Lập trình PLC/HMI hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt 0 VND
Ứng dụng: ✔️Hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt cho tòa nhà, trung tâm thương mại, khu nghĩ dưỡng, nhà máy sản xuất, khu công nghiệp.... Thông số kỹ thuật: ✔️ Hình ảnh sơ đồ
công nghệ hệ thống trực quan, sinh động; ✔️ Điều khiển thiết bị bằng 2 chế độ Manual / Auto; ✔️ Cài đặt thông số hệ thống: thời gian chuyển đổi bơm, thời gian hiện hành, cài đặt giá trị setpoint mức thấp, mức cao, cài đặt giá trị báo cạn, báo đầy.v.v…; ✔️ Record dữ liệu hệ thống; ✔️ Lịch sử cảnh
báo;
Video tham thảo: --------------------------------------- Mọi chi tiết xin vui lòng liên
hệ: CÔNG TY TNHH TỰ ĐỘNG HÓA CPPS Địa chỉ: 68/10 Ngô Chí Quốc, KP.2, P. Bình Chiểu, TP. Thủ Đức, TP. HCM MST: 0316265796 Hotline: 0965542134 (Zalo) Email: Website: www.cpps.vn | www.tudienplc.com Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Mục lục
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... 2
DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................ 3
DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................. 4
LỜI NÓI ĐẦU
.................................................................................................................. 5
PHẦN MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 6
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 & PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH ........ 8
1.1. Tổng quan về PLC S7-1200 ...................................................................................... 8
1.2. Phần mềm TIA Portal
.............................................................................................. 14
1.3. Làm việc với một trạm PLC .................................................................................... 21
1.4. Kỹ thuật lập trình ..................................................................................................... 23
CHƯƠNG II: TÌM HIỂU VỀ CƠNG NGHỆ XỬ LÝ NƯỚC THẢI ............................ 26
2.1. Các phương pháp xử lí nước thải rỉ rác.
................................................................. 26
2.2. Cơng nghệ xử lý nước thải tại nhà máy xử lý nước thải TP.Buôn Ma Thuật. ........ 31
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ, ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG XỬ LÝ NƯỚC THẢI ........... 35
3.1. Tính chọn thiết bị..................................................................................................... 35
3.2. Thiết kế mạch điều khiển và động lực..................................................................... 41
3.3. Lưu đồ
thuật toán ..................................................................................................... 43
3.4. Kết nối PLC ............................................................................................................. 48
CHƯƠNG IV: MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC ...................... 50
4.1. Mô phỏng hệ thống xử lý nước thải rỉ rác Thành phố Buôn Ma Thuật. ................. 50
4.2. Đánh giá kết quả đạt được.
...................................................................................... 50
4.3. Hướng phát triển đề tài. ........................................................................................... 51
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 52 SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 1 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt
Chú thích CPU Bộ xử lý trung tâm PLC Programmable Logic Controller I Ngõ kết nối tín hiệu vào của PLC Q Ngõ kết nối tín hiệu ra của PLC SM Tín hiệu SB Bảng tín hiệu CM Truyền thơng HMI Màn hình cảm ứng I/O Địa chỉ ngõ vào/ra TIA Portal Totally Integrated Automation Portal OB Organization Blocks FC Funtions FB Function block DB Data
block RO Thẩm thấu ngược VOC Volatile organic compounds SS Chất rắn lơ lửng SBR Sequencing Batch Reactor BOD Biochemical oxygen Demand COD Chemical Oxygen Demand CU/XLPE/PVC Ruột dẫn đồng/Cách điện/Vỏ bọc bên ngoài SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 2 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức
DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Mặt trước PLC S7-1200.
Hình 1.2: Các đèn trạng thái và
bộ phận kết nối dây.
Hình 1.3: Bộ phận kết nối các ngõ tín hiệu vào/ra.
Hình 1.4: Bộ phận kết nối truyền thơng và led trạng thái.
Hình 1.5: Kiểu xe Project.
Hình 1.6: Kiểu xem Project.
Hình 1.7: Phần mềm TIA Portal.
Hình 1.8: Biểu tượng của phần mềm TIA PORTAL.
Hình 1.9: Màn hình chính của phần mềm TIA PORTAL.
Hình 1.10: Tạo dự án mới trên phần mềm TIA PORTAL.
Hình 1.11: Chọn configure a device.
Hình 1.12: Chọn add new device. Hình 1.13: Chọn loại CPU
PLC.
Hình 1.14: Loại CPU PLC đã chọn.
Hình 1.15: Bảng định địa chỉ.
Hình 1.16: Tạo bảng tag mới.
Hình 1.17: Tìm và thay thế Tag PLC.
Hình 1.18: Biểu tượng download chương trình lên PLC.
Hình 1.19: Chọn cấu hình Type of the PG/PC interface và PG/PC interface.
Hình 1.20: Chọn start all như hình vẽ và nhấn finish.
Hình 1.21: Giám sát chương trình trên màn hình cách 1.
Hình 1.22: Giám sát chương trình trên màn hình cách 2.
Hình 1.23: Màn hình khi giám sát.
Hình 1.24:
Cấu trúc lập trình.
Hình 3.1: Sơ đồ một sợi của hệ thống
Hình 3.2: Sơ đồ đi dây điều khiển tủ điện.
Hình 3.3: Sơ đồ động lực tủ điện.
Hình 3.4: Lưu đồ thuật tốn cho bơm hố thu sang bể phản ứng.
Hình 3.5: Lưu đồ thuật tốn bơm nước thải từ bể phản ứng sang bể trung chuyển 1. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 3 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Hình 3.6: Lưu đồ thuật toán bơm nước thải từ bể trung chuyển 1 sang bể trung
chuyển 2. Hình
3.7: Lưu đồ thuật tốn tổng chương trình.
Hình 3.8: Sơ đồ kết nối PLC.
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Bảng xử lý nước thải rỉ rác theo phương pháp cơ học.
Bảng 2.2: Bảng xử lý nước thải rỉ rác theo phương pháp hóa học và hóa lý.
Bảng 2.3: Bảng xử lý nước thải rỉ rác bằng phương pháp sinh học.
Bảng 3.1: Bảng thông số động cơ.
Bảng 3.2: Bảng tổng khối lượng các thiết bị đã tính chọn.
Bảng 3.3: Bảng định nghĩa địa chỉ vào/ra. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 4
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức
LỜI NĨI ĐẦU Ngành Điện – Điện tử là một trong những ngành quan trọng và mang tính quyết
định cho sự phát triển của một quốc gia. Từ những thiết bị thô sơ, lạc hậu trong
những ngày đầu, đến nay ngành Điện – Điện tử ở Việt Nam đã có những bước tiến,
bước phát triển vượt bậc với các hệ thống cơ sở hạ tầng, cơng nghệ hiện đại. Tự động
hóa được xem như là huyết mạch của nền kinh tế, phát triển ngành Điện – Điện tử là
tiền
đề để cho các ngành kinh tế khác phát triển.
Ngày nay, hệ thống điều khiển, giám sát tự động khơng cịn q xa lạ với chúng
ta. Nó được ra đời từ rất sớm nhằm đáp ứng nhu cầu thiết yếu trong cuộc sống của
con người. Vì vậy, điều khiển tự động đã trở thành một ngành khoa học kỹ thuật chuyên nghiên cứu và ứng dụng điện – điện tử và thực tiễn lao động và sản xuất của
con người.
Đặc biệt trong lĩnh vực sản xuất, việc ứng dụng PLC vào hệ thống xử lý nước
thải rỉ rác Thành phố
Buôn Ma Thuật thực sự đã mang lại hiệu quả kinh tế rất lớn
trong các quá trình sử dụng. Vì thế, nhằm tạo điều kiện tốt nhất để có thể tiếp xúc,
làm quen với các thiết bị tự động và vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế.
Nhóm em đã chọn đề tài: “Điều khiển hệ thống xử lý nước thải ứng dụng PLC S71200”.
Trong q trình thực hiện đề tài, nhóm chúng em ngồi sự cố gắng tìm hiểu và
học hỏi cịn nhận được sự hướng dẫn tận tình từ thầy giáo Th.S Hồng Anh Đức và
một số thầy cơ giảng
dạy trong khoa Kỹ thuật – Công nghệ thông tin của trường Đại
học Quảng Bình để hồn thành đồ án này. Trong q trình thực hiện đề tài này cũng
có nhiều sai sót hy vọng q thầy cơ thơng cảm. Chúng em xin chân thành cảm ơn
quý thầy cô!
Đồng Hới, ngày .... tháng .... năm 2018 SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 5 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức
PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài.
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của nhiều khu đô thị, khu
công nghiệp, khu
nhà cao tầng đã làm ảnh hưởng không nhỏ đến nguồn nước mặt bởi những chất thải
do nhu cầu sinh hoạt của con người thải ra ngồi mơi trường. Cũng giống như bao nhiêu vấn đề về môi trường khác, việc xử lý nước thải sinh
hoạt ở các thành phố luôn là một vấn đề hết sức nan giải. Hầu hết nước thải của các
thành phố, khu chung cư, khu công nghiệp, khu giải trí đều khơng có hệ thống xử lý
nước thải hoặc hệ thống xử lý nước thải bằng công nghệ cũ không đáp ứng nổi
yêu
cầu nên nước sau xử lý không đạt chất lượng, sau khi thải ra môi trường sẽ gây ra hậu
quả nghiêm trọng. Trong quá trình hội nhập hiện nay, nếu các vấn đề về mơi trường
khơng xử lý triệt để nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới đời sống sinh hoạt của con người.
Xuất phát từ các vấn đề trên, cùng với việc thực hiện nhiệm vụ học tập của nhà
trường, nhóm em đã tìm hiểu nghiên cứu việc ứng dụng cơng nghệ tự động hóa cho
hệ thống xử lý nước thải sinh hoạt bằng cơng nghệ sinh học truyền
thống. Vì vậy em
tiến hành thực hiện đề tài: “Điều khiển hệ thống xử lý nước thải ứng dụng PLC
S7-1200”.
2. Mục tiêu nghiên cứu.
- Nghiên cứu quy trình cơng nghệ xử lý nước thải trong đó tập trung nghiên cứu
về điều khiển hệ thống này, tìm hiểu các quá trình làm việc, các thiết bị tự động hóa
được sử dụng trong hệ thống thực để tiến tới thiết kế, mô phỏng việc điều khiển và
vận hành của hệ thống.
- Nghiên cứu thiết bị điều khiển khả trình PLC, làm quen với việc sử dụng
PLC
S7-1200, HMI KTP700 Basic của Siemens và ngôn ngữ lập trình cho PLC.
3. Nội dung nghiên cứu.
Chương I: Tổng quan PLC S7-1200 và phương pháp lập trình
Chương II: Tìm hiểu công nghệ hệ thống xử lý nước thải
Chương III: Thiết kế điều khiển hệ thống xử lý nước thải
Chương IV: Mô phỏng và đánh giá kết quả đạt được SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 6 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức 4. Đối tượng, phạm vi, phương pháp nghiên cứu.
-
Đối tượng nghiên cứu: Thiết kế điều khiển hệ thống xử lý nước thải Thành
phố Buôn Ma Thuật.
- Phạm vi nghiên cứu:
Hệ thống điều khiển tự động động cơ bơm nước thải, máy khuấy, máy thổi khí,
bơm định lượng đến tủ điều khiển điện trong nhà máy xử lý nước thải rỉ rác Thành
phố Buôn Ma Thuật.
- Phương pháp nghiên cứu: Thực trạng – Lý thuyết => Tiến hành thiết kế.
5. Kế hoạch nghiên cứu.
- Nghiên cứu, thu thập số liệu về hệ thống xử lý nước thải: 8/2018-9/2018
- Nghiên
cứu đề xuất giải pháp điều khiển hệ thống xử lý nước thải: 9/2018
- Tính tốn, lựa chọn động cơ và các thiết bị điều khiển: 10/2018
- Thiết kế, lập trình, mơ phỏng hệ thống xử lý nước thải: 11/2018
- Viết báo cáo: 12/2018
- Hoàn thiện và báo cáo đề tài: 12/2018
6. Dự kiến kết quả đạt được của đề tài và khả năng ứng dụng.
- Giúp sinh viên có kinh nghiệm tham gia nghiên cứu và thiết kế. Ứng dụng từ
lý thuyết học được vào thực tế.
- Khảo sát và đánh giá được thực trạng hệ
thống xử lý nước thải rỉ rác thành phố
Buôn Ma Thuật.
- Thiết kế, điều khiển, mô phỏng được một phần của hệ thống xử lý nước thải rỉ
rác thành phố Buôn Ma Thuật . SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 7 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200
VÀ PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH
1.1. Tổng quan về PLC S7-1200.
1.1.1 Giới thiệu về PLC S7-1200.
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và
sức
mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự động.
Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến
cho S7- 1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng
dụng đa dạng khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và mạch
ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC mạnh mẽ.
Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU
sẽ chứa mạch logic được yêu
cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng. CPU giám sát các
ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình người dùng, có thể bao
gồm các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì, các phép tốn phức hợp
và việc truyền thơng với các thiết bị thơng minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương
trình điều khiển:
- Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người
dùng cấu
hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
- Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn mã
nằm trong một khối xác định. CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET.
Các module truyền thơng là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232
hay RS485. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức
1. Bộ phận kết nối nguồn
2. Các bộ phận kết nối nối dây
của
người dùng có thể tháo được (phía sau
các nắp che)
2. Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía
trên
3. Các LED trạng thái dành cho I/O tích
hợp
4. Bộ phận kết nối PROFINET phía
trên của CPU. Hình 1.1: Mặt trước PLC S7-1200.
Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng
giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau.
Chức năng CPU 1211C Kích thước vật lý (mm) 90 x 100 x 75 CPU
1212C CPU 1214C
110 x 100 x 75 Bộ nhớ người dùng:
Bộ nhớ làm việc 25 kB 50 kB Bộ nhớ nạp 1 MB 2 MB Bộ nhớ giữ lại 2 kB 2 kB I/O tích hợp cục bộ
Kiểu số Kiểu tương tự 6 ngõ vào / 8 ngõ vào / 14 ngõ vào / 4 ngõ ra 6 ngõ ra 10 ngõ ra 2 ngõ ra 2 ngõ ra 2 ngõ ra Kích
thước ảnh tiến trình 1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q) Bộ nhớ bit (M) 4096 byte Độ mở rộng các module tín 8192 byte Khơng hiệu
Bảng tín hiệu 1 Các module truyền thơng 3 (mở rộng về bên trái) SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 9 2 8 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Các bộ đếm tốc độ cao 3 4 6 Đơn pha 3 tại 100 kHz 3 tại 100
kHz 3 tại 100 kHz 1 tại 30 kHz 3 tại 30 kHz 3 tại 80 kHz 3 tại 80 kHz 1 tại 20 kHz 3 tại 20 kHz Vuông pha 3 tại 80 kHz Các ngõ ra xung 2 Thẻ nhớ Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn) Thời gian lưu giữ đồng hồ Thông thường 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 400C thời gian thực
PROFINET 1 cổng truyền thơng Ethernet Tốc độ thực thi tính tốn 18 μs/lệnh thực
Tốc độ thực thi Boolean
0,1 μs/lệnh Họ S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu
để mở rộng dung lượng của CPU. Người dùng cịn có thể lắp đặt thêm các module
truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.
Module Chỉ ngõ vào Chỉ ngõ ra Kết hợp In/Out 8 x DC In 8 x DC Out 8 x DC In / 8 x DC Out 8 x Relay Out 8 x DC In / 8 x Relay
Kiểu số
Module tín Out
16 x DC In hiệu (SM) Kiểu 16 x DC Out
16 x DC In / 16 x DC 16 x Relay Out 16 x DC In / 16 x Out Relay Out 4 x Analog In 2 x Analog In 4 x Analog In / 2 x tương tự 8 x Analog In 4 x Analog In Analog Out Bảng tín hiệu
(SB) Kiểu số _ Kiểu _ _
1 x Analog tương tự SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 2 x DC In / 2 x DC Out In
10 _ Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Module truyền thơng (CM)
RS485 RS232
1.1.2. Các bảng tín hiệu.
Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người
dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào phía
trước của CPU.
SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)
SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự. 1. Các LED trạng thái trên SB
2. Bộ phận kết nối nối dây của người
dùng có thể tháo ra Hình 1.2: Các đèn trạng thái và bộ phận kết nối dây.
1.1.3.
Các module tín hiệu.
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các chức
năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU. 1. Các LED trạng thái dành cho I/O của
module tín hiệu 2. Bộ phận kết nối đường dẫn
3. Bộ phận kết nối nối dây của người
dùng có thể tháo ra
Hình 1.3: Bộ phận kết nối các ngõ tín hiệu vào/ra. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 11 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức 1.1.4. Các
module truyền thông.
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng
bổ sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thông: RS232 và RS485.
CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thông
Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một CM
khác)
1 Các LED trạng thái dành cho module
truyền thơng
2 Bộ phận kết nối truyền thơng Hình 1.4: Bộ phận kết nối truyền thông và led trạng thái.
1.1.5. STEP 7 Basic.
Phần mềm STEP 7 Basic
cung cấp một môi trường thân thiện cho người
dùng nhằm phát triển, chỉnh sửa và giám sát mạng logic được yêu cầu để điều khiển
ứng dụng, bao gồm các công cụ dành cho quản lý và cấu hình tất cả các thiết bị trong đề án, như các thiết bị PLC hay HMI. STEP 7 Basic cung cấp hai ngơn ngữ
lập trình (LAD và FBD) để thuận tiện và có hiệu quả trong việc phát triển chương
trình điều khiển đối với ứng dụng, và cịn cung cấp các cơng cụ để tạo ra và cấu
hình các thiết bị HMI trong đề án
của người dùng.
Để giúp người dùng tìm ra thơng tin cần thiết, STEP 7 Basic cung cấp một hệ
thống trợ giúp trực tuyến.
Để cài đặt STEP 7 Basic, người dùng cần đưa đĩa CD vào trong ổ CD-ROM
của máy tính. Trình thuật sĩ cài đặt sẽ khởi động một cách tự động và nhắc người
dùng trong suốt quá trình cài đặt.
Để cài đặt STEP 7 Basic trên một máy tính cá nhân dùng hệ điều hành
Windows 2000, Windows XP hay Windows Vista, người dùng cần phải đăng nhập
với quyền hạn
Administrator.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 12 Đồ án tốt nghiệp
GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Các kiểu xem khác nhau giúp công việc dễ dàng hơn.
Nhằm giúp gia tăng hiệu suất công việc, phần Totally Intergrated Automation Portal cung cấp hai kiểu xem thiết lập công cụ khác nhau: một là thiết
lập được định hướng theo công việc, thiết lập này được tổ chức trong chức năng của
các công cụ (kiểu xem Portal), hai là kiểu xem được định hướng theo đề
án gồm các
phần tử bên trong đề án (kiểu xem Project). Người dùng cần chọn kiểu xem nào giúp làm việc với hiệu quả tốt nhất. Với một cú nhấp chuột, người dùng có thể
chuyển đổi giữa kiểu xem Portal và kiểu xem Project.
Kiểu xem Portal cung cấp một kiểu xem theo chức năng đối với các nhiệm vụ
và tổ chức chức năng của các công cụ theo nhiệm vụ để được hoàn thành, như là tạo
ra việc cấu hình các thành phần và các mạng phần cứng.
Người dùng có thể dễ dàng xác định cách thức
để tiến hành và nhiệm vụ để
chọn. Hình 1.5: Kiểu xem Portal.
Kiểu xem Project cung cấp việc truy xuất đến tất cả các thành phần nằm trong
một đề án. Với tất cả các thành phần này nằm trong một vị trí, người dùng có một
truy xuất dễ dàng đến mỗi phương diện của đề án. Đề án chứa tất cả các phần tử đã
vừa được tạo ra hay hoàn thành. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 13 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Hình 1.6: Kiểu xem
Project.
1.2. Phần mềm TIA Portal.
1.2.1. Giới thiệu chung.
Phần mềm dùng để điều khiển và lập trình cho Simatic S7-1200 là TIA Portal.
TIA Portal (The Totally Integrated Automation Portal) là phần mềm cơ sở tích hợp
tất cả các phần mềm lập trình cho các hệ thống tự động hóa và truyền động điện. Phần mềm tích hợp các sản phẩm SIMATIC khác nhau trong một phần mềm ứng
dụng ví dụ Simatic Step 7 V13 để lập trình các bộ điều khiển Simatic, Simatic
WinCC V13 để cấu hình các
màn hình HMI và chạy Scada trên máy tính, giúp tăng
năng suất và hiệu quả làm việc. Hình 1.7: Phần mềm TIA Portal.
TIA Portal giúp cho các phần mềm này chia sẽ cùng một cơ sở dữ liệu, tạo nên
sự thống nhất trong giao diện và tính tồn vẹn cho ứng dụng. Ví dụ, tất cả các thiết bị
và mạng truyền thông bây giờ đã có thể được cấu hình trên cùng một cửa sổ. Hướng
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 14 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức ứng dụng,
các khái niệm về thư viện, quản lý dữ liệu, lưu trữ dự án, chẩn đốn lỗi,
các tính năng online là những đặc điểm rất có ích cho người sử dụng khi sử dụng
chung cơ sở dữ liệu TIA Portal.
TIA Portal cung cấp một hệ thống kĩ thuật mới thông minh và trực quan hơn, với
các giao diện trực quan, dễ nhìn, tính năng “kéo- thả” đơn giản, thuận tiện cho việc
lập trình.
Hai phần mềm quan trọng nhất trong TIA Portal là Simatic Step 7 và Simatic
WinCC (phiên bản mới nhất dành cho S7-1200
là TIA Portal v13).
1.2.2. Giới thiệu SIMATIC STEP 7 Basic-tích hợp lập trình PLC và HMI.
Step 7 basic hệ thống kỹ thuật đồng bộ đảm bảo hoạt động liên tục hồn hảo.
Một hệ thống kỹ thuật mới Thơng minh và trực quan cấu hình phần cứng kỹ thuật và cấu hình mạng, lập
trình, chẩn đốn và nhiều hơn nữa.
Lợi ích với người dùng:
- Trực quan: Dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động
- Hiệu quả: Tốc độ về kỹ thuật
- Chức năng bảo vệ: Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ sở
ổn định cho sự
đổi mới trong tương lai.
1.2.3. Kết nối qua giao thức TCP/IP.
- Để lập trình SIMATIC S7-1200 từ PC hay Laptop cần một kết nối TCP/IP
- Để PC và SIMATIC S7-1200 có thể giao tiếp với nhau, điều quan trọng là các
địa chỉ IP của cả hai thiết bị phải phù hợp với nhau
1.2.4. Cách tạo một Project.
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V13 Hình 1.8: Biểu tượng của phần mềm TIA PORTAL.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 15
Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Bước 2: Click chuột vào Create new project để tạo dự án. Hình 1.9: Màn hình chính của phần mềm TIA PORTAL.
Bước 3: Nhập tên dự án vào Project name sau đó nhấn create Hình 1.10: Tạo dự án mới trên phần mềm TIA PORTAL. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 16 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Bước 4: Chọn configure a device Hình 1.11: Chọn configure a device.
Bước 5: Chọn add
new device Hình 1.12: Chọn add new device. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 17 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add Hình 1.13: Chọn loại CPU PLC.
Bước 7: Project mới được hiện ra Hình 1.14: Loại CPU PLC đã chọn.
1.2.5. TAG của PLC/TAG local.
Tag của PLC: SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 18 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức - Phạm vi ứng
dụng: Giá trị Tag có thể được sử dụng mọi khối chức năng trong
PLC.
- Ứng dụng: Binary I/O, Bits of memory.
- Định nghĩa vùng: Bảng tag của PLC.
- Miêu tả: Tag PLC được đại diện bằng dấu ngoặc kép.
Tag Local: -Phạm vi ứng dụng: Giá trị chỉ được ứng dụng trong khối được khai báo, mơ tả
tương tự có thể được sử dụng trong các khối khác nhau cho các mục đích khác nhau.
- Ứng dụng: Tham số của khối, dữ liệu static của khối, dữ liệu tạm thời.
- Định nghĩa vùng: Khối
giao diện.
- Miêu tả: Tag được đại diện bằng dấu #. Sử dụng Tag trong hoạt động: Hình 1.15: Bảng định địa chỉ
- Layout: Bảng tag PLC chứa các định nghĩa của các Tag và các hằng số có giá trị
trong CPU. Một bảng tag của PLC được tự động tạo ra cho mỗi CPU được sử dụng
trong project.
- Colum: Mơ tả biểu tượng có thể nhấp vào để di chuyển vào hệ thống hoặc có thể
kéo nhả như một lệnh chương trình
- Name: Chỉ được khai báo và sử dụng một lần trên CPU.
- Data type:
Kiểu dữ liệu chỉ định cho các tag.
- Address: Địa chỉ của tag.
- Retain: Khai báo của tag sẽ được lưu trữ lại.
- Comment: Comment miêu tả của tag.
Nhóm tag: Tạo nhóm tag bằng cách chọn add new tag table. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 19 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Hình 1.16: Tạo bảng tag mới.
Tìm và thay thế tag PLC Hình 1.17: Tìm và thay thế Tag PLC
Ngồi ra cịn có một số chức năng sau: - Lỗi tag.
- Giám sát
tag của PLC.
- Hiện/ẩn biểu tượng.
- Đổi tên tag: Rename tag.
- Đổi tên địa chỉ tag: Rewire tag.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 20 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức - Copy tag từ thư viện Global.
1.3. Làm việc với một trạm PLC.
1.3.1. Quy định địa chỉ IP cho module CPU.
IP TOOL có thể thay đổi IP address của PLC S7-1200 bằng 1 trong 2 cách.
Phương pháp thích hợp được tự động xác định bởi trạng thái của địa chỉ IP đó:
- Gán một
địa chỉ IP ban đầu: Nếu PLC S7-1200 không có địa chỉ IP, IP TOOL
sử dụng các chức năng thiết lập chính để cấp phát một địa chỉ IP ban đầu cho PLC
S7-1200.
-Thay đổi địa chỉ IP: Nếu địa chỉ IP đã tồn tại, công cụ IP TOOL sẽ sửa đổi cấu
hình phần cứng (HW config) của PLC S7-1200.
1.3.2. Đổ chương trình xuống CPU.
Đổ từ màn hình soạn thảo chương trình bằng cách kích vào biểu tượng download
trên thanh cơng cụ của màn hình. Hình 1.18: Biểu tượng download chương trình lên
PLC. Chọn cấu hình Type of the PG/PC interface và PG/PC interface như hình dưới
sau đó nhấn chọn load. SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 21 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Hình 1.19: Chọn cấu hình Type of the PG/PC interface và PG/PC interface.
Chọn start all như hình vẽ và nhấn finish Hình 1.20: Chọn start all như hình vẽ và nhấn finish.
1.3.3. Giám sát và thực hiện chương trình
Để giám sát chương trình trên màn hình soạn thảo
kích chọn Monitor trên thanh
cơng cụ.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 22 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hồng Anh Đức Hình 1.21: Giám sát chương trình trên màn hình cách 1.
Hoặc cách 2 làm như hình dưới Hình 1.22: Giám sát chương trình trên màn hình cách 2.
Sau khi chọn monitor chương trình soạn thảo xuất hiện như sau: Hình 1.23: àn hình khi giám sát
1.4. Kỹ thuật lập trình
1.4.1. Vịng qt chương trình
PLC thực hiện chương trình theo
chu trình lặp. Mỗi vịng lặp được gọi là vòng
quét. Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số
tới vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vịng
qt chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 23 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức Sau giai đoạn thực hiện chương trình là giai đoạn chuyển các nội dụng của bộ đệm
ảo
Q tới các cổng ra số. Vịng qt kết thúc bằng giai đoạn truyền thơng nội bộ và kiểm
tra lỗi.
Chú ý rằng bộ đệm I và Q không liên quan tới các cổng vào/ra tương tự nên
các lệnh truy nhập cổng tương tự được thực hiện trực tiếp với cổng vật lý chứ không
thông qua bộ đệm.
1.4.2. Cấu trúc lập trình Hình 1.24: Cấu trúc lập trình.
1.4.2a. Khối tổ chức OB – ORGANIZATION BLOCKS.
- Organization blocks (OBs) : là giao diện giữa hoạt động hệ thống và chương
trình người
dùng. Chúng được gọi ra bởi hệ thống hoạt động, và điều khiển theo quá
trình:
+Xử lý chương trình theo q trình
+Báo động – kiểm sốt xử lý chương trình
+Xử lý lỗi SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 24 Đồ án tốt nghiệp GVHD: Th.S Hoàng Anh Đức - Startup OB, Cycle OB, Timing Error OB và Diagnosis OB: có thể chèn và lập
trình các khối này trong các project. Khơng cần phải gán các thông số cho chúng và
cũng không cần gọi chúng trong chương trình
chính.
- Process Alarm OB và Time Interrupt OB : Các khối OB này phải được tham số
hóa khi đưa vào chương trình. Ngồi ra, q trình báo động OB có thể được gán cho
một sự kiện tại thời gian thực hiện bằng cách sủ dụng các lệnh ATTACH, hoặc tách
biệt với lệnh DETACH.
- Time Delay Interrupt OB: OB ngắt thời gian trễ có thể được đưa vào dự án và
lập trình. Ngồi ra, chúng phải được gọi trong chương trình với lệnh SRT_DINT,
tham số là không cần thiết - Start Information: Khi
một số OB được bắt đầu, hệ điều hành đọc ra thông tin
được thẩm định trong chương trình người dùng, điều này rất hữu ích cho việc chẩn
đốn lỗi, cho dù thơng tin được đọc ra được cung cấp trong các mô tả của các khối
OB
1.4.2b. Hàm chức năng – FUNCTION.
- Funtions (FC) là các khối mã không cần bộ nhớ. Dữ liệu của các biến tạm thời
bị mất sau khi FC được xử lý. Các khối dữ liệu tồn cầu có thể được sử dụng để lưu
trữ dữ liệu FC.
- Functions có thể được sử dụng với mục
đích.
+ Trả lại giá trị cho hàm chức năng được gọi.
+ Thực hiện công nghệ chức năng. Ví dụ: điều khiển riêng với các hoạt động
nhị phân.
+ Ngồi ra, FC có thể được gọi nhiều lần tại các thời điểm khác nhau trong một
chương trình. Điều này tạo điều kiện cho lập trình chức năng lập đi lặp lại phức tạp.
- FB (function block): đối với mỗi lần gọi, FB cần một khu vực nhớ. Khi một FB
được gọi, một Data Block (DB) được gán với instance DB. Dữ liệu trong Instance
DB sau đó truy
cập vào các biến của FB. Các khu vực bộ nhớ khác nhau đã được gán
cho một FB nếu nó được gọi ra nhiều lần.
- DB (data block): DB thường để cung cấp bộ nhớ cho các biến dữ liệu . Có hai
loại của khối dữ liệu DB: Global DBs nơi mà tất cả các OB, FB và FC có thể đọc
được dữ liệu lưu trữ, hoặc có thể tự mình ghi dữ liệu vào DB, và instance DB được
gán cho một FB nhất định.
SVTH: Trần Xuân Ánh
Phạm Ngọc Cường 25 | 
