Ứng dụng của phần mềm WinCC điều khiển hệ thống nước

Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá việc trang bi điện cho một hệ thống đóng
một vai trò quan trọng trong sản xuất. Yêu cầu tự động hoá ngày càng cao. Vì thế, công
việc thiết kế trang bò điện, vận hành hệ thống sản xuất trong các khu chế xuất, các xí
nghiệp, phân xưởng một cách tối ưu nhất về năng lượng tự động hoá cao là vấn đề hết sức
quan trọng.
Để tiếp cận với một quá trình tự động hoá trong sản xuất thực tế thật là khó cho mỗi
sinh viên đang còn ngồi trên nghế nhà trường. Vì vậy, việc nghiên cứu phần mềm hỗ trợ
có được mô hình hệ thống mà ta có thể mô phỏng được thật là tiện lợi cho sinh viên cũng
như kỹ sư thiết kế. Qua môn học trang bò điện em được giao cho đề tài “ ứng dụng phần
mềm WinCC điều khiển hệ thống nước”.
Những ngày tháng qua, nhờ có sự hướng dẫn tận tình của thầy NGUYỄN HỮU THỌ
và sự giúp đỡ của bạn bè. Nhờ vậy em mới hoàn thành được tập đồ án trong thời gian
ngắn ngủi. Tuy nhiên, với những kiến thức và tài liệu tham khảo còn nhiều hạn chế, kinh
nghiệm chưa có nhiều không tránh khỏi những thiếu sót.
Em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và đặc biệt thầy
NGUYỄN HỮU THỌ đã giúp em hoàn thành tập đồ án này.
TP. HCM, NGÀY 17 THÁNG 5 NĂM 2008
SINH VIÊN THỰC HIÊN
NGUYỄN CHÍ HỌC
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 1
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
NHẬN XÉT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................

SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
MỤC LỤC
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI ..................................................................3
CHƯƠNG II: SOẠN THẢO PROJECT WINCC ......................................................7
CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM WINCC ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG
NƯỚC. ....................................................................................................13
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
Chương I
TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM WINCC
I.1. Giới thiệu
WinCC (Windows Control Center) là phần mềm tích hợp giao diện người máy IHMI
(Intergrate Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều khiển
với quá trình tự động hoá. Những thành phần dễ sử dụngcủa WinCC giúp tích hợp những
ứng dụng mới hoạc có sẵn mà không gặp bất kỳ trở ngại nào.
Đặc biệt với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển giúp quan
sát mọi hoạt động của quá trình tự động hoá một cách dễ dàng.
Phần mềm này có thể trao đổi trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác nhau
như: SIEMENS, MITSUBISHI, ALLEN BRADLEY,... , nhưng nó truyền thông rất tốt với
PLC của hãng SIEMENS. Nó dược cài đặt trên máy và tính giao tiếp với PLC thông qua
cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS-232) của máy tính. Do đó, cần phải có một bộ chuyển
đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.
WinCC còn có đặc điểm là đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với các
phần mềm chuẩn và phần mềm của người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy đáp ứng
nhu càu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp hệ thống có thể phát triển ứng
dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống.
Nhoài khả ngăng thíc hứng cho việc xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác
nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những hệ thống cấp cao như MES
(Manufacturing Excution System – Hệ thống quản lý việc thực hiện sản suất) và ERP

(Enterprise Resourse Planning). WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô toàn cầu
nhờ hệ thống trợ giúp của SIEMENS có mặt trên khắp thế giới.
I.2. Hướng dẫn cài đặt
I.2.1. Cấu hình đòi hỏi (hardware)
WinCC là một phần mềm với hệ thống mở chạy trên tất cả các máy tính PC với bộ xử lý
Pentium. Hệ điều hành mặc đònh của WinCC là hệ điều hành Microsoft Windows 9x và
WinNT, đều là hệ điều hành mạnh về thiết kế giao diện đồ họa. Vì vậy WinCC cũng kế
thừa toàn bộ sức mạnh của hệ điều hành.
• Yêu cầu về phần cứng máy:
o Máy vi tính tối thiểu: Pentium II 266 MHz, yêu cầu: Pentium II 400 MHz.
o Đóa cứng tối thiểu: 650 MB.
• Yêu cầu cài đặt trên Windows NT
WinCC có thể được cài đặt dưới nền của Windows NT 4.0, Service Pack 5 hoặc
cao hơn Windows NT 4.0 . Và Service Pack 5 có thể cài đặt từ Internet Explorer 5.0 CD-
ROM. Service Pack này phải được cài đặt trước khi cài đặt Internet Explorer.
Sau đó cài đặt Windows NT 4.0 Option Pack và Windows NT Service Pack 5 phải
được cài đặt.
• Yêu cầu cài đặt trên Windows 2000:
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 3
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
WinCC có thể hoạt động dưới nền của Windows 2000 . Yêu cầu phải có Service-
Pack 2 cho Windows 2000.
I.2.2. Cài đặ WinCC (Installation)
Quá trình cài đặt của WinCC: Chèn đóa WinCC V5.0 vào CD-ROM của bạn. Nhấp chọn
Start > Run > Browse.
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 4

Hộp thoại Browser xuất hiện
Sau đó nhấp chuột vào Open sẽ xuất hiện
hộp thoại

Để cài đặt tiếp tục nhấp chuột vào mục:
install SIMATIC WINCC
Nhấp next để tiếp tục
Nhấp chọn Yes thì xuất hiện hộp thoại User
Information. Ở khung Name nhập tên tuỳ ý.
Nhập số Serial có trên đóa.
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
I.2.3. Cài đặt Mô phỏng Tags (Tags Simulator)
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 5
Hộp thoại Select Language and Target Path:
Cho phép cài đặt thêm ngôn ngữ khác như:
German, French và chọn đường dẫn để cài đặt.
Hộp thoại về sự chọn lựa kiểu cài đặt có 3 kiểu:
o Kiểu cài đặt tiêu biểu với 450MB trên đóa cứng .
o Kiểu cài đặt tối thiểu 350MB trên đóa cứng .
o Kiểu User-Defined với 490MB trên đóa cứng .
Thường chọn kiểu đầu tiên Click chuột như hình
Nhấp Next để tiếp tục
Nhấp chọn : No, perform the authorization
later .Và nhấp Next
Tiếp tục nhấn Next thì quá trình copy RT Files
bắt đầu
Để kết thúc việc cài đặt ta nhấp chuột vào
Finish và restart lại máy tính
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
Để quan sát sự thay đổi giá trò của Tags theo thời gian thực thi, WinCC cung cấp cho
chúng ta công cụ “Tags Simulator”. Đề cài đặt “Tags Simulator” bạn nhấn chuột vào đề
mục “Tool and Drivers” trong cửa sổ cài đặt WinCC hoặc tìm kiếm trực tiếp trong đóa
CD-ROM.
 Trong cửa sổ tiếp theo, nhấn chuột vào “WinCC-Simulator”. Quá trình cài đặt

bắt đầu.
 Trong hộp thoại kế tiếp, nhấn “Next” để tiếp tục.
 Xem yêu cầu của bản quyền và nhấn “yes” để xác nhận.
 Bạn chọn thư mục cài đặt cho “Simulator”. Nếu không chương trình sẽ tự cài đặt
vào thư mục C:\Siemen\WinCC\SmarTools\Simulator”.
 Nhấn “Next” chương trình bắt đầu cài đặt. Bạn phải khởi động máy tính trước
khi chạy chương trình.
I.2.4. Gỡ bỏ WinCC (Deinstalltation)
Bạn có thể gỡ bỏ WinCC bằng “Add/Remove Programs” trong “Control Panel”.
 Nhấn “Start” menu, chọn “Control Panel”. Trong cửa sổ “Control Panel” nhấn
đúp chuột lên biểu tưởng “Add/Remove Programs”.
 Chọn “Simatic WinCC”, sau đó nhấn “Change/Remove”. Nhấn “Yes” để tiếp
tục.
Trong hộp thoại gỡ bỏ WinCC, có thể chọn gỡ bỏ toàn bộ WinCC hoặc từng thành
phần.
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 6
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
Chương II
SOẠN THẢO PROJEC WINCC
Trong chương này, giới thiệu những đặc tính cơ bản của WinCC và cung cấp một cách
tổng quan về các bước soạn thảo một dự án Project trong WinCC.
LƯU ĐỒ CHI TIẾT CÁC BƯỚC THỰC HIỆN
II.1.Tạo dự án “Project” mới
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 7
Bước1: Khởi động
Chọn Start/Programs/SIMATIC/WinCC/
Window Control center.
Bước2: Tạo dự án mới (New Project)
Hộp thoại WinCC Explorer xuất hiện, có 3 sự
lựa chọn:

 Single-User Project. Dự án thực hiện trên
máy đơn
 Multi-User Project.
 Multi-Client Project.
Hoặc Open an Existing Project sau đó tìm đến
tập tin có đuôi “.mcp”.

Đặt tên cho dự án trong khung Project Name và
chọn đường dẫn cho thư mục xắp tạo.
Nhấp chọn Create cửa sổ soạn thảo
WinCCExplorer của dự án được mở.
Chọn Computer nhấp chuột phải chọn Properties
Trong hộp thoại Computer properties vẫn giữ
thiết lập như mặc đònh, trong khung Computer
Name đặt tên COMPUTER. Chọn OK.
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
II.2. Chọn PLC hoặc Drivers từ Tag Management
Để thiết lập sự kết nối truyền thông giữa WinCC với các đối tượng cấp dưới cần có một
mạng liên kết chúng với nhau trong việc trao đổi dữ liệu. Do đó cần chọn một Driver.
Việc chọn Driver phụ thuộc vào loại PLC sử dụng. Với dòng SIMATIC PLC của Siemens,
có khoảng vài trăm đến vài nghìn điểm nhập, xuất.
Driver: Là giao diện liên kết giữa WinCC và PLC (Programable Logic Control).
Trong dự án SCADA, nhấp chuột phải vào thư mục Tag Management, chọn Add
New Driver.
II.3. Tạo Tags và nhóm Tags
Để tạo sự kết nối các thiết bò trên một dự án trong WinCC, trước tiên phải tạo các Tags
trên WinCC. Tags được tạo dưới Tags Management.
Gồm có Tags nội và Tags ngoại:
• Tags Internal (Tags nội): Là Tag có sẵn trong WinCC. Những Tags nội này là
những vùng nhớ trong của WinCC, nó có chức năng như một PLC thực sự.

• Tags External (Tags ngoại): Là Tag quá trình, nó phản ảnh thông tin đòa chỉ của
hệ thống PLC khác nhau.
Các Tags có thể được lưu trong bộ nhớ PLC hoặc trên các thiết bò khácay5nối với PLC
thông qua các Tags.
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 8
Bước3: Kết nối với PLC
Hộp thoại Add New Driver xuất hiện cho
phép chọn mạng kết nối giữa WinCC và PLC.
Chọn Driver thích hợp và nhấn Open.
Driver mới xuất hiện bên dưới biệu tượng
“TagsManager”. Nick chuột phải vào mạng con
của Driver mới. Chọn New Driver Connection

Hộp thoại “Connection Properties” xuất hiện,
trong khung Name đặt tên “PLC1”, nhấp OK.
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
Tạo những nhóm Tags Groups (nhóm Tags) thiết bò: Khi dự án có một có một khối lượng
lớn dữ liệu với nhiều Tags, thì ta có thể nhóm các Tags này thành một nhóm biến sao cho
thích hợp theo đúng qui cách.
Tags Group là những cấu trúc bên dưới sự kết nối PLC, có thể tạo nhiều Tags Group và
nhiều Tags trong mỗi nhóm Tags nếu cần.
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 9
Bước4: Tạo Tags
 Tạo Tags Internal
Tạo Tags nội bằng cách nhấp phải vào Internal
Tag, chọn New Tag.
Hộp thoại Tag Properties xuất hiện, đặt tên
biến và chọn dữ liệu cho phù hợp với mỗi kiểu thiết
bò.
Chọn OK.

 Tạo Tags quá trình
Để tạo Tags quá trình , nhấn nút chuột phải vào
kết nối với PLC đã được thiềt lập. Chọn “New
Tag”
Hộp thoại “Tag properties” xuất hiện.
Nhập tên bất kỳ vào ô điền tên, chọn
“Datatype”. sau đó kéo xuống nhấp vào kiểu dữ
liệu cần chọn.
Xác đòng đòa chỉ trong PLC:
Nhấn nút “Select” mở hộp thoại
“AddressProperties”
Vùng dữ liệu Tag, chọn vùng dữ liệu “BitMemory”
Xem dạng đòa chỉ “Word” và MW “0” đã được
thiết lập. Chọn “OK”.
Đánh dấu vào ô “Linear Scaling” để tạo ra vùng
giá trò, nhập “Process Value Range” và “Tag
Value Range”
Chọn OK để kết thúc.
Ứng Dụng Phần Mềm WinCC GVHD: ThS. Nguyễn Hữu Thọ
II.4. Hiệu chỉnh hình ảnh qúa trình (Process Picture)
II.4.1. Tạo hình ảnh quá trình
 Tạo hình ảnh quá trình.
Để tạo hình ảnh đầu tiên phải mở giao diện đồ hoạ bằng cách nhấp phải mục
Graphics Designer, từ menu xổ xuống nhấp chọn New picture xuất hiện một
tập tin ở bên phải cửa sổ WiCCExplorer có tên “NewPdl0.pdl”. Nếu một dự
án có nhiều giao diện đồ họa để hiển thò thì cần tạo nhiều New picture.

 Mở cửa sổ Graphics Designer
Để mở một Graphics Designer với ảnh mới thiết lập, ta nhấn đúp vào
“NewPdl0.pdl”ù trong cửa sổ con bên phải trong WinCC Explorer. Cách khác

nhấn chuột phải vào biểu tượng vứa thiết lập chọn “Open Picture” trong pop-
up menu.
SVTH: Nguyễn Chí Học Trang 10
 Tạo nhóm Tags
Nhóm Tags có thể xắp xếp lại theo các kết nối
logic của PLC. Nhấn nút chuốt phải vào kết nối
PLC cần tạo.
Nhấn vào “New Group”
Hộp thoại “Properties of tag group” xuất hiện
Nhập tên nhóm tag vào ô “Name”
Nhấn “OK”.
Nhóm Tags mới xuất hiện dưới kết nối PLC cần
tạo với tên vừa đặt.
Bước 5: Tạo hình ảnh
Ta có thể đổi tên cho “hình ảnh” vừa tạo
bằng cách nhấn chuột phải vào
“NewPdl0.pdl”. Chọn “Rename picture” và
nhập tên tùy ý.