Đồ án tìm hiểu phần mềm wincc flexible 2008, thiết kế và mô phỏng hệ thống trộn xi măng bằng wincc flexible

ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

LOI CAM ON
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường: ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP
TPHCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức mới và bổ ích cho
chúng cm. Đặt biệt thầy cô khoa Công Nghệ Điện Tử đã trực tiếp giảng dạy chúng
em trong suốt thời gian vừa qua.

Xin chin thanh cam on thay HOANG DINH LONG đã hết lịng hướng dẫn
va giúp đỡ em hồn thành đồ án này.

Sinh viên
Han Tran Minh Tuan

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

NHAN XET CUA GIAO ViEN HUNG DAN

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

NHAN AET CUA GIAO WIEN PHAN BIEN

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Loi noi dau
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 yeu 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 q 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 khơng 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 khiến các q trình cơng nghiệp
Scada (Supervisory Control And Data Acquision) 44 xuat hién ngay cang nhiéu trong
các lĩnh vực như: cơng-nơng 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 thế điều
khiến và lập trình ngày càng sử dụng rộng rãi giúp việc điều khiến ngày càng nhanh

va dé.
HMI(Human Machine Interface) la giao diện giữa người và máy, 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 khiến thơng qua bất kỳ mọi hình thức.
TIMI cho phớp người dùng theo dõi, ra lệnh điều khiến tồn bộ hệ thống. IIMI 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 liện, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, khẩu lệnh bằng
giọng nói...Do đó HMI ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi và dần trở thành cơng 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 (HMI) để có thể khai thác hiệu quả trong sản xuất.
Tiện nay có rất nhiều phần mềm hỗ trợ việc lập trình giao tiếp người và máy

nhir: WinCC 6.0, WinCC 7.0, ProTool CS, ProTool RT, WinCC Flexible 2005,

WinCC Flexible 2008... Tuy nhiên trong bài báo cáo này chỉ đề cập đến phần mềm
WinCC Flexible 2008 là một phần mềm lập trình cho HMI tương đối mạnh có nhiều
SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

4


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

chức năng hữu ích trong một hệ thống tự động và rất linh hoạt(bản thân từ flexible đã

có nghĩa là lĩnh hoạt rồi) như: hiển thị hình ảnh hệ thống trực quan,giao diện điều
khiến mạnh, có khả năng tạo thơng điệp, báo cáo, chức năng lưu trữ dữ liệu an
toàn(bảo mật)... tuy nhiên vần còn nhiêu mới mẽ chưa nhiêu người nghiên cứu.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Phan A : Tim hiéu phan mém WinCC flexible 2008
Chương 1: khái niệm điều khiến hệ thống HMI với WinCC flexible:
U Giới thiệu HMI :
HMI là từ viết tắt của Iuman-Machinc-Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp
giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị.
Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp”
a

ae?

với một máy móc

thì đó là một IIMI. Cảm ứng trên lị viba của bạn là một IIMI, hệ thống số điều khiển
trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là

TIMI...
Bộ truyền và cảm biến trước kia đều khơng có HMI, nhiều thiết bị trong số đó
thậm chí khơng có cả một IIMI đơn giản như một hiến thị đơn thuần. Rất nhiều trong

số đó khơng có hiển thị, chỉ với một tín hiệu đầu ra. Một số có một HMI thơ sơ: một
hiển thi ASCII don hoac hai dong ASC]II với một tập hợp các arrow cho lập trình,

hoặc 10 phím nhỏ. Có tất ít các thiết bị hiện trường, cảm biến và bộ phân tích từng có
bảng IIMI thực sự có khả năng cung cấp hình ảnh đồ họa tốt, có cách thức nhập dữ

liệu và lệnh đơn giản, dễ hiểu, đồng thời cung cấp một cửa số có độ phân giải cao cho
q trình lập trình.

HMI sử dụng tồn bộ máy tính và màn hình hiến thị thì hạn chế đối với các
phịng điều khiến bởi vì mạch máy tính, màn hình và ổ đĩa dễ hỏng. Vỏ bọc được phát
triển để giúp cho HMI sử dụng máy tính có thể định vị bên ngoài sàn nhà máy, nhưng
rất rộng, kénh cang va dé hỏng do sức nóng, độ âm, Sự rửa trơi và các sự có khác ở
sàn nha may.

HMI máy tính trước đây cđng tiêu thụ rất nhiều điện năng. Một máy tinh
“desktop” thông thường trong những năm 80 của thế kỷ 20 có cơng suất 200 W.

Khi các q trình ở sàn nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển cần có

thêm nhiều thơng tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiến nội bộ trở nên
phức tạp hơn. Một trong những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển thị dạng
cảm ứng. Điều này giúp cho người điều khiến chỉ cần đơn giản ấn từng phần của hiển

thị có một “nút ảo” trên thiết bi để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị. Nó cũng
loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột và gậy điều khiến, ngoại trừ cơng tác lập trình

phức tạp ít gặp có thể được thực hiện trong quá trình thiết ké.

Một ưu điểm khác nữa của HMI hiện đại là hiển thị dang tinh thể lỏng. Nó
chiếm ít khơng gian hơn, móng hơn hiển thị dang CRT , va do dé cé thể được sử dụng

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

6


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

trong những khơng gian nhỏ hơn.

Ưu điểm lớn nhất là trong các máy tính nhúng có hình dạng nhỏ gọn giúp
nó thay thế hiến thị 2 đường trên một công cụ thông thường hay trên bộ truyền với

một HMI có đầy đủ tính năng.
Người điều khiến làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy.
Đơi khi khơng có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họ cần có

IIMI có thế di chuyển được.

Il. Các thiết bị HMI truyền thống:
1.HMI truyền thống bao gồm:
- Thiết bị nhập thơng tin: cơng tắc chuyến mạch, nút bam...

¢ Thiết bị xuất thơng tin: đèn báo, cịi, đồng hồ đo, các bộ tự ghi ding giấy.

2. Nhược điểm của HMI truyền thống:

- Thông tin không đây đủ.
e Thông tin không chính xác.
¢ Kha nang lưu trữ thơng tin hạn chế.

» Độ tin cậy và ổn định thấp.
‹ Đối với hệ thống rộng và phức tạp: độ phức tạp rất cao và rất khó mở rộng.

Il. Các thiết bị HMI hiện đại:
Do phát sự phát triển của Công nghệ thông tin và Công nghệ Vi điện tử, HMI ngày
nay sử dụng các thiết bi tính tốn mạnh mé.

1. HMI hiện đại chia làm 2 loại chính:
¢ TIMI trén nén PC va Windows/MAC: SCADA.
- IIMI trên nền các máy tính nhúng: IIMI chun dụng

»° Ngồi ra cịn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm,
PoketPC.

2. Các wu điểm của IIMI hiện đại:

¢ Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thơng tin.
- Tính mêm dẻo, dễ thay đối bố xung thơng tin cần thiết.
e Tính đơn giản của hệ thông, dê mở rộng, dê vận hành và sửa chữa.
« Tính “Mớ”: có khả năng kết nội mạnh, kêt nôi nhiêu loại thiệt bị và nhiêu

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

loại giao thức.
° Khả năng lưu trữ cao.

3. Các thành phân của HMI:
‹ Phần cứng:
° Màn hình:

¢ Cac phim bam
* Vị xử lí: CPU,ROM,RAM,EPROM/Flash, ...
¢ Phan Firmware:
‹ Các đối tượng

° Các hàm và lệnh
»° Phần mềm phát triển:
° Các công cụ xây dựng HMI.
‹ Các cơng cụ kết nối, nạp chương trình và gỡ tối.
° Các công cụ mô phỏng
- Truyền thông:
‹ Các cổng truyền thông.
‹ Các giao thức truyền thông

5. Các thông số đặc trưng cla HMI:

- Độ lớn màn hình: quyết định thông tin cần hiến thị cùng lúc của HMI
* Dung lượng bộ nhớ chương trình, bộ nhớ dữ liệu, Flash dữ liệu: quyết định
số lượng tối đa biến số và dung lượng lưu trữ thơng tin.

- Số lượng các phím và các phím cảm ứng trên màn hình: khả năng thao tác
vận hành.
¢ Chuan truyền thơng, các giao thức hỗ trợ.
- Số lượng các đối tượng, hàm lệnh mà HIMI hỗ trợ.
s Các công mở rộng: Printer, USB , CF, PCMCIA, PC100...

6. Quy trình xây dựng hệ thống IIMI:
a. Lựa chọn phần cứng:
5 Lựa chọn kích cở màn hình: trên cơ sở số lượng thông số/thông tin cảm biến

hiển thị đồng thời. nhu cầu về đồ thị, đồ họa(lưu trình cơng nghệ...).
° La chọn sơ phím cứng, sơ phím cảm ứng tôi đa cùng sử dụng cùng lúc.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

¢ Lira chon cac céng mo rong néu co nhu cau in ấn, đọc mã vạch, kết nối các

thiết bị ngoại vi khác.
e Lara chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu,
lưu trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiến thị
b. Xây dựng giao diện:
‹ Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức...
« Xây dựng các màn hình.
‹ Gán các biến số (tag) cho các đối tượng.
° Sử dụng các đối tượng đặc biệt.

» Viết các chương trình script (tùy chọn).
°® Mơ phỏng và chỉnh sửa chương trình.
° Nạp phần mềm xuống HMI.

TV/ Các hệ thống HMI:
Trên thực tế các HMI có rất nhiều dạng khác nhau: có thé được sử dụng riêng

biệt chỉ 1 HMI điều khiến một bộ điều khiến(ở đây có thế hiểu là một hệ thống PLC
voi ple $7-300/400 là trung tâm), 1 IIMI điều khiển nhiều bộ điều khiến, nhiều IIMI

liên kết vối nhau...
_ 1 HMI điều khiến trực tiếp 1 bộ điều khiến thông qua PROFIBUS

fal ol

al fal lal
rts)

PROFIBUS

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

_ 1 HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển thông PROFIBUS

PROFIBUS

_ Hệ thống HMI điều khiến tập trung: các HMI được kết nỗi với nhau qua
phương thức truyền Ethernet về máy tính trung tâm

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

10


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

_ hệ thống ITMI điều khiển từ xa: các IIMI kết nỗi với máy chủ thơng qua
đường truyền LAN(TCP/IP)
LAN (TCPIIP)

_ PROFIBUS

_ Ngồi ra cịn có kiéu distributed HMI (HMI phan tán) : chỉ duy nhất 1 HMI
chứa dữ liệu cầu hình và giữ nhiệm vụ như máy chủ (server), cịn cac HMI

khác có

câu trúc như những máy trạm(stations)

—

¡+

:

mg

T

n

—“E—
.

=

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

f

rT}

N

|

1

i

"

|

'

11


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Chương 2 :Giới thiệu phần mém WinCC Flexible 2008 :
I. Giới thiệu:
Phần mềm WinCC Flexible 2008 (WinCC viết tắt của từ Windows Control
Center- hệ thống điều khiến trung tâm, flexible- linh hoạt) là phần mềm chuyên dụng

dé thiết kế các hệ thống HMI trong tự động hóa cơng nghiệp của hing SIEMENS va
là cơng cụ thay thế cho phần mềm ProTool sẽ khơng cịn phát hành (bản cuối cùng là
ProTool 6.0 SP3)
WinCC Flexible 2008

tương thích với những hệ điều hành hiện nay như:

_ Microsoft Window XP
_ Microsoft Window Vista Business (32 bit), Ultimate (32 bit)
Cả hai hệ điều hành trên đều cả khả năng đa nhiệm vụ cao, đảm bảo phản ứng
nhanh với việc xử lí ngắt và độ an tồn chống mất dữ liệu bên trong ở mức độ cao.
Chức năng cơ bản của WinCC flexible 2008 la :

_ Thiết kế và lập trình hệ thống tự động hóa, q trình điều khiển giám
sát quy trình sản xuất.

_ Mơ phỏng bằng hình ảnh các sự kiện xảy ra trong quá trình hoạt
động một cách trực quan giúp hệ thống dễ kiếm tra và sửa chữa.
_ Ngồi ra WinCC flexible 2008 cịn cung cấp nhiều chức năng khác
như: hiển thị các thông báo hay báo cáo trong quá trình băng số liệu hay đồ họa, xử lí
thơng tin đo lường, các bảng ghi báo cáo...
WinCC flexible 2008 cho phép người sử dụng có khả năng truy cập vào các
hàm giao diện chương trình ứng dụng API(Application Program Interface) của hệ

điều hành. Ngồi ra, cịn có thể kết hợp WinCC flexible 2008 và các cơng cụ phát
triển riéng nh: Visual C'' hay Visual Bacis dé tao ra hé thống có tính đặc thù cao,
tỉnh vi, gắn riêng với cấu hình cụ thể nào đó. Do có tính chất mở và thường xun

được cập nhật, phát triển nên WinCC Flexible 2008 có thé lập trình cho các hệ thống

HMI mới nhất trên thị trường và sản xuất.
WinCC flexible 2008 có thể tạo giao diện người-máy (HMI) dựa trên cơ sở

giao tiếp giữa con người với các hệ thống máy, thiết bị điều khién (PLC, CNC...)
thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ, hay các câu chữ mang tính trực quan. Có thể
giúp người vận hành theo dõi được quá trình làm việc, thay đổi các thơng số, cơng
thức hoặc q trình hoạt động, hiến thị các giá trị hiện thời cũng như giao tiếp với q
trình cơng nghệ của hệ thống tự động qua màn hình máy tính hoặc Panel màn hình

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

12


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

cảm ứng mà khơng cần trực tiếp với phần cứng của hệ thống. Giao diện IIMI cũng có

thể giúp người vận hành giám sát q trình sản xuất một cách dễ dàng và nhanh
chóng, báo động hệ thống khi có sự cố.

Từ máy tính trung tâm, có thế điều khiển sự hoạt động tồn bộ dây chuyền sản
xuất được lập trình trên WinCC flexible 2008. Dựa trên HMI có thế giám sát tất cả
các đữ liệu vào/ra(1/O) một cách chính xác.

Do đó WinCC flexible 2008 là phần mềm thiết kế giao diện IIMI cần thiết
khơng thể thiếu trong các hệ thống tự động hóa phức tạp và hiện đại.
Tl/Cac thành phần và chức năng cơ bản trong phần mém WinCC flexible

2008:
Cửa số chính của phần mềm (Control Center) chứa tất cả các chức năng cho
tồn hệ thống, trong cửa số này có thể đặt cấu hình và khởi động chức năng Runiiem
(mơ phỏng hệ thống thời gian thực)
St WinCC flexible Advanced - Project.hmi
Project

Edit

View

Insert

Format

Faceplates

CÚI Na + ba EM V2 ve +
l[EmgsnUasases BỊ,
lag Project |

.

Co wees Dovicc_I[WinCC flexible Rur
.r

=)-2

Options

Window

Help

-Ă# lo|đ|X,.: .' Bỏ. Ă â
uj
gout rte semath sept cebu Oy

yI4?j

`

rhe
oa

Scresns

=)! Communicaton

a i

Cycles

Alarm Management
BW Analog Alarms

SA Discrete Alarms

Circle

:

°

EI1

Rectangle

A

TextField
Date-Time Field

v

Ilistcrical Deta

E5) by

Reports

# lạ

Text and Graphics Lists

Runtime | ser Administrat

|

l3)LÒ

Device Settings

| » General

8#; Scripts

<

()

Enhanced Objects

eo} ie

My Controls
Graph cz

Lanquage Settings

(BR ee

Polygon

Os

#i ay Heciaes

= lo

ề
Polyline

&

abl 10 Field

ie ty. Settings

lìbe

6Line

<@

@ Ellipse

= Tags
`
2
`. Connections
=P

2#

:
Simple Objects

a.

ECỊ Template
[1 5creern_†
) Screen_2

h-?@?
eile Es

>

=

| >

Properties

i»

Fyents.

¥ 9)

Animations

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

—
&
=
xi

Ox

General

Settings

Library
2
y

ma

Sai

| ij

Drop

any object

here

to delete

it.

13


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Nhiệm vụ ctia Control Center:
_ Thiét lập cấu hình tồn cục cho hệ thống.
_ Quản lý các dự án (Projects) như: tạo mới, lưu, mở dự án có sẵn. Có
khả năng nối mạng và soạn thảo cho nhiều người sử dụng trong một dự án.

_ Thiết lập cấu hình cho các chức năng định vị đặc biệt.

_ Diễn tả bằng đồ thị của dữ liệu cấu hình.
_ Chuyển giữa chế độ thiết kế cấu hình và Runtime.
_ Kiếm tra chế độ mơ phỏng, trợ giúp thao tác để đặt câu hình đữ liệu
gồm: biên dịch hình vẽ, mơ phỏng tag, hiển thị trạng thái và thiết lập báo cáo.

_ Báo cáo trạng thái hệ thống.
_ Tạo và soạn thảo các đữ liệu giữa các phần mềm đan chéo có liên

quan.
Các thành phần cơ bản của Control Center
WinCC flexible Engineering System: 14 thanh phan co ban va quan

trọng nhất có nhiệm vụ thiết kế và lập trinh mot hé théng HMI.

Gx

kee Project

weer Device_T[WinCC flexible Runtim
=)7 8%ud Screens

aR

] Template
fF) Screen_1

= ke

E_1 Sereen_2

Communication
2= Tags

5° Connections
= 1

~

St Cycles
Alarm Management
Analog Alarms

SA

Discrete Alarms

+ le. Settings
c- Baty Recipes
+ B Historical Data
+

+

„

Scripts

a Reports

+ lạ. Text and Graphics Lists

Ce: fog Runtime User Administration
+ p= Device Settings

= My Language Settings

@® Project Languages
& Graphics
= Project Texts
# 1 Dictionaries
MES Structures
+ "m Version Management
$

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

?

14


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

1.Creens : tao va kết nối quá trình bằng hình vẽ, đồ thị.
Bao gồm cửa số đề thiết kế hệ thống

Thang công cụ Tools: chứa tất cả công cụ để vẽ một hệ thống tự động

kK

Simple Objects

=~

Line

TC

Polyline

ce

Polygon

>

Ellipse

O

Circle

L]

Rectangle

AY Text Field
10 Field
se Date-Time Field
| Graphic [9 Field
——
4
Enhanced @bjects

Mu Controls

Graphics
Library

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

15


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

2.Commucation: kết nói và xử lý đữ liệu của quá trình. Một kết nối logic mô
tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu trong WinCC flexible. Quản lý
dữ liệu của máy tính đảm trách việc cung cấp các tags(biến) với các giá trị quá trình
=e

khi Runtime.

Communication

2= Tags

s» Connections
se Cycles

Biến (tags) : là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị của quá trình.

Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu đữ liệu duy nhất. Kết nối logicđược
gán với biến của WinCC flexible. Két nỗi này xác định rằng kênh nào sẽ chuyển giao
giá trị quá trình cho các biến.
Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của
WinCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu
trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản
lý dữ liệu theo các kiểu đữ liệu chuẩn như sau:

Biến nội
Các biến nội khơng có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý đữ liệu bên trong
WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Nctwork). Các lớp biến nội
được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập
nhật liên tục. Hơn nữa các biến nội cho phớp trao đối dữ liệu giữa các ứng dung dé
thực hiện việc truyền thơng cho q trình theo cách tập trung và tối ưu.

Biến quá trình
Trong hệ thống WinCC flexible, biển ngồi cũng có thể hiểu là tag quá trình.
Các biến quá trình được liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tin về địa
chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các biến ngoài chứa một tổng quát gồm thông tin về

tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn tả phụ
thuộc kết logic. Quản lý đữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của quá trình cho
các ứng dụng trong một dự án

Nhóm biến
Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic với nhau.
Ví dụ về các nhóm biến:

CPU : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cùng một CPU.
Lò nhiệt : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cho một lị.

sơ: Nhóm này chứa tât cả các biên truy nhập các đâu vào/1a

2Ì

On

O

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

16


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

V/O trong tr: Nhom nay chứa tất cả các biến truy nhập các đầu
vao/ra tương tự

Một kết nối logic diễn tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý đữ
liệu. Mỗi nhóm biến được gán với một khối kênh. Một kênh có thê chứa nhiều nhóm

biến.
Các kiểu dữ liệu
Biến phải gắn vào một trong các kiếu dữ liệu sau cho mỗi biến được

định cấu hình. Việc gán kiểu đữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến
Thới.

Kiểu đữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (Biến nội hay biến q
trình). Các kiểu dữ liện (Data Types) có trong WinCC flexible
©

Char: kiéu ky tr.

e

Byte : kiéu bytc gồm 8 bit tương tự như vi xử lý.

©

Ini: kiểu số ngun khơng dấu.

e

UƯint: kiểu số ngun có dấu.

e

Long: kiểu số ngun dài khơng dấu.

e

Ulong:

e©

Tloat: kiểu số thực.

©

Double: kiéu sé thực.

©

String : kiểu chuỗi.

e

Data time : kiểu ngày, giờ

e

Raw Data type: kiéu dtt liéu thé (ta có thể định nghĩa kiểu

kiếu số ngun dài có dấu.

dữ liệu như trong các ngơn ngữ lập trình cấp cao : C, VB...)

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

17


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

3.Alarm management : hé thong quan li thong bdo, bdo cao, sự cô.

=I ee Alarm Management
>

BB Analog Alarms

BS Discrete Alarms
= hạ. Settings

Alarm manageme nt trong WinCC flexible c6 các đặc tính như sau.
cung cấp các thông tin về lỗi và trạng thái hoạt động tồn
diện, cho phép sớm nhận ra các tình trạng vận hành của
thiết bị, tránh và giảm thiểu sự cố và nầng cao hiệu quả vận
hành và chất lượng sản phẩm ngày càng tăng.
Cung cấp các số liệu cần thiết cho nhu cầu lưu trữ và kiểm
†ra VỀ sau.

4.Script : tap lénh trong WinCC flexible 2008. Trong WinCC flexible 2008 ta
có thế lập trình những hàm tùy ý hay những lệnh không được hỗ trợ bởi WinCC
flexible. Những hàm này được viết trên nền ngôn ngữ C.
Để tạo 1 Script m ới ta có thể nhấp đơi chuột vào mục Add script trong cửa số
tool của màn hình.
bồ;

Scripts
Äđdd 5ciipt

fie Script

E1-E]

| SS Reports
4

:

Text and Graphics Lists

=

.

..

+...

Cửa sô biên tập Script hiện ra như sau:

'5uh Script_1€

}

Fx

Furction list wizaid | Code template wizard

:

1: ' NOTE:

To

Zi'Write
fi!

system

4¡!tott

5:'of

stert

scripts
caa

the

Lhruugh
press

scripting

by

using

Chz

BMI

please

system

cuutline

<Alt>
proqramminy

lanquagqe

press

functions
vbjyecl.

hrrov>+.

<Ctrl><Space>

or

Fur

Design

VBfcript

and

the
a

WirCC

and

convenient

complex

access

seeripts

teqs

see

flexible

the

(

pickim
by

1

erm

directly

“““——
[
I

fz] Function list

——


tunction>

|

*]

:

}

6

<

>

Eid Suu

Line€

Culuitit 1

tÌiar 1

F (x
SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

Appl
cet

|

|

Clear All

18


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Dé tạo ra những cấu trúc cần thiết ta nhấp vao thé tab Code template wizard sé
hiện ra danh sách những cấu trúc thường dùng chọn cấu trúc thích hợp rồi nhấp

Apply.

_ Fuirlinri list wizard

=| @

Code template wizard

Code template
Do Until
Do While
ForEach ... In
For... Ta
For... To... Step
If... Then... Else
Loop Until
Loop While
On Error Resume Next
Select Case
While ... Wend

Apply

Sau khi chọn được cấu trúc thích hợp ta chỉ cần thay đỗi ngững đối số
thíchhợp để tạo được những hàm như mong muốn.
‘Sub 5cript_1( }
ii' NOTE:

2

To

i Write

3 :' system

4

¡' you

Sỉ lot

start

scripts
Can

the

through
press

using

the

HMI

please:

system
runtime

<Alt>
programming

6:If _œondition_

Ti

acripting:
by

Then

language

press:

“ctris<space>:-anmd

functions
object.

Arrow>.

or
For

Design

VBScript

and

the
a

Wincc

convenient

complex
access

scripts
tags

see

tht

flexible

¢

pickin
by

en)

direcrly}

‘statements

giEnd I£

3

Chúng ta có thể thêm những lệnh có sẵn trong WinCC flexible 2008 bang vao
the tab Function list wizard chon lệnh thích hợp.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

19


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Đê gọi hàm vừa tạo ra, ta vao thuộc tính events của một đơi tượng mà
†a mong muôn khi tác động sẽ làm một nhiệm vụ mà †a mong muôn nhầp chọn
ham vira tao o muc User Script.
Ví dụ: khi load màn hình làm việc lên thì gọi hàm.

@

@á&

General

[x[+] +]

5. propertise
>

W

:

Animations

Events

Function List;
si

=

(4) Logs

2

® Loaded
@

—

Functions
i oo
(+)
Prin
(+) Recipes

Cleared

(4). Settings

"

4) System
(4) User administration

ý
=)

7

Lưu ý

:

User scripts

: đối với cách này thì hàm vừa tạo ra chỉ được gọi 1 lần duy nhất

vào lúc load màn hình hay một sự kiện diễn ra. Đề hàm vừa tạo ra được gỌI
liên tục trong quá trình làm việc của chương trình. Ta có thể tạo một biến động

trong chương trình, biến này sẽ ln thay đổi trong suốt q trình làm việc. rồi
lợi dụng sự kiện chuyển gia tri cla bién động này gọi hàm vừa tao ra.
Cách tạo một biến động khi load màn hình: khi sự kiện load màn hình

diễn ra thực hiện lệnh Simulate tag

(đ&
Function List

le
_ TC

eo
@

Cleared

1

2 SimulateTag

fog tue

Minimum

Tag_1

1

Cycle

Maximum

A

¥alue
value

100
ũ

=

Tag(InOut) : 14 1 bién dạng int được tạo trong Tag.

Cycle : là khoảng thời gian giữa hai lần biến thay đồi. Cycle này có thé
biên tập trong cửa số Cycles ở mục Communication.

Maximum valuc: giá trị lớn nhất của biến , khi biến đạt tới giá trị này
sẽ quay trở về giá tri bắt đầu.
Minimum value: gia tri bat dau của biên.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

20


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Để gọi hàm khi giá trị biến động này thay đổi ta vao muc tag chon bién déng

thay đổi khi màn hình được load ở đây là biến Tag_1. Cửa số biên tập thuộc tính của
biến Tag_l hiện ra như sau, ta chọn hàm hàm muốn gọi khi biến thay đổi trong sự
kién Change Value .

|
eres
Properties

x[+T+] [ENE]=

lag

|)

+}

>
B

ange

:
=
High limit

;

1

Yaiue

Ul
Function
L

Script_t
(4 Other functions
2) Print

m Low limit

as ids

Recipes

(4) Screens
(4) Settings
(4H. System

). User administration
(=) User scripts

5.Historical data: chic nang luu trt dt liéu trong WinCC flexible 2008

dé tạo ra một lưu trữ dữ liệu trong WinCC flexible 2008 ta nhấp chuột vào
mục Data Logs
E

ay Historical Data
LS)

Data

a

Alarm Logs

Lnqs

cửa sô biên tạp lưu trữ này như sau:
EraecL

(lexible Ädvanced
idk

iol Mew

Wisw

+ Me

Insert

Mu

© Enyliss (Unikew States]

- PrøjecI.Iani
Format

«+

Fzcealaes

kia

Window

Help

„19“
8 ka MƠ:

qu

E!' WjnCC

~ 2 fa.) om

& TH

Alam.loc 1

X|..

xv

les Projo!

= wae Cevice_t WirC llexible Sun:ime)
=i
screens
$B Add Sceen
E1 Tem¬lae
{| Sclsaa_Í
=
^uimriLdiai
2=

Tage

af” Connections
=e Cuclez

=i bg

Alzrm Manzcerrert

BB Analog 4larms
SH OD svete dlerms
=ie Saltings
MY Feces

BB add Rerire

Q

eB distor cd Daze
2 Da. Luuy
me àlamL23:
i) Siz Ic‘ipts
So & ft:
$B) Add Repot
Af Rzsuil 1
it! lạ:

[

® Geucral
} Proserties

Tret anc Giephres| ists

i) 8g Aurcims L sce Admirictration
(Fl = Dev ve Sellinys
= hy Language Setting:
WD Yoject Languages

‹

enn

@
Ligza_log_1
Size
No, ot data rscord: per og

[500

btorage lozatior [rite - BOB

v

Pall

i

|C:\Luu»

=

575
Max

550 <0
iv

4Ñ 3apFics

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

nw

Storage

Name

21


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Chương 3 :Tạo biến và hiện thị các giá trị xử lý:
Ở phần này, chúng ta giới thiệu chức năng, nhiệm vụ của Communication và
mơ tả q trình hiển thị các giá trị xử lý thông qua dự án mẫu ( dự án động cơ bơm
nước).

Trong WinCC flexible 2008, chúng ta có thể thiết lập các đặc tính cần thiết
cho biến đề lưu trữ và hiến thị cho dữ liệu bằng Communication. Các đặc tính này
phải được thiết lập trước khi khởi động chương trình Runtime. Khi khởi động chương

trình Runtime thì các biến đưược liên kết với nhau và liên kết với các biến bên ngồi
PLC để thực thi chương trình mà chúng ta mong muốn.
Cac chirc nang cua Communication
_ Tạo các biến cần thiết cho quá trình hoạt động của hệ thống và thiết lập các

thuộc tính cho các biến này.

_ Tọa liên kết giữa chương trình WinCC flexible và thiết bị điều khiến bên
ngoài (ở đây là bộ điều khiển PLC S7-200 hay S7-300/400).

_ Cho phớp hiến thị giá trị của biến trong quá trình hoạt động của hệ thống.
Chức năng cho phép chúng ta quan sát và điều khiến sự hoạt động của hệ thống một
cách dễ dàng và có thể lưu trữ những giá trị này về sau.
L/Khái niện biến trong WinCC flexible 2008:

Biến (tags) : là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị của quá trình. Trong

một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết nối logicđược gán

với biển của WinCC flexible. Kết nối này xác định răng kênh nào sẽ chuyến giao giá
trị quá trình cho các biến.
Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của
WInCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cau
trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản
lý dữ liệu theo các kiểu dữ liệu chuẩn như sau:

Biến nội
Các biến nội khơng có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong

WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Network). Các lớp biến nội
được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập

nhật liên tục. Ilơn nữa các biến nội cho phớp trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để
thực hiện việc truyền thơng cho q trình theo cách tập trung và tối ưu.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

22


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Biến q trình

Trong hệ thống WinCC flexible, biến ngồi cũng có thế hiểu là tag quá trình.
Các biến quá trình được liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tin về địa
chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các biến ngoài chứa một tổng quát gồm thông tin về

tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diễn tả phụ
thuộc kết logic. Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của q trình cho
các ứng dụng trong một dự an

Nhóm biến
Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic với nhau.
Ví dụ về các nhóm biến:
CPU : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cùng một CPU.
Lò nhiệt : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cho một lị.
ƯO sơ: Nhóm này chứa tât cả các biên truy nhập các đầu vào/ra

O

tương tự: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu

vao/ra trong tir

Một kết nối logic diễn tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý đữ
liệu. Mỗi nhóm biến được gán với một khối kênh. Một kênh có thê chứa nhiều nhóm
Ƒ

biên.
TA

Các kiểu dữ liệu
Biến phải gán vào một trong các kiểu dữ liệu sau cho mỗi biến được

định cấu hình. Việc gán kiếu dữ liệu cho biến được thực hiện trong khi tạo một biến
ThỚI.

Kiểu dữ liệu của một biến độc lập với kiểu biến (Biến nội hay biến q
trình). Các kiểu dữ liệu (Data Types) có trong WinCC flexiblc
e©

Char: kiéu ky tr.

e

Byte : kiéu bytc gồm 8 bit tương tự như vi xử lý.

©

Ini: kiểu số nguyên khơng dấu.

©

UƯint: kiểu số ngun có dấu.

©

Long : kiểu số ngun dài khơng dấu.

e

Ulong:

e©

Tloat: kiểu số thực.

©

Double: kiéu sé thực.

kiểu số nguyên dài có dấu.

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

23


ĐÔ ÁN CHUYÊN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

e

String : kiéu chudi.

e

Data time : kiéu ngay, giờ.

e

Raw Data type: kiéu dé ligu thé (ta có thể định nghĩa kiểu

dữ liệu tùyý như trong các ngơn ngữ lập trình cấp cao : C,

VB...)
Ví dụ: trong dự án động cơ bơm nước ta khai báo biên động cơ và bôn nước.
Để tạo biến động cơ ta nhấp chuột phải vào mục Tag trong phần Communication &
cửa số Project chọn Add tag.

L dong co
=) yeee Device_TfhwinCC flexible Runtime}

= I

Screens
¬

¬

ị

TIE

In

dd S cieen

[J Template
E_1 dieu khien dang cũ
mẹ Communication
—

=

:

Bx

ũ

Open editor

a = Caz
Alarm —

:

| Loy
|

5

Add Tag
Add falder
Generate

ti te

+) by

Rec

s

Undo-Deleting of Folder Folder_i

Ctrlt+Z

Cũ

Ctrl+C

>

+ ig Histo
8#:

el

Scrip

fr

Text

Cy

# ŠS; Repc
+

tk

1—”

Flat Copy

+ hag Runt
eo

aN

Devic

Languag

WD Proje
B Grap B.

= Proje
% ` Dictic ix)

print Selection

Ctrl

Cross-References

a RS St ructure

cy ig

ersion hy

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

24


ĐƠ ÁN CHUN NGÀNH

GVHD: HOANG DINH LONG

Sau đó cửa số Tag Propcrtics xuất hiện. Thiết lập các thông số ở các mục như
sau: tại mục Name: nhap tén dong co
Muc Connection nhấp mũi tên số xuống chọn kiểu kết nối của biến là biến nội chỉ kết

nối trong chương trình <Inicrnal tag> hay là biến quá trình kết nối với bộ điều khiển
bên ngoài < Comnection I>,

ở đây chúng ta chỉ mơ phỏng trên máy tính nên chọn

kiéu <Internal tag>

Mục Data type chọn kiểu đữ liệu của biến là int, byte, bool... thuộc tính của động cơ
là chạy hay khơng chạy nên chọn kiếu đữ liệu là Bool.
Muc Acquisition là chọn thuộc tính cho q trình cập nhật dữ liệu từ PLC lên mắy

tính. Thuộc tính này chỉ có thể thay đổi khi chọn kiểu biến ngoài cho biến.
Acquisition mode : la ché độ cập nhật dt liéu (Cyclic continuous : cập nhật liên tục,
Cyclic on use : cap nhật khi biến được sử dung, On demand : cập nhật khi có yêu cầu
). Acgnisition cycle : là thời gian mỗi 1 lần cập nhật.

%
®

General

P

Properties

>

Events

Ge
General

Settings
Name {dong cal
Connection |<Intemal tag>
Data type [Bool

nel

TH
Length ụ

*|
|

Acquisition mode [cyclic onuse

Acquisition cycle | S
Array elements Po

SVTH: HAN TRAN MINH TUAN

—~

25