Chương 8: PHẦN MỀM SOẠN THẢO CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 3.1 Phần mềm STEP7 : STEP7 là một phần mềm hổ trợ : - Khai báo cấu hình phần cứng cho một trạm PLC thuộc họ Simatic S7_300/400. - Xây dựng cấu hình mạng gồm nhiều trạm PLC cũng như thủ tục truyền thông giữa chúng. - Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm. - Quan sát việc thực hiện chương trình điều khiển trong một trạm PLC và gỡ rối chương trình. Chú ý : Điều kiện để cài đặt thành công phần mềm STEP7 vào máy tính là đòi hỏi cấu hình máy tối thiểu : CPU 80586, 8MRAM , ổ cứng trống 90MB và có card VGA. 3.2. Phần mềm điều khiển mờ FCPA : 3.2.1. Chuẩn bò một Project cho việc khai báo bộ điều khiển mờ bằng FCPA Chương trình FCPA (Fuzzy Control Parameter A ssignment) là phần mềm hỗ trợ việc tạo lập bộ điều khiển mờ cho PLC Simatic S7_300. Muốn sử dụng FCPA trước hết ta phải cài đặt FCPA trên máy tính cá nhân. Việc cài đặt thành công FCPA đòi hỏi: - Có ít nhất 1Mbytes còn trống trong ổ cứng. - Chạy dưới hệ điều hành Window 95/98 hay NT. Toàn bộ chương trình gốc của FCPA gồm 2 phần Fuzzy/Tool và Fuzzy/FB với dung lượng tổng cộng là 2.27 MB. Để cài đặt, ta gọi tệp Setup.exe của Fuzzy/Tool và của Fuzzy/FB từ Window và thực hiện những chỉ dẫn trên màn hình. Sau khi đã được cài đặt, phần chính của FCPA sẽ được tích hợp trong Step 7 dưới thư mục S7WRFUZ, các công cụ hỗ trợ khác được đưa vào thư viện của phần mềm Step 7, cũng như Project FuzConEx Bộ điều khiển mờ được tổng hợp với FCPA có dạng 1 khối dữ liệu (DB) cho Project ứng dụng. Khối DB tạo bởi FCPA sẽ được gọi là khối DB mờ và được sử dụng cùng với FB Fuzzy Control có trong Project FuzConEx khi cài đặt chương trình Fuzzy/FB với tên mặc đònh là FB30. Bởi vậy trước khi sử dụng chương trình FCPA để tạo lập DB mờ cho Project ứng dụng, bắt buộc Project ứng dụng đã phải có FB Fuzzy Control. Ví dụ, Project ứng dụng của ta có tên là Fuzcon. Trước khi sử dụng FCPA để tạo lập khối DB mờ cho Project ứng dụng Fuzcon, ta phải sao chép FB Fuzzy Control có tên mặc đònh FB30 từ Project FuzConEx sang Project Fuzcon . Có thể thay đổi tên FB30 nếu như trong Project ứng dụng của ta đã có 1 FB trùng tên. 3.2.2 Tạo DB mờ Sau khi chuẩn bò 1 Project ứng dụng cho bộ điều khiển mờ (Project ứng dụng có chứa FB Fuzzy Control), ta có thể bắt đầu sử dụng FCPA để tạo lập DB mờ cho bộ điều khiển mờ và khối DB mờ này phải nằm trong cùng 1 thư mục với FB Fuzzy Control của Project ứng dụng. Để vào FCPA ta thực hiện lệnh gọi từ Window theo thứ tự: Start -> Simatic -> Step 7 -> Fuzzy Control Parameter Assignment Khi đó trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ Do khối DB mờ phải nằm trong 1 Project nào đó nên khi kích vào 1 trong 2 biểu tượng trên, FCPA sẽ yêu cầu ta cho biết tên của Project chứa khối DB mờ đó. Chẳng hạn khi kích vào biểu tượng tạo DB mờ mới và khối DB mờ được tạo ra này sẽ phải nằm trong Project có tên Fuzcon thì ta phải cho FCPA biết tên sẽ được đặt cho khối DB mờ và tên của Project là Fuzcon. Cửa sổ màn hình khai báo các dữ liệu đó có dạng sau: Mở 1 khối DB mờ đã có Tạo 1 khối DB mờ mới Sau khi đã cho đầy đủ tên Project, tên khối DB mờ, ta ấn OK. Chương trình FCPA sẽ kiểm tra lại trong Project của ta thực sự đã có khối hàm Fuzzy Control hay chưabằng thông báo liệt kê tất cả các khối hàm đã có trong Project ứng dụng. Ta phải chọn trong bảng danh mục được liệt kê ra đó khối hàm Fuzzy Control đã được lấy từ Project Van sang. Ta ấn OK để xác nhận và bắt đầu vào công việc tổng hợp bộ điều khiển mờ với phần mềm FCPA. 3.2.3 Khai báo số các biến ngôn ngữ vào ra Tên Project Tên khối DB mờ Nếu tạo 1 DB mờ mới thì sau khi ấn phím OK xác nhận khối FB Fuzzy Control, chương trình FCPA sẽ hỏi số các biến ngôn ngữ vào/ra của bộ điều khiển mờ bằng hộp thoại: Viết tên bộ điều khiển mờ (nếu muốn) và số các biến ngôn ngữ vào ra vào những ô nhớ tương ứng. Hạn chế của FCPA là: - Chỉ tạo lập được những bộ điều khiển mờ với tối đa 8 biến vào. - Chỉ tạo lập được những bộ điều khiển mờ với tối đa 4 biến ra. n phím OK để xác nhận các giá trò vừa cho. Những biến ngôn ngữ đấu vào sẽ có tên mặc đònh Input01, Input02,… và Output01, Output02… lần lượt là tên mặc đònh của các biến ngôn ngữ đầu ra. Sau khi ấn OK, trên màn hình sẽ xuất hiện cửa sổ soạn thảo tiếp giá trò ngôn ngữ của từng biến ngôn ngữ vào/ra cũng như luật hợp thành của bộ điều khiển mờ, như sau: Tên bộ điều khiển mờ Số biến ngôn ngữ đầu vào Số biến ngôn ngữ đầu ra 3.2.4 Soạn thảo giá trò ngôn ngữ cho từng biến (ngôn ngữ) đầu vào Các giá trò của mỗi một biến ngôn ngữ đấu vào được gọi là biến ngôn ngữ. Vì bản chất của giá trò ngôn ngữ là tập mờ, nên để soạn thảo giá trò ngôn ngữ cho 1 biến ngôn ngữ ta cần phải: 1) Khai báo số các giá trò ngôn ngữ tập mờ của biến. 2) Soạn thảo tập nền, cũng như hàm thuộc cho từng giá trò ngôn ngữ. Để vào chế độ soạn thảo giá trò ngôn ngữ (tập mờ) cho 1 biến đầu vào nào đó, ta kích đôi phím chuột trái tại biểu tượng của biến đó. Ví dụ để soạn thảo giá trò cho biến vào Input01, ta nháy kép vào biểu tượng của nó (đã được đánh dấu trên màn hình). Khi đó cửa sổ soạn thảo hiện ra: Biến ngôn ngữ đầu vào Biến ngôn ngữ đầu ra Luật hợp thành Khai báo số các giá trò ngôn ngữ (tập mờ) : Để khai báo số các tập mờ cho biến Input01, ta chỉ cần kích chuột vào phím Insert rồi viết số các tập mờ cần có vào ô tương ứng trong cửa sổ hiện ra dạng (tối đa là 7) : Ta ấn phím OK. Số các tập mờ tối đa mà FCPA cho phép khai báo là 7. Các tập mờ khai báo sẽ mặc đònh: - có tên lần lượt là n-big, n-small, zero, p-small, p-big. Phím xoá giá trò ngôn ngữ (tập mờ) đã có Sửa lại tên biến ngôn ngữ đầu vào Phím khai báo hoặc chèn thêm giá trò ngôn ngữ mới (tập mờ) Nơi ghi số các giá trò ngôn ngữ (tập mờ) cần có cho biến (tối đa là 7) - có hàm thuộc hình tam giác được chia đều trên tập nền. Sau khi ấn OK, FCPA sẽ in ra màn hình cửa sổ soạn thảo hàm thuộc cho mỗi tập mờ như sau: Sửa đổi hàm thuộc: Muốn sửa đổi hàm thuộc mặc đònh cho tập mờ nào, ta kích hoạt tập mờ đó bằng cách ghi trực tiếp tên tập mờ vào ô chứa tên tập mờ hoặc ấn phím và chọn tên tập mờ trong bảng danh mục hiện ra. Hàm thuộc của tập mờ được chọn sẽ chuyển sang màu đỏ báo trạng thái tích cực của nó. Việc sửa đổi hàm thuộc đồng nghóa với việc đổi dạng (Singleton, tam giác hay hình thang) và miền xác đònh. Có 2 cách sửa như sau: 1) Cách thứ nhất: Chọn đỉnh của hàm thuộc cần sửa bằng cách đưa chuột vào đỉnh đó và ấn phím Hàm thuộc của tập mờ được chọn Bảng danh mục tên các tập mờ của biến vào Input01 Ô chứa tên tập mờ được chọn chuột trái FCPA sẽ báo đỉnh đã được tích cực bằng 1 vành khuyên nhỏ quanh đỉnh đó. Giữ nguyên phím chuột rồi kéo đỉnh đó sang phải hoặc trái để thay đổi toạ độ của đỉnh. 2) Cách thứ hai : Sửa trực tiếp bằng cách ghi toạ độ mới vào các ô trong cửa sổ Point Như vậy muốn có hàm thuộc hình tam giác, ta cho đỉnh B trùng với đỉnh C (hai đỉnh có cùng toạ độ). Để có dạng singleton ta cho A trùng với D, B trùng với C. Sau khi soạn thảo hay sửa đổi xong tất cả các giá trò của 1 biến vào, ta ấn phím OK để kết thúc. FCPA sẽ quay lại màn hình ban đầu. Hàm thuộc của tập mờ đang được sửa đổi Tên tập mờ đang được sửa đổi A B C D Toạ độ các đỉnh A,B,C, D từ trên xuống . trong một trạm PLC và gỡ rối chương trình. Chú ý : Điều kiện để cài đặt thành công phần mềm STEP7 vào máy tính là đòi hỏi cấu hình máy tối thiểu : CPU 80 586 , 8MRAM , ổ cứng trống 90MB và có card. hình mạng gồm nhiều trạm PLC cũng như thủ tục truyền thông giữa chúng. - Soạn thảo và cài đặt chương trình điều khiển cho một hoặc nhiều trạm. - Quan sát việc thực hiện chương trình điều khiển. Fuzzy Control, chương trình FCPA sẽ hỏi số các biến ngôn ngữ vào/ra của bộ điều khiển mờ bằng hộp thoại: Viết tên bộ điều khiển mờ (nếu muốn) và số các biến ngôn ngữ vào ra vào những ô nhớ