Điều khiển đèn giao thông theo làn sóng xanh s7 300

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
LỜI MỞ ĐẦU
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và đang
xây dựng ngày càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ. Ứng dụng công nghệ tự
động vào trong sản xuất là nhu cầu tất yếu của Việt Nam, một nước đang trên đường
phát triển và hội nhập cùng thế giới. Ngành tự động hóa cũng không ngừng phát triển
để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Tự động hóa trong quá trình sản xuất đã và đang
được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất đem lại rất nhiều ưu điểm như: nâng
cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, từng bước thay thế
dần sức lao động của con người góp phần không nhỏ vào sự phát triển của đất nước.
Tại Việt Nam, ngành tự động hóa đã có nhiều bước tiến vượt bậc.
Các hệ thống thu thập, giám sát, xử lí và điều khiển các quá trình công nghiệp
Scada (Supervisory Control And Data Acquision) đã xuất hiện ngày càng nhiều trong
các lĩnh vực như: công-nông nghiệp, dầu khí, năng lượng, hàng không, công nghệ sinh
học, y học, môi trường và nhiều lĩnh vực khác. Các module điều khiển lập trình cỡ nhỏ
như Zen, Logo, PLC… cùng với các Panel, màn hình cảm ứng có thể điều khiển và lập
trình ngày càng sử dụng rộng rãi giúp việc điều khiển ngày càng nhanh và dễ.
Win CC là giao diện giữa người và máy tinh, là một hệ thống dùng để người
dùng giao tiếp,thông tin qua lại giữa người (ở đây hiểu là người trực tiếp vận hành hệ
thống) với hệ thống điều khiển thông qua bất kỳ mọi hình thức. Win CC cho phép
người dùng theo dõi, ra lệnh điều khiển toàn bộ hệ thống. Win CC có giao diện đồ họa,
giúp cho người dùng có cái nhìn trực quan về tình trạng của hệ thống. Ví dụ như
những chương trình nhập liệu, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, khẩu lệnh bằng giọng
nói…Do đó WinCC ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi và dần trở thành công cụ
chính trong các hệ thống tự động.
Tuy nhiên việc lập trình và điều khiển những hệ thống này cần một đội ngũ kỹ
sư, cán bộ kỹ thuật lành nghề, sử dụng thành thạo thiết bị và phần mềm giao tiếp người
và máy tính để có thể khai thác hiệu quả trong sản xuất.
Hiện nay phần mềm Win CC đang được chú ý tới rất nhiều là do: trực
quan,giao diện điều khiển mạnh, có khả năng tạo thông điệp, báo cáo, chức năng lưu
trữ dữ liệu an toàn(bảo mật)… tuy nhiên vẫn còn nhiều mới mẽ chưa nhiều người

nghiên cứu
1
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử


 !"#$"
PLC Là loại thiết bị thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển số thông qua
một ngôn ngữ lập trình. PLC là một bộ lập trình số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán và
đặc biệt dễ trao đổi thông tin với môi trường xung quanh (với các PLC khác hoặc máy
tính).
Hình 2.1. PLC S7-300
%!&'$$(
Hình 2.2. Cấu trúc của PLC
Các module trong PLC S7-300.
2
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.3. Các Modul trong PLC
- Module CPU: Bộ xử lý trung tâm.
• Loại thường CPU 312, 313, 314, 315, 316…
• Loại Compact CPU 312C, 313C…
• LoạiDP: CPU 315-2DP 316-2DP…
• Loại kết hợp: CPU 312C-2DP,317F-2DP
Hình 2.4. Modul CPU
- Module SM: module xuất/nhập tín hiệu tương tự/số.
3
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Analog input SM331
• Analog output SM332
• Analog I/O SM334 SM335
Hình 2.5. Modul xuất nhập tín hiệu tương tự/số

- Module chức năng FM.
• Controller
• M7Aplication
• Counter
Hình 2.6. Modul chức năng, nguồn, truyền thông, ghép nối
- Module truyền thông CP.
• AS-I
• Ethernet
• Profibus
- Module nguồn PS-300.
• PS307 2A
• PS307 5A
• PS30710A
- Module ghép nối IM.
• IM360 S
• IM361 R
• IM365 S-R
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
)%!&'$$"*+!&,"
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng
quét. Mỗi vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới
vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1.
Thời gian vòng quét: Là thời gian cần thiết để PLC thực hiện 1 vòng quét.
Chú ý: Thời gian vòng quét không cố định tùy thuộc vào số lệnh trong chương
trình thực hiện, vào khối lương dữ liệu được truyền thông… trong vòng quét đó.
Hình 2.7. Vòng quét chương trình
Lập trình tuyến tính.
Kỹ thuật lập trình tuyến tính là phương pháp lập trình mà toàn bộ chương trình

ứng dụng sẽ chỉ nằm trong khối OB1. Kỹ thuật này có ưu điểm là gọn, rất phù hợp
với
những bài toán đơn giản, ít nhiệm vụ. Do toàn bộ chương trình điều khiển chỉ nằm
trong khối OB1 nên khối OB1 sẽ chỉ gần như là được thường trực trong vùng nhớ
Word memory, trừ trường hợp khi hệ thống phải xử lý các tín hiệu báo ngắt. Ngoài
khối OB1, trong vùng Word memory còn có mièn nhớ địa phương(local block) cấp
phát cho OB1 và những khối BD được OB1 sử dụng.
Lập trình cấu trúc
Lập trình cấu trúc là kỹ thuât cài đặt thuật toán điều khiển bằng cách chia nhỏ
các khối chương trình con FC hay FB với mỗi khối thực hiện một nhiệm vụ cụ thể của
bài toán điều khiển chung và toàn bộ các khối chương trình này lại được quản lý một
cách thống nhất bởi khối chương trình con theo thứ tự phù hợp với bài toán điều khiển
đặt ra. Tương tự, một nhiệm vụ con lại có thể chia nhỏ thành nhiều nhiệm vụ nhỏ và
cụ thể hơn nữa, do đó một khối chương trình con cũng có thể được gọi từ một khối
chương trình con khác.
-./"
Bộ nhớ S7-300 được chia làm 3 vùng chính :
a. Vùng chứa chương trình ứng dụng. Gồm 3 miền
5
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
OB (Organisation block): Miền chương trình tổ chức.
FC (Function) : Miền chương trình con được tổ chức thành hàm có biến hình
thức để trao đổi dữ liệu với chương trình đã gọi nó.
FB (Function block) : Miền chương trình con, dược tổ chức thành hàm và có
khả năng trao đổi dữ liệu vớ bất cứ khối chương trình khác và các dữ liệu này phải
được xây dựng trong khối dữ liệu riêng DB ( Data block).
b. Vùng chứa tham số của hệ điều hành và chương trình ứng dụng, được phân chia
thành 7 miền khác nhau, gồm có:
I (Process image input ): Miền bộ đệm các dữ liệu cổng vào số. Trước khi bắt
đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra

số.
Q (Process image output): Miền đệm các dữ liệu cổng ra số. Kết thúc chương
trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số.
M: Miền biến cờ. Chương trình lưu giữ các tham số cần thiết.
T: Miền nhớ phục vụ thời gian (Timer).
C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm(Counter).
PI: Miền địa chỉ cổng vào các module tương tự (I/O External input).
PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự(I/O External output).
c. Vùng chứa các khối dữ liệu, chia thành 2 loại:
DB(data block): Miền chứa dữ liệu được tổ chức thành khối. Kích thước cũng
như số lương do người sử dụng quy định.
L (local data block): Miền dữ liệu địa phương.
01$23456!&,"
Để lập trình S7-300 Siemens có phần mềm là SIMATIC MANAGER có 3 ngôn
ngữ thông dụng là:
- Lập trình kiểu STL (Statement List): là ngôn ngữ lập trình kiểu kê gồm danh
sách các câu lệnh.
- Lập trình kiểu FBD (Function Block Diagram): Là ngôn ngữ lập trình sử dụng
các hàm logic cơ bản AND, OR
- Lập trình LAD (Ladder logic): Là ngôn ngữ lâp trình kiểu hình thang, phù hợp
với người thiết kế mạch điện rơle.
Ngoài ra còn có các ngôn ngữ cấp cao hơn như :
- Ngôn ngữ lập trình điều khiển có cấu trúc SCL: SCL ( Structured Control
Language) là một ngôn ngữ lập trình bậc cao giống như PASCAL, đã được tối ưu hoá
để lập trình cho PLC. SCL tương thích với tiêu chuẩn quốc tế IEC1131-1( DINEN
6.1131-3) và đặc biệt thích hợp cho việc lập trình các thuật toán phức tạp hay các ứng
dụng xử lý dữ liệu, S7-SCL chỉ chạy được khi đã có SIMATIC Manager.
6
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
- Biểu đồ chức năng liên tục CFC (Continuous Function Chart): Phần mềm

CFC là một phần mềm soạn thảo dưới dạng đồ họa, cho phép nối các khối bằng cách
vẽ một lưu đồ chức năng CFC. Chương trình quản lý SIMATIC Manager (STEP 7
Standard Tool) làm phần mềm cơ sở và phần mềm SCL để biên dịch.
- Điều khiển tuần tự GRAPH (sequential Control GRAPH): S7-GRAPH là một
phương pháp lập trình đồ họa cho các hệ thống điều khiển tuần tự. Phần mềm này
tương thích với ngôn ngữ SFC theo tiêu chuẩn IEC 1131-3 (DIN EN 61131-3). Để sử
dụng S7-GRAPH bạn phải cần SIMATIC Manager (STEP 7 Basic).
- Điều khiển theo đồ hình trạng thái (HIGRAPH): Lập trình S7-HIGRAPH là
một phương pháp lập trình đồ họa cho các hệ điều khiển đồ hình trạng thái. Nó cần
phần mềm cơ sở là SIMATIC Manager (STEP 7).
78/!9:4#"!"*;<=
a. Các phép toán logic
Các phép toán logic được sử dụng để lập trình điều khiển logic. Đây là các phép
toán được sử dụng nhiều nhất trong lập trình PLC. Các phép toán logic gồm các phép
toán sau:
Hình 2.8. Các phép toán logic
b. Các phép toán so sánh
7
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.9. Các phép toán so sánh
c. Các phép chuyển đổi dữ liệu
Hình 2.10. Các phép chuyển đổi dữ liệu
d. Các lệnh Timer
Hình 2.11. Các lệnh Timer
8
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Bộ Timer xung S_PULSE
Hình 2.12. Sử dụng Timer S-PULSE
• Bộ Timer xung mở rộng S_PEXT

Hình 2.13. Sử dụng Timer S-PEXT
• Bộ Timer on delay S_ODT

9
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.14. Sử dụng Timer S-ODT
• Bộ Timer on delay có nhớ S_ODTS
Hình 2.15. Sử dụng Timer S-ODTS
• Bộ Timer OFF delay S_OFFDT
Hình 2.16. Sử dụng Timer S-OFFDT
e. Các lệnh Counter
Hình 2.17. Các lệnh Counter
10
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Bộ đếm lên xuống S_CUD
Hình 2.18. Sử dụng Counter S-CUD
Nếu I0.2 chuyển từ "0" sang "1" bộ đếm sẽ thiết lập giá trị được đặt ra trong
MW10. Nếu tín hiệu I0.0 chuyển từ 0 sang bộ đếm tăng giá trị lên 1. Nếu tín hiệu I0.1
chuyển từ 0 sang bộ đếm giảm giá trị 1 cho tới khi C10=0. Q4.0 bằng 1 khi giá trị bộ
đếm khác không.
• Bộ đếm tiến
Hình 2.19. Sử dụng counter S-CU
• Bộ đếm lùi
Hình 2.20. Sử dụng counter S-CD

>"1#?$"
WinCC (Windows Control Center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám
sát công nghiệp (Tích hợp giao diện người máy IHMI – Integrate Human Machine
Interface), có tính năng kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển
các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình công nghiệp. Hệ thống này

11
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
đưa ra những modul chức năng tích hợp trong công nghiệp cho việc hiển thị đồ hoạ,
đưa ra thông báo, lưu trữ, và xuất các báo cáo. Nó là một trình điều khiển mạnh, với
giao diện lập trình thân thiện cho phép cập nhật nhanh chóng các hình ảnh của các quá
trình tự động hoá cần quan sát (thông qua các trang màn hình) và các chức năng lưu
trữ an toàn … nên đảm bảo lợi ích cao.
Ngoài ra WinCC còn đưa ra các giao diện mở cho các giải pháp của người
dùng. Những giao diện này có thể tích hợp trong những giải pháp tự động hóa phức
tạp, các giải pháp cho hệ thống mở. Sự truy nhập tới nơi lưu trữ dữ liệu tích hợp bởi
các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Sự lồng ghép những đối tượng và các văn bản
được tích hợp bởi OLE 2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Những cơ chế này làm
cho WinCC là một đối tác dễ hiểu, dễ truyền tải trong môi trường Windows.
Các loại Project.
WinCC cung cấp nhiều loại dự án khác nhau tùy theo yêu cầu công việc và quy
mô của dự án.
• Dự án đơn (Single-User Project).
Một dự án đơn thực chất là một trạm vận hành đơn, việc tạo cấu hình, chạy
thời gian thực, cũng như kết nối bus quá trình và lưu trữ dữ liệu của dự án đều được
thực hiện trên máy tính này.
Hình 2.21. Cấu trúc của dự án đơn.
• Dự án nhiều người dùng (Multi – User Project).
Một dự án nhiều người dùng có đặc điểm cấu hình nhiều máy khách (client) và
một máy chủ (server), tất cả chúng làm việc trong cùng 1 dự án. Tối đa 16 client được
truy nhập vào một server. Cấu hình có thể đặt trong server hoặc trong một vài client.
Dữ liệu của dự án như là các hình ảnh, các tag, dữ liệu được lưu trữ trong server và
cung cấp cho các client. Server được kết nối bus quá trình và dữ liệu quá trình được xử
lý ở đây. Vận hành hệ thống được thực hiện từ các client.
12
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử

Hình 2.22. Cấu trúc của dự án nhiều người dùng.
• Dự án nhiều máy khách (Multi – Client Project).
Dự án nhiều máy khách là một loại dự án mà có thể truy nhập vào nhiều server.
Các server được liên kết có dự án riêng của chúng. Cấu hình của project server được
thực hiện trong server hoặc trong các client, cấu hình của dự án multi-client được thực
hiện trong dự án multi – client.
Một server có thể truy nhập tối đa 16 client. Một dự án multi – client có thể truy
nhập tối đa 6 server. Có nghĩa là dữ liệu của 6 server có thể được giám sát và điều
khiển trên một màn hình của dự án multi – client.
Hình 2.23. Cấu trúc của dự án nhiều máy khách.
1$@* $!"A$"#?/!<A1
1. Khởi động Wincc
2. Tạo một Project mới
3. Bổ xung thiết bị PLC
4. Định nghĩa các Tag sử dụng
5. Tạo và soạn thảo một giao diện người dùng
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
6. Cài đặt thông số cho Runtime
7. Chạy chương trình Active
8. Sử dụng chương trình mô phỏng Wincc Variable Simulator
2.2.2.1. Cách tạo ra một dự án mới (Project)
Để tạo một Project mới, trên thanh công cụ chọn “File” → chọn “New”. Hộp
thoại “WinCC Explorer” xuất hiện chúng ta có thể tạo một dự án kiểu:
Single_User Project: tạo một dự án một người dùng
Multi_User Project: tạo một dự án nhiều người dùng
Multi_Client Project: tạo một dự án nhiều trạm tớ
Open an Existing Project: mở một dự án đã có sẵn
Hình 2.24. Hộp thoại WinCC Explorer
Sau khi đã chọn xong ta nhấp vào nút OK thì hộp thoại Create a New Project

xuất hiện. Tại đây có các nhãn sau:
• Project Name: Đánh tên của dự án cần xây dựng (*.MCP).
• New Sub Folder: Hệ thống sẽ tự động tạo ra một thư mục chứa dự án
(Tên thư mục trùng tên của dự án).
• Project Path: Chỉ đường dẫn của dự án.
• Folder: Tạo ra thư mục chứa dự án.
• Drive: Lựa chọn ổ đĩa lưu trữ dự án
14
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.25. Hộp thoại Create a new project
2.2.2.2. Các thành phần chính của cửa sổ dự án
Máy tính (Computer): Quản lý tất cả các trạm (WorkStation) và trạm chủ
(Server) nằm trong Project.
Quản lý tag (Tag Managerment): Là khu vực quản lý tất cả các kênh, các quan
hệ Logic, các tag (biến) quá trình (Tag process), tag (biến) trung gian trong PLC (Tag
Internal) và nhóm các nhóm tag (Tag Groups).
Loại dữ liệu (Data Types): Chứa các loại dữ liệu được gán cho các Tag và các
kênh khác nhau.
Các trình soạn thảo Editor(): Các trình soạn thảo được liệt kê trong vùng này
dùng để soạn thảo và điều khiển một dự án hoàn chỉnh bao gồm:
• Graphics System (Graphics Designer) dùng để thiết kế các giao diện
hình ảnh
• Global Scrips dùng hiển thị động cho các yêu cầu đặc biệt
• Các Message System như cảnh báo (Alarm Logging)
• Thu thập và lưu trữ các giá trị đo (Tag Logging)
• Hệ thống báo cáo (Report Designer)
• Quyền sử dụng (User Administration) và các Text library.
Tất cả các Modul này đều thuộc hệ thống WinCC nhưng nếu không cần thiết thì
không nhất thiết phải cài đặt hết.
a. Cấu trúc của “Computer”:

Đây là thành phần để ta phân chia các công việc, cài đặt thông số và chạy các
ứng dụng khác nhau khi hệ thống chạy Run-time. Gồm các Tab sau khi bấm vào
Propertise trong pop-up menu ở Computer
• General infomation: Thông tin chung về tên máy, dạng máy
• Start up: Khởi động lúc chạy Run-time
• Lựa chọn các thông số: Quy định cách thức làm việc cho các ứng dụng
khác nhau của hệ điều hành trong lúc hệ thống chạy Run-time
• Graphic Run-time: Cài đặt các thông số cho trang đồ hoạ
b. Cấu trúc của “Tag Management”
Tại đây thì tất cả các kênh truyền, các kết nối Logic, việc tạo ra các Tag và
nhóm Tag đều được quản lý tại đây.
• Tag và Tag Group
Trong phần mềm WinCC có một khái niệm đặc biệt quan trọng mà chúng ta
cần phải nắm vững khi xây dựng một hệ thống điều khiển giám sát bằng WinCC đó là
15
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
khái niệm về Tag và Tag Group. Tag thực ra là một thành phần trung gian cho việc
truy nhập các giá trị quá trình.
Trong một project thì Tag chỉ mang một tên duy nhất và một loại dữ liệu.
WinCC Tag được gán bởi các mối quan hệ Logic, cái mối liên hệ được định rõ bởi
kênh phân phối các giá trị quá trình tới các Tags sử dụng tại các điểm nối. WinCC
Tags chứa trong một cơ sở dữ liệu của một project rộng. Sau khi chạy WinCC tất cả
các Tag đều được tải vào và tương ứng với cấu trúc Run-time được dựng lên.
External Tags: Còn gọi là tag ngoài (miền nhớ bên ngoài), loại này chỉ sử dụng
khi ta kết nối với các phần cứng, các thiết bị ngoại vi.
Internal Tags: Còn gọi là tag trong, loại này được sử dụng khi ta không liên kết
với phần cứng (PLC).
Message frame Tags: Về hình thức thì nó cũng là một dạng của External Tags,
nó chỉ khác là được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu xử lý tốc độ nhanh hoặc thu
thập dữ liệu dưới dạng khối trong PLC

Tag Group dùng để tổ chức các Tag thành các cấu trúc. Tất cả các Tag đều có
thể được tổ chức trong các nhóm Tag để tăng sự rõ ràng của project. WinCC Tag mô
tả một dạng dữ liệu thành phần duy nhất trong một project và những luật cho phép truy
cập dữ liệu này.
• Định nghĩa thuộc tính của Tags:Được phân làm hai mức (kích phải vào Tag
và chỉ vào Propertise trong menu pop - up)
General information (Thông tin chung): Dùng để đặt tên, dạng dữ liệu hay lựa
chọn địa chỉ cho Tags
Limits/Reporting: Đặt các giới hạn phục vụ việc in ấn, thông báo
• Kết nối Tags với PLC: Chỉ thực hiện đối với loại External Tags
Sơ đồ khối đối với sự kết nối
Lựa chọn Drive thích hợp cho việc kết nối (Kích phải chuột vào Tag
management và chọn Add New Driver), để thực hiện kết nối với PLC S7 ta chọn
Drive: Simatic S7 Protocol Suite.CHN
16
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.26. Kết nối Tags với PLC
Lựa chọn kênh truyền (Chanel Units) trong Driver đã tạo để thực hiện kết nối
Logic (Mỗi Driver có thể có rất nhiều dạng kênh truyền). Quá trình kết nối Logic bao
gồm cả việc chọn thứ tự PLC (trong trường hợp kết nối nhiều PLC).
c.Tạo Internal Tag
Nếu trên cây thư mục “Tag Management” vẫn bị đóng trước đó kích đúp chuột
vào nó để mở ra. Sau đó kích chuột phải “Internal Tag”, trên menu thả xuống chọn
“New Tag”.
Hình 2.27. Tạo Internal Tag
Hộp thoại “Tag Properties” xuất hiện chọn tên biến Tag trong mục “Name” và
chọn kiểu dữ liệu biến trong mục “Datatype”. Sau đó chọn OK.
17
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.28. Thiết lập đặc tính của các tag

Tất cả các Internal Tag đó được tạo ra sẽ hiển thị bên nửa cửa bên phải ra sẽ
hiển thị “WinCC Explorer”. Ta có thể thực hiện lệnh coppy hay paste các Tap này.
d. Tạo Process Tags
Trước khi tạo biến quá trình Process Tags, ta phải chắc chắn đã cài đặt một thiết
bị (ví dụ PLC) và thiết lập kết nối. Để tạo ra Process Tags, click chuột phải vào biểu
tượng kết nối PLC (Handing), trên menu thả xuống chọn “New Tag”.
Hình 2.29. Tạo Process Tags
Hộp thoại “Tag properties” xuất hiện, đặt một tên biến Tags bất kì ví dụ
BANGTAI” và lựa chọn kiểu dữ liệu biến Tag là “Binary Tag”. Chúng ta có thể lựa
chọn kiểu chuyển đổi dữ liệu ví dụ “WordToUnsignedWord”thì WinCC sẽ thực hiện
tất cả các tính toán cần thiết để chuyển đổi kiểu dữ liệu này.
18
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.30. Thiết lập đặc tính của các tag
Định địa chỉ cho Process Tags trên PLC: Click chuột vào nút “Select” để mở
hộp thoại “Address Properties”. Lựa chọn vùng nhớ là “Input”. Kiểm tra kiểu dữ liệu
là “Bit” và địa chỉ là I 0.0
Hình 2.31. Hộp thoại Address properties
)BC?/!C<#*;<=D&6"$EF9F&G
2.2.3.1. Chức năng của Graphic Designer:
Là một trình soạn thảo đồ hoạ nó cung cấp các đối tượng đồ hoạ và các bảng
mầu cho phép tạo ra các hình ảnh của các quá trình từ đơn giản đến phức tạp. Những
đặc tính động có thể được tạo ra cho từng đối tượng đồ hoạ riêng lẻ. Có thể lưu trữ
những đối tượng đồ hoạ của được tạo ra bởi người sử dụng vào trong thư viện
(Library). Nó đưa ra những đặc trưng sau đây:
Dễ sử dụng, giao diện đơn giản với công cụ và các bảng màu đồ hoạ
Cấu hình sắp xếp hợp lí với các thư viện icon và đối tượng tích hợp
Mở ra giao diện cho các đồ hoạ quan trọng và cung cấp giao diện OLE 2.0.
Hành vi động của các đối tượng ảnh có thể được định cấu hình với hỗ trợ từ
một trình trợ giúp (Dynamic Wizard).

Các liên kết tới các chức năng phụ nhờ cấu hình script mạnh.
19
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Các liên kết tới các đối tượng đồ hoạ mà người dùng có thể tự tạo ra.
Ứng dụng 32bit, chạy dưới Windows NT.
Các công cụ khác như Alarm Logging, Tag Logging sẽ được kết nối gián tiếp
thông qua chương trình này. Ngoài ra Graphics Designer cũng thể coi là môi trường
lập trình (Ngôn ngữ là C chuẩn)
2.2.3.2. Cách tạo một trang đồ hoạ :
Gồm các bước sau:
Trong cửa sổ bên trái WinCC-Explorer, kích đúp lên "Editor", khi đó các thành
phần của Editor sẽ được liệt kê ra. Vào "Graphic Designer" bằng cách kích chuột phải
và chọn “New Picture” trên menu thả xuống.
Sau khi khởi tạo thì một File có tên là Newpdl0.pdl được tạo ra và hiển thị ở
cửa sổ bên phải WinCC Explorer.
Nếu muốn đổi tên File thì ta kích phải chuột vào File Newpdl0.pdl và chọn
Rename Picture trong Pop-up menu. Khi hộp thoại New name hiện ra thì ta thay đổi
tên cho trang đồ hoạ và kích OK
2.2.3.3. Cấu trúc của Graphic Designer:
Graphics Designer chứa các mục sau
Hình 2.32. Cấu trúc của Graphics Designer
a.Các palette để tạo và sửa các đối tượng đồ hoạ:
• Palette màu (Color Palette): ấn định màu cho từng đối tượng, phạm vi của
nó gồm 16 màu tiêu chuẩn
20
Layer
Bar
Zoom
palette
Color

palette
Alignment
palette
Style
palette
Object
palette
Font
palette
Menu
Bar
Standart
ToolBar
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Palette đối tượng (Object Palette): Bao gồm các chuẩn đối tượng để vẽ
(Standart Object) như Polygon, Ellipse, Rectangle, , Smart Object (OLE Control,
OLE Element, I/O Field và Window Object (Button, check Box )
• Palette kiểu (Style Palette): Dùng để thay đổi hình dạng của đối tượng lựa
chọn, tuỳ thuộc vào từng đối tượng cụ thể mà ta có thể thay đổi chúng về đường nét và
hình dạng (Như độ rộng của đường nét, màu gạch cho hình dạng ).
• Palette về sắp xếp (Alignment Palette): Cho phép thay đổi vị trí tuyệt đối
cũng như tương đối của một hay nhiều đối tượng, hoặc các tiêu chuẩn về độ rộng, độ
cao cho một vài đối tượng
• Palette về phóng to, thu nhỏ hình (Zoom Palette): Cho phép đặt độ phóng to
hay thu nhỏ của màn hình trang đồ hoạ, tiêu chuẩn chỉ ở dạng các tỷ lệ 8, 4, 1, 1/2, 1/4.
• Font Palette: Cho phép ta thay đổi kiểu chữ, kích cỡ và kiểu màu cho các đối
tượng dạng Text.
b. Các bảng và các thanh công cụ phục vụ cho thao tác với Graphic Designer.
• Menu Bar: Chứa toàn bộ các lệnh cần thao tác trong khi thiết kế
• Palette chuẩn.

• Thanh công cụ: Có chứa các lệnh dùng thao tác nhanh trong khi thiết kế
• Thanh lớp (Layer Bar): sử dụng để lựa chọn các kiểu lớp (Có 16 lớp với kí
hiệu từ 0÷15), trong đó lớp 0 là lớp mặc định, mỗi đối tượng khi kéo ra màn hình đều mặc
định là lớp 0, tuy vậy ta có thể định nghĩa lại sự phân lớp của chúng trong phạm vi từ 0÷15,
thứ tự lớp ở đây được hiểu là lớp sau che lớp trước (có nghĩa là nếu có hai đối tượng trồng lên
nhau thì đối tượng nào nằm ở lớp thấp hơn sẽ bị che khuất).
Đối tượng thiết kế các trang đồ hoạ:
Các công cụ chuẩn dùng để thiết kế chủ yếu là các đối tượng nằm trong thành
phần “Object Palette”. Ngoài ra còn có nhiều đối tượng khác được lấy từ thư viện
chuẩn. Các đối tượng lấy ra từ thư viện này thực ra được xây dựng “Object Palette”.
Hình 2.33. Cấu trúc của Object Palette
c.Cấu trúc của Object Palette: gồm 3 thành phần chính sau
• Các đối tượng chuẩn (Standard Object ) gồm các hình đa giác, chữ nhật, elip
21
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Các đối tượng thông minh (Smart Object) gồm có các đối tượng nhúng, các
trường vào/ra, các đối tượng đồ hoạ, các công cụ hiển thị, các đối tượng ba chiều
• Các đối tượng Window (Window Object) gồm có các Button, hộp check
Box, Option Group, Slider Đây là các đối tượng hỗ trợ đồ hoạ.
d. Smart Object
• Ứng dụng Window (Application Window). Là những đối tượng thông báo
hệ thống (Alarm Logging), lưu trữ hệ thống (Tag Logging), báo cáo hệ thống (Print
Jobs) cũng như các ứng dụng của Global Script. Application Window mở ra những
cửa sổ ứng dụng và quản lí nó để hiển thị và vận hành.
• Picture Window. Là những đối tượng được tạo ra trong Graphic Disigner.
Các đối tượng đó được đặt cấu hình theo vị trí, kích thước và các đặc tính động khác.
Chẳng hạn một đặc tính quan trọng là truy nhập hình ảnh được hiển thị trong Picture
Window bằng cách thay đổi thuộc tính động ’’Picture name”, lúc chạy thực thì nội
dung của cửa sổ có thể được thay đổi theo.
• Điều khiển nhúng và liên kết đối tượng (OLE Control). Sử dụng OLE

Control để cung cấp các công cụ Window (như nút bấm, hộp lựa chọn). Các thuộc tính
của nó được hiển thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab “Event”. Các thuộc tính
này có thể được ấn bản trong cửa sổ trên.
Đối tượng liên kết và nhúng.
Graphic Disigner cho phép chèn các đối tượng nhúng vào cửa sổ làm việc của
nó. Trong mode cấu hình ta có thể thiết lập một đối tượng với ứng dụng OLE thích
hợp. Sau khi ta hoàn thành việc thay đổi để liên kết đối tượng nhúng một cách chặt chẽ
thì ta phải cập nhật liên kết bằng tay sao cho phù hợp với các thay đổi được thể
hiện.Tuy nhiên ta không được phép thiết lập trong khi hệ thống đang chạy runtime.
Trường vào/ra(I/O Field).
Sử dụng như một trường vào hoặc một trường ra hoặc như là một trường
vào/ra. Các dạng dữ liệu cho phép sử dụng với I/O Field:
- Nhị phân (Binary).
- Hệ 16(Hexadecimal).
- Hệ thập phân(Decimal).
- Xâu kí tự (String).
Ta cũng có thể định rõ giá trị giới hạn, chỉ định là trường vào hoặc trường ra
hoặc là trường vào/ra.
Thuộc nhóm Smart Object. Thuộc tính của nó ảnh hưởng đến sự xuất hiện và
tính năng của nó. Nó thể hiện những giá trị bằng đồ thị có quan hệ với giới hạn cao,
thấp hoặc hoàn toàn chỉ là miêu tả bằng đồ hoạ hoặc phối hợp thể hiện những giá trị
với tỉ lệ do ta định nghĩa ra.
22
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hiển thị trạng thái (Status Display)
Sử dụng để thể hiện bất kì con số của những trạng thái khác nhau nào. Cho
phép thực hiện trạng thái động bằng cách nối nó với giá trị của tất cả các tag tương
ứng với những trạng thái khác nhau. Ta có thể ấn định bất kì con số nào trong khoảng
từ 0 - >2
22

-1.
Danh sách văn bản (Text List)
Sử dụng Text List để đưa giá trị cho văn bản. Nó có thể sử dụng như một danh
sách vào (Vào là danh sách, ra là giá trị) hoặc danh sách ra (Vào giá trị, ra là văn bản)
hoặc phối hợp danh sách/văn bản. Dạng số liệu là thập phân, nhị phân hoặc bit dữ liệu
đều có thể sử dụng.
- Loại danh sách “Decimal” thể hiện văn bản đã ấn định tới giá trị ra. Khi ta cho
vào một “Text” thì giá trị đã được chỉ định sẽ được truyền tới trình quản lí dữ liệu.
- Loại dang sách “Binary” thể hiện một văn bản được chỉ định tới một bit của
giá trị ra nếu bit đó được Set(đặt giá trị lên 0 hoặc 1). Trong trường hợp này chỉ một
bit của giá trị ra được Set. Văn bản được chỉ định tới bit nào thì bit ấy được đưa ra.
Khi vào một văn bản, trình quản lí dữ liệu nhận giá trị vào và sẽ Set chính xác những
bit tương ứng với văn bản vào.
- Loại danh sách “Bit” thể hiện một văn bản mà nó liên quan tới những trạng
thái của bit đã định nghĩa trong miền giá trị ra.
3D Bar
Nó thể hiện những giá trị có quan hệ đồ hoạ với mức cao và mức thấp. Có thể
đặt cấu hình loại thể hiện 3D theo bất kì cách nào mà bạn muốn.
Nhóm thể hiện (Group Display)
Cung cấp thể hiện cách quy tụ theo cấp bậc của trạng thái hiện tại của những
loại thông báo nhất định mặc dù không có sự liên quan tới thông báo hệ thống với
WinCC.
• Các đối tượng của Window(Window Object)
Nút bấm (Button): Sử dụng để điều khiển sự kiện quá trình. Nó có hai trạng thái
ấn xuống và không ấn. Liên kết tới quá trình bằng cách thực hiện các thuộc tính động
tương ứng.
Hộp thử (Check-Box): Nó được sử dụng khi mà ta cần có 1 hay nhiều lựa chọn
bằng cách kích lên từng trường hợp mà ta cần. Cho phép liên kết mềm dẻo với quá
trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương ứng.
Nhóm lựa chọn (Option Group): Tương tự như Check-Box nhưng là lựa chọn

đơn (tức mỗi một thời điểm chỉ có một tuỳ chọn được lựa chọn)
Nút tròn (Round Button): Là một công cụ giống như Button phục vụ cho vận
hành sự kiện quá trình.
Slider: Là công cụ điển hình chuyển động phục vụ cho điều khiển quá trình (điều khiển
nhiệt độ chẳng hạn). Phạm vi điều khiển nằm giưã giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất. Ta có
23
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
thể thiết lập một sự liên kết tới quá trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương
ứng.
2.2.3.4. Quan sát các thuộc tính của các đối tượng tạo ra trong màn hình
đồ họa
Tất cả các đối tượng được tạo ra trong cửa sổ đồ họa đều có các thuộc tính khác
nhau. Mỗi một thuộc tính lại được liên kết với các Tag (tuỳ theo mục đích cụ thể mà
có cần thiết phải liên kết với tag hay không) đồng thời WinCC cũng cho phép liên kết
động cho từng đối tượng và gán các hành động hay sự kiện vào cho chúng để điều
khiển quá trình.
Nếu muốn thay đổi hay ấn bản một hay nhiều thuộc tính của một đối tượng đồ
họa thì chỉ cần nháy đúp chuột trái lên đối tượng đó hoặc kích chuột phải lên nó và khi
menu sổ ra ta chọn "Properties". Hộp thoại chứa các thông tin về thuộc tính cũng như
các sự kiện có thể gán cho đối tượng hiện ra chờ ta thiết lập các thông tin cần thiết.
Hình 2.34. Hộp thoại Object Properties
Mỗi đối tượng được kéo ra màn hình Graphic Designer đều có các trường thuộc
tính sau:
Attribute: Phân loại tên của mỗi thuộc tính
Static: Dùng để đặt thêm một số cấu hình tĩnh của đối tượng
Dynamic: Đặt trạng thái động của đối tượng. Có 3 trường hợp đặt trạng thái
động
+ Dynamic Dialog: Dùng để kết nối gián tiếp với các Tag hoặc các hàm đã
được lập trình trong “Global Script”, sự kết nối này nhằm tạo ra các trạng thái
khác nhau của đối tượng khi hệ thống chạy Runtime

+ Tag: Dùng để kết nối trực tiếp đối tượng với các biến Tag
+ C-Action: Dùng để lập trình thay đổi trạng thái cho đối tượng
Chú ý: Khi bóng đèn chuyển sang màu lục thì đối tượng được liên kết trực tiếp
với Tag, bóng đèn chuyển sang dang mũi tên có màu lục thì đối tượng ở dạng lập
trình, còn màu đỏ tương ứng đối tượng liên kết gián tiếp với Tag.
Current: Dùng để đặt chu kỳ cập nhật cho thuộc tính của đối tượng (Chỉ sử
dụng trong trường hợp đối tượng kết nối trực tiếp với Tag).
24
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Indirect: Thuộc tính của đối tượng được định vị trực tiếp thông qua tag (Chỉ sử
dụng trong trường hợp đối tượng kết nối trực tiếp với Tag).
2.2.3.5. Cài đặt thông số khi chạy Runtime.
Cài đặt thông số khi chạy Runtime. Chúng ta đặt tham số cho cửa sổ giao diện
khi chạy Runtime theo trình tự sau:
Bên trái cửa sổ “Wincc Explorer”, kích vào “Computer”.
Bên phải cửa sổ “Wincc Explorer”, kích chuột phải lên tên của Computer, trên
menu thả xuống chọn “Properties”.
Trên tab “Graphics Runtime”:
Để lựa chọn màn hình khởi động, kích vào “Browse” trong hộp thoại “Start
Picture” và chọn giao diện điều khiển “CauTruc.pdl”. Sau đó chọn OK.
Trong hộp thoại “Window Attributes”, đặt thuộc tính cho giao diện điều khiển:
kích chuột vào “Title”, “Maximize”, “Minimize” và “Adapt Picture”. Sau đó chọn OK.
2.2.3.6. Chạy chương trình Active.
Để biết giao diện điều khiển sẽ xuất hiện như thế nào khi chạy Runtime, chọn
“File” -> chọn “Active” trên thanh menu của cửa sổ “Wincc Expolorer”. Hoặc kích
chuột vào biểu tượng trên thanh toobar của cửa sổ “Wincc Expolorer”.
2.2.3.7. Sử dụng chương trình mô phỏng Wincc Variable Simulator
Nếu không có thiết bị PLC nào được kết nối với Wincc, bạn có thể sử dụng
Simulator để mô phỏng hoạt động các biến Tag:
- Từ màn hình window vào “Start” -> chọn “Simatic” -> chọn “Wincc” -> chọn

“Tool” -> chọn “Wincc Variable Simulator”.
- Chú ý: Project phải được kích hoạt rồi (ở chế độ Runtime) để đảm bảo mô
phỏng chính xác.
- Trong hộp “Simulation”, chọn biến Tag cần mô phỏng bằng cách chọn “Edit”
-> chọn “New Tag”. Hộp thoại “Tags-Project”, chọn biến Internal Tag là
“DEM_CHAI”. Đồng thời thay đổi dữ liệu của Tag: dạng Sin, tăng dần, giảm dần, hay
dao động…
- Tích chuột vào “Active”. Gía trị biến Tags sẽ được hiển thị với giá trị được
mô phỏng.
- Trong hộp thoại “Simulation” -> chọn hộp thoại “List of Tags” -> kích chuột
vào nút “Start Simulation” để bắt đầu mô phỏng biến Tag.
25