Báo cáo: Hệ thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu SCADA

LỜI NĨI ĐẦU
Trong cơng nghiệp ngày nay, các q trình cơng nghệ đã và đang từng
bước được tự động hố . Một trong các phương pháp phổ biến để tự động
hố các q trình cơng nghệ là tổ chức các hệ điều khiển giám sát và thu
thập dữ liệu hay con hay được gọi là các hệ SCADA.Hệ này thường được áp
dụng cho những quy trình ở mức vừa và nhỏ.
Hệ SCADA có nhiệm vụ cài đặt các tham số điều khển , thu thập hiển thị
và lưu trữ các thơng tin cần thiết của q trình sản xuất, đưa ra các cảnh báo,
báo động khi có sự cố.
Nhận thấy tầm quan trọng của các hệ SCADA trong sản xuất nên trong
q trình học mơn “Thiết kế và lập trình các hệ SCADA” chúng em vơ cùng
hào hứng tìm hiểu môn học và các vấn đề liên quan. Khi được dao bài tập
lớn chúng em thấy đây là cơ hội quý báu để tự tay làm một hệ SCADA nho
nhỏ nhằm thực tế hố những vấn đề đã tìm hiểu trên lý thuyết.Sau một thời
gian cố gắng tìm hiểu , thí nghiệm cơng với sự giúp đỡ của các thầy cơ giáo
trong bộ mơn tự động & kỹ thuật tính chúng em đã hồn thành bài tập
“Xây dựng chương trình điều khiển giám sát cho hệ thống điều khiển truyền
động điện xoay chiều 3 pha dùng biến tần VFD-B của Delta dựa trên giao
thức Modbus ASCII dùng phần mềm WinCC V6.0 và Kepware OPC Server
OPC”
Tuy đã cố gắng hết mình xong chắc chắn chúng em khó tránh khỏi nhiều
thiếu xot.chúng em rất mong các thầy cơ chỉ bảo thêm. Nhóm chúng em xin
cảm ơn các thầy cô trong bộ môn đã tạo moi điều kiện cho chúng em hoàn
thành bài tập này. Đặc biệt chúng em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Vũ Đức
TRường đã trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn chúng em hoàn thành bài tập
này

Hà Nội 4-11-2009
Sinh viên thực hiện

1)Tổng quan về SCADA
-Định nghĩa SCADC
-Phân loại SCADA
-Những chuẩn đánh giá 1 hệ SCADA
-Cấu trúc chung của một hệ SCADA
-Mô hình phân cấp
-Chức năng nhiệm vụ từng cấp
2) Giới thiệu về WinCC
-Đặc trưng cơ bản của WinCC
-Các chức năng cơ bản của WinCC
+GRAPHICS DESIGNER
+ALAMR LOGGING
+TAG LOGGING
+REPORT DESIGNER
+USER ACHIVERS
3) Giới thiệu về Kepware
-Giới thiệu chung
-Giới thiệu giao diện làm việc của chương trình
4) Giới thiệu về biến tần VFD-B của DẸLTA
-Giới thiệu chung về sản phẩm
-Các vùng nhớ cân can thiệp phục vụ bài tập
5) Liên kết Kepware với biến tần , liên kết WinCC với kepware
6) Xây dựng dao diện
7) Lập trình cho các đối tượng cần thiết


Hệ thống điều khiển giám
sát và thu thập dữ liệu SCADA

Định nghĩa SCADA:

SCADA Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ
thống điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu, nói một cách khác là một hệ
thống hỗ trợ con ng-ời trong việc giám sát và điều khiển từ xa, ở cấp cao hơn
hệ điều khiển tự động thông th-ờng. Để có thể điều khiển và giám sát từ xa
thì hệ SCADA phải có hệ thống truy cập, truyền tải dữ liệu cũng nh- hệ giao
diện ng-ời máy (HMI Human Machine Interface).
Trong hệ thống điều khiển giám sát thì HMI là một thành phần quan
trọng không chỉ ở cấp điều khiển giám sát mà ở các cấp thấp hơn ng-ời ta
cũng cần giao diện ng-ời máy để phục vụ cho việc quan sát và thao tác
vận hành ở cấp điều khiển cục bộ. Vì lý do giá thành, đặc điểm kỹ thuật nên
các màn hình vận hành (OP Operator Panel), màn hình sờ (TP Touch
Panel), Multi Panel chuyên dụng đ-ợc sử dụng nhiều và chiếm vai trò
quan trọng hơn.
Nếu nhìn nhận SCADA theo quan điểm truyền thống thì nó là một hệ
thống mạng và thiết bị có nhiệm vụ thuần tuý là thu thập dữ liệu từ các trạm
ở xa và truyền tải về khu trung tâm để xử lý. Trong các hệ thống nh- vậy thì
hệ truyền thông và phần cứng đ-ợc đặt lên hàng đầu và cần sự quan tâm
nhiều hơn. Trong những năm gần đây sự tiến bộ v-ợt bậc cđa c«ng nghƯ


truyền thông công nghiệp và công nghệ phần mềm trong công nghiệp đÃ
đem lại nhiều khả năng và giải pháp mới nên trọng tâm của công việc thiết
kế xây dựng hệ thống SCADA là lựa chọn công cụ phần mềm thiết kế giao
diện và các giải pháp tích hợp hệ thống.

Phân loại hệ thống SCADA:
Các hệ thống SCADA đ-ợc phân làm bốn nhóm chính với các chức
năng:
- SCADA độc lập / SCADA nối mạng
- SCADA không có khả năng đồ hoạ / SCADA có khả năng xử lý đồ

hoạ thông tin thêi gian thùc.
Bèn nhãm chÝnh cđa hƯ thèng SCADA:
HƯ thống SCADA mờ (Blind): Đây là hệ thống đơn giản, nó không có
bộ phận giám sát. Nhiệm vụ chủ yếu của hệ thống này thu thập và xử lý dữ
liệu bằng đồ thị. Do tính đơn giản nên giá thành thấp.
Hệ thống SCADA xử lý đồ hoạ thông tin thời gian thực: Đây là hệ
thống SCADA có khả năng giám sát và thu thập dữ liệu. Nhờ tập tin cấu hình
của máy khai báo tr-ớc đấy mà hệ có khả năng mô phỏng tiến trình hoạt
động của hệ thống sản xuất. Tập tin cấu hình ghi lại trạng thái hoạt động của
hệ thống. Khi xảy ra sự cố thì hệ thống có thể báo cho ng-ời vận hành để xử
lý kịp thời. Cũng có thể hệ sẽ phát ra tín hiệu điều khiển dừng hoạt động của
tất cả máy móc.
Hệ thống SCADA độc lập: Đây là hệ có khả năng giám sát và thu thập
dữ liệu với một bộ vi xử lý. Hệ này chỉ có thể điều khiển đ-ợc mét hc hai


máy móc. Vì vậy hệ này chỉ phù hợp với những sản xuất nhỏ, sản xuất chi
tiết.
Hệ thống SCADA mạng: Đây là hệ có khả năng giám sát và thu thập
dữ liệu với nhiều bộ vi xử lý. Các máy tính giám sát đ-ợc nối mạng với nhau.
Hệ này có khả năng điều khiển đ-ợc nhiều nhóm máy móc tạo nên dây
chuyền sản xuất. Qua mạng truyền thông, hệ thống đ-ợc kết nối với phòng
quản lý, phòng điều khiển, có thể nhận quyết định điều khiển trực tiếp từ
phòng quản lý hoặc từ phòng thiết kế. Từ phòng điều khiển có thể điều khiển
hoạt động của các thiết bị ở xa.

Những chuẩn đánh giá một hệ SCADA:
Để đánh giá một hệ thống điều khiển và giám sát SCADA ta cần phải
phân tích các đặc điểm của hệ thống theo một số các tiêu chuẩn sau: khả
năng hỗ trợ của công cụ phần mềm đối với việc thực hiện xây dựng các màn

hình giao diện.
Số l-ợng và chất l-ợng của các thành phần đồ hoạ có sẵn, khả năng
truy cập và cách kết nối dữ liệu từ các quá trình kỹ thuật (trực tiếp từ các cơ
cấu chấp hành, sensor, module vào/ra qua PLC hay các hệ thống bus tr-ờng).
Tính năng më cđa hƯ thèng, chn ho¸ c¸c giao diƯn qu¸ trình, khả
năng hỗ trợ xây dựng các chức năng trao ®ỉi tin tøc (Messaging), xư lý sù
kiƯn vµ sù cè (Event and Alarm), l-u trữ thông tin (Archive and History) và
lập báo cáo (Reporting).
Tính năng thời gian thực và hiệu suất trao đổi thông tin, đối với nền
Windows: hỗ trợ sử dụng mô hình phần mềm ActiveX-Control và OPC, giá
thành tỉng thĨ cđa hƯ thèng.


CÊu tróc chung cđa hƯ SCADA:
CÊu tróc chung cđa hƯ SCADA đ-ợc minh hoạ trong hình vẽ sau:

Hệ thống điều khiển giám sát
NI
Nối trực tiếp

Thiết bị điều khiển tự động
NI

I/O

NI

NI

Nối qua mạng

NI: (Network Interface)
Giao diện mạng
I/O: (Input/Output)
Vào/Ra

NI
I/O

NI
Cảm biến và chấp hành

Qúa trình kỹ thuật
Hình 2.1: Các thành phần cơ bản cđa hƯ SCADA


Trong hệ thống điều khiển giám sát, các cảm biến và cơ cấu chấp hành
đóng vai trò là giao diện giữa thiết bị điều khiển với quá trình kỹ thuật. Còn
hệ thống điều khiển giám sát đóng vai trò là giao diện giữa ng-ời và máy.
Các thiết bị và các bộ phận của hệ thống đ-ợc ghép nối với nhau theo kiểu
điểm-điểm (Point to Point) hoặc qua mạng truyền thông. Tín hiệu thu đ-ợc
từ cảm biến có thể là tín hiệu nhị phân, tín hiệu số hoặc t-ơng tự. Khi xử lý
trong máy tính, chúng phải đ-ợc chuyển đổi cho phù hợp với các chuẩn giao
diện vào/ra của máy tính.
Các thành phần chính của hệ thống SCADA bao gồm:
Giao diện quá trình: bao gồm các cảm biến, thiết bị đo, thiết bị
chuyển đổi và các cơ cấu chấp hành.
Thiết bị điều khiển tự động: gồm các bộ điều khiển chuyên dụng
(PID), các bộ điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller),
các thiết bị điều chỉnh số đơn lẻ CDC (Compact Digital Controller) và máy
tính PC với các phần mềm điều khiển t-ơng ứng.

Hệ thống điều khiển giám sát: gồm các phần mềm và giao diện ng-ờimáy HMI, các trạm kỹ thuật, trạm vận hành, giám sát và điều khiển cao cấp.
Hệ thống truyền thông: ghép nối điểm-điểm, bus cảm biến/chấp hành,
bus tr-ờng, bus hệ thống.
Hệ thống bảo vệ, cơ chế thực hiện chức năng an toàn.


Giao diện
ng-ời - máy

Lập báo cáo
tự động

Cảnh báo,
báo động

Điều khiển
cấp cao

Cơ sở dữ liệu
quá trình

I/O Server

I/O Driver

Hình 2.2: Cấu trúc phần mềm của hệ thống điều khiển và giám sát SCADA

Mô hình phân cấp chức năng:
Mô hình phân cấp:
Toàn bộ hệ thống điều khiển giám sát đ-ợc phân chia thành các cấp

chức năng nh- hình vẽ minh hoạ d-ới đây:


Quản lý
công ty

PC

Điều hành
sản xuất

Điều khiển
giám sát

Điều khiển

Chấp hành
Qúa trình kỹ thuật
Hình 2.3: Mô hình phân cấp chức năng của hệ thống
điều khiển và giám sát


Để sắp xếp, phân loại các chức năng tự động hoá của một hệ thống
điều khiển và giám sát ng-ời ta th-ờng sử dụng mô hình nh- trên. Với loại
mô hình này các chức năng đ-ợc phân thành nhiều cấp khác nhau, từ d-ới
lên trên. Càng ở những cấp d-ới thì các chức năng càng mang tính chất cơ
bản hơn, đòi hỏi yêu cầu cao hơn về độ nhanh nhạy, thời gian phản ứng. Một
chức năng ở cấp trên đ-ợc thực hiện dựa trên các chức năng ở cấp d-ới
nh-ng ng-ợc lại l-ợng thông tin cần trao đổi và xử lý lại lớn hơn nhiều.
Việc phân cấp chức năng sẽ tiện lợi cho việc thiết kế hệ thống và lựa

chọn thiết bị. Tuỳ thuộc vào mức độ tự động hoá và cấu trúc hệ thống cụ thể
mà ta có mô hình phân cấp chức năng.
Cấp chấp hành: Các chức năng chính của cấp chấp hành là đo l-ờng,
dẫn động và chuyển đổi tín hiệu trong tr-ờng hợp cần thiết. Thực tế, đa số
các thiết bị cảm biến hay chấp hành cũng có phần điều khiển riêng cho việc
thực hiện đo l-ờng/truyền động đ-ợc chính xác và nhanh nhạy. Các thiết bị
thông minh (có bộ vi xử lý riêng) cũng có thể đảm nhận việc xử lý và chuẩn
bị thông tin tr-ớc khi đ-a lên cấp trên điều khiển.
Cấp điều khiển: Nhiệm vụ chính của cấp điều khiển là nhận thông tin
từ các bộ cảm biến, xử lý các thông tin đó theo một thuật toán nhất định và
truyền đạt lại kết quả xuống các bộ chấp hành. Máy tính đảm nhận việc theo
dõi các công cụ đo l-ờng, tự thực hiện các thao tác nh- ấn nút mở/đóng van,
điều chỉnh cần gạt, núm xoay,Đặc tính nổi bật của cấp điều khiển là xử lý
thông tin. Cấp điều khiển và cấp chấp hành hay đ-ợc gọi chung là cấp tr-ờng
(Field level) chính vì các bộ điều khiển, cảm biến và chấp hành đ-ợc cài đặt
trực tiếp tại hiện tr-ờng gần kề với hệ thống kỹ thuật.
Cấp điều khiển giám sát: có chức năng giám sát và vận hành một quá
trình kỹ thuật, có nhiệm vụ hỗ trợ ng-ời sử dụng trong việc cài đặt ứng dụng,
thao tác theo dõi, giám sát vận hành và xử lý những tình huống bất th-ờng.


Ngoài ra trong một số tr-ờng hợp, cấp này còn thực hiện các bài toán điều
khiển cao cấp nh- điều khiển phối hợp, điều khiển trình tự và điều khiển theo
công thức. Việc thực hiện các chức năng ở cấp điều khiển và giám sát th-ờng
không đòi hỏi ph-ơng tiện, thiết bị phần cứng đặc biệt ngoài máy tính thông
th-ờng.
Thông th-êng ng-êi ta chØ coi ba cÊp d-íi thc ph¹m vi của một hệ
thống điều khiển và giám sát. Tuy nhiên biểu thị hai cấp trên cùng (Quản lý
công ty và Điều hành sản xuất) sẽ giúp ta hiểu thêm một mô hình lý t-ởng
cho cấu trúc chức năng tổng thể cho các công ty sản xuất công nghiệp. Gần

đây, do nhu cầu tự động hoá tổng thể kể cả ở các cấp điều hành sản xuất và
quản lý công ty, việc tích hợp hệ thống và loại bỏ các cấp trung gian không
cần thiết trong mô hình chức năng trở nên cần thiết. Cũng vì thế, ranh giới
giữa cấp điều hành sản xuất nhiều khi không rõ ràng, hình thµnh xu h-íng
héi nhËp hai cÊp nµy thµnh mét cÊp duy nhất gọi chung là cấp điều hành.

Chức năng nhiệm vụ của từng cấp:
Một hệ thống sản xuất công nghiệp th-ờng đ-ợc tổ chức phân nhiệm
thành nhiều cấp quản lý. Mỗi cấp có nhiệm vụ đo l-ờng, thu thập và điều
khiển riêng lên những đối t-ợng trong hệ thống. Các đối t-ợng máy móc
th-ờng lắp đặt trong địa ph-ơng của cấp quản lý phân x-ởng xí nghiệp cấp
d-ới đồng thời cũng có một đặc điểm nữa là một đối t-ợng tuy thuộc giám
sát-điều khiển của cấp trên về mặt sản xuất nh-ng cũng thuộc sự giám sátđiều khiển vật lý cụ thể về mặt vận hành chuẩn đoán và bảo d-ỡng của các
cấp khác thấp hơn. Những điều này là cơ sở chỉ đạo cho việc tổ chức các cấp
SCADA quản lý hệ thống sản xuất ngày nay. Những nguyên tắc chính sau:
Thông th-ờng về tổ chức kết cấu của mỗi cấp quản lý đ-ợc trợ giúp tự
động hoá bằng mét hƯ SCADA cđa cÊp Êy. CÊp SCADA ph©n x-ëng ë cÊp


d-íi thÊp sÏ thùc hiƯn viƯc thu thËp sè liƯu trên máy móc phân x-ởng có sự
phân loại rõ máy móc thiết bị nào đ-ợc quản lý về sản xuất bởi cấp SCADA
nào. Các số liệu phân loại này sẽ đ-ợc các SCADA truyền tin báo cáo từ cấp
d-ới lên cấp trên theo nhịp gọi của các SCADA cấp cao hơn một cấp cho đến
cấp cần thu thập dữ liệu, hiển thị, in ấn, sử dụng cho điều khiển sản xuất ở
các cấp.
Mỗi cấp sẽ thực hiện bài toán phân tích, tính toán đ-ợc giao và tính
đ-a ra các lệnh thao tác thay đổi tăng hay giảm chỉ tiêu đóng cắt các đối
t-ợng của mình, qua hệ truyền tin gửi lệnh đó đến cấp SCADA có liên quan
để thực hiện. Để giải quyết những bài toán điều khiển phân tích riêng này
của mình thì SCADA mỗi cấp th-ờng đ-ợc trang bị thêm những phần cứng

máy tính, phần mềm phân tích chuyên dụng. Những thiết bị này lấy số liệu
hiện hành từ SCADA cung cấp để giải bài toán đó và xuất ra kết quả cho
ng-ời vận hành và cho hệ SCADA.
Chức năng của mỗi cấp SCADA cung cấp những dịch vụ sau:
Thứ nhất là thu thập từ xa (qua đ-ờng truyền số liệu) các số liệu về sản
xuất và tổ chức việc l-u giữ trong nhiều loại cơ sở dữ liệu (số liệu lịch sử về
sản xuất, sự kiện thao tác, báo động )
Thứ hai là dùng các dữ liệu trên để cung cấp các dịch vụ về điều
khiển, giám sát hệ sản xuất.
Thứ ba là hiển thị báo cáo tổng kết về quá trình sản xuất (trang màn
hình, trang đồ thị, trang sự kiện, trang báo động, trang báo cáo sản xuất)
Thứ t- là điều khiển từ xa quá trình sản xuất (đóng cắt các máy móc
thiết bị, tăng giảm nấc phân áp )


Thứ năm là thực hiện các dịch vụ về truyền số liệu trong hệ và ra
ngoài (đọc viết số liệu PLC/RTU (Remote Teminal Unit), gửi trả lời các bản
tin yêu cầu của cấp trên về số liệu, về thao tác hệ)
Nhìn chung SCADA là một hệ kết hợp phần cứng và phần mềm để tự
động hoá việc quản lý giám sát điều khiển cho một đối t-ợng sản xuất công
nghiệp. Tuỳ theo yêu cầu cụ thể cụ thể của bài toán tự động hoá ta có thể xây
dựng hệ SCADA thực hiện một số những nhiệm vụ tự động hoá nh-: thu thập
giám sát từ xa về đối t-ợng, điều khiển đóng cắt từ xa lên đối t-ợng, điều
chỉnh tự động từ xa với các đối t-ợng và các cấp quản lý.
Các chức năng đó mỗi thứ đều có những yêu cầu đặc biệt đối với các
bộ phận phần cứng, phần mềm, phần chuyên trách của SCADA. Cụ thể là
phần đo, giám sát từ xa cần bảo đảm thu thập dữ liệu hiển thị in ấn đủ những
số liệu cần cho quản lý kỹ thuật. Phần điều khiển thao tác xa phải đảm bảo
đ-ợc việc kiểm tra đóng cắt an toàn, đúng đắn. Phần truyền tin xa phải quy
định rõ các nhiệm vụ truyền số liệu hiện tr-ờng, đặc biệt là thủ tục truyền với

các SCADA cấp trên.
Ngày nay, hầu hết các hệ SCADA còn có khả năng liên kết với các hệ
thống th-ơng mại có cấp độ cao hơn, cho phép đọc viết theo cơ sở dữ liệu
chuẩn nh- Oracle, Access, Microsoft SQL …


Phần mềm KEPServerEx
Giới thiệu chung
KEPServerEx là một ứng dụng windows của hÃng Kepware Automation, nó đóng
vai trò nh- một OPC server (OPC DA) làm nhiệm vụ kết nối tới các thiết bị điều khiển
theo các chuẩn mạng công nghiệp, các giao thức truyền thông cụ thể, sau đó trao đổi dữ
liệu với thiết bị. Sau khi OPC server lấy đ-ợc dữ liệu từ thiết bị, các client sẽ trao đổi dữ
liệu với OPC server theo cơ chế chuẩn Client/Server của Windows. Đến client rồi thì công
việc tiếp theo là của ng-ời lập trình ứng dụng. Mỗi lệnh, ví dụ nh- click vào 1 button
trong ch-ơng trình ứng dụng, sẽ đ-ợc truyền từ Client tới OPC server. Tại đây, các dòng
dữ liệu sẽ "xếp hàng" để chuyển tới thiết bị. Có 2 cơ chế trao đổi dữ liệu giữa OPC server
và thiết bị là synch và asynchr. Nếu cần lệnh đ-ợc -u tiên thì cho nó thuộc tính "không
xếp hàng", nó sẽ tới ngay.
KEPServerEx là công nghệ OPC server mới nhất của Kepware để có thể nhanh
chóng cài đặt truyền thông cho hệ thống điều khiển qua phạm vi rộng các thiết bị, các
thành phần đà nối dây sẵn sàng. Và để trở thành một công cụ chia sẻ dữ liệu sản xuất với
nhiều ứng dụng khác nhau từ phần mềm giao diện ng-ời máy và dữ liệu quá khứ đến
những ứng dụng lớn hơn nh- MES (Manufacturing Execution System) và ERP,
KEPServerEx hỗ trợ khả năng kết nối Serial và Ethernet cùng với rất nhiều các giao thức
truyền thông t-ơng ứng các thiết bị của nhiều nhà cung cấp khác nhau, thì việc khai thác
dữ liệu của client trở nên rất dễ dàng. Hơn nữa KEPServerEx cung cấp giao diện ng-ời sử
dụng phổ biến và thân thiện qua tất cả các thiết bị và thống nhất việc truy cập từ ứng dụng
OPC client mỗi lần sử dụng sản phẩm bất kể driver là gì. Có thể thêm một vài thiết bị tận
dụng nhiều trình điều khiển (multiple drivers) bên trong giao diện KEPServerEx mà
không phải lo lắng về việc học những giao thức truyền thông mới hoặc mất thời gian để

hiểu những ứng dụng mới. Khi đó chỉ cần chọn cấu hình cho KepServer mới đại diện cho
thiết bị đó.
KEPServerEx liên tục nâng cấp để cung cấp server với khả năng kết nối trên phạm
vi rộng nhất. KEPServerEx hỗ trợ những c«ng nghƯ client server sau:
OPC Data Access Version 1.0a
OPC Data Access Version 2.0


OPC Data Access Version 2.05a
OPC Data Access Version 3.0
DDE Format CF_Text
DDE Format AdvancedDDE
FastDDE for Wonderware
SuiteLink for Wonderware
PDB Interface for iFIX
Trªn đây là các phiên bản khác nhau, đầu tiên là OPC Data Access Version 1.0a
(1996) cho đến bây giờ là OPC Data Access Version 3.0. DDE Format CF_Text là định
dạng DDE (Dynamic Data Exchange) chuẩn giống nh- định nghĩa của Microsoft. Tất cả
các ứng dụng nhận biết DDE đều hỗ trợ định dạng CF_Text. AdvancedDDE là sự thay đổi
trên định dạng CF_Text bình th-ờng. AdvancedDDE cho phép dữ liệu với số l-ợng lớn
hơn đ-ợc truyền đi giữa các ứng dụng với tốc độ cao. Định dạng FastDDE/ SuiteLink
cung cấp hỗ trợ riêng cho sản phẩm của Wonderware Factory Suite. Với mục tiêu khả
năng kết nối rộng KEPServerEx đồng thời hỗ trợ tất cả các công nghệ client server đó.
Những ứng dụng client sử dụng một trong các công nghệ đó đều có thể khai thác dữ liệu
từ KEPServerEx bất kì lúc nào.
Dựa trên công nghệ COM/DCOM của Microsoft, chỉ cần một OPC server có thể
cung cấp dữ liệu đến các ứng dụng client chạy cả trên cùng một máy (với server) và trên
máy khác từ xa. Trong điều kiện kết nối OPC, KEPServerEx sẽ hợp thức hóa cấu hình
DCOM để cho phÐp OPC client tõ xa cã thÓ truy cËp và truy tìm KEPServerEx.
KEPServerEx là một ứng dụng Window không yêu cầu cấu hình cao. Có thể chạy trên

nền các hệ điều hành sau:
Windows 2003 Server
Windows XP
Windows 2000 Server
Windows 2000 Service Pack 2 or higher
Windows NT 4.0 Service Pack 6


Cấu hình phần cứng tối thiểu:
Intel Pentium III 400 MHz.
RAM 512MB ( free 256MB).
HDD sẵn sàng 40MB free.
Sẵn sàng Serial Port or Ethernet Card.
Giao diƯn lµm viƯc cđa KEPServerEx
Giao diƯn chính của KEPServerEx là một cửa sổ nh- Hình 2.6

Chức năng của các menu:
Menu File:
New - Đóng Project hiện tại và mở một project mới.
Open Mở một project đà có sẵn.
Save L-u project mới hoặc đà có.
Save As L-u project đà có với tên khác.
Import CSV Nhập các tag vào trong các device hoặc các tag group đà chọn từ
một file CSV.
Export CSV Xuất các tag từ các device hoặc các tag group đà chọn ra mét file
CSV.
Project Properties – ChØnh sưa thc tÝnh cđa Project.


Exit Thoát khỏi ch-ơng trình.

Menu Edit
Undo Quay trở lại các thao tác chỉnh sửa tr-ớc đó.
New Channel Thêm một driver truyền thông mới vào Project.
New Device - Thêm một thiết bị mới vào kênh đà chọn.
New Tag Group Thêm một tag group mới vào thiết bị đà chọn.
New Tag Thêm một tag mới vào thiết bị hoặc tag group đà chọn.
Alias Map Truy cập alias map.
Cut Cắt một đối t-ợng đang chọn vào clipboard.
Copy Sao chép một đối t-ợng đang chọn vào clipboard.
Paste Dán một đối t-ợng từ clipboard vào Project.
Delete Xóa một đối t-ợng đang chọn.
Properties Hiển thị thuộc tính của đối t-ợng đang chọn
Menu View
Status Bar Có hay không hiển thị thanh trạng thái khi di cht qua c¸c nót cđa
cưa sỉ server.
Toolbar – Cã hay không hiển thị thanh công cụ toolbar.
Diagnostics Hiển thị cưa sỉ diagnostic nÕu cho phÐp.
Menu Users
Log In – Cho phép ng-ời sử dụng mới đăng nhập vào trong server project.
Log Out Cho phép ng-ời đang sử dụng thoát khái server project.
User Manager – Cho phÐp qu¶n lý project thêm hoặc thay đổi quyền truy cập
ng-ời sử dụng.
Menu Tools
Reinitialize Đóng tất cả các kết nối client.


Event Log – Bao gåm c¸c thao t¸c xư lý nhËt ký sù kiƯn.
Launch OPC Quick Client – Ch¹y OPC Quick Client và tự động nạp các tag từ
server.
Launch DCOM Configuration Chạy tiện ích cấu hình DCOM để đặt bảo vệ cho

COM.
Create Startup Shortcut Khởi động Project này mỗi khi khởi động window.
Options Hiển thị bảng thiết định tùy chọn cho server.
Menu Help
Contents Hiển thị trợ giúp chính.
Driver Help Hiển thị trợ giúp cho các Driver.
License a Driver or Plug – Më khãa cho c¸c driver.
About Có thể xem một driver đà đ-ợc mở khóa hay ch-a.
Chức năng các nút nhấn trong thanh công cụ
Trên Hình 2.7 giải thích chức năng của từng nút trên thanh công cụ. Đây là những
lệnh th-ờng xuyên dùng, chúng giúp cho thao tác trở nên nhanh và dễ dàng hơn khi làm
việc với cửa sổ KEPServerEx.


Hình 2.7: Chức năng các nút nhấn trong thanh công cụ
Vùng Channel Device Group
Vùng Channel Device Group (Hình 2.8) là vùng quản lí các kênh truyền, các thiết
bị và các nhóm tag theo dạng cây.


Hình 2.8: Vùng Channel Device Group
Trên vùng này cho phép thêm vào Project các kênh truyền, các thiết bị, và các
nhóm tag. Click chuột phải ở vùng này thì một menu context hiƯn ra cho phÐp lùa chän
thªm míi hay chỉnh sửa các đối t-ợng. Vùng này có thể kéo rộng hay thu hẹp diện tích và
khả năng kéo thả nên dễ dàng quản lí Project lớn.
Vùng Tag

Hình 2.9: Vùng Tag

Vùng Tag (Hình 2.9) là vùng quản lí các tag (nhÃn). Khi click vào các Device
hoặc các group bên vùng Channel Device Group thì bên vùng Tag sẽ xuất hiện các tag
(nếu có) t-ơng ứng do chúng quản lí.
Khi Click chuột phải vào vùng này thì xuất hiện một menu context, cho phép thêm
một tag mới vào Device hay group đà chọn và cũng có thể sao chép, cắt, dán, xóa hoặc
thay đổi thuộc tính của một tag. Vùng này đ-ợc chia thành các hàng và các cột. Mỗi hàng
chứa một tag, mỗi cột là các tr-ờng thông tin t-ơng ứng của mỗi tag. Cũng nh- vùng
Channel Device Group vùng Tag cũng có thể thay đổi diện tích và khả năng kéo thả.
Vùng Event Log

Hình 2.10: Vùng Event Log
Vùng Event Log (Hình 2.10) là vùng nhật kí sự kiện của server. Tất cả các thông
báo đà đ-ợc tạo ra bởi server hoặc driver sẽ đ-ợc hiển thị trong vùng này. Có thể l-u hay
in các thông báo đó bằng cách click chuột phải trên vùng này. Vùng này cũng có thể thay
đổi diện tích hiển thị.
Thanh trạng thái Status Bar
Thanh trạng thái Status Bar hiển thị số Client và tag ®ang ®-ỵc phơc vơ.


Hình 2.11: Thanh trạng thái Status Bar


TỔNG QUAN VỀ WINCC
Wincc viết tắt của windows controll center , là một phần mềm của hãng
Siemen dùng để giám sát , điều khiển và thu thập dữ liệu trong quá trình sản
suất. Teo nghĩa hẹp WinCC là chương trình hỗ trợ người lập trình thiết kế
giao diện người máy HMI trong hệ thống SCADA với chức năng chính là
thu thập dữ liệu dám sát và điều khiển quá trình sản xuất.
Những thành phần có trong WinCC rất dễ sử dụng dúp người dùng dễ dàng
tích hợp những ứng dụng mới hoặc có sẵn mà khơng gặp bất cứ trở ngại nào.

WinCC cung cấp các module chức năng thường dùng trong cơng nghiệp
như : Hiển thị hình ảnh,tạo thơng điệp , lưu trữ báo cáo. Giao diện điều
khiển mạnh, việc truy cập ảnh nhanh chóng và lưu trữ an tồn của nó đảm
bảo tính hữu dụng cao.
Với WinCC, người dùng có thể trao đổi dữ liệu trưc tiếp với nhiều PLC
của các hãng khác nhau thông qua cổng COM của máy tính với chuẩn
RS232 và RS485 của PLC.
ĐẶC TRƯNG CƠ BẢN CỦA WINCC
WinCC 6.0 chạy trên hệ điều hành Window XP, Window 2000 . Do có tính
chất mở và thường xuyên được cập nhập nên WinCC tương thích với rất
nhiều phần mềm chuẩn tạo nên giao diện người máy đáp ứng nhu cầu sản
xuất.. Nếu là nhà phát triển hệ thống ta có thể dùng WinCC để phát triển ứng
dụng của mình trên giao diện mở của WinCC. Chương trình tích hợp đươc
nhiều ứng dụng, tận dụng các dịch vụ của hệ điều hành để làm cơ sở của hệ
thống. Với WinCC ta có thể có thể có nhiều giải pháp khác nhau để giải
quyết công việc, từ việc xây dựng các hệ thống nhỏ và vừa với các quy mô
khác mhau cho tới việc xây dựng các hệ thống lớn như MES, ERP...
Tuỳ theo khả năng của người thiết kế cũng như các phần cứng hỗ trợ
khác nhau mà WimCC đã và đang phát triển theo các hướng khác nhau.
Ứng dụng phổ biến nhất của WinCC là :
Tự động hố q trình và điều khiển ,giám sát quy trình sản suất. Khi một
hệ thống dùng chương trình WinCC để điều khiển và thu thập dữ liệu từ quá
trình sản xuất nó có thể moo phỏng bằng hình ảnh các sự kiện đang sảy ra.
WinCC cung cấp rất nhiều chức năng cho mục đích hiển thị, thơng báo bằng
đị hoạ xử lí thơng tin đo lường, các tham số cơng thức,bảng ghi báo cáo...
đáp ứng yêu cầu công nghệ ngày càng phát triển. WinCC là một trong những
phần mềm ứng dụng trong thiết kế dao diện HMI phổ biến nhất tại Việt Nam
hiện nay .
Khi sử dụng WinCC để thiết kế dao diện HMI ta cần lắm vững các chức
năng sau.

GRAPHÍC DESIGNER


Thực hiện dễ dàng các chức năng mô phỏng và hoạt động thơng quấcc
đối tượng đồ hoạ của chương trình WinCC
ALARM LOGGING
Thực hiện việc hiển thị các thông báo hay các báo cáo trong khi hệ thống
vận hành. Đảm trách về các thơng báo nhận đượ và lưu trữ. Nó chứa cá chức
năng để nhận các thông báo từ các q trình, hiển thị hồi báo và lưu trữ
chúng, ngồi ra chức năng này cịn giúp ta tìm ra ngun nhân lỗi.
TAG LOGGING
Thu thập lưu trữ và nén các giá trị đo được dưới nhiều dạng khác nhau. TAG
LOGGING cho phép lấy dữ liệu từ các quá trình thực thi hiển thị và lưu trữ
các giá trị đó.Dữ liệu có thể cung cấp các tiêu chuẩn về công nghệ và kỹ
thuật quan trọng liên quan đến trngj thái hoạt động của tồn hệ thống.
REPORT DESIGNER
Có nhiệm vụ tạo ra các thông báo, báo cáo và các kết quả này được lưu
dưới dạng các trang nhật ký sự kiện
UESER ACHIVERS
Cho phép người dùng lưu trữ dữ liệu từ chương trình ứng dụng và có khả
năng trao đổi với các thiết bị tự động hố khác. Điều này có nghĩa các cơng
thức , thơng số trong chương trình WinCC có thể soạn thảo lưu trữ và sử
dụng trong hệ thống
WinCC sử dụng bộ công cụ thiết kế giao diện đồ hoạ mạnh như:tôlbõ,các
control ,ole... được đặt dễ dàng trên dao diện thiết kế.Ngồi ra để phục vụ
cho cơng việc dám sát điều khiển tự động WinCC cịn trang bị thêm một tính
năng mới mà các cơng cụ khác khơng có như:
*Các control thơng qua hệ thống quản trị dữ liệu có thể gắn với một biến
theo dõi trạng thái của hệ thống điều khiển.Thơng qua đó tác động đến việc
giám sát các trngi thái.

*Thơng qua hệ thống , thơng điệp có thể thực hiện được những hành động
tương ứng khi trngj thái thay đổi.
*Trong WinCC, ngôn ngữ C được dùng để thao tác giúp cho việc xử lý các
sự kiện phát sinh một cách mềm dẻo và linh hoạt
WinCC cho phép người dùng khả năng truy cập vào các hàm giao diện
chương trình ứng dụng API của hệ điều hành.Ngồi ra sự kết hợp của
WinCC và các công cụ phát triển riêng như Visual C++ hoặc visual basic tạo
ra hệ thống có tính đăc thù cao, tinh vi gắn liền với cấu hình cụ thể đó.
WinCC có thể tạo ra giao diện HMI trên cơ sở giao tiếp gữa người và
máy thiết bị điều khiển như PLC CNC thơng qua hình ảnh , sơ đồ,hình vẽ
hoặc câu chữ có tính trực quan, giúp người vận hành có thể theo dõi q
trình lam việc thay đổi các tham số công thức hoặc quá trình hoạt động ,
hiển thị gí trị hiện thời cũng như giao tiếp với q trình cơng nghệ thơng


qua các hệ thống tự động..Giao diện HMI cho phép người vận hành giám sát
quá trình sản xuất đồng thời đưa nra các cảnh báo báo động khi hệ thống có
sự cố. Đây là cơng cụ thật sự cần thiết và khơng thể thiếu với các q trình
tự động hố hiệ đại.