A Mục đích
Tìm hiểu tổng quan về phần mềm SCADA của RockWell bao gồm RSView32, RSlogix 500 và RSlinx classic về cách khai báo truyền thông giữa PLC Micrologix 1100 với RSlogix 500 hay giữa phần mềm SCADA với PLC thông qua RSlinx classic. Ngoài ra, bài thí nghiệm này còn giúp cho sinh viên có những khái niệm cơ bản nhất về các chức năng của RSlogix 500 và RSView 32; đồng thời có được phương pháp lập trình để tạo thuộc tính cho đối tượng theo yêu cầu mong muốn.
B Lý thuyết
1 Micrologix 1100 version 1763 1.1 Giới thiệu
Đây là 1 PLC của hãng Rockwell. Micrologix được kết hợp từ nhiều module được cắm trên một giá đỡ (rack). Có các loại rack như sau: 4 slot rack, 7 slot rack, 10 slot rack và 13 slot rack.
Micrologix 1100 phiên bản 1763 bao gồm: một bộ nguồn các cổng I/O, một bộ xử lý, hai cổng giao tiếp truyền thông là RS-232/485 và Ethernet. Loại này có 18 cổng I/O trong đó có 10 ngõ vào số, 2 ngõ vào tương tự và 6 ngõ ra.
Hình 4.2: Micrologix 1100-1763
1: Ngõ ra
2: Lỗ kết nối pin 3: Bus kết nối I/O 4: Pin
5: Ngõ vào 6: LCD
7: Các phím chức năng trên LCD (Esc, Left, Right, Up, Down
8: Led chỉ trạng thái hoạt động PLC 9: Bộ nhớ
10: Khoen cố định
11: Cổng truyền thông RS – 232/485, kênh 0 12: Cổng Ethernet, kênh 1
1.2 Đèn báo trạng thái hoạt động PLC Power: đèn báo nguồn cấp cho PLC.
Run: đèn báo PLC đang hoạt động.
Fault: đèn báo khi PLC xảy ra lỗi.
1.3 Cổng truyền thông
* Micrologix 1100 có 2 cổng truyền thông:
Truyền thông qua kênh 0 với cổng RS-232/485 với tốc độ 19,2 Kpbs với mạng DH-485.
Truyền thông qua kênh 1 với cổng TCP/IP với mạng Ethernet, tốc độ 10/100Mpbs.
1.4 Bộ hiển thị LCD
* LCD có chức năng hiển thị trạng thái hoạt động các ngõ vào ra của PLC, các file trạng thái và cho phép thiết lập cấu hình cho một trạm hiện hành như cấu trúc truyền thông.
* Trên LCD gồm có các phím chức năng:
Esc: thoát khỏi cửa sổ LCD vừa mới vào.
Left, Right: di chuyển con trỏ qua trái, phải.
Up, Down: di chuyển con trỏ lên, xuống.
OK: chấp nhận khai báo.
* Mặc dù LCD có chức năng gần như một cửa sổ lập trình của RSlogix 500 nhưng thường không sử dụng do khai báo phức tạp và khó kiểm soát.
1.5 Các ngõ vào ra
Micrologix 1100-1763-L16BBB có 12 ngõ vào từ I:0/0 → I:0/9, INV1, INV2 và 6 ngõ ra từ O:0/0 → O:0/5.
Hai ngõ vào INV1, INV2 là 2 ngõ vào Analog có địa chỉ I:0.4 và I:0.5 với tầm như bảng phía dưới:
Dạng tín hiệu Analog Tầm ngõ vào Số Bit 10 VDC 1023 0 đến 10 VDC
0 VDC 5
Bảng 4.1: Tầm ngõ vào cổng tương tự Micrologix 1100 Trong 6 ngõ ra thì có 2 ngõ ra ở tốc độ cao là O:0/2 và O:0/3.
1.6 Các Data File
File name File
identifier
File number
Words per element
Output file O 0 1
Input file I 1 1
Status file S 2 1
Bit file B 3,9 to 255 1
Time file T 4,9 to 255 3
Counter file C 5,9 to 255 3
Control file R 6,9 to 255 3
Integer file N 7,9 to 255 1
Floadting point file F 8,9 to 255 2
String file ST 9 to 255 42
Long word file L 9 to 255 2
Message file MG 9 to 255 25
Programmable limit Switch file PLS 9 to 255 6
PID file PD 9 to 255 23
Routing information file RI 9 to 255 20
Bảng 4.2: Vùng nhớ các File dữ liệu
2 RSView32
* RSView32 dùng để tạo ra một giao diện ứng dụng giữa người và máy, việc sử dụng các công cụ để tạo ra các ứng dụng đó đơn giản hay phức tạp tùy vào yêu cầu.
* Chức năng RSView32:
Sử dụng RSView32 ActiveX và OLE để chạy ứng dụng như RSTools, Visual Basic hay các thiết bị ActiveX trong giao diện RSView32 để mở rộng các tiềm năng của RSView32.
Tạo và hiệu chỉnh với các công cụ tự nhiên từ các chương trình Microsoft với các chức năng đồ họa, các kỹ thuật kéo-cắt-dán đơn giản.
Sử dụng RSView32 Object Model và VBA để trao đổi dữ liệu với các chương trình Windows như: Microsoft Access và Microsoft Server, Microsoft Excel.
Sử dụng đồ họa từ thư viện đồ họa của RSView32 hay từ các chương trình đồ họa như: CorelDRAW, Arobe Photoshop.
Sử dụng khả năng cảnh báo lỗi của RSView32. Tạo bảng tổng quan các lỗi để cung cấp các dữ liệu cảnh báo; đặc biệt hơn là xem cảnh báo cho toàn bộ hệ thống.
Khóa người sử dụng trong chương trình RSView32 bằng khóa của Windows.
3 RSlinx 3.1 Giới thiệu
RSLinx classic là 1 công cụ 32 bit để phát hiện các thiết bị của hãng Allen Bradley và nó chạy thường trực trên Microsoft Windows. Tầm hoạt động của RSLinx có thể chạy ứng dụng trên RSlogix, chạy ứng dụng HMI như RSView32, thu nhận được các dữ liệu trên các trình ứng dụng của Microsoft Office, trang Web hay Visual Basic. RSlinx classic là một OPC Data Access Compliant Server và là một DDE server.
3.2 RSWho
RSWho là cửa sổ chính của RSlinx classic, cửa sổ này thể hiện các Network và trang trí gần giống với Windows Explorer. Một vài công cụ trong các công cụ sẵn có là Controllogix Gateway Configuration Tool cho modules 1756-DHRIO và 1756-NET; một Ladder Viewer cho PLC-5, SLC hay sản phẩm của Micrologix Controllogix.
Hình 4.3: Giao diện RSWho 4 RSlogix 500
Đây là phần mềm lập trình cho các loại PLC của Allen Bradley. RSlogix 500 có hỗ trợ khá nhiều câu lệnh giúp dễ dàng lập trình. Để sử dụng được chương trình này phải có thêm 1 phần mềm hỗ trợ là RSlinx.
5 Yêu cầu thiết bị
1 Kit PLC – Rockwell automation.
1 PC có phần mềm: RSlogix 500, RSlinx, RSView32.
1 cáp Ethernet, 1 cáp RS-232/485 ( 1761-CBL-PM02 hoặc 1761-CBL-AP00).
6 Sơ đồ động lực: đảo chiều động cơ AC 3 pha
Hinh 4.4: Sơ đồ động lực động cơ AC 3 pha 7 Sơ đồ đấu nối PLC
Hình 4.5: Sơ đồ đấu nối PLC động cơ AC 3 pha
C THỰC HÀNH
1 Mở Software Rslinx Clasic
Start / Programms / RockWell Software / RSLinx / RSLinx classic 2 Mở giao diện RSWho trong RSlinx classic
3 Thiết lập truyền thông với cổng RS-232/485
* Chọn Communications / Configure Drivers → Trong listbox Available Drivers Type chọn RS-232 DF1 Devices → Add New → OK → Hộp thoại Configure RS- 232 DF1 Devices xuất hiện, hoàn thành hộp thoại như hình sau:
Hình 4.6: Hộp thoại chọn cấu hình truyền thông cho cổng com Comm port: chọn cổng Com muốn giao tiếp
Device: chọn loại PLC (Micrologix 1100 là SLC) Baud rate: tốc độ truyền
Station number: chọn trạm truyền thông Parity: None
Stop bits: 1
Erorr checking: kiểm tra lỗi CRC Protocol: chuẩn truyền Full Duplex
* Chọn Auto-Configure → OK → Close
4 Thiết lập truyền thông với cổng Ethernet
Chọn Communications / Configure Drivers → Trong listbox Available Drivers Type chọn Ethernet Devices → Add New → OK
Hình 4.7: Hộp thoại chọn cấu hình cho cổng Ethernet
→ Hộp thoại Configure Driver xuất hiện → ở cột Host Name đánh vào địa chỉ IP 10.0.0.30 → OK → Close
Hình 4.8: Hộp thoại đặt địa chỉ IP
Ghi chú: sau khi hoàn tất bước 3 và 4 trong RSWho sẽ hiện thiết bị truyền thông:
Hình 4.9: Giao diện RSWho 5 Tạo một file RSlogix 500
Start / Programms / RockWell Software / RSlogix 500 English / RSlogix 500 English
File / New → Chọn loại PLC ( Bul.1763 Microligix 1100 Series A ) → OK
Hình 4.10: Hộp thoại chọn loại PLC cho file RSlogix 500 6 Đặt cấu hình truyền thông
* Nhấp kép mouse vào Controller Properties → Chọn Controller Communications
→ Chọn cổng truyền thông ở 2 listbox Driver và Last configured (System)
Hình 5.11: Chọn đường dẫn truyền thông Nếu giao tiếp qua mạng DH-485: chọn AB-DF1-1
Nếu giao tiếp qua mạng Ethernet: chọn AB-ETH-1
* Nhấp kép mouse vào Channel Configuration
+ Truyền thông với mạng DH-485 → Click vào channel 0 và hoàn tất hộp thoại như theo hướng dẫn dưới đây:
Driver: DF1 Full Duplex Baud: 9200
Parity: None Source: 1
Control line: No handshaking Error Detection: CRC
Embedded Responses : Auto detect Chọn Duplicate packet detect
Lưu ý: đây chỉ là cấu hình tương đối
+ Truyền thông với mạng Ethernet → Click channel 1 và hoàn tất hộp thoại như hình sau:
Hình 4.12: Đặt địa chỉ IP cho PLC Port setting: 10/100 Mbps Full Duplex / Half Duplex
Chỉ chọn Auto Negotiate
→ Apply → OK
7 Download để RSlinx nhận PLC
* Viết một đoạn chương trình (tùy ý) ví dụ như hình:
* Download chương trình này qua cổng RS232/485:
Nối dây cắm RS 232/485 để liên kết PLC (10.0.0.30) vào máy tính.
Vào Comms / System comms, hộp thoại Communication sẽ xuất hiện, chọn 01, Micrologix 1100 (hình) và click vào nút Download.
Hình 4.13: Hộp thoại truyền thông giữa PLC và RSlogix 500 8 Đọc cấu hình I/O
Nhấp kép mouse vào I/O Configuration → Chọn Bul.1763 Micrologix 1100 series A → Read IO Config → Read IO Config → Nếu không có thông báo gì thì coi như khai báo thành công → Đóng hộp thoại lại.
9 Lập trình RSlogix 500
* Viết chương trình điều khiển đảo chiều động cơ
Lưu ý: trỏ chuột vào Network muốn lập trình cho nó hiện ô vuông màu đỏ → chọn lệnh trong bảng lệnh.
10 Download chương trình
Chọn thẻ Comms → Download → Chọn đường dẫn lưu chương trình nếu chương trình chưa lưu → Yes → Yes → Apply → OK → Yes → Yes
11 Lập trình Online
Khi chương trình đang chạy mà muốn sửa một đoạn chương trình nào đó thì RSlogix 500 cho phép lập trình Online nhưng việc lập trình này sẽ không ảnh hưởng đến chương trình đang chạy trước đó nếu việc lập trình chưa xong.
Sử dụng chức năng lập trình Online sữa Bit nhớ có địa chỉ O:0/0 thành Bit nhớ có địa chỉ O:0/1 và Bit nhớ có địa chỉ O:0/1 thành O:0/0.
Click chuột ở network muốn sửa hiện ô vuông màu đỏ → Left click EH → Sửa chương trình ở Network mới hiện ra (có màu xanh dương), viết chương trình như ở offline → Left click EV → Chọn symbol có vòng 2 mũi tên → Yes → Chọn symbol có mũi tên đi xuống ô vuông → Yes. Lúc này PLC chạy chương trình đã sữa.
12 Tạo một file RSView32
Start / Programs / RockWell Software / RSView32 / RSView32 Works 13 Khai báo kênh truyền thông
* Chọn system / channel sẽ xuất hiện hộp thoại, hoàn tất hộp thoại như hình sau:
Hình 4.14: Hộp thoại tạo channel + Trong listbox Network Type:
Nếu giao tiếp với cổng RS-232/485 thì chọn DH-485 Nếu giao tiếp với cổng Ethernet thì chọn TCP/IP
+ Trong listbox Primary Communication Driver chọn thông tin giống với thông tin chọn trong ô Network type.
+ Trong mục Active Driver chọn Primary → OK.
14 Khai báo Node
* Chọn thẻ System / Node sẽ xuất hiện hộp thoại, hoàn tất hộp thoại như hình sau:
Hình 4.15: Hộp thoại tạo Node Data Source: chọn Direct Driver.
Name: thiết lập tên Node.
Channel: chọn kênh truyền thông đã thiết lập ban đầu DH-485 hay Ethernet.
Station: nhấn vào nút có ký tự 3 chấm, chọn trạm truyền thông.
Hình 4.16: Chọn trạm PLC Type: chọn loại PLC là SLC 5 (Enchanced)
Timeout: khai báo thời gian chờ
* Nhấn Accept → Close 15 Tạo Tag Database
* Chọn thẻ System Tag Database → Tạo một Tag có tên START như hình sau:
Hình 4.17: Hộp thoại tạo Tag Database + Trong khung Tag:
Name: đặt tên cho Tag là START.
Description: mô tả chức năng Tag (có hay không cũng được).
Type: chọn loại Tag là Digital.
Security: chế độ bảo mật của Tag nên chọn * (không bảo mật).
+ Trong khung Data Source:
Type: chọn nơi Tag sử dụng, do giao tiếp với PLC nên chọn là Device.
Node Name: chọn tên Node đã khai báo ở mục Node phía trên.
Address: địa chỉ liên kết Tag B3:0/0.
+ Nhấn Accept để chấp nhận.
* Tương tự chọn New để tạo các Tag có cấu trúc như sau:
Tag name Type Address
CHIEU1 Digital O:0/0
CHIEU2 Digital O:0/1
TIMER Analog T4:0.ACC
Bảng 4.3: Tag Database đảo chiều động cơ 16 Tạo giao diện đồ họa
Chọn thẻ Graphics → Display → Một màn hình đồ họa hiện lên cho phép tạo một màn hình của hệ thống thực với những thiết bị được lấy từ thư viện hay được vẽ với những công cụ có trên thanh Drawing Tollbox.
Lấy thiết bị từ thư viện (Chọn Graphics → Library →) Kéo các nút nhấn và cánh quạt ra màn hình đồ họa như hình sau:
Hình 4.18: Giao diện đảo chiều động cơ
Left click vào 2 nút Start cho đến khi hiện con trỏ cho phép sửa Label START thành nút CHIEU1, CHIEU2.
Dùng chức năng copy và rotate tạo ra 7 cánh quạt như hình sau:
17 Tạo sự kiện cho nút START
* Sự kiện: khi click nút START địa chỉ PLC của Tag START lên 1
* Right click lên nút START, chọn Animation/Touch, trong hộp thoại Animation:
+ Press Action → Chọn ô vuông có ký tự 3 chấm cùng hàng → Trong khung Command Categories chọn All Commands and Macros → Trong khung Commands chọn Set → Next
Hình 4.19: Set nút START
Trong hộp thoại Command Wizard: Tag → Click vào ô vuông có ký tự 3 dấu chấm → Chọn Tag START đã tạo ở mục Tag Database → OK
Chọn mục Value or Label đánh vào giá trị 1 → Finish → Apply → Close
Hình 4.20: Set nút START lên 1
18 Tạo sự kiện cho nút STOP
Tương tự như tạo sự kiện cho nút START nhưng chọn giá trị Value or Label là 0
19 Tạo sự kiện cho nút CHIEU1
Tương tự như tạo sự kiện cho nút START, nhưng chọn Tag CHIEU1.
Hình 4.21: Set nút CHIEU1 lên 1 20 Tạo sự kiện cho nút CHIEU2
Tương tự như tạo sự kiện cho nút START, nhưng chọn Tag CHIEU2
Hình 4.22: Set nút CHIEU2 lên 1 21 Tạo thuộc tính cho đèn báo trạng thái START hay STOP
* Sự kiện: khi B3:0/0 = 0 đèn màu đen, khi B3:0/0 = 1 đèn màu xanh
* Right click đối tượng → Animation → Color
+ Trong hộp thoại Animation → Chọn thẻ Tag → Chọn Tag START
+ Left click chọn Line A → Ghi giá trị ô Value 0:
Mục Line → Chọn Solid → Left click vào ô vuông chọn màu đen cho Line Mục Fill → Chọn Solid → Left click vào ô vuông chọn màu đen cho Fill + Left click chọn Line B → Ghi giá trị ô Value 1:
Mục Line → Chọn Solid → Left click vào ô vuông chọn màu xanh cho Line Mục Fill → Chọn Solid → Left click vào ô vuông chọn màu xanh cho Fill + Chọn thẻ Apply → Close
22 Tạo thuộc tính Visible cho cánh quạt 1
* Right click lên cánh quạt 1 → Animation → Visibility
Expression: chọn các Tag và gán giá trị: (CHIEU1=0 ) AND (CHIEU2.=0) Expression True State: chọn Visible
Hình 4.23: Hộp thoại Visibility
* Tương tự tạo thuộc tính cho cánh quạt thứ 2 đến thứ 7 Thứ tự
quạt Expression Expression
True State 2 (TIMER>=0)AND(TIMER<100)AND(CHIEU1=1) Visible 3 (TIMER>=100)AND(TIMER<200)AND(CHIEU1=1) Visible 4 (TIMER>=200)AND(TIMER<=300)AND(CHIEU1=1) Visible 5 (TIMER>=200)AND(TIMER<=300)AND(CHIEU2=1) Visible 6 (TIMER>=100)AND(TIMER<200)AND(CHIEU2=1) Visible 7 (TIMER>=0)AND(TIMER<100)AND(CHIEU2=1) Visible
Bảng 4.4: Tạo thuộc tính Visibility cho cánh quạt
* Sắp xếp 7 cánh quạt này trùng tâm với nhau, ta có giao diện như hình sau:
Hình 4.24: Giao diện đảo chiều động cơ khi thiết kế xong
23 Chạy chương trình và nhấn nút START, STOP xem đèn báo trên giao diện có phù hợp không và bấm nút CHIEU1, CHIEU2 xem quạt có quay đúng chiều không 24 Tạo hai đèn báo cho biết trạng thái hoạt động của động cơ:
Đèn 1 sáng khi motor quay theo chiều 1.
Đèn 2 sáng khi motor quay theo chiều 2.
D Câu hỏi
1 Rslinx classic dùng để làm gì?
2 Micrologix 1100 có mấy cổng truyền thông?
3 Sự khác biệt về tốc độ truyền thông giữa cổng RS232/485 và Ethernet?
4 Địa chỉ IP của Micrologix 1100- 1763-L16BBB trong bài thí nghiệm này?
5 Micrologix có mấy ngõ vào Analog. Địa chỉ bao nhiêu?
6 Micrologix 1100 có ngõ vào Analog dòng hay áp?
7 Khi đang lập trình Online thì chương trình đó có được download xuống PLC cùng lúc hay không?
8 Có thể xem các file trạng thái của PLC ở dạng nào?
9 Mục đích của việc tạo Node?
10 Mục đích của việc tạo Tag?
11 Có mấy loại Tag?