Đang tải... (xem toàn văn)
SCADA – SCHNEIDERMODICON M340 HMI STU855 ATV312+ Sinh viên có khả năng lập trình cho PLC các dòng của Schneider+Sinh viên thiết kế được giao diện giao tiếp người máy HMI+Sinh viên tạo được một hệ SCADA sử dụng phần mềm Vijeo Citect để quản lý
SCADA – SCHNEIDER MODICON M340 - HMI STU855 - ATV312 ( VIJEO CITECT ) MỤC LỤC NỘI DUNG I + + + Mục tiêu cần đạt: Sinh viên có khả lập trình cho PLC dòng Schneider Sinh viên thiết kế giao diện giao tiếp người máy HMI Sinh viên tạo hệ SCADA sử dụng phần mềm Vijeo Citect để quản lý II + + + Kiến thức bản: Trước học cần nắm vững kiến thức bản: Có kiến thức lập trình PLC ( điều khiển logic lập trình) Sử dụng máy tính chạy hệ Windown Có hiểu biết truyền thông III Nội dung: Lời Mở Đầu Hiện vai trò công nghệ Tự Động Hóa kinh tế quốc dân nghiệp phát triển xã hội to lớn Tự động hóa mang lại nhiều tiện ích muôn màu muôn vẻ sống văn minh đại Chính Đảng Nhà nước ta xác định tự động hóa bốn hướng công nghệ cao cần ưu tiên phát triển [1] Cùng với phát triển công nghiệp hóa đại hóa song song bên cạnh Tự Động Hóa phát triển không kém, trước SCADA khái niệm xa lạ SCADA trở nên phổ biến không xa lạ nhà máy, xí nghiệp hay môi trường đào tạo Vậy SCADA gì? SCADA tên viết tắt Supervisory Control And Data Acquisition, nghĩa điều khiển giám sát thu thập số liệu sản xuất Khi nói SCADA ta nói đến thiết bị thu thập liệu từ môi trường xung quanh ( Sensor ), liệu thu thập chuyển đến PLC ( điều khiển ) đến liệu xữ lý thông qua phương thức truyền thông đến PC ( Computer) xem điều khiển thông qua máy tính, HMI (human machine interface) thị trạng thái ,số liệu hay biểu đồ, đến Inverter để vận hành thiết bị hay trực tiếp điều khiển thiết bị Ngoài hệ SCADA liên kết lại với tạo thành hệ thống lớn, SCADA giám sát PC (computer) phần mềm quản lý Wincc( Simens), Citect ( Schneider) … Càng phát triển PLC hỗ trợ truyền thông cao nâng cấp lên thành RTU, cấp PLC SCADA truyền thông trực tiếp qua mạng không dây Internet với tốc độ chưa cao ổn định, lên thành RTU hệ thống truyền thông hỗ trợ mạnh mẽ tốc độ, khả xữ lý v,v… Hình a: Hệ thống SCADA đơn giản ( PC-PLC/DCS-Sensor truyền thông dây bus) [2] Hình b: Hệ thống SCADA truyền thông wifi Phần I: MODICON M340 – PLC SCHNEIDER I Giới Thiệu: 1.1 Tổng quan PLC Bộ điều khiển lập trình (Programmable controller) nhà thiết kế cho đời năm 1968 (Công ty General Motor-Mỹ) [3] Tuy nhiên hệ thống đơn giản cồng kềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn việc vận hành lập trình hệ thống Vì nhà thiết kế bước cải tiến hệ thống đơn giản, gọn nhẹ, dễ vận hành Để đơn giản hóa việc lập trình, hệ thống điều khiển lập trình cầm tay (Programmable controller Handle) đời vào năm 1969 Điều tạo phát triển thật cho kỹ thuật lập trình Trong giai đoạn hệ thống điều khiển lập trình (PLC) đơn giản nhằm thay hệ thống Relay dây nối hệ thống điều khiển cổ Qua trình vận hành, nhà thiết kế bước tạo tiêu chuẩn cho hệ thống, tiêu chuẩn: Dạng lập trình dùng giản đồ hình thang [3] Được ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp công nghiệp chế tạo ô tô, nơi cần thay đổi chương trình điều khiển thường xuyên theo loại ô tô PLC có độ tin cậy cao trở thành loại hàng hóa thông dụng.[1] PLC não hầu hết máy móc nhà máy việc nắm bắt làm chủ việc vận hành hoạt động PLC giúp ích cho mặt chế tạo, sửa chữa nâng cấp quản lý thiết bị máy móc Hiện thị trường có nhiều hảng sản xuất PLC Siemens, Ormon, Misubishi, Alenbratlay, Schneider… song song nhiều dòng nhiều loại PLC đời theo vận động phát triển tiến trình công nghiệp hóa đại hóa PLC Logo, S7-200, S7-300, S7-400, S7-1200 (Simens) , Alpha, Fx, FxO, FxON (Misubishi), PLC Modicon M221, M238, M241, M251, M340, Premium, PLC Twio (Schneider)… Vì lẽ nên kiến thức PLC – ngôn ngữ lập trình PLC trang bị cần thiết mà kỹ sư thiếu để xữ lý nhanh chóng vấn đề liên quan đến nhà máy, thiết bị Song song bên cạnh quản lý giám sát trình hoạt động PLC kiến thức quan trọng mà người kỹ sư tự động hóa cần phải có cần phải biết 1.2 Modicon M340 – PLC Schneider 1.2.1 PLC SChneider Schneider Electric thành lập năm 1836, đến công ty toàn cầu quản lý lượng tận dụng tối ưu lượng Schneider cho đời nhiều dòng PLC phục vụ cho quản lý lượng tự động hóa thân thiện với môi trường , số dòng PLC Schneider Modicon M221, M238, M241, M251, M340, Premium, PLC Twio gần Modicon M580 1997 Modicon trở thành thương hiệu chủ chốt thứ tư Schneider PLC, bán Modicon, Square D tên thương hiệu Telemecanique, doanh nghiệp chiến lược Schneider, với doanh thu hàng năm FF 3,2 tỷ 2.500 nhân viên Các thiết bị sản xuất nhà máy đặt Hoa Kỳ, Đức Pháp Các doanh nghiệp đứng thứ ba thị trường toàn cầu, thứ hai châu Âu Bắc Mỹ 1998 Schneider Automation mở rộng dòng sản phẩm phần cứng phần mềm, với Micro Premium PLC tảng, điều khiển Momentum cho I / O máy Transparent Các giải pháp tích hợp cho điều khiển chuyển động thêm vào máy Transparent với the Modicon/Telemecanique Lexium Num Axium 2000 Sáng tạo Tự động hóa web cho việc giám sát từ xa trình sản xuất tự động Các giải pháp tích hợp điều khiển logic lập trình thành phần khác kiến trúc mở sử dụng giao thức Ethernet Internet để kết nối với Web.[5] 1.2.2 Modicon M340 PLC Modicon M340 loại PLC tầm trung hãng Schneider M340 trang bị thẻ nhớ cổng tuyền thông để giao tiếp, thu thập liệu, giám sát điều khiển hệ thống công nghiệp Nguồn cung cấp 24VDC hay từ 100VAC đến 240VAC Công suất tiêu thụ từ 16,8W đến 36W chia thành PLC tiêu chuẩn( BMX P34 1000 ) có tốc độ sử lý cao( BMX P34 2010, 2020, 2030) [4] Lập trình điều khiển cho PLC Modicon M340 phần mềm lập trình Unity Pro XL với đa dạng loại ngôn ngữ lập trình ngôn ngữ thiếu ngôn ngữ Ladder Cấu hình phần cứng tổng quan M340 gồm module nguồn, module CPU nhiều module mở rộng, có module không thiếu module nguồn module CPU II Phần Cứng: 2.1 Module nguồn ( Power supply module AC/DC): PLC M340 sử dụng với nhiều module nguồn khác Một số loại module nguồn trình bày bảng sau: BMX CPS BMX CPS BMX CPS BMX CPS Loại 2000 3500 2010 3020 Công suất Nguồn điện Bảo vệ 20W 36W 16W 31W 115VAC115VAC24VDC 24VDC 230VAC 230VAC Có bảo vệ Có bảo vệ Có bảo vệ Có bảo vệ tải, áp, tải, áp, tải, áp, tải, áp, ngắn mạch ngắn mạch ngắn mạch ngắn mạch Dòng điện tối đa 0.45 Amps 0.9 Amps 0.9 Amps 0.9 Amps Output 24VDC 24VDC 24VDC 24VDC Bảng 1: Thông số modules nguồn supply Hình I.1: Power Supply AC/DC 2.2 Bộ điều khiển trung tâm M340-BMX Module có chức xử lý tác vụ điều khiển chuyền thông cho PLC Nó trang bị cổng USB, khe cắm thẻ nhớ, cổng com cổng giao tiếp Ethernet Tùy vào loại module mà số lượng cổng nhiều Đối với dòng module BMX P34 1000, dòng trang bị 20 cổng nối tiếp, 2Mb nhớ ứng dụng 128Kb nhớ thông tin người lập trình, Còn dòng BMX P34 2010-2020-2030 dòng có 4Mb nhớ ứng dụng 256Kb nhớ thông tin người lập trình Các thông tin chi tiết trình bày bảng Loại PLC BMX P34 1000 BMX P34 2010 BMX P34 2020 BMX P34 2030 Hổ trợ _Cổng USB _Cổng USB _Cổng USB _Cổng USB _Thẻ nhớ _Thẻ nhớ _Thẻ nhớ _Thẻ nhớ _Serial _Serial _Serial _CANopen _CANopen _Ethernet _Ethernet Vùng nhớ ngõ vào/ra 512 1024 Analog vào/ra 128 256 Đếm Kết nối Port 20 36 Bộ nhớ ứng dụng Mb Mb Dữ liệu sữ dụng 128Kb 256Kb Bảng 2: Module điều khiển trung tâm BMX ( CPU ) Trên module Processor Modicon M340 nhiều loại PLC có tích hợp thêm đèn báo trạng thái hoạt động PLC, chẳng hạng chạy, lỗi chương trình, trạng thái cổng kết nối Hình I.2 Giao diện thực tế module Processor Ngoài cách kết nối cổng USB lần đầu nạp chương trình cho PLC Ta sử dụng dạng cổng RJ45 DB9 để kết nối với máy tính lần tiếp theo, chiều dài dây nối khoảng 3m Hình I.3 Phương thức giao tiếp với máy tính PLC Modicon M340 10 Cuối ,Ta xem thông báo cách mở file định dạng wordpad 120 3.5 Cicode 3.5.1 Giới Thiệu Cicode dạng ngôn ngữ lập trình Nó thiết kế để sử dụng chương trình lập trình SCADA chẳng hạng Vijeo Citect nhầm thực yêu cầu thuật, thuật toán tương đối phức tạp Cicode có phương thức lập trình gần giống Visual Basic ngôn ngữ C Cho nên, cần có kiến thức lập trình ngôn ngữ phổ thông khác C, C++, Visual Basic để sử dụng hiệu ngôn ngữ Cicode Với ngôn ngữ Cicode, người lập trình sử dụng linh hoạt biến thời gian thực (variable), chức Trend, Alarm, Report Cicode có hệ thống hàm đầy đủ cho ứng dụng Ngoài ra, với Cicode người lập trình giao tiếp với sở liệu khác Hay tiên tiến hơn, Cicode hổ trợ đa nhiệm truy vấn từ xa mạng lưới SCADA 121 3.5.2 Tạo trang viết Cicode: Trong cửa sổ Citect Explorer, ta chọn công tự Tools công cụ chọn Cicode Editor Sau cửa sổ viết Cicode 122 Để viết chương trình Cicode, ta vào File công cụ chọn new Cửa sổ sau xuất Ta chọn Cicode nhấn OK 123 3.5.3 Viết chương trình Cicode: A Cấu trúc chương trình Cicode: Cấu trúc chương trình Cicode có dạng sau: FUNCTION Functionname (biến có) /* định nghĩa biến*/ /*các lệnh thực Cicode gọi chương trình.*/ END Trong đó: FUNCTION: mặc định phải có Functioname: tên chương trình Phần giấu ngoặc biến cần thiết để chương trình thực thi Vd: Function (biến1, biến2) END : báo hiệu thúc chương trình Các câu lệnh nằm Functioname () END Sẽ thực chương trình gọi 124 3.5.4 Cú pháp lập trình: A Cách định nghĩa biến: Hình Cách định nghĩa biến Trong đó: Scope: vùng hoạt động biến, biến địa phương biến toàn cục Type: loại liệu biến, Ví dụ như: kiểu INT, STRING, REAL Name: tên biến Initial value: giá trị ban đầu biến Comment: miêu tả không bắt buột biến B Cách gán giá trị cho biến: -Cú pháp gán biến cho gái trị sau: = giá_trị; *lưu ý: biến dạng Digital gán với giá trị -Cú pháp gán biến cho biến khác: =; -Cú pháp gán biến kiểu mảng cho dãy giá trị: =”giá_tri”; 125 C Các toán tử Cicode: Trong Cicode ta sử dụng toán tử thông thường như: +: cộng, -: trừ, *: nhân, /: chia MOD: chia lấy phần dư Bên cạnh ta sử dụng toán tử logic: AND, OR, NOT Cũng toán tử so sánh: =: : không >: lớn =: lớn