Tài liệu Chương 5: Thiết lập dự án trên nền SIMATIC PCS7 ppt

Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 68
CHNG 5
THIT LP D N TRấN NN SIMATIC PCS 7

5.1 Cỏc bc c bn thit lp mt d ỏn:
5.1.1 Giai on lp k hoch:


















5.1.2 Thc hin d ỏn:

Thit lp cu hỡnh phn cng (tng trm)
Thit lp cu hỡnh mng
To h thng cỏc cp bc cho nh mỏy
Lp trỡnh cỏc khi chc nng ngi dựng v cỏc khi trao i thụng tin; kim
tra v lp ti liu
Thit lp d ỏn

Tớnh chn s lng I/O v kiu module
n nh cỏc kờnh tớn hiu v t tờn tng trng cho chỳng
Lp bng k hoch i dõy gia sensors/actualtors v cỏc trm PLC
La chn v quyt nh kiu mng v cu trỳc mng. Cỏc kt ni gia cỏc
trm SIMATIC vi nhau v gia cỏc trm SIMATIC vi cỏc trm iu
khin quỏ trỡnh
Xõy dng cỏc bin da vo s lit kờ cỏc bin v mụ t y cỏc quỏ trỡnh
(lp k hoch kh thi, s lng PLC, Trm vn hnh, cỏc thnh phn khỏc)

Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 69

To CFC charts (charts module)
S dng chc nng Import/Export Assistant (IEA) to module Template
cho cỏc im o lng. Kim tra v lp ti liu cho cỏc module. t cỏc khi
v cỏc module vo trong th vin ó to c
To cỏc CFC chart vi vic s dng cỏc IEA model trờn; Biờn dch v
download ti PLC
To cỏc khi SFC chart (sequential control systems) v download chỳng ti
PLC
Cu hỡnh cho cỏc trm OS:
To cỏc bc tranh quỏ trỡnh, cỏc bc tranh thụng bỏo message, cỏc th
(curve) v cỏc bng nht ký (archive)
Kt ni d liu gia OS v PLC
Sao chộp cỏc d liu cn thit t ES v a vo cỏc OS; Tin hnh khi ng

OS
Lp li quỏ trỡnh trờn kim tra vi ln
Tin hnh kim tra tớn hiu v hiu chnh tng cm bin, chp hnh v cỏc
quỏ trỡnh trờn bc tranh quỏ trỡnh

Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 70
5.2 Thit lp d ỏn:
Trong phn ny gii thớch cỏc ng dng c bn trờn ES vi nhng phn
mm thnh phn mang tớnh cht cp bc (HP: Plant Hierarchy) v cỏc vn v
IEA (Import/Export Assistant) v mi quan h gia nhng thnh phn trong ES
ú.
5.2.1 Phn mm ES trong SIMATIC PCS 7:
Vi nhng phn mm cn thit trờn h thng ES thuc gúi phn mm
SIMATIC PCS 7, bn cú nhng cụng c (tool), vi nhng cụng c y bn cú
th to cu hỡnh nh mỏy mt cỏch ton din. ú l nhng phn mm sau õy:
- Phn mm STEP 7:
Bao gm SIMATIC Manager, phn mm ny lm nn tn v l trung tõm
qun lý cho tt c cỏc thnh phn ca ES. õy l hỡnh nh sinh ng ca ngi
s dng trờn giao din ca Windows NT thng c s dng qun lý cỏc d
ỏn ca nh mỏy.
- Bn cu hỡnh tt cỏc thit b s dng trong h thng nh:
Cỏc rack ca cỏc PLC, cỏc mụ un vo/ra, cỏc mụ un giao din, cỏc trm
PC bng Hardware Configuration (HW Config.).
- PH v IEA:
PH v IEA l nhng gúi thuc PCS 7, chỳng khụng phi tỏch bit vi cỏc
ng dng trờn m chi m rng hn trong phm vi ca SIMATIC Manager. PH v
IEA h tr cu hỡnh din rng ca quỏ trỡnh iu khin v qun lý d liu ca
nh mỏy.
- CFC (Continuous Function Chart):

CFC l gúi phn mm nh hng cho nh mỏy, cu hỡnh cỏc ha ca
tỏc v t ng húa. S dng CFC thụng qua cỏc khi ó c to sn (õy l gúi
phn mm lp trỡnh cú cu trỳc). Cỏc khi c qun lý theo nhúm tựy theo chc
nng ca chỳng trong th vin, thc hin lp trỡnh bng cỏc ng tỏ kộo/th.
- SFC (Sequential Function Chart):
L gúi phn mm c cu hỡnh cho h thng iu khin tun t. vi h
thng iu khin tun t, chc nng t ng húa tiờu c s l c iu khin
trờn s thay i trng thỏi v cng cú th chn lc t quỏ trỡnh.
- Phn mm cu hỡnh cho OS:
WinCC c s dng cho vic cu hỡnh cho h thng iu khin v giỏm
sỏt nh mỏy trờn nn PCS 7. Vi phn mm ny, bn cú th to ra bc tranh quỏ
trỡnh, cỏc bỏo cỏo, cỏc thụng bỏo v h thng, th tớn hiu, nht ký vn hnh.
- SCL (Structured Control Language):
õy l ngụn ng lp trỡnh ging v Pascal lp trỡnh cho nhng tỏc v
phc tp. Trờn ES, nú c s dng to ra cỏc khi v biờn dch cỏc yờu cu
ca CFC/SFC chart.
5.2.2 S tỏc ng qua li gia cỏc thnh phn:
Phn ny cung cp cho bn mt cỏch nhỡn tng th v s tỏc ng qua li
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 71
gia cu hỡnh ca h thng cp bc ca nh mỏy, CFC chart, IEA v SFC chart
trờn OS.
- H thng cp bc ca nh mỏy (PH):
ng dn ca PH vi tờn ca th v tờn khi l c chuyn i ti
nhng text block "origin" (khi ngun di dng text) vi s chuyn i ca
vic kt ni d liu gia PLC-PC. T õy s xut hin cỏc dũng thụng bỏo
(message) trờn OS run-time. Tờn tag trờn trỡnh qun lý tag ca WinCC
Explorer lm cho chỳng ta d dng qun lý v quan sỏt PH, tờn th, tụn khi,
tờn cỏc giỏ tr khỏc. Nu bn mun kt ni mt i tng vi mt tag quỏ trỡnh
trờn bc tranh quỏ trỡnh hoc nht ký vn hnh, bn phi ch rừ tờn tag t trỡnh

qun lý tag.
- CFC (Continuous Function Chart):
Riờng mi kiu khi (vớ d khi CTRL_PID) l c lu tr trong th
vin hoc chng trỡnh ca STEP 7. Mi khi bn sao chộp nhiu khi ra t nt
khi ban u thỡ bn phi t cho cỏc khi y cú cỏc tờn hỡnh thc khỏc nhau.
Thuc tớnh ca mt i tng trong CFC chart, bn ch rừ cỏc message ca khi
v kớch chut vo cỏc biu tng message ú. Vic kt ni d liu c hin th
cỏc message trờn OS trong sut quỏ trỡnh OS hot ng (run time). Trong sut
quỏ trỡnh lm vic, mt tag c iu khin v giỏm sỏt liờn tc thụng qua th
tc chuyn i (transfer) d liu liờn tc gia OS v PLC. Cỏc giỏ tr nhn c
t quỏ trỡnh cú th c lu tr trong cỏc tag ni (internal tag) trờn trỡnh qun lý
tag ca OS, iu ny s ng ngha vi vic cỏc dũng text s c gim bi tr
nhng text ang chuyn i v hin th trờn bc tranh quỏ trỡnh.
- IEA (Import/Export Assistant):
Vi IEA, bn to t ng cỏc chart v cỏc khi thuc tớnh. Bn cú th tựy
chn nhng message cú c im k thut phự hp to d liu cho vic
import (nhp ni dung). Nhng message sau khi xut hin ti nhng im thớch
hp trờn i tng ca khi v c chuyn i (transfer) ti OS mụ t cho
CFC.
- SFC (sequential control system ):
Trờn SFC chart, bn xem xột cỏc thụng s ca ca cu hỡnh CFC trc
õy trờn SFC chart. Nhng cụng trỡnh s (nhng ngi xõy dng nờn mt cu
hỡnh tng th) to ra nhng yờu cu theo tng bc, chuyn i v n nh cụng
ngh v nh hng cho tờn ca cỏc i tng. Vi cu trỳc ca CFC chart theo
tng bc v cỏc im chuyn i (xem phn 4.2.6) trong s trờn OS c
chuyn i (transfer) d liu kt ni gia OS v PLC (s hot ng ú chỳng ta
cú th quan sỏt c s chuyn i trng thỏi thụng qua s chuyn i mu sc
trờn CFC).
- Chuyn i d liu kt ni gia PLC v OS (Transferring PLC-OS
Connection Data):

Khỏi nim ny tng i phc tp, mt h thng lm viu gn kt thnh
mt khi thng nht v ng b thỡ cn phi cú vic chuyn i d liu cu hỡnh
liờn tc mi khi cu hỡnh hay thụng s ca h thng cú s thay i, c bit l
Chỉång 5. Thiãút láûp dỉû ạn trãn nãưn SIMATIC PCS 7
Nguùn Kim Ạnh & Nguùn Mảnh H - Tỉû âäüng họa - BKÂN 72
giữa hệ thống các PLC và hệ thống các OS. Dữ liệu kết nối giữa PLC và OS phải
được chuyển đổi trong những tình huống sau:
· Sau mỗi khi thay đổi hệ thống cấp bậc của nhà máy (PH)
· Sau mỗi khi thêm các chart mới và chỉ định tên các CFC chart
· Sau mỗi khi thêm những khối đối tượng mới và thay đổi tên khối
· Sau mỗi khi thay đổi các đơn vị text thuộc về bản chất của q trình vận
hành
· Sau mỗi khi thay đổi thuộc tính của các đối tượng được điều khiển và
giám sát
· Sau mỗi khi thay đổi các message
· Sau mỗi khi thay đổi hoặc là thêm các SFC chart
- Ước lượng các thành phần u cầu của một nhà máy:
Điều quan trọng đầu tiên trước khi bắt tay vào thiết kế một hệ thống tự
động cho một nhà máy, bạn phải đặt ra các kế hoạch hay các phương án mà các
phương án đó dựa trên có sở là q trình vận hành như thế nào, dựa vào đây bạn
có thể ước lượng được số OS; mức độ, tốc độ, khoảng cách và số trạm tham gia
kết nối từ đó bạn có thể ước lượng được bus hệ thống sử dụng là những bus nào;
xác định số lượng và vị trí đặt các bộ điều khiển trung tâm, số lượng các mơ đun
vào ra tập trung và vào ra phân tán hay u cầu điều khiển để xác định loại mơ
đun phải được tính tốn rất kỹ. Ngồi ra bạn còn phải dựa vào kích cỡ của dự án,
u cầu của khách hàng, tính sẵn sàn hay nói cách khác là hệ thống có độ tin cậy
cao, điều kiện về vị trí (độ cao) và mơi trường xung quanh vị trí dự định lắp đặt,
tính năng đáp ứng hay tính năng thời gian thực.
Nói chung cơng việc tích hợp một mạng truyền thơng cho một nhà máy là
một cơng việc khó khăn và phức tạp, đòi hỏi người thiết kế khơng những am hiểu

sâu sắc về mặt kỹ thuật trong các hệ thống tự động, am hiểu về cơng nghệ mà
còn phải tùy chọn dựa trên nhiều phương án và tiêu chí khác nhau để đưa ra một
cấu hình vừa tối ưu về chỉ các tiêu kỹ thật và kinh tế.
- Những u cầu cho một dự án:
Khi bạn mới bắt đầu cấu hình cho một dự án, điều đầu tiên bạn nên phân
tích những u cầu đặc biệt của dự án, bạn chắc chắn rằng tất cả những khía cạnh
và những điều kiện đã được suy xét đến trên những cơ sở triết lý và hiệu quả về
mặt cấu hình.
Trong suốt q trình cấu hình, có rất nhiều khối và kiểu khối khác nhau
trong thư viện của bạn. Vì vậy bạn phải chắc chắn rằng chỉ có một version của
phần mềm sử dụng để cấu hình cho hệ thống trong suốt q trình xây dựng dự
án. Những kiểu khối lập trình khác nhau sẽ dấn đến sự xung đột nếu chương trình
của bạn được điều khiển và giám sát trên cùng một OS.
5.3 Cấu hình phần cứng (Hardware Configuring):
Cấu hình một trạm là việc thể hiện tồn bộ cấu trúc của trạm đó. Với cấu
hình phần cứng, bạn chỉ định rõ số của các rack, số lượng rack và ấn định địa chỉ
của các khe cắm (slot) tùy theo cấu trúc thực tế của trạm. Bạn cấu hình tham số
cho các mơ đun vào ra tập trung và các mơ đun vào ra phân tán. Khi bộ điều
khiển khả lập trình bắt đầu khởi động thì việc đầu tiên là CPU phải thực hiệnn so
sánh cấu hình quản lý bên trong hệ điều hành của CPU với cấu hình thực tế của
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 73
phn cng c lp t cho trm. Nu cú s tng phn thỡ CPU s tỡm ngay lp
tc v thụng bỏo s c bỏo hiu v ng nhiờn l h thng s khụng th tip
tc hot ng thờm na.
5.3.1 Gii thiu phn mm NetPro - Configuring Networks:
Phn mm ny ó c gii thiu s lc chng 4.2.11. Trờn phn
mm ny, chỳng ta cú th cu hỡnh cho tng trm n l nh S7-300, S7-400,
OS, ES v liờn kt cỏc phng t trờn li vi nhau thụng qua cỏc bus truyn thụng
l Ethernte, Profibus, MPI hay AS-i

- Khi ng phn mm: Start > Simatic > STEP 7 > NetPro - Configuring
Networks.
- To mi mt d ỏn:
Vic to mi mt d ỏn khụng th tin hnh trc tip trờn phn mm ny
c, vỡ vy bn phi tin hnh theo cỏch sau:

Hỡnh 5.1 Khi ng phn mm NetPro - Configuring Networks
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 74
+ Khi ng phn mm SIMATIC Manager: Start > Simatic > SIMATIC
Manager
+ To Project mi:
File > New, mt hp thoi xut hin, trờn hp thoi ny bn cú th chn cỏc kiu
Project sau: User Project (d ỏn n), Libraries (th vin) hay Multi-Project

Hỡnh 5.2 Khi ng phn mm SIMATIC Manager

Hỡnh 5.3 To mi mt User Project

Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 75

Hỡnh 5.4
(nhiu d ỏn). Nu bn chn User Project thỡ kiu ca d ỏn trong hp thoi s
hin th tng ng l Project, t tờn cho d ỏn ca bn vo Name, vớ d
SAMPLE,
sau ú chn OK. Project s xut hin cỏc biu tng hỡnh 5.4. Nh vy

SAMPLE chớnh l d ỏn c s dng cho vic lu tr d liu v chng trỡnh
c to ra khi bn to m gii phỏp t ng trong gii hn cho phộp. D liu
ca bn lu tr trong SAMPLE bao gm:
ã D liu cu hỡnh cho phn cng v d liu n nh cỏc tham s cho cỏc
mụ un.
ã D liu cu hỡnh mng truyn thụng.
ã Chng trỡnh ngi dựng (cỏc mụ un chng trỡnh tng ng trong cỏc
khi chng trỡnh).
Nhim v chớnh khi to mt Project l chun b nhng khi d liu v khi
chng trỡnh.
Vic bn cn lm tip theo l thit lp cu hỡnh cho d ỏn ca bn trờn
phn mm NetPro - Configuring Networks. Cú hai cỏch khi ng phn mm
ny:
ã T trỡnh Start (xem hỡnh 5.1).
ã Kớch ỳp chut trỏi vo biu tng MPI(1) trờn hỡnh 5.4 (õy l biu
tng liờn kt n phn mm cu hỡnh).
Di õy l giao din ca phn mm cu hỡnh cho mng truyn thụng mi cp


Hỡnh 5.5 Giao din ca phn mm cu hỡnh mng
Chỉång 5. Thiãút láûp dỉû ạn trãn nãưn SIMATIC PCS 7
Nguùn Kim Ạnh & Nguùn Mảnh H - Tỉû âäüng họa - BKÂN 76
độ cũng như cấu hình cho từng thành phần ở trong mạng đó.
Phần ở bên trái chính là bức tranh cấu hình mà bạn muốn tạo, phần bên
phải là thư viện các thiết bị thành phần và các mạng thành phần (hay còn gọi là
subnet), thơng thường phần thư viện được mặc định, nếu khơng có bạn mở nó
bằng cách View > Catalog. Khi dự án của bạn vừa được tạo, phần mềm mặc định
một subnet MPI có tên là MPI(1) để phân biệt với các MPI tiếp theo mà bạn sẽ
tạo. Cũng nói thêm rằng, bạn có thể dùng subnet MPI, Ethernet hay Profibus để
làm bus hệ thống những mỗi subnet được tạo ra để sử dụng cho những ứng dụng

riêng biệt để tận dụng tối đa hiệu suất của đường truyền cũng như chi phí lắp đặt
và bảo dưỡng, trong đó:
· Industrial Ethernet là chuẩn quốc tế (IEEE 802-3) sử dụng cho truyền
thơng cơng nghiệp thiết bị ở cấp điều khiển trong phạm vi nhỏ như mạng
LAN hay mạng diện rộng WAN.
· MPI (Multi-Point-Interface) là chuẩn được Siemens tạo ra để kiểm tra và
chuẩn đốn hệ thống và lập trình cho các PLC S7.
· PROFIBUS là chuẩn quốc tế (EN 50170) kết nối mạng thiết bị ở cấp hiện
trường và mạng diện hẹp, ít trạm tham gia.
· Mạng PTP (Point-To-Point) là chuẩn được Siemens tạo ra theo một giao
thức đặc biệt để truyền giữa hai nút (node) với nhau.
· Ngồi ra còn có AS-i những khơng hiển thị trong này vì nó là một subnet
con mà chủ (master) của nó là các mơ đun gắn vào các PLC S7 hay bộ
chuyển mạng Profibus-DP sang AS-i.
Từ đây bạn có thể đặt những trạm thành phần hay các subnet theo cách nào là tùy
vào dự định của bạn. Ví dụ bạn cấu hình cho một trạm PLC S7-300 loại CPU 313
và mơ đun nguồn PS 307 10A:
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 77
Kớch chut trỏi vo biu tng SIMATIC 300 trong th vin, kộo v th vo
trong phn nờn trỏi, xem hỡnh bờn di.

õy mi ch mc nh cho trm S7-300 nhng cha c th l CPU loi no, bao
nhiờu rack, mụ un ngun, mụ un m rng, mụ un giao din, mụ un truyn
thụng cu hỡnh cho trm ny bn tip tc kớch ỳp chut trỏi vo biu
tng SIMATIC 300(1) s xut hin giao din cu hỡnh riờng cho trm ny,
xem hỡnh 5.7. Giao din ny cng tng t nh giao din thit lp mng nhng
nú c s dng thit lp cu hỡnh cho tng tthnh phn trong mng nh: OS,
ES, Server, PG, PLC S7-200, S7-300, S7-400, cỏc mụ un phõn tỏn ET200

Hỡnh 5.6
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 78
Bờn trỏi l bc tranh cu hỡnh m bn mun to, phn bờn phi l th vin cỏc
thit b thnh phn ó c thit k sn, thụng thng phn th vin c mc
nh, nu khụng cú bn m nú bng cỏch View > Catalog. Trong mc Profile,
bn cú th chn 3 dng th vin khỏc nhau m trong ú cú th b i hoc b sung
thờm nhng thnh phn tng ng tựy theo ng dng ca bn, trong ú th vin
Standar l th vin cú y cỏc thnh phn nht.

Hỡnh 5.7 Giao din cu hỡnh cho tng thnh phn ca mng

Hỡnh 5.8
Chổồng 5. Thióỳt lỏỷp dổỷ aùn trón nóửn SIMATIC PCS 7
Nguyóựn Kim Aẽnh & Nguyóựn Maỷnh Haỡ - Tổỷ õọỹng hoùa - BKN 79
õy bn chỳ ý rng, bn ó chn cu hỡnh cho trm S7-300 nờn bn phi
chn cỏc thnh phn thuc th muc SIMATIC 300 trờn cõy th mc ca th
vin. u tiờn bn phi t rack trong tõm (mc nh (1) UR) trong th mc
RACK 3, kớch chut vo biu tng Rail v kộo th vo phn giao din bờn trỏi,
xem hỡnh 5.8. Mi rack cú ti a 11 slot, slot s 1 l v trớ duy nht cho mụ un
ngun PS, slot 2 cng l v trớ duy nht dnh cho mụ un CPU, xem hỡnh 5.9.
Phn cu hỡnh c th cho trm S7-300 s núi ký hn phn 5.3.2.
n õy d ỏn ca bn ó c cu hỡnh, trc khi thoỏt khi chng trỡnh ny
bn phi thc hin lu v biờn dch (save and complie) kim tra li trc khi
thoỏt. Lỳc ny, d ỏn t ng thờm vo th mc d ỏn SAMPLE ca bn nh
hỡnh sau:
SAMPLE Project lỳc ny bao gm mt trm SIMATIC 300 vi CPU 313 v mt
subnet MPI. Bờn trong SIMTIAC 300 cha ng cu hỡnh phn cng ca trm

(Hardware) v S7 Program.
Nh vy phn mm NetPro - Configuring Networks c s dng to
ra tt c cỏc cu hỡnh liờn quan n phn cng ca h thng mng tryn thụng.
i sõu vo vic cu hỡnh cho tng thnh phn ũi hi ngi tớch hp h thng
phi nm bt c nguyờn tc cu hỡnh cho tng thnh phn (vớ d nguyờn tc
cu hỡnh cho S7-300, S7-400,). Cỏc vn ny s c trỡnh by mc 5.3.2.
5.3.2 Cu hỡnh ca mt trm:
Nhng vic u tiờn khi bt tay vo xõy dng cu hỡnh cho mt trm ũi
hi bn phi n nh a ch cho trm v cỏc a ch thnh phn nh mng MPI,
Profibus hay Ethernet v mt iu na l phi chỳ ý ti a ch cao nht cho phộp
Hỡnh 5.10 Thit lp cu hỡnh cho trm PLC CPU 313