Đang tải... (xem toàn văn)
giao tiếp người máy (HMI) với bộ công cụ intouch wonderware phần IO server
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ KHOA CƠ HỌC KỸ THUẬT VÀ TỰ ĐỘNG HÓA BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Sinh viên thực hiện: Lê Đức Thạch Lớp: K52M Khoa: Cơ học kĩ thuật và tự động hóa. Đề tài: Giao tiếp người/ máy (HMI) với bộ công cụ InTouch Wonderware - Phần I/O Server. I. Giới thiệu về phần mềm InTouch-Wonderware InTouch là phần mềm SCADA dùng để tạo ra giao diện người – máy(HMI) ứng dụng cho Microsoft Windows. InTouch là một thành phần của Wonderware Factory Suite. InTouch ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực bao gồm: sản xuất thức ăn, vật liệu bán dẫn, dầu và gas, hóa chất, tự động, dược phẩm…. InTouch bao gồm ba chương trình chính, InTouch Application Manager, WindowMaker và WindowViewer. InTouch Application Manager bao gồm những ứng dụng chúng ta tạo ra. WindowMaker là môi trường phát triển, bao gồm các hình vật thể được sử dụng để tạo các hình đồ họa trên cửa sổ hiển thị. Những cửa sổ này có thể kết nối với hệ thống vào ra công nghiệp và các ứng dụng khác của Microsoft. WindowViewers là môi trường chạy thực sử dụng cửa sổ đồ họa được tạo ra ở WindowMaker. I. Kết nối với các thiết bị vào ra InTouch sử dụng giao thức Microsoft Dynamic Data Exchange (DDE), FastDDE, NetDDE và Wonderware Suite Link để kết nối với các chương trình Window khác, kết nối với Wonderware I/O Servers và chương trình I/O server thứ ba để kết nối với thế giới thực. 1. Hỗ trợ những giao thức kết nối Dynamic Data Exchange (DDE) là một giao thức kết nối được phát triển bởi Microsoft để cho phép những ứng dụng trên môi trường Window gửi dữ liệu và câu lệnh đến 1 thiết bị khác đồng thời nhận dữ liệu và câu lệnh từ các thiết bị đó. Nó thực hiện quan hệ chủ-tớ (server-clent) giữa hai ứng dụng đang chạy đồng thời. Ứng dụng server cung cấp dữ liệu và chấp nhận những yêu cầu từ bất kì ứng dụng nào nhận dữ liệu của nó. Những ứng dụng ra yêu cầu gọi là clent. InTouch có thể đồng thời vừa là một server vừa là một clent. FastDDE cung cấp một cách truyền những gói tin độc quyền Wonderware DDE tới một tin đơn Microsoft DDE. Gói này cải thiện hiệu suất bằng cách làm giảm số lần thực hiện yêu cầu giữa clent và server. NetDDE mở rộng tiêu chuẩn Windows DDE bao gồm kết nối thong qua mạng khu vực và thông qua các port nối tiếp. Mạng mở rộng cho phép DDE kết nối giữa những ứng dụng đang chạy trên các máy tính khác nhau thông network hoặc modems. Wonderware SuiteLink sử dụng một giao thức TCP/IP cơ bản. Suitelink là thiết kế đặc biệt để đáp ứng nhu cầu công nghiệp, ví dụ như toàn vẹn dữ liệu, chuẩn đoán. Chuẩn giao thức này hỗ trợ cho Window 2000, Window 2003 Server và Window XP. SuiteLink không thể thay thế cho DDE, FastDDE, NetDDE. Wonderware khuyến cáo rằng DDE sử dụng cho kết nối bên trong Client, còn SuiteLink sử dụng cho kết nối thông qua mạng. Mỗi kết nối giữ một clent và một server phụ thuộc vào tình trạng mạng của chúng ta. SuiteLink cung cấp những lợi ích sau: - Phù hợp với lượng dữ liệu lớn có thể duy trì giữa các ứng dụng, bất kể các ứng dụng ở trên một nút đơn hoặc phân phối trên một số nút lớn. - Value Time Quality (VTQ) là chỉ số thời gian và chất lượng trên tất cả giá trị dữ liệu phân phối cho VTQ-aware. - Việc chuẩn đoán toàn diện dữ liệu truyền qua, truyền về máy chủ, tài nguyên máy tính tiêu thụ và đường mạng được truy xuất thông qua hệ điều hành Window NT. Tình năng này rất quan trọng cho việc thiết kế và duy trì cho hệ thống mạng phân phối công nghiệp. - Chuẩn giao thức mạng là TCP/IP sử dụng giao diện chuẩn Winsock của Microsoft. Để sử dụng giao thức kết nối SuiteLink, phải thỏa mãn những điều kiện sau: • Phải có cấu hình Microsoft TCP/IP và vẫn đang hoạt động tốt. • Sử dụng tên máy (Node Name) không quá 15 kí tự. • Wonderware SuiteLink phải được chạy như một như một ứng dugnj phục vụ. Nếu vì lý do nào đó SuiteLink bị dừng lại ta sẽ khởi động lại nó. (SuiteLink sẽ tự động được cài khi ta cài InTouch) 2. Quy ước địa chỉ vào ra InTouch InTouch xác định một phần tử của dữ liệu trong một chương trình I / O Server bằng cách sử dụng một quy ước đặt tên ba phần bao gồm application name, topic name và item name. Để thu được dữ liệu từ một ứng dụng khác, chương trình clent (InTouch) sẽ mở ra một kênh tới chương trình server bằng cách xác định 3 mục này. Để cho InTouch để có được một giá trị dữ liệu từ một ứng dụng khác, nó phải cũng biết tên của ứng dụng (application) cung cấp các giá trị dữ liệu, tên của các chủ đề (topic) trong ứng dụng có chứa các giá trị dữ liệu, và tên của mục (item) cụ thể trong chủ đề này. Ngoài ra, InTouch cần biết loại dữ liệu: rời rạc, số nguyên, thực hoặc biến string. Thông tin này xác định loạiI/ O cho tagname khi nó được định nghĩa trong cơ sở dữ liệu của InTouch. Bây giờ, khi WindowViewer đang chạy, nó sẽ tự động thực hiện tất cả các hành động cần thiết để có được và duy trì giá trị của mục này. 3. Địa chỉ vào ra InTouch Khi một ứng dụng khác yêu cầu một dữ liệu từ InTouch, nó phải biết 3 mục địa chỉ vào ra (I/O). quy ước địa chỉ vào ra cho InTouch như sau: VIEW (application name) xác định chương trình thời gian thực InTouch (InTouch Runtime) chứa phần tử dữ liệu. TAGNAME (topic name) là từ luôn luôn được sử dụng khi đọc hoặc viết 1 tagname vào cơ sở dữ liệu của InTouch. ActualTagname (item name) là tên tagname hiện tại xác đinh mục (item) trong từ điển InTouch Tagname. 4. InTouch access names Khi ta tạo một I/O tagname, nó phải được kết hợp với một Access name. Access name chứa thông tin (node name, application name, topic name) được sử dụng để kết nối với nguồn dữ liệu I/O khác. a.Tạo một Access name - Trong Special menu, click Access Name, hoặc trong Application Explorer dưới Configure, click Access Names, hoặc thậm chí ta có thể tạo Access Names khi đang định nghĩa 1 tagname trong từ điển Tagname. Hình 1: Tạo một Access Name Hình 2: Tạo một Access Name - Hộp hội thoại Access Name xuất hiện Hình 3: hộp hội thoại Access names - Click Add, hộp hội thoại Add Access Names xuất hiện Hình 4: hộp hội thoại Add Access Names - Access Name: Tên ta muốn Intouch sử dụng Access Names này. Mỗi Access Names tương ứng với 1 địa chỉ I/O, bao gồm một Node, Application và Topic. - Node Name: Sử dụng khi dữ liệu từ một I/O Server từ xa thông qua mạng. - Application Name: Tên chương trình I/O Server hiện tại, dạng giá trị dữ liệu sẽ thu được. Trong trường hợp này dữ liệu đến từ chương trình Wonderware Mobus I/O Server, do đó Mobus được sử dụng. Không được viết đuôi của tên chương trình .exe. - Topic Name: Topic name ta muốn truy cập. Topic Name là một phân nhóm dữ liệu đặc trưng của mục dữ liệu. Trong trường hợp dữ liệu đến từ chương trình Wonderware I/O Server, topic name là tên cấu hình trong topic của chương trình I/O Server. - Which Protocol to use: Chọn giao thức kết nối t đang sử dụng. (DDE hoặc SuiteLink). - When to advise server: Chọn tùy chọn ta muốn sử dụng Tùy chọn Định nghĩa Advise all items Kiểm tra trạng thái tất cả dữ liệu. chọn tùy chọn này sẽ làm xung đột hệ thống, do đó nó không được khuyến cáo. Advise only active items Chỉ kiểm tra trạng thái những điểm trong cửa sổ hiển thị và điểm alarmed, logged, trended, hoặc sử dụng trong bất kì script. - Click OK để chấp nhận Access Name mới và đóng hộp hội thoại. Hộp hội thoại Access Names hiện trở lại và hiển thị Access Name mới trọng danh sách. Hình 5: Định nghĩa một Access Name - Chọn close để đóng hộp thoại Access Name. Hình 6: Access Names hiển thị Access Name mới b.Thay đổi hoặc xóa một Access Name - Để thay đổi định nghĩa của Access Name nào đó, chọn Access Name cần thay đổi trong danh sách, sau đó chọn Modify. Hôp hội thoại Modify Access Name xuất hiện. Thay đổi định nghĩa Access Name theo ý mình, sau đó chọn OK. Hộp hội thoại Access Name xuất hiện trở lại. Chọn Close hoặc lặp lại như vậy nếu muốn thay đổi định nghĩa 1 Access Name khác. Hình 7: Hộp hội thoại Modify Access Name - Để xóa 1 Access Name, chọn Access Name cần xóa, sau đó chọn Delete. Một hộp thông điệp hiện ra hỏi ta có chắc chắn xóa Access Name được chọn không. Chọn Yes để tiếp tục xóa hoặc chọn No để hủy việc xóa. - Chọn Close để đóng hộp thoại Access Name. 5. Định nghĩa một I/O type tagname Tất cả tag I/O nhận dữ liệu từ ứng dụng Window khác như Excel hay I/O Server. Giá trị này gọi là giá trị “Raw”. Khi ta định nghĩa một tag trong Tagname Dictionary, ta phải xác đinh giá trị cho Raw Min và Max. Những giá trị này được sử dụng bởi cở sở dữ liệu kết hợp với giá trị raw hiện tại nhận được từ thiết bị I/O. Ví dụ, nếu ta đặt giá trị Min Raw là 50 và giá trị thực nhận được từ I/O Server là 0, cơ sở dữ liệu sẽ đặt giá trị Raw là 50. InTouch không hiển thị giá trị raw. Thay vào đó nó hiển thị đơn vị kĩ thuật (EU). Khi ta định nghĩa một tag I/O trong Tagname Dictionary, ta phải chỉ rõ giá trị EU Min và EU Max. Những giá trị này để kiểm tra giá trị raw để hiển thị giá trị. Nếu ta không muốn kiểm tra hoặc thiết bị I/O đã kiểm tra trước, ta có thể đặt giá trị EU Min và EU Max bằng với giá trị Raw Min và Raw Max. Ví dụ, giả định rằng một đường dây truyền dữ liệu tới một PLC tạo ra một giá trị là 0 khi không có dữ liệu qua và là 9999 khi 100% giá trị truyền qua. Như vậy các giá trị sẽ là : Min EU=0 Max EU=100 Min Raw=0 Max Raw=9999 Giá trị Raw là 5000 sẽ được hiển thị là 50. Cao hơn công việc quét là nhận khi dữ liệu tag I/O là viết từ InTouch Tagname Dictionary lên chương trình Window khác. - Trong Special menu, chọn Tagname Dictionary, hoặc trong Application Explorer chọn Tagname Dictionary. Hộp hội thoại Tagname Dictionary: Hình 8: hộp hội thoại Tagname Dictionary - Chọn New. Hộp hội thoại Tagname thay đổi. Hình 9: Hộp hội thoại New Tagname Khi ta truy cập Tagname Dictionary lần đầu tiên, định nghĩa hệ thống tagname bên trong $AccessLevel được hiển thị. Ta định nghĩa một tagname trong Tagname Dictionary, sau đó ta truy cập lại lần nữa, tagname sẽ được định nghĩa như lần cuối cùng ta truy cập trước đó. - Trong mục Tagname, gõ tên ta muốn sữ dụng cho tagname mới. Tagname có tối đa 32 kí tự, có thể sử dụng các kí tự A-Z, a-z, 0-9, !, @, #, ?, -, $, %, _, &. Tagnames có thể tự động nhập tên, nếu ta nhập và lưu một tên A001, sau đó chọn New, tagname sẽ tự động nhập tên A002. - Chọn Type. Hộp thoại Choose tagname type hiện ra. Hình 10: Hộp hội thoại Tag Types - Chọn dạng vào ra của tagname như sau: Tag Type Input/Output Value I/O Discrete True, On , Yes(1) or False, Off, No(0) I/O Integer Whole Number I/O Real Floating decimal point I/O Message String - Ta chọn một I/O type, sau đó chọn OK. Hộp thoại chi tiết về I/O type được chọn hiện ra phía dưới. Ví dụ ta chọn I/O Integer, hộp thoại sau hiện ra: Hình 11: Hộp thoại chi tiết về I/O integer - Định rõ tất cả yêu cầu dữ liệu cần để định nghĩa item. [...]... trong thế giới thực (ví dụ như PLCs hoặc RTUs) Wonderware hỗ trợ rất nhiều I/O Server để giao tiếp với các thiết bị của các hãng khác nhau Ví dụ như: MELSECA I/O Server giúp kết nối với các sản phẩm của Mitsubishi, MDLC I/O Server giúp kết nối với các sản phẩm của Motorola, Siemens Simatic Net S7 I/O Server giúp kết nối với các sản phẩm của Siemens, OMRON Host Link I/O Server giúp kết nối với các sản... thoại Communication Port Settings Com Port: Chọn cổng giao tiếp kết nối với thiêt bị PLC Reply Timeout: Thời gian (giây) mà tất cả PLC kết nối thông qua cổng giao tiếp nối tiếp sẽ trả lời các lệnh điều khiển từ I/O Server (giá trị mặc đinh là 3s được khuyến cáo cho hầu hết các cấu hình) Khu vực Protocol: Chọn cấu hình giao thức cho thiết bị cố đinh gắn với cổng giao tiếp này RTU được khuyến cáo Khu vực... Definition Một hoặc nhiều topic definition phải được tạo ra cho mỗi PLC kết nối với I/O Server Mỗi topic definition phải chứa một tên duy nhất để PLC liên kết với nó Tên này được sử dụng như topic name của DDE Address cho tất cả giao tiếp giữa DDE với PLC đó a Chọn Configue/ Topic Definition Hộp thoại Topic Definition xuất hiện: Hình 10: Hộp thoại Topic Definition b Chọn New để thêm một topic definition... Generation 6 Cấu hình một Topic Definition Một hoặc nhiều topic definition phải được tạo ra cho mỗi PLC kết nối với I/O Server Mỗi topic definition phải chứa một tên duy nhất để PLC liên kết với nó Tên này được sử dụng như topic name của DDE Address cho tất cả giao tiếp giữa DDE với PLC đó a Chọn Configue/ Topic Definition Hộp thoại Topic Definition xuất hiện: Hình 10: Hộp thoại Topic Definition b Chọn... Serial I/O Server giúp giao tiếp với các thiết bị của Modicon theo chuẩn truyền thông Modbus,… Trong khuôn khổ của khóa luận này ta sẽ tìm hiểu về 3 chuẩn giao tiếp là : Modicon MODBUS Serial I/O Server , OMRON Host Link I/O Server và Simens Simatic Net S7 I/O Server A Modicon MODBUS Serial I/O Server 1 Giới thiệu Modicon MODBUS I/O Server là một ứng dụng của Microsoft Windows, nó như một chuẩn giao thức... là tên được cấu hình trong server để nhận biết một thiết bị cụ thể Tên này được sử dụng trong tất cả các giao tiếp với thiết bị đó Ví dụ, S7PLC400 - Item name: Một dữ liệu cụ thể trong một topic cụ thể Ví dụ, một item có thể là một relay, timer, couter…, trong PLC 4 Yêu cầu phần cứng và phần mềm Wonderware Siemen SIMATIC NET S7 I/O Server là thiết kế đầu tiên để làm việc với một card xử lý kết nối... PLC kết nối thông qua cổng giao tiếp nối tiếp sẽ trả lời các lệnh điều khiển từ I/O Server (giá trị mặc đinh là 1s được khuyến cáo cho hầu hết các cấu hình) Khu vực Bau Rate: Chọn tốc độ truyền (tốc độ truyền bit nối tiếp) phù hợp với kết nối giữa thiết bị và cổng giao tiếp này Khu vực Data Bits: Chọn số bit dữ liệu tương ứng với cấu hình của thiết bị OMRON trên cổng giao tiếp này Khu vực Stop bits:... độ truyền bit nối tiếp) phù hợp với kết nối giữa thiết bị và cổng giao tiếp này Khu vực Data Bits: Chọn số bit dữ liệu tương ứng với cấu hình của thiết bị trên cổng giao tiếp này Khu vực Stop bits: Chọn số stop bit thích hợp cho cổng giao tiếp Nếu tốc độ truyền lớn hơn 300, Stop bits nên được đặt là 1 Khu vực Parity: Chọn sắp đặt tương ứng tới cấu hình của thiết bị trên cổng giao tiếp này Tất cả thiết... Settings a Chọn Start/ Programs/ Wonderware/ IO Servers/ OMRON Host Link Hộp thoại OMRONHL hiện ra: Hình 10: hộp thoại OMRONHL b Chọn Configure/ Com Port Settings Hộp thoại Communication Port Settings hiện ra Hộp thoại này dùng để cấu hình các cổng giao tiếp kết nối với thiết bị PLC Hình 10: Hộp thoại Communication Port Settings Com Port: Chọn cổng giao tiếp kết nối với thiêt bị PLC Reply Timeout: Thời... : application name, topic name và item name Application name: Là tên của chương trình Window (Server) sẽ truy cập tới các thành phần dữ liệu Trong trường hợp này, dữ liệu đến và đi từ các thiết bị Modicon thông qua Server này, phần ứng dụng của địa chỉ là MODBUS - Topic name: là tên được cấu hình trong server để nhận biết một thiết bị cụ thể Tên này được sử dụng trong tất cả các giao tiếp với thiết . tài: Giao tiếp người/ máy (HMI) với bộ công cụ InTouch Wonderware - Phần I/O Server. I. Giới thiệu về phần mềm InTouch- Wonderware InTouch là phần mềm SCADA dùng để tạo ra giao diện người – máy( HMI). HỌC CÔNG NGHỆ KHOA CƠ HỌC KỸ THUẬT VÀ TỰ ĐỘNG HÓA BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CƠ ĐIỆN TỬ BÁO CÁO THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH Sinh viên thực hiện: Lê Đức Thạch Lớp: K52M Khoa: Cơ học kĩ thuật và tự động hóa. Đề tài: . trong thế giới thực (ví dụ như PLCs hoặc RTUs). Wonderware hỗ trợ rất nhiều I/O Server để giao tiếp với các thiết bị của các hãng khác nhau. Ví dụ như: MELSECA I/O Server giúp kết nối với các sản