rửa xe tự động s7 1200

ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
LỜI CẢM ƠN
Báo cáo là tiền đề nhằm trang bị cho sinh viên những kĩ năng nghiên cứu, những kiến
thức cơ bản và quan trọng về chuyên ngành Điện Công Nghiệp nói chung và về lĩnh vực
Tự Động Hóa - PLC nói riêng trước khi ra trường và đi làm sau này.
Đầu tiên chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Điện tử – Viễn thông trường
Đại Học Sài Gịn, đặc biệt các thầy cơ chun ngành Điện Cơng Nghiệp đã tận tình chỉ
dạy và trang bị cho chúng em những kiến thức cần thiết trong suốt thời gian ngồi trên
giảng đường làm nền tảng cho việc thực hiện dự án của chúng em.
Xin trân trọng cảm ơn thầy Trương Tấn, giảng viên hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ giúp
em giải quyết được những khúc mắc để có thể hồn thành dự án này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 24 tháng 5 năm 2022
Sinh viên thực hiện

1


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BẢO VỆ KLTN
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................

.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
.............................................................................................................................................
Ngày ... tháng ... năm...
GIẢNG VIÊN NHẬN XÉT
(Ký và ghi rõ họ tên)

2


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

MỤC LỤC

PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Phương pháp rửa xe thủ cơng........................................................................10
Hình 1.2: Phương pháp rửa xe bán tự động...................................................................11
Hình 1.3: Phương pháp rửa xe tự động..........................................................................12
Hình 1.4: Mơ hình tổng thể............................................................................................13
Hình 1.5: Hệ thống con lăn............................................................................................14
Hình 1.6: Hệ thống đường ray.......................................................................................14
Hình 1.7: Hệ thống vịng phun nước..............................................................................15
Hình 1.8: Hệ thống chổi lớn..........................................................................................15
Hình 1.9: Hệ thống chổi nhỏ..........................................................................................16
Hình 1.10: Hệ thống phun chất tẩy rửa..........................................................................16
Hình 1.11: Hệ thống chổi thân xe..................................................................................17
Hình 1.12: Hệ thống phun nƣớc làm sạch.....................................................................17
Hình 1.13: Hệ thống sấy................................................................................................18
Hình 2.1: Ảnh minh họa hệ thống SCADA...................................................................19
Hình 3.1: PLC S7 1200..................................................................................................24

Hình 3.2: Cấu tạo của bộ điều khiển Siemens CPU S7-1200........................................25

3


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
Hình 3.3: Cấu hình giao tiếp của PLC S7-1200.............................................................27
Hình 4.1: Sơ đồ ngun lí..............................................................................................30
Hình 4.2: PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC..........................................................30
Hình 4.3: Nguồn tổ ong 24V-5A....................................................................................31
Hình 4.4: Nút nhấn LA38-11 22mm (Nhấn Nhả) màu vàng-J5H15..............................32
Hình 4.5: Cơng tắc bập bênh KCD3 15A......................................................................32
Hình 4.6: Cảm biến khoảng cách NPN E3F-DS30C4 5-30cm......................................33
Hình 4.7: Băng tải mini.................................................................................................34
Hình 4.8: Bơm Nước Mini 370 Bơm Tự Mồi Bơm Chân Khơng Khơng Tắt Tiếng DC24V
22 mA............................................................................................................................ 35
Hình 4.9 Động cơ 545 12 VDC - 24 VDC.....................................................................35
Hình 4.10: Đồ chùi cọ tự chế.........................................................................................36
Hình 4.11: Động cơ chùi cọ tự chế................................................................................36
Hình 4.12: Quạt tán nhiệt 8x8........................................................................................37
Hình 4.13: Relay trung gian Ecnko Hh62p Loại 24vdc.................................................38
Hình 4.14: Tạo 1 Screen................................................................................................39
Hình 4.15: Tạo nút Switch.............................................................................................39
Hình 4.16: Chỉnh General cho nút Switch.....................................................................40
Hình 4.17: Chỉnh Event cho nút Swtich........................................................................40
Hình 4.18: Tạo băng tải.................................................................................................40
Hinh 4.19: Thiết lập Animation.....................................................................................41
Hình 4.20: Giao diện giám sát Wincc............................................................................41
Hình 4.21: Sơ đồ đấu dây..............................................................................................42
Hình 4.22: Mơ hình rửa xe tự động 1............................................................................42

Hình 4.23: Mơ hình rửa xe tự động 2............................................................................43
Hình 4.24: Mơ hình rửa xe tự động 3............................................................................43

4


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

5


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
LỜI MỞ ĐẦU
 Đặt vấn đề
Cuộc sống gắn liền với sự tiện lợi được sử dụng các dịch vụ tốt nhất, nhanh nhất.
Đối với các nước phát triển công nghệ tự động hóa được áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác
nhau, trong đó có thể kể đến những ứng dụng thực tế trong cuộc sống hằng ngày là: ”Rửa
xe tự động” không thể thiếu ở các nước phát triển với mật độ ơ tơ lớn. Mơ hình Rửa Xe
ra đời góp phần mang lại sự chuyên nghiệp hơn trong dịch vụ rửa xe, đáp ứng nhu cầu
ngày càng cao của cuộc sống cơng nghiệp là sự tiện lợi và nhanh chóng, nhưng cũng
không kém phần hiệu quả so với các dịch vụ cổ điển.
Đối với nước ta thì dịch vụ này còn khá mới. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng
trong tương lai, cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát
triển. Đất nước phát triển gắn liền với giao thông vận tải phát triển, đời sống vật chất
nâng cao. Dẫn đến sự xuất hiện ngày càng nhiều xe ô tô, thay thế dần xe gắn máy, trả lại
bộ mặt đường phố hiện đại và sạch đẹp. Bên cạnh đó các thiết bị sử dụng trong dịch vụ
rửa xe chuyên nghiệp hơn. Cuộc sống mọi người trở nên năng động thì nhu cầu rửa xe
nhanh là tất yếu, bởi họ xem thời gian là “vàng” mà chỉ có nhà Rửa Xe Tự Động mới
đáp ứng được vì cùng một thời điểm nó có thể rửa được nhiều xe. Tiết kiệm rất nhiều
thời gian cho những người năng động. Khi được giao làm đề tài này em mong muốn với

những kiến thức mà bản thân tiếp thu được sẽ được áp dụng vào thực tế
Mô hình của em được xây dựng từ các mơ hình tham khảo trên mạng. Vì kiến thức
cịn hạn chế và thời gian tìm hiểu cũng khơng nhiều nên đồ án của em chưa thể phát huy
hết ý tưởng của em vào trong mơ hình này. Mơ hình “Rửa xe tự động” rất phức tạp về cơ
khí và rất khó để thể hiện. Ở đây em xin đưa ra một mô hình thu nhỏ của hệ thống và vì
vậy mà hiệu quả sẽ không cao. Rất mong được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong
khoa đặc biệt là sự giúp đỡ của thầy Trương Tấn người đã hướng dẫn em thực hiện đồ
án này.
Em xin chân thành cảm ơn!

6


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
 Nhiệm vụ đề tài
Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Siemens vào điều khiển hệ thống rửa xe tự động.
Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC cho hệ thống rửa xe tự động, đồng thời
tìm hiểu giao thức kết nối giữa WinCC và PLC.
Xây dựng mơ hình SCADA thực tế dùng PLC Siemens điều khiển hệ thống và
WinCC làm giao diện giao tiếp.
 Đặc điểm, yêu cầu hệ thống SCADA rửa xe tự động.
Hệ thống gồm có 1 băng tải, 2 hệ thống bơm nước, 1 hệ thống cọ xe, 1 hệ thống sây
khô, 4 cảm biến khoảng cách, 1 nút Switch, 2 nút nhấn.
Hệ thống sẽ điều khiển 5 relay cho 1 băng tải; 2 hệ thống bơm nước; 1 hệ thống cọ
xe; 1 hệ thống sấy khô. Đồng thời nhận tín hiệu từ 4 cảm biến nhằm tính xử lý vận
chuyển, bom nước, cọ xe và sấy khô. Hệ thống sẽ hoạt động theo 1 trong 2 chế độ:
• Chế độ tự động (Auto)
• Chế độ bằng tay (Manual)
 Mục tiêu nghiên cứu
Bước đầu biết xây dựng một hệ thống SCADA tương đối hoàn chỉnh, điều khiển lập

trình PLC và thiết kế giao diện WinCC mang tính linh hoạt, điều khiển dựa vào chương
trình và thực hiện lệnh logic. Em hy vọng sau khi nghiên cứu đề tài này sẽ tiếp thu nhiều
hơn về các vấn đề liên quan đến PLC và phần mềm WinCC như: cấu hình phần cứng, tập
lênh của PLC, WinCC, xây dựng lưu đồ và viết chương trình điều khiển hê thống cũng
như các giao thức kết nối giữa chúng.
 Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu là hê thống SCADA rửa xe tự động, nguyên lý hoạt đông của
PLC, phần mềm WinCC, cách truyền dữ liêu giữa chúng. Từ đó xây dựng chương trình
điều khiển hê thống bằng PLC Siemens và phần mềm WinCC.
 Nội dung nghiên cứu
Khi thực hiên đề tài em đã tiến hành nghiên cứu sơ lược các nôi dung cơ bản của
PLC S7-1200 và phần mềm WinCC, cụ thể gồm các nôi dung sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống rửa xe tự động.
7


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
Chương 2: Tổng quan về hê thống điều khiển giám sát và thu nhập dữ liệu Scada.
Chương 3: Giới thiêu chung về PLC S7-1200 và phần mềm WinCC.
Chương 4: Thiết kế mơ hình hệ thống.
Sau một thời gian tìm hiểu, thực hiên khóa luận tốt nghiệp “Điều khiển hệ thống
rửa xe tự động dùng PLC S7-1200” đã hoàn thành được phần nào. Em xin chân thành
cảm ơn thầy giáo Trương Tấn đã chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em trong suốt q
trình làm khóa luận này.

8


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG RỬA XE TỰ ĐỘNG
1.1. Các phương pháp rửa xe.
1.1.1. Rửa xe thủ cơng.

Hình 1.1: Phương pháp rửa xe thủ cơng
Với phương pháp này thì hầu như con người đảm nhiệm 100% công việc từ phun
nước, phun chất tẩy rửa, làm sạch bụi bẩn và xì khơ...
-Ưu điểm:
• Xe được rửa khá sạch, chỗ nào bẩn nhiều thì được rửa kỹ hơn.
• Vốn đầu tư cho máy móc khơng lớn.
• Giá thành tương đối thấp.
-Nhược điểm:
• Thời gian rửa xe lâu
• Chi phí nhân cơng tốn kém

9


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.1.2. Rửa xe bán tự động

Hình 1.2: Phương pháp rửa xe bán tự động
Phương pháp kết hợp giữa máy móc và con người. Con người tham gia vào quá
trình rửa xe như phun nước, tẩy rửa. Sau đó xe được đưa qua hệ thống phun nước tẩy rửa,
bụi bẩn và qua hệ thống sấy khơ tự động.
-Ưu điểm:
• Vốn đầu tư cho thiết bị khơng q lớn
• Phù hợp với địa hình nhiều quốc gia
• Giảm bớt sức lao động của con người
-Nhược điểm:

• Thời gian tuy đã tiết kiệm được nhưng chưa tối ưu.
• Chưa kết hợp các q trình thành một hệ thống hoàn chỉnh.
1.1.3. Rửa xe tự động.

10


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

Hình 1.3: Phương pháp rửa xe tự động
Tồn bộ q trình rửa xe được thực hiện bởi các thiết bị tự động dưới sự giám sát và

•
•
•
•

điều khiển của con người.
Ưu điểm:
Tiết kiệm thời gian rửa xe
Sử dụng máy móc tự động làm tiết kiệm nhân công
Nhược điểm:
Vốn đầu tư ban đầu, chi phí lắp đặt, bảo dưỡng lớn
Giá thành rửa xe cao

11


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.2. Nhà rửa xe trên thực tế Metro Wash 85 của công ty Hanna.

1.2.1. Giới thiệu về nhà rửa xe Metro Wash 85
Kiểu Nhà Rửa Xe Metro Wash 85 có cơng suất lớn, rửa được 85 chiếc xe trong mỗi
giờ. Khả năng tẩy rửa của hệ thống rất cao. Loại bỏ các bụi bẩn bám trên bề mặt trướcsau và các góc cạnh của xe. Hệ thống khơng chỉ rửa sạch các bụi bẩn mà cịn có thêm
chức năng đánh bóng xe nhờ hệ thống chổi vải mềm đặc biệt.

Hình 1.4: Mơ hình tổng thể.
Chú thích:
1. Con lăn bánh xe cho xe di chuyển vào hệ thống.
2. Đường ray để đưa bánh xe vào vị trí con lăn.
3. Gồm các vịi phun nước áp suất cao để loại bỏ sơ bụi bám bên ngoài và phun
chất tẩy rửa.
4-10. Hệ thống cặp chổi làm sạch phần phía trên của mui xe.
5-9. Hệ thống chổi nhỏ làm sạch 4 bánh xe.
7. Hệ thống cặp chổi lớn làm sạch phần trước – sau thân xe.
8. Phun nước làm sạch chất tẩy.
11. Phun nước áp suất cao để loại bỏ hoàn toàn bụi bặm.
12. Hệ thống sấy khô xe.

12


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.2.2. Mơ tả chi tiết.
1.2.2.1. Hệ thống Con lăn
Gồm có sợi dây sên dài gắn nhiều con lăn có trục nghiêng khoảng 45o. Khi dây sên
di chuyển sẽ đẩy xe về phía trƣớc. Hệ thống con lăn chỉ nằm 1 bên của xe.

Hình 1.5: Hệ thống con lăn.
1.2.2.2. Đường ray
Khi xe di chuyển vào, hệ thống đường ray sẽ giữ hướng di chuyển của xe trên một

đường thẳng. Giúp đưa bánh xe vào hệ thống con lăn.

Hình 1.6: Hệ thống đường ray.

13


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.2.2.3. Vòng phun nước
Gồm nhiều nhiều vòi phun nước khác nhau. Bố trí đều ở vịng phun nước. Phun ra
lượng lớn nước có áp suất cao. Loại bỏ bụi bẩn bám ở mặt ngồi của xe.

Hình 1.7: Hệ thống vịng phun nước.
1.2.2.4. Hệ thống cặp chổi
Gồm nhiều dây vải ghép nối với nhau vào thanh chuyển động tạo thành cặp chổi.
Cặp chổi này được gắn vào trục quay lệch tâm của động cơ thơng qua cơ cấu cơ khí. Khi
động cơ quay sẽ làm cặp chổi chuyển động tới lui theo chiều chuyển động của xe. Có tác
dụng làm sạch ở phần thân trên của xe.

Hình 1.8: Hệ thống chổi lớn.

14


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.2.2.5. Hệ thống chổi nhỏ
Gồm nhiều dây vải nhỏ đan vào trục quay của động cơ tạo thành chùm. Quay ở một
vị trí cố định. Có tác dụng làm sạch bụi bám vào phần thân dưới và bánh xe.

Hình 1.9: Hệ thống chổi nhỏ.

1.2.2.6. Hệ thống phun chất tẩy rửa
Gồm vòi phun hóa chất tẩy rửa:

Hình 1.10: Hệ thống phun chất tẩy rửa
1.2.2.7. Hệ thống chổi lớn
Gồm mảnh vải lớn và dày gắn vào một trục xoay dài. Hệ thống chổi lớn này có thể
di chuyển vào ra dễ dàng nhờ cơ cấu bánh nhông. Để lau chùi hết các vị trí bên hơng của
thân xe.
15


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

Hình 1.11: Hệ thống chổi thân xe.
1.2.2.8. Phun nước làm sạch
Sau khi qua hệ thống chổi xe cũng đã được làm tẩy sạch. Hệ thống phun nước này
có tác dụng rửa sạch các hóa chất phun lúc ban đầu.

Hình 1.12: Hệ thống phun nƣớc làm sạch

16


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
1.2.2.9. Sấy khô
Sau khi xe đã chùi rửa xong. Xe sẽ được sấy khơ trong khoảng thời gian ngắn.

Hình 1.13: Hệ thống sấy

17

ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT VÀ THU
THÂP DỰ LIỆU SCADA
2.1. Khái niệm SCADA
SCADA là một hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển tự động các quá
trình từ xa. Người vận hành có thể nhận biết và điều khiển hoạt động các thiết bị thơng
qua máy tính và mạng truyền thơng.
Một hệ thống SCADA hoạt động bằng cách vận hành với các tín hiệu truyền thơng
qua các kênh để cung cấp cho người dùng các điều khiển từ xa của bất kỳ thiết bị nào
trong một hệ thống nhất định.
Nó cũng thực hiện trên một cơ sở dữ liệu phân tán, hoặc cơ sở dữ liệu thẻ, có chứa
các thẻ hoặc các điểm tọa độ trong toàn bộ nhà máy.
Các điểm này đại diện cho một giá trị đầu vào hoặc đầu ra đơn lẻ được hệ thống
SCADA giám sát hoặc điều khiển trong phịng điều khiển tập trung.
Nói cách khác, hệ thống SCADA thường được dùng để chỉ tất cả các hệ thống máy
tính được thiết kế để thực hiện các chức năng sau:
•

Thu thập dữ liệu từ các thiết thiết bị cơng nghiệp hoặc các cảm biến.

•

Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập được.

•

Hiển thị các dữ liệu thu thập được và kết quả đã xử lý.

•

Nhận các lệnh từ người điều hành và gửi các lệnh đó đến các thiết bị của nhà máy

•

Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác.

18


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

Hình 2.1: Ảnh minh họa hệ thống SCADA
2.2. Cấu trúc-thành phần của hệ thống SCADA.
Hệ thống SCADA cơ bản gồm có các thành phần chính như sau: MTU, RTU và
thành phần truyền thông.
2.2.1 Khái niệm MTU (Master Terminal Unit)
MTU được biết đến như là trung tâm của một hệ thống SCADA, thường là một máy
tính cơng nghiệp – tổ hợp máy tính cơng nghiệp .
MTU giao tiếp với người điều hành và RTU thông qua khối truyền thông và các
thiết bị ngoại vi như monitor, máy in …
Nhiệm vụ của khối MTU trong hệ thống SCADA:
•

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

•

Xuất dữ liệu đến các thiết bị, cơ cấu chấp hành RTU.

•

Hiển thị các thơng tin cần thiết về các q trình cũng như trạng thái của các thiết
bị lên màn hình

19


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
•

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

2.2.2. Khái niệm RTU (Remote Terminal Unit)
RTU có nhiệm vụ thu nhận thơng tin, tổng hợp dữ liệu từ các thiết bị như: các valve,
sensor, các đồng hồ đo, chỉ thị… sau đó gửi đến MTU để xử lý và thông báo cho người
điều hành biết trạng thái hoạt động của các thiết bị .
RTU cũng nhận tín hiệu trực tiếp từ MTU để điều khiển hoạt động của các thiết bị ,
cơ cấu chấp hành theo u cầu.
RTU hiện đại có các máy tính và PLC có thể thực hiện điều khiển trực tiếp qua các
địa điểm từ xa mà không cần định hướng của MTU.
2.2.3. Khái niệm thành phần truyền thông
Thành phần truyền thông là môi trường truyền thông giữa các khối thiết bị với nhau,
bao gồm phần cứng và phần mềm.
•

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

•

Phần mềm: là các giao thức truyền thông – protocol và các ngơn ngữ lập
trình được để giao tiếp các thành phần đó với nhau.

Các giao thức có thể là giao thức mở như TCP\IP (Transmission Control Protocol
and Internet Protocol) hoặc các giao thức riêng.
Những luồng thông tin được tổ chức theo mơ hình 7 lớp ISO/OSI.
Mơ hình OSI được sử dụng để đặt tiêu chuẩn cho cách trao đổi thông tin với các
giao thức.

20


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
Truyền thơng và dữ liệu RTU nhận thơng tin của nó nhờ vào sự nhận dạng mã trong
dữ liệu truyền. Dữ liệu này được biên dịch và được CPU điều khiển thích hợp tác động
tại chỗ.
2.2.4. Cơ chế thu thập dữ liệu
Trong hệ SCADA, quá trình thu thập dữ liệu được thực hiện trước tiên ở q trình
các RTU qt thơng tin có được từ các thiết bị chấp hành nối với chúng. Thời gian để
thực thi nhiệm vụ này được gọi là thời gian quét bên trong. Các máy chủ quét các RTU
(với tốc độ chậm hơn) để thu thập dữ liệu từ các RTU này.
Để điều khiển, các máy chủ sẽ gửi tín hiệu yêu cầu xuống các RTU, từ đó cho phép
các RTU gửi tín hiệu điều khiển trực tiếp xuống các thiết bị chấp hành thực thi nhiệm vụ.
2.2.5. Xử lí dữ liệu
Dữ liệu truyền tải trong hệ SCADA có thể là dạng liên tục (analog), dạng số (digital)
hay dạng xung (pulse).
Giao diện cơ sở để vận hành tại các thiết bị đầu cuối là một màn hình giao diện đồ
họa GUI (Graphical User Interface) dùng để hiển thị toàn bộ hệ thống điều khiển giám sát

hoặc các thiết bị trong hệ thống. Tại một thời điểm, dữ liệu được hiện thị dưới dạng hình
ảnh tĩnh, khi dữ liệu thay đổi thì hình ảnh này cũng thay đổi theo.
Trong trường hợp dữ liệu của hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA
thường hiện thị quá trình thay đổi dữ liệu này trên màn hình giao diện đồ họa (GUI) dưới
dạng đồ thị.
Một ưu điểm lớn của hệ SCADA là khả năng xử lí lỗi rất thành cơng khi hệ thống
xảy ra sự cố. Nhìn chung, khi có sự cố hệ SCADA có thể lựa chọn một trong các cách xử
lí sau:
• Sử dụng dữ liệu cất giữ trong các RTU: trong các hệ SCADA có các RTU có
dung lượng bộ nhớ lớn, khi hệ thống hoạt động ổn định dữ liệu sẽ được sao lưu
vào trong bộ nhớ của RTU. Do đó, khi hệ thống xảy ra lỗi thì các RTU sẽ sử dụng
tạm dữ liệu này cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại bình thường.

21


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
• Sử dụng các phần cứng dự phòng của hệ thống: hầu hết các hệ SCADA đều được
thiết kế thêm các bộ phận dự phịng, ví dụ như hệ thống truyền thông hai đường
truyền, các RTU đôi hoặc hai máy chủ…do vậy, các bộ phận dự phòng này sẽ
được đưa vào sử dụng khi hệ SCADA có sự cố hoặc hoạt động offline (có thể cho
mục đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…).
2.2.6. Xu hướng phát triển của SCADA
Cho đến nay, SCADA vẫn luôn được cải tiến liên tục và trong những năm gần đây,
các chuyên gia dự đoán hệ thống này sẽ phát triển theo các xu hướng chính sau:
Kết hợp hệ điều hành Windows với các hệ thống SCADA
Nền tảng Windows giúp gia tăng sự ổn định, khả năng bảo trì phần cứng và phần
mềm cũng như khả năng thay thế cho sản phẩm SCADA sẵn có. Ngồi ra, chi phí của
phương thức này lại rất cạnh tranh cho hầu hết các doanh nghiệp.
Giao thức mở

Việc sử dụng các giao thức mở không chỉ là nhu cầu của thị trường, mà đã trở thành
xu hướng nhằm làm giảm các chi phí khi tích hợp hệ thống, cho phép thu được các dữ
liệu ổn định, và làm giảm thời gian thiết kế các ứng dụng. Tuy nhiên,doanh nghiệp không
chỉ cần xem xét khả năng tương thích của các giao thức, mà cịn cần tối ưu hóa chúng khi
sử dụng trong hệ thống SCADA. Vì thế, đồng bộ hóa cơ sở dữ liệu giữa các thiết bị và
phần mềm được đánh giá là sẽ giúp các doanh nghiệp có nhiều lợi ích hơn từ cấu trúc hệ
thống mở.
Tích hợp dữ liệu và cấu trúc OPC UA (OPC Unified Architecture)
Việc tích hợp dữ liệu giữa SCADA và các hệ thống khác trong doanh nghiệp như hệ
thống hoạch định tài nguyên doanh nghiệp (ERP), chuỗi cung cấp –Supply Chain, và các
hệ thống khác, ngày càng trở nên quan trọng.
22


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
OPC nổi lên như là một nỗ lực tiêu chuẩn hóa các lớp của bộ điều khiển I/O, truy
cập dữ liệu – (DA), các sự kiện và cảnh báo (AE), dữ liệu quá khứ (HAD) và các tính
năng khác. Sáng kiến này tập trung vào khả năng tương tác của các hệ thống, và tìm kiếm
một tiêu chuẩn chung cho các mơ hình riêng lẻ. Với việc sử dụng một tiêu chuẩn chung,
phương pháp này có thể áp dụng với bất kỳ hệ điều hành nào, từ đó giúp tạo ra các mơ
hình dữ liệu lớn hơn trong các hệ thống SCADA, và giúp mở rộng hệ thống tùy theo sự
phát triển quy mô doanh nghiệp.

23


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC
CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM WINCC V15
3.1. PLC S7-1200.
3.1.1. Tổng quan vể PLC S7-1200.

PLC viết tắt của Programmable Logic Controller là thiết bị điều khiển lập trình
được cho phép thực hiện linh hoạt các thực tốn điều khiển logic thơng qua một ngơn ngữ
lập trình. người sử dụng có thể lập trình để thực hiện mơt loạt trình tự các sự kiện. Các sự
kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích tác động vào plc hoặc qua các hoạt động
có trễ như thời gian định kì hay thời gian được đếm. Một khi sự kiện được kích hoạt thật
sự, nó bật ON hay OFF các thiết bị điều khiển bên ngoài được gọi là thiết bị vật lý. Một
bộ điều khiển lập trình sẽ liên tục lặp trong chương trình do người sử dụng lập ra chờ tín
hiệu ở ngõ vào và xuất tín hiệu ở ngõ ra tại các thời điểm đã lập trình.
Để khắc phục những nhược điểm của bộ điều khiển dung dây nối, người ta đã chế
tao bộ điều khiển plc nhẳm thoả mãn các u cẩu sau:
•

Lập trình dễ dàng, ngơn ngữ lập trình dễ học.

•

Gọn nhẹ, dễ bảo quản, sửa chữa.

•

Dung lượng bộ nhớ lớn để có thể chứa được những chương trình phức tạp.

•

Hồn tồn tin cậy trong mơi trường cơng nghiệp.

•

Giao tiếp được với các thiết bị thơng minh khác như máy tính, nối mạng, các
module mở rộng.

24


ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG RỦA XE TỰ ĐỘNG DÙNG PLC

Hình 3.1: PLC S7 1200

3.1.2. Các thành phấn PLC S7-1200.
Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
•

3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như
điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng

•

2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản
phẩm

•

13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)

•

2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thơng qua kết nối PTP

•

Bổ sung 4 cổng Ethernet

•

Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

25