổng có

thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module Gồm 24VDC và 120/230V AC

- DO (Digital Output): Module mở rộng các cổng ra số với số lượng cổng có

thể là 8, 16 hoặc 32 tùy theo từng loại module Gồm 24VDC và ngắt điện từ

- DI/DO (Digital Input/Digital Out): Module mở rộng các cổng vào/ra số với

số lượng cổng có thể là 8 vào/8 ra hoặc 16 vào/16 ra tùy theo từng loại module

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

chúng là những bộ chuyển đổi tương tự số 12 bits (AD), tức là mỗi tín hiệu tương tựđược chuyển đổi thành một tín hiệu số (nguyên) có độ dài 12 bits Số các cổng vào

tương tự có thể là 2, 4 hoặc 8 tùy theo loại module Tín hiệu vào có thể là áp, dòng,điện trở.

- AO (Anolog Output): Module mở rộng các cổng ra tương tự Chúng là

những bộ chuyển đổi số tương tự 12 bits (DA) Số các cổng ra tương tự có thể là 2,

4 hoặc 8 tùy theo loại module Tín hiệu ra có thể là áp hoặc dòng

- AI/AO (Analog Input/Analog Output): Module mở rộng các cổng vào/ra

tương tự Số các cổng tương tự có thể là 4 vào/2 ra hoặc 4 vào/4 ra tùy theo từngloại

module

- IM (Interface Module): Module ghép nối Đây là loại module chuyên dụng cónhiệm vụ nối từng nhóm các module mở rộng lại với nhau thành một khối và đượcquản lý chung bởi một module CPU Thông thường các module mở rộng được gáliền với nhau trên một thanh đỡ gọi là rack (hình 2.3) Trên mỗi thanh rack chỉ cóthể gá tối đa 8 module mở rộng (không kể module CPU, nguồn nuôi) Một moduleCPU S7-300 có thể làm việc trực tiếp với nhiều nhất 4 racks và các racks này phảiđược nối với nhau bằng module IM (xem hình)

Sơ đồ phân bố các racks

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

module điều khiển động cơ servo, module điều khiển động cơ bước, module PID,module điều khiển vòng kín, Module đếm, định vị, điều khiển hồi tiếp

- CP (Communication Module): Module phục vụ truyền thông trong mạng (MPI,PROFIBUS, Industrial Ethernet) giữa các PLC với nhau hoặc giữa PLC với máytính.

4 Giới thiệu module PID mềm của S7-300

4.1 Bộ điều khiển PID kinh điển

Bộ điều khiển PID được coi là bộ điều khiển lý tưởng đối với các đối tượng có

mô hình liên tục chính xác Bộ PID thực sự là bộ điều khiển động mà việc thay đổicác tham số của bộ điều khiển có khả năng làm thay đổi đặc tính động và đặc tínhtĩnh của hệ thống điều khiển tự động

Với bộ điều khiển PID người sử dụng có thể dễ dàng tích hợp các luật điềukhiển khác như luật điều khiển tỷ lệ - tích phân (luật PI), luật điều khiển tỷ lệ -viphân (luật PD) Bộ điều khiển PID luôn là một phần tử không thể thay thế đượctrong các quá trình tự động khống chế nhiệt độ, mức, tốc độ…Ngay cả khi lý thuyếtđiều khiển tự động hiện đại được ứng dụng vào việc thiết kế, các bộ điều khiển như

bộ điều khiển mờ, bộ điều khiển nơ ron, bộ điều khiển bền vững thì việc kết hợpgiữa các phương pháp điều khiển hiện đại và bộ điều khiển PID kinh điển vẫn đemlại những hiệu quả bất ngờ mà không bộ điều khiển nào có khả năng đem lại

4.2 Ứng dụng và chức năng của bộ PID

Module mềm PID cho PLC S7-300, S7-400 Module này có thể được sử dụngvới Step7 V5.x (V5.1, V5.2, V5.3, V5.4)

Đây là một module được viết với ngôn ngữ STL trong Step7 với các chức năng sau:

- Start/Stop đối tượng ở hai chế độ cục bộ hoặc từ xa

- Giám sát trạng thái chạy dừng của đối tượng

- Đọc giá trị tương tự từ cảm biến và chuyển đổi thành giá trị quá trình

- Điều khiển PID cho đối tượng

Trong công nghiệp, ta thường gặp bài toán điều khiển đối tượng gồm một hệ thống

có dạng sau:

- Đối tượng: Động cơ, van, bơm…

- Thiết bị điều khiển: Biến tần, bộ điều khiển áp suất khí nén hay thủy lực cấpcho van…

- Cảm biến và bộ điều khiển số nếu muốn điều khiển tự động quá trình

Với một hệ như vậy, nếu ta chỉ vận hành bằng tay, ta cần phải điều khiểnstart/stop và cài đặt giá trị đầu vào bằng tay cho thiết bị điều khiển để điều khiển đốitượng Nếu muốn điều khiển tự động, thì cần có một cảm biến và một bộ điều khiển

số để xuất tín hiệu điều khiển cho thiết bị điều khiển Thông thường là bộ điều khiểnPID

Nếu dùng PLC S7-300/400 và hệ thống có nhiều hệ hoạt động theo mô hình

như trên, có thể dùng module SO_PID_C Module SO_PID_C cung cấp một giải

pháp đơn giản, tin cậy để vận hành các đối tượng Việc vận hành mỗi đối tượng

được thực hiện chỉ với một module SO_PID_C cho phép start/stop, giám sát trạng

thái đối tượng, giám sát quá trình và điều khiển tự động quá trình

4.3 PID với PLC S7-300 - PID mềm

4.3.1 Những module PID mềm có trong Step7

Phần mềm Step 7 cung cấp các module mềm PID để điều khiển các đối tượng

có mô hình liên tục như lò, động cơ, mức… Đầu ra của đối tượng được đưa vào đầuvào của bộ điều khiển qua các cổng vào tương tự của các module vào tương tự củaSimatic S7-300/400 Tín hiệu ra của bộ điều khiển có nhiều dạng và được đưa đếncác cơ cấu chấp hành qua các module vào-ra khác nhau như:

- Qua cổng ra tương tự của module ra tương tự (AO)

- Qua các cổng ra số của module ra số (DO)

- Qua các cổng phát xung ra tốc độ cao

Phụ thuộc vào cơ cấu chấp hành, người sử dụng có thể chọn được module mềmPID tương thích Ba module PID được tích hợp trong phần mềm Step7 phù hợp với

3 kiểu cơ cấu chấp hành nêu trên, đó là:

+ Điều khiển liên tục với module mềm FB41 ( tên hình thức CONT_C)

+ Điều khiển bước với module mềm FB42 ( tên hình thức CONT_S)

+ Điều khiển kiểu phát xung với khối hàm hỗ trợ FB43 (tên hình thức PULSEGEN) Mỗi module mềm PID đều có một khối dữ liệu riêng (DB) để lưu giữ các dữ liệuphục vụ cho chu trình tính toán thực hiện luật điều khiển Các khối hàm FB củamodule mềm PID đều cập nhật được các khối dữ liệu này ở mọi thời điểm

Module mềm FB PULSEGEN được sử dụng kết hợp với module mềm FBCONT_C nhằm tạo ta bộ điều khiển có tín hiệu ra dạng xung tốc độ cao thích ứngvới những cơ cấu chấp hành kiểu tỉ lệ

Một bộ điều khiển PID mềm được hoàn thiện thông qua các khối hàm FB, nhiềuchức năng tạo ra tính linh hoạt cao trong thiết kế Người sử dụng có thể chọn tínhnăng này hay loại bỏ tính năng không cần cho hệ thống Các chức năng cơ bản khác

như xử lí tín hiệu chủ đạo, tín hiệu quá trình và tính toán các biến khác cùng với bộđiều khiển theo thuật điều khiển PID cũng được tích hợp sẵn trong một module điềukhiển mềm.

4.3.2 Điều khiển liên tục với FB41 “CONT_C”

Giới thiệu chung về FB41 “CONT_C”

FB41 “CONT_C” được sử dụng để điều khiển các quá trình kỹ thuật với cácbiến đầu vào và đầu ra tương tự trên cơ sở thiết bị khả trình Simatic Trong khi thiếtlập tham số có thể tích cực hoặc không tích cực một số thành phần chức năng của bộđiều khiển PID cho phù hợp với đối tượng Có thể sử dụng module mềm PID nhưmột bộ điều khiển với tín hiệu chủ đạo đặt cứng hoặc thiết kế một hệ thống điềukhiển nhiều mạch vòng Những chức năng điều khiển được thiết kế trên cơ sở củathuật điều khiển PID của bộ điều khiển mẫu với tín hiệu tương tự.(tham khảo tài liệu[1])

Module mềm PID bao gồm tín hiệu chủ đạo SP_INT, tín hiệu ra của đối tượngPV_PER, tín hiệu giả để mô phỏng tín hiệu ra của đối tượng PV_IN, các biến trunggian trong quá trình thực hiện luật và điều khiển PID như PVPER_ON, P_SEL,I_SEL, D_SEL…

Tín hiệu chủ đạo SP_INT được nhập dưới dạng số thực dấu phảy động

Tín hiệu ra của đối tượng PV_PER thông qua hàm nội của FB41 có tên CRP_IN, tínhiệu ra của đối tượng có thể được nhập dưới dạng số nguyên có dấu hoặc số thựcdấu phảy động Chức năng của CRO_IN là chuyển đổi kiểu biến của PV_PER từdạng số nguyên sang dạng số thực dấu phảy động có giá trị nằm trong khoảng -100% đến 100% theo công thức

Tín hiệu ra của hàm CRP_IN = PV_PERx 100

Chọn luật điều khiển trên module FB41 “CONT_C”

Thuật PID được thiết kế theo kiểu song song của ba thuật điều khiển đơn lẻ: tỷ

lệ (P), tích phân (I), và vi phân (D) Chính vì cấu trúc song song như vậy nên ta cóthể thông qua các tham trị P_SEL, I_SEL, D_SEL mà tích hợp được các thuật điềukhiển khác nhau từ bộ điều khiển mẫu như: Thuật điều khiển P, PI, PID

Cũng có thể đặt giới hạn cho các biến được thiết lập bằng tay nhờ hàm LMNLIMIT.Một bit cờ sẽ có giá trị bằng 1 khi biến vào vượt quá giới hạn giá trị đã chọn HàmLMN_NORM sẽ chuẩn hóa tín hiệu ra của hàm LMNLIMIT.

LMN = (Tín hiệu ra của hàm LMNLIMIT)*LMN_FAC + LMN_OFF

Mặc định LMN_FAC có giá trị bằng 1, còn LMN_OFF có giá trị bằng 0 Các giá trịđặt bằng tay có thể theo một cách biểu diễn riêng Hàm CRP_OUT có chức năngbiến đổi từ kiểu biểu diễn số thực dấu phảy động sang kiểu biểu diễn riêng theocông thức:

LMN_PER = LMN*27648

100

Ngoài ra nhiễu có thể được lọc trước bằng cách đưa qua đầu vào DISV

Khởi động và thông báo lỗi

FB41 “CONT_C” có một chương trình con phục vụ cho việc khởi tạo lại hoàntoàn hệ thống Chương trình này được gọi khi tín hiệu vào COM_RST có giá trịlogic bằng 1

Trong khi khởi tạo, luật điều khiển tích phân được tự động thiết lập với giá trịkhởi tạo I_ITVAL Nếu luật điều khiển này được gọi theo ngắt thời gian, nó sẽ luônluôn làm việc với giá trị này Tất cả các đầu ra khác được gọi là giá trị mặc định

Khối FB41 “CONT_C” không có khả năng tự kiểm tra lỗi bên trong của modulemềm PID Mã báo lỗi RET_VAL không được sử dụng

Tham biến hình thức đầu vào

Khối FB41 “CONT_C” có 26 tham biến hình thức đầu vào như sau:

Tên biến Kiểu dữ

liệu

Phạm vigiới hạn

Giá trị mặcđịnh

Mô tả chức năng

COMPLETE RESTARTKhối có chức năng khởi tạo lại hệthống hoàn toàn khi đầu vào

“complete restart” được thiết lậpgiá trị logic TRUE

MAN_ON BOOL TRUE

MANUAL VALUE ONKhi đầu vào “manual value on”

có giá trị logic TRUE mạch vòngđiều khiển sẽ bị ngắt, các giá trị

sẽ được thiết lập bằng tay

PERIPHERAL ONKhi đọc biến quá trình từ cáccổng vào ra, đầu vào PVPER phảiđược nối với các cổng vào/ra vàđầu vào “process variableperipheral” có giá trị TRUE

Hoạt động của bộ điều khiển PIC

có thể tích cực hoặc không tíchcực từng phần riêng trong thuậtđiều khiển PID Thuật điều khiển

tỷ lệ được kích hoạt khi giá trịlogic TRUE được thiết lập tạicổng vào “proportional action on”

INTERGRAL ACTION ONThuật điều khiển tỷ lệ được kíchhoạt khi giá trị logic TRUE đượcthiết lập tại cổng vào “intergralaction on”

INTERGRAL ACTION HOLDĐầu ra của bộ điều khiển tíchphân có thể bị “đông lạnh” khithiết lập giá trị logic TRUE chođầu vào “intergral action hold”

INITIALIZATION OF THEINTARGRAL ACTION

Đầu ra của bộ điều khiển tichphân có thể được nối vào cổngvào I_ITL_VAL nếu như cổngvào “initialization of the intergralaction on” có giá trị logic TRUE

Hoạt động của bộ điều khiển PID

có thể tích cực hay không tíchcực từng phần riêng trong thuậtđiều khiển PID Thuật điều khiển

vi phân được kích hoạt khi giá trị

logic TRUE được thiết lập tạicổng vào “derivate action on”CYCLE TIME >= 1ms T#1s

SAMPLING TIMEThời gian lấy mẫu là khoảng thờigian không đổi giữa các lần khốiđược cập nhật

SP_INT REAL -100.0…100% hoặc

giá rị vật lý

Đầu vào “internal setpoint” được

sử dụng để thiết lập tín hiệu chủđạo (tín hiệu mẫu)

PV_INT REAL -100.0…100% hoặc

giá rị vật lý 0.0

PROCESS VARIABLE INGiá trị khởi tạo có thể dặt ở đầuvào “process variable on” hoặc từbiến quá trình được biểu diễndưới dạng số thực dấu phảy động

0

PERIPHERALBiến quá trình được nối với CPUthông qua côgnr vào tương tự

MAN REAL -100.0…100% hoặc

giá rị vật lý

0.0 MANUAL VALUECổng vào “manual value” được

sử dụng để đặt giá trị bằng cáchàm giao diện

Đầu vào “proportial gain”

RESET TIMECổng vào “reset time” được sửdụng để thiết lập hằng số thờigian tích phân cho bộ điều khiểntích phân

DERIVATE TIMECổng vào “derivate time” được

sử dụng để thiết lập hằng số thờigian vi phân cho bộ điều khiển viphân

TM_LAG TIME >=CYCLE T#2s

TIME LAG OF DERIVATEACTION

Thời gian tích cực của luật điềukhiển vi phân được chọn thôngqua cổng vào “time lag derivateaction”

DEAD BAND WIDTHMột vùng kém nhạy được sử

DEADB_W REAL >=0.0%

hoặc giá trịvật lý

0.0 dụng để xử lí tín hiệu sai lệch Độ

rộng của vùng kém nhạy được đặtthông qua cổng vào “dead bandwidth”

M…100%

hoặc giá trịvật lý

100.0 MANIPULATED VALUE HIGH

LIMITGiá trị hạn chế trên được thiết lậpthông qua cổng vào “manipulatedvalue high limit”

LMN_LL

M (%)hoặc giá trịvật lý

MANIPULATED VALUE LOWLIMIT

Giá trị hạn chế dưới được thiếtlập bằng tay thông qua cổng vào

“manipulated value low limit”

FACTORBiến quá trình được nhân với mộtlượng bù cho phù hợp với phạm

vi qui định của biến này Hệ sốđược chọn thông qua cổng vào

“process variable factor”

PROCESS VARIABLE OFFSETBiến quá trình được cộng với mộtlượng bù cho phù hợp với phạm

vi qui định của biến này Giá trị

bù được chọn thông qua cổng vào

“process variable factor”

I_ITLVAL REAL -100…

100% hoặcgiá trị vậtlý

0.0 INITIALIZATION VALUE OF

THE INTERGRAL ACTIONGiá trị đầu ra của bộ điều khiểntích phân được thiết lập thôngqua cổng vào “initialization value

of the intergral action”

100% hoặcgiá trị vậtlý

Khi điều khiển hệ thống bằngphương pháp feedforward thì mộtgiá trị bù nhiễu được đặt thôngqua cổng vào distubance variable

Tham biến hình thức đầu ra

Khối FB41 “CONT_C” có 9 tham biến hình thức đầu ra

Tên biến Kiểu dữ

liệu

Mặc định Mô tả

Giá trị ra được thiết lập bằng tay thông quacổng ra “manipulated value”

LMN_PER WORD W#16#000 MANIPULATED VALUE PERIPHERAL

Giá trị đầu ra thiết lập bằng tay theo kiểubiểu diễn phù hợp với các cổng vào/ratương tự được chọn qua cổng ra

“manipulated value peripheral”

QLMN_HLM BOOL FALSE HIGH LIMIT OF MANIPULATED

VALUE REACHEDCổng ra ‘high limit of manipulated valuereached” thông báo giá trị của biến quátrình nhỏ hơn giá trị giới hạn trên

QLMN_LLM BOOL FALSE LOW LIMIT OF MANIPULATED

VALUE REACHEDCổng ra ‘low limit of manipulated valuereached” thông báo giá trị của biến quátrình nhỏ hơn giá trị giới hạn dưới

Tín hiệu ra của bộ điều khiển tỉ lệ đượcxuất qua cổng ra “proportional component”

Tín hiệu ra của bộ điều khiển tích phânđược xuất qua cổng ra “integralcomponent”

Tín hiệu ra của bộ điều khiển vi phân đượcxuất qua cổng ra “derivative component”

Tín hiệu quá trình được xuất qua cổng ra

“process value”

Tín hiệu sai lệch được xuất qua cổng ra

“error value”

III Giới thiệu về Protool

Protool là một phần mềm của Siemen dùng cho các máy tính chạy Win95/98/2000 hoặc NT để tạo màn hình giao diện trao đổi dữ liệu với các PLC họ

Simatic và của nhiều hãng khác Đây là phần mềm chạy thời gian thực, nó có thểđọc hoặc ghi dữ liệu thực một cách dễ dàng Protool cho phép ta:

- Tạo giao diện đồ họa

- Lưu trữ số liệu và tạo thông báo

- Cho phép người sử dụng tạo hàm riêng bằng Basic, và tích hợp chung trongchương trình giám sát, điều khiển

- Có thể ghép nối với Simantic S5, S7, 500/505 và nhiều loại thiết bị khác

(tham khảo tài liệu [6])

1 Các object của Protool

1.1 Màn hình

Màn hình được hiểu là màn hình giao diện, là nơi có hình ảnh về một quá trìnhđiều khiển nào đó Trên màn hình ta có thể cho hiển thị các giá trị thực được truynhập trực tiếp từ PLC

Màn hình có thể bao gồm các thành phần động và thành phần tĩnh Các thànhphần động là các thành phần có sự trao đổi với PLC hoặc có thể thay đổi được theogiá trị của một Tags nào đó của PLC Các thành phần động bao gồm:

- Hiển thị số, vẽ đường cong, hình chữ nhật động (Bar Graphic)

- Slinder, Xgauge control

Ngoài ra các thành phần động còn bao gồm cả các tín hiệu vào dưới tác độngcủa người vận hành và quá trình ghi trực tiếp giá trị vào ô nhớ của PLC Các quátrình này được thực hiện bởi các Tags

Tạo màn hình mới: Để tạo thêm một màn hình mới ta kích chuột 2 lần vào biểutượng Screens ở bên trái cửa sổ Project Để mở một màn hình ta kích hai lần vàobên trái biểu tượng Screens ở bên trái cửa sổ Project

Các tính chất (Properties) của màn hình: Màn hình là nơi ta thực hiện các nhiệm

vụ về giao diện theo yêu cầu

Màn hình khởi đầu (Start Screens): Màn hình khởi đầu là màn hình mà khi ta

chạy chương trình nó sẽ ở Desktop Để tạo màn hình khởi đầu ta chọn Edit ->Properties menu, một cửa sổ xuất hiện ta đánh tên Start Screens

Fixes Windows: Đây là cửa sổ trong đó cửa sổ làm việc có thể không chiếm hết

chỗ, ta có thể thay đổi Fixed Windows hoặc không chọn Fixed Windows bằng cáchchọn Systems -> Screens/Key, kích chọn Fixed Windows hoặc ta còn có thể thayđổi độ lớn của Fixed Windows bằng chuột

Các phím và nút của màn hình: được hiểu là các hàm Khi ta kích chuột hoặc ấnphím thì hàm này sẽ thực hiện ở màn hình có các nút hàm từ F1 -> F12 và Shift F1đến Shift F12

Lựa chọn màn hình: Mỗi màn hình đều liên quan tới quá trình xử lý và trạng tháicủa hệ Trong thực tế một Project của ta có thể gồm nhiều màn hình Nhưng trongmột thời điểm thì ta có thể quan sát được một màn hình Để quan sát nhiều màn hìnhkhác nhau, Protool cung cấp cho ta hai lựa chọn màn hình như sau:

- Tag toàn cục: Một Tag được gọi là Tag toàn cục nếu nó chỉ chứa một địa chỉ

trong vùng nhớ của PLC và ta có thể đọc hoặc ghi trực tiếp dữ liệu từ chương trìnhvới PLC

- Tag cục bộ: Tag cục bộ là Tag mà không được nối với PLC, chúng chỉ tồn tại

trong chương trình vì không liên quan gì tới PLC

1.2.1 Tính chất của Tag:

- Địa chỉ của Tag: Địa chỉ của Tag được xác định trong vùng nhớ của PLC Địa chỉ

này tùy thuộc vào loại PLC mà bạn đang sử dụng Ví dụ như Tag có địa chỉ MD100

- Loại Tag: Ta chọn loại Tag và loại dữ liệu như Int, Real… Ngoài ra nếu ta cài đặt

Protool như một phần của STEP7 thì ta có thể truy cập trực tiếp vào bảng biểutượng của STEP7 tại hộp thoại của Tag bằng cách kích vào Update

- Mảng Tag: mảng Tag bao gồm một số Tag nhất định, cùng kiểu với địa chỉ, được

xếp lần lượt trong vùng nhớ của PLC Để tạo một Array Tag ta gõ số phần tử củaArray Tag trong hộp thoại Tag tại Number Element Số mặc định là 1 hay nói cáchkhác Tag này không được chọn là mảng mà chỉ là một phần tử Giá trị lớn nhất củamảng Tag là 255 phần tử

- Đặt giá trị giới hạn cho Tag: Giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của Tag có thể

đạt tại Limit value cho mọi Tag Nếu giá trị của Tag nằm ngoài khoảng đã xác địnhthì giá trị này bị loại bỏ hoặc Tag là giá trị của một ô nhớ nào đó, nếu nó vượt quágiá trị Max, Min thì giá trị Tag bằng giá trị cũ của nó

- Gán hàm cho Tag: Ta có thể gán hàm cho Tag, hàm này có thể là hàm nằm trong

thư viện của Protool, cũng có thể là hàm do người sử dụng tạo ra bằng ngôn ngữVisual Basic Giá trị hàm trả về cho Tag

- Cập nhật Tag: Giá trị của Tag được cập nhật theo một khoảng thời gian xác định,

nếu ta gõ số 0 vào acquisition cycle thì Tag chỉ được cập nhật duy nhất một lần khi

chương trình bắt đầu Để đặt thời gian cập nhật cho Tag, ở màn hình Project ta gõvào Controller, sau đó để đặt thời gian cập nhật cho Tag nhanh nhất thì ta gõ số 1vào System Clock, và ở hộp thoại Properties của Tag ta gõ vào số 0.1 Lúc này cứ0.1s thì Tag được cập nhật một lần Đây là khoảng thời gian cập nhật Tag ngắn nhất

mà Protool có thể

- Biến đổi Tag: Protool cho phép biến đổi Tag từ một khoảng thành một khoảng

nào đó

1.2.2 Thiết lập cấu hình cho Tag có các bước sau

1 Ở cửa sổ Project ta kích đúp chuột vào Tags một hộp thoại như hình dưới:

2 Tại hình trên ở chế độ chung (General Tab) ta làm những công việc sau:

- Đặt tên cho Tag tại name

- Chọn kiểu dữ liệu cho Tag tại Type

- Chọn địa chỉ cho Tag tại Range

- Tại Acquisition Cycle ta đặt thời gian cập nhật Tag Nếu ở System Clock ta gõ vào

số 1 thì tại Acquisition Cycle giá trị nhỏ nhất mà ta có thể gõ vào là 0.1 thì thời giancập nhật lúc này nhanh nhất và bằng 0.1s

- Tại number of element nếu sử dụng mảng Tag thì ta gõ vào số Tag của mảng ,ngược lại ta để mặc định là 1

3) Kích chuột vào Limit Value để đặt giá trị trên và giá trị dưới cho Tag

4).Vào Function để gán hàm cho Tag

5) Vào Option để đặt giá trị bắt đầu cho Tag.

6) Vào Archives để cất giữ giá trị tức thời của Tag vào File

7) Vào Conversion để biến đổi khoảng đầu vào cho Tag

8) Giá trị của Tag ở PLC từ 0 – 1000 được đổi thành từ 0 – 100 trong chương trình

2 Hàm và cách sử dụng hàm trong Protool

Protool cung cấp cho ta một thư viện hàm khá phong phú, ngoài ra ta còn có thểtạo các hàm hoặc thủ tục bằng các lệnh của Basic Với phương pháp lập trình sựkiện của Window, một hàm chỉ được thực hiên khi có một sự kiện nào đó, ví dụnhư: Kích chuột, nhấp đúp…

2.1 Thư viện hàm của Protool

Để gán một hàm của Protool cho một đối tượng ta kích đúp chuột lên đối tượng

đó, khi hộp thoại của đối tượng xuất hiện ta chọn Function tab, lúc này cửa sổ thưviện hàm xuất hiện như hình:

Protool sắp xếp các hàm theo từng loại Để vào một loại nào đó ta kích vào dấu(+) hoặc vào All Function trong này sẽ chứa toàn bộ các hàm chuẩn của Protool

2.2 Loại hàm liên quan tới lưu trữ dữ liệu

- Archive Tag: Hàm này lưu trữ trạng thái của Tag vào một File Các thông số là

tên của Archive và tên của Tag

- Clear Archive: Hàm này sẽ xóa dữ liệu ở một File nào đó Thông số là tên của

Archive cần xóa

- Copy Archive: Hàm này có chức năng chép một File (Archive) sang một File

khác Các thông số của hàm này là: Archive nguồn, Archive đích, Write mode vàxóa File nguồn

- Delete Source Archive: + 0: Không xòa File nguồn

+ 1: Xóa File nguồn

- Start Archive: Thông số của hàm này là tên của Archive, khi được kích hoạt nó sẽ

bắt đầu ghi dữ liệu

- Stop Archive: Dừng việc ghi dữ liệu tới một Archive nào đó Thông số của hàm là

tên Archive

2.3 Loại hàm tính toán

- Decrease Value: Hàm này sẽ giảm giá trị của một Tag X đi một lượng nhất định

Set Value: Có chức năng là gán giá trị một Tag cho một số hoặc Tag

- Linear Scaling 1: Thực hiện một phép biến đổi tuyến tính Y = X*a + b Trong đó

X, a, b là đầu vào, Y là đầu ra; X, Y là các Tag; a, b là các hằng số hoặc Tag

- Linear scaling 2: Hàm này có các thông số vào ra như Linear scaling 1, nó thực

hiện biến đổi Y = (X - b)/a

2.4 Loại hàm liên quan tới bit

- Set Bit in tag

2.5 Nhóm hàm thao tác với thông báo

- Clear Message Buffer: Sẽ xóa tất cả các thông báo, báo động thông báo hệ thống,

thông số của hàm là number of buffer

- Display Event Message Window: sẽ ẩn hoặc hiện cửa sổ thông báo, với thông số

đầu vào là display mode

- Display System Message: Chức năng của hàm là hiển thị thông báo hệ thống thiết

lập bởi người sử dụng Hàm này sẽ hiển thị một dòng Text, hoặc một giá trị Tag nhưmột thông báo hệ thống Hàm này rất tiện để kiểm tra lỗi của các user function.Thông số của hàm này là một dòng Text hoặc giá trị của một Tag

- Show alarm Message Buffer: Khi một báo động được kích hoạt (Bit tương ứng

với báo động được set) thì cửa sổ báo động sẽ hiện lên màn hình Khi người sử dụngxác nhận thông tin thì cửa sổ báo động sẽ đóng lại Nếu trạng thái kích hoạt vẫn tồntại thì bản tin vẫn được ghi ở bộ đệm Ta có thể xem lại bản tin này bằng cách sửdụng hàm Show alarm message buffer

- Show event message buffer: Chức năng giống như Show alarm message buffer.2.6 Một số hàm khác

- Exit Runtime: Sẽ thoát khỏi chương trình nếu mode = 0, mode = 1 thoát khỏi

Protool cũng cung cấp các phần tử điều khiển sau:

- Trường đầu vào (Input Field)

- Trường đầu ra (Output Field)

- Phím hàm (Function Key)

- Nút hàm (Function Buttons)

Ngoài ra với các tính chất động ( Dynamic Attributes) thì các phần tử điều khiển cóthể thay đổi màu sắc, ẩn hoặc hiện các trường này

3.1.Trường đầu vào (Input Field)

Có chức năng ghi số liệu xuống PLC, khi chương trình chạy ở trường đầu vàoluôn có dấu nhắc nhấp nháy, hoặc nếu đã có số liệu rồi thì nó được tô màu xanh, khimuốn ghi ta nhập số liệu vào và gõ Enter

3.2 Trường đầu ra (Output Field)

Trường đầu ra là trường dùng để hiển thị kết quả với thông số đọc từ PLC.Trường đầu ra có cách thiết lập giống trường đầu vào, chỉ khác là khi chương trìnhchạy thì trường đầu vào có dấu nhắc hoặc khi đã có kết quả thì số liệu được bôi đen.Còn trường đầu ra thì không có Để thiết lập trường đầu ra ta chọn biểu tượng trên thanh công cụ

Để tạo hàm toàn cục ta chọn Insert -> Screen/keys từ menu Lúc này ta có thể gánhàm toàn cục cho các phím từ F1 -> F12 và Shift F1 -> F12.

- Hàm cục bộ: Ngược lại với hàm toàn cục, hàm cục bộ chỉ có thể thực hiện mộtnhiệm vụ ở một nơi nào đó Ví dụ cùng với hàm in màn hình ở trên thì hàm toàn cụcchỉ có thể in được một màn hình ở màn hình mà nó đã được gán Để tạo hàm cục bộ

ở Screen Editer ta chọn phím để gán hàm

- Nút hàm: Giống như Visual Basic ta có thể thiết kế một nút hàm Protool cũngcung cấp hai loại nút hàm nhìn thấy và nút hàm không nhìn thấy Ở màn hình nhìnthấy có đặt một dòng Text hoặc một hình ảnh để gợi nhớ Nút hàm không nhìn thấyrất tiện lợi khi ta đặt trực tiếp vào một đối tượng hình ảnh

5 Các phần tử hiển thị

Sử dụng các phần tử hiển thị, ta có thể mô tả quá trình, hiển thị các thông tintức thời như một giá trị thực nào đó từ PLC dưới dạng số hoặc hình ảnh Protoolcung cấp hai thành phần hiển thị sau:

5.1 Phần tử hiển thị tĩnh (Static Display Element)

Đây là các phần tử hiển thị mà không được nối với PLC Chính vì vậy mà tínhchất của chúng không được thay đổi khi chương trình chạy Chúng là các thànhphần sau: Ký tự tĩnh, ký tự hình ảnh, hình ảnh

1 Cấu tạo của OP270

- OP270 với màn hình hiển thị LCD 5,7”

- Độ phân giải màn hình 320x240 pixel/256 màu

- Kích thước panel 308×204 mm với trọng lượng 1kg

- Vi xử lý CPU 64 bit RISC

- Sử dụng Microsoft Window CE 3.0

- Bộ nhớ Fash/RAM; bộ nhớ dành cho dữ liệu người dùng 2048KByte

- Phím chức năng (có thể lập trình): 24 với 18 LEDs; phím hệ thống: 36

- Nguồn cung cấp là 24V DC (+18 tới 30 VDC); chịu được dòng lớn nhất 0,6A

- Giao tiếp với PLC theo chuẩn IF1A RS232, IF1B RS 422/RS 485, IF2 RS 232 Cóswitch để định dạng cho cổng giao tiếp IF1 B

- Có thể được cấu hình từ Protool version 6 hoặc WinCC flexible 2004 standard

- Cấu hình sử dụng chuẩn Serial / MPI / PROFIBUS DP / USB / Ethernet

Hình dạng của OP270:

Hình ảnh thực về OP270:

2 Chức năng của OP270 6”

- Tự động chuyển sang chế độ Download chương trình

- Có Password bảo vệ

- Có thể nhập, hiệu chỉnh, hiển thị các thông số của hệ thống

- Tạo các nút nhấn để điều khiển các đầu vào, ra và các Bit dữ liệu của chương trình

- Có thể tạo các thanh Bar, Graphic và các Event Messages

OP270 6” có hai loại phím chức năng:

Sơ đồ cable kết nối giữa PC và OP270: sử dụng để Download chương trình từ

PC xuống HMI

4 Kết nối giữa OP270 và PLC

Sử dụng một trong hai cổng giao tiếp IF1A (chuẩn RS232) hoặc IF1B (chuẩnRS422/485) Có nút switch để định dạng cho cổng 1F1B

5 Kết nối giữa OP270 và thiết bị ngoại vi

1: IF1A là cổng RS232 dùng để kết nối tới PC, PU.

2: IF1B là cổng RS422/RS485 dùng để kết nối tới PLC, PC, PU.

3: Dùng để kết nối với dây nối đất.

4: Cung cấp nguồn, nguồn dùng cho OP270 là 24 VDC.

5: Công tắc (dùng để bật/tắt OP270).

Kết nối OP270 tới nguồn dùng cổng nối tiếp

V Lập trình và kết nối dữ liệu giữa OP270 và PLC

1 Màn hình giao diện

Phần mềm dùng để lập trình cho màn hình là ProTool/Pro CS Để mở chương

trình ProTool/Pro CS ta nhấp đúp vào biểu tượng trên Destop Chờ một thời

gian màn hình SIMATIC ProTool/Pro CS xuất hiện Để tạo một project mới ta chọn File > New…Tiếp theo ta đặt tên cho project rồi chọn OK Tiếp theo ta chọn

loại màn hình, ở đây ta chọn màn hình OP270 sau đó chọn Next> để tiếp tục.

Chọn loại PLC và xác định các thông số của PLC

Nhấn chọn Parameters để cài đặt thông số kết nối với PLC: chọn chuẩn kết nối,cổng kết nối 1F1 B, đặt địa chỉ để xác định OP trên kết nối

Nhấn vào nút More…để thiết lập thông số kết nối giữa OP và PLC

Tab General: Đặt tên kết nối, S7 subnet ID; tab Network Settings dùng để định

dạng tốc độ truyền…Chọn OK để xác nhận và trả về hộp thoại chính Chọn Finish

để kết thúc Lúc này trên màn hình xuất hiện một giao diện để bắt đầu cấu hình chothiết bị

Màn hình ban đầu là màn hình trước tiên mà nó hiển thị một project

Màn hình là một trung tâm của một project, từ màn hình chúng ta có thể nhìnthấy được những trạng thái của máy móc hoặc diễn biến của quá trình Với một màn

hình không thể mô tả hết cho các thiết bị trong một chương trình, do đó chúng tacần tạo ra nhiều màn hình và liên kết chúng qua một công tắc nhất định.

Để tạo ra một màn hình mới, ta nhấp đúp vào biểu tượng ở cửa sổ bên tráimàn hình

Màn hình mới xuất hiện như sau:

Trên thanh công cụ Screen Objects ta sẽ sử dụng các công cụ như: Graphic,Text Field, Input Field, Output Field, StateButton, Bar, Simple Message để địnhdạng cho màn hình

Muốn tạo Graphic, Text Field, Input Field, Output Field, StateButton, Bar,Simple Message trên màn hình ta chỉ việc nhấp vào biểu tượng tương ứng trên thanhcông cụ Screen Object sau đó đặt vào vị trí thích hợp trên màn hình

Đối với các Graphic, Text Field thì chỉ đơn thuần là để hiển thị và trang trí nênchỉ đặt chúng ở những vị trí thích hợp trên màn hình Còn các chức năng khác nhưInput Field, Output Field, StateButton, Bar, Simple Message ngoài mục đích hiểnthị chúng còn có chức năng điều khiển, thông báo, giám sát hoạt động của hệ thốngnên ngoài việc đặt chúng ở những vị trí thích hợp ta cần khai báo các chức năng chochúng

1.1 Soạn thảo ngõ vào (Input Field)

Để lấy ngõ vào ta nhấp chọn biểu tượng trên thanh toolbar hoặc chọn Insert

> Input Field từ menu Sau đó đưa chuột vào trong màn hình nơi mà ta muốn đặt

ngõ vào và nhấp chuột trái Input Field dùng để hiển thị và hiệu chỉnh các giá trị,các biến của hệ thống Vì vậy ta phải khai báo các thông số cho nó trong hộp thoạisau:

Trong General tại mục Display ta chọn kiểu dữ liệu phù hợp với trường nhập

là Decimal

Trong General tại mục Value chọn một Tag mới hoặc chọn một Tag đã được

cấu hình trước

Chọn Font nếu ta muốn thay đổi font, kích cỡ.

Tại mục Color cho phép ta chọn màu của đối tượng

Chọn mục Funtions nếu ta muốn gán một chức năng khi ta kích hoặc thoát ngõ

vào

Chọn mục Position để đặt vị trí ngõ vào một cách chính xác.

Chọn mục Name nếu ta muốn gán ngõ vào với một tên đặc trưng.

Gán một password tới ngõ vào trên mục Enable để cho phép dữ liệu đưa vào.