CƠ SỞ LÝ THUYẾT
MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU
Mục đích của đề tài "Xây dựng hệ thống xếp hàng hóa vào kho tự động" là nhằm giảm thiểu sai sót, tiết kiệm nhân công và cải thiện tiến độ công việc trong các nhà máy, xí nghiệp hiện nay, nơi vẫn còn phụ thuộc vào nhân công để xếp hàng hóa vào kho Hệ thống điều khiển tự động này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình xếp dỡ hàng hóa.
YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI: Mô phỏng trên phần mềm WinCC dòng
PLC S7-1200 quá trình xếp hàng hóa vào kho tự động, giám sát số lượng thành phẩm đã xếp vào kho….
Tổng quan nội dung của đề tài:
Tìm hiểu về hệ thống xếp hàng vào kho tự động.
Tìm hiểu về mạng truyền thông công nghiệp
Tìm hiểu về PC ACCESS
Tìm hieuer và thiết kế giao diện điều khiển bằng WinCC
KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG XẾP HÀNG VÀO KHO TỰ ĐỘNG
Hiện nay, nhiều nhà máy và xí nghiệp vẫn phụ thuộc vào công nhân để xếp hàng hóa vào kho, tuy nhiên, phương pháp này có nhiều hạn chế như năng suất lao động thấp, dễ xảy ra sai sót do mệt mỏi, và chi phí nhân công cao Do đó, việc triển khai hệ thống xếp hàng vào kho tự động trở nên cần thiết, giúp tiết kiệm chi phí, nâng cao độ chính xác trong việc xếp hàng và kiểm soát số lượng hàng hóa Xây dựng hệ thống tự động này là một yêu cầu cấp bách để cải thiện hiệu quả hoạt động của các nhà máy.
Hình 1: Công nhân xếp hàng hóa vào kho
Hình 2: Công nhân xếp hàng khóa vào kho
Còn dưới đây là hình ảnh xếp hàng hóa tự động trong các nhà máy lớn :
Hình 3: hệ thống xếp hàng hóa tự động
Hình 4:hệ thống xếp hàng hóa tự động
Hình 5:hệ thống xếp hàng hóa tự động
Hình 6:hệ thống xếp hàng hóa tự động
KHÁI QUÁT VỀ PLC S7-1200
S7-1200 là dòng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) lý tưởng cho nhiều ứng dụng tự động hóa nhờ vào thiết kế nhỏ gọn, chi phí hợp lý và khả năng lập trình mạnh mẽ, mang đến giải pháp hoàn hảo cho các nhu cầu tự động hóa.
- S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).
- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:
+ Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC
+ Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình
The S7-1200 features a PROFINET port that supports Ethernet and TCP/IP standards, allowing for enhanced connectivity Additionally, it offers the option to use expansion communication modules for connections via RS485 or RS232.
Phần mềm Step7 Basic được sử dụng để lập trình cho S7-1200, hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình chính là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal 11 của Siemens, mang lại sự tiện lợi cho người dùng trong quá trình lập trình.
Để thực hiện một dự án với S7-1200, bạn chỉ cần cài đặt TIA Portal, vì phần mềm này tích hợp cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.
Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
- 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng
- 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm
- 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)
- 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP
- Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC
Hình 1.5: Các bộ phận cơ bản S7-1200
- Các dòng chính của PLC S7-1200:
S7-1200 có 5 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và CPU 1214C, CPU 1215C, CPU 1217C.
PLC S7-1200 CPU 1211C có bộ nhớ làm việc 50KB work memory.
PLC S7-1200 CPU 1212C có bộ nhớ làm việc 75KB work memory.
PLC S7-1200 CPU 1214C có bộ nhớ làm việc 100KB work memory.
PLC S7-1200 CPU 1215C có bộ nhớ làm việc 125KB work memory.
PLC S7-1200 CPU 1217C có bộ nhớ làm việc 150KB work memory.
Trong bài báo cáo này chúng em sử dụng CPU 1215C
Ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng như:
- Điều khiển đèn chiếu sang
- Điều khiển bơm cao áp
1.3.2 Tìm hiểu CPU 1215C a Đặc điểm CPU 1215C
Dung lượng bộ nhớ chương trình: 2048 words
Dung lượng bộ nhớ dữ liệu: 1024 words
14 đầu vào kỹ thuật số tích hợp 24 V DC (chìm hiện tại / nguồn hiện tại (chìm loại 1 hiện tại)).
10 đầu ra kỹ thuật số tích hợp, 24 V DC hoặc rơle.
2 đầu vào tương tự tích hợp 0 10 V.
2 đầu ra analog tích hợp 0 20 mA.
Đầu ra 4 xung (PTO) với tần số lên tới 100 kHz.
Đầu ra được điều chế độ rộng xung (PWM) với tần số lên tới 100 kHz.
2 giao diện Ethernet tích hợp (TCP / IP gốc, ISO-on-TCP).
Bài viết này giới thiệu 6 bộ đếm nhanh, bao gồm 3 bộ đếm với tần số tối đa 100 kHz và 3 bộ đếm với tần số tối đa 30 kHz Các bộ đếm này có đầu vào kích hoạt và đặt lại có thể tham số hóa, cho phép sử dụng đồng thời như các bộ đếm lên xuống với 2 đầu vào riêng biệt hoặc để kết nối các bộ mã hóa gia tăng.
Mở rộng bằng các giao diện truyền thông bổ sung, ví dụ RS 485 hoặc RS 232.
Mở rộng bằng tín hiệu tương tự hoặc kỹ thuật số trực tiếp trên CPU thông qua bảng tín hiệu (có duy trì kích thước gắn CPU).
Mở rộng bởi một loạt các tín hiệu đầu vào và đầu ra kỹ thuật số và tương tự thông qua các mô-đun tín hiệu.
Mở rộng bộ nhớ tùy chọn (Thẻ nhớ SIMATIC).
Bộ điều khiển PID với chức năng tự động điều chỉnh.
Các ngắt : phần cứng, theo thời gian, truyền thông
Đồng hồ thời gian thực
Toàn bộ dung lượng nhớ không bị mất dữ liệu 50h khi PLC bị mất điện.
Hình 1.6: Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1215C
Các đèn báo trên PLC:
SF: đèn báo hiệu hệ thống bị hỏng (đèn đỏ)
RUN: PLC đang ở chế độ làm việc (đèn xanh)
STOP: PLC đang ở chế độ dừng (đèn vàng)
I x.x, Q x,x: chỉ định tráng thái tức thời cổng (đèn xanh).
RUN: cho phép PLC thực hiện chương trình trong bộ nhớ, PLC sẽ chuyển từ RUN qua STOP nếu gặp sự cố.
STOP: PLC dừng công việc thực hiện chương trình ngay lập tức.
TERM: cho phép máy lập trình quyết định chế độ làm việc của PLC DÙng phần mềm điều khiển RUN, STOP. b Sơ đồ vào ra của PLC S7-1200 (CPU 1215C)
Hình 1.7: Sơ đồ vào/ra PLC S7-1200 CPU 1215C c Module mở rộng
Có thể mở rộng ngõ vào/ra của PLC bằng cách ghép nối thêm vào PLC các module mở rộng về phía bên phải của PLC
CPU 1215 nhỏ gọn hơn với 14 đấu vào/ra tích hợp, có thể lắp thêm 2 module mở rộng d Truyền thông CPU 1215C
S7-200 (CPU 1215C) sử dụng cổng truyền thông RS 485 với jack 9 chân, cho phép kết nối với thiết bị lập trình hoặc các trạm khác của PLC Tốc độ truyền cho máy lập trình theo kiểu PPI (Point To Point Interface) đạt 9600 baud.
Ghép nối PLC S7-1200 với PC qua đầu RS 232 cần có cáp nối PC/PI với bộ chuyển đổi RS232/RS485 và qua đầu USB ta có cáp USB/PPI.
Hình 1.9: Kết nối PLC với PC 1.3.3 Phân chia bộ nhớ
S7-1200 được chia thành 3 vùng như sau: a Vùng nhớ chương trình
Chương trình chính được chứa trong một khối lệnh, nơi các lệnh được quét trong một vòng quét duy nhất Khối này cũng bao gồm các chương trình con, được tổ chức thành các hàm và có khả năng trao đổi dữ liệu Các chương trình con sẽ được thực hiện khi có lệnh gọi từ chương trình chính hoặc khi xảy ra sự kiện ngắt Chương trình ngắt cũng được tổ chức thành hàm và có thể trao đổi dữ liệu với bất kỳ chương trình nào trong khối.
Vùng nhớ dữ liệu là khu vực lưu trữ các dữ liệu trong chương trình, cho phép truy cập theo từng bit, byte, từ đơn (word) hoặc từ kép (double word) Nó được sử dụng làm miền lưu trữ cho các thuật toán, hàm truyền thông, lập bảng, cũng như các hàm dịch chuyển và xoay vòng thanh ghi.
Vùng nhớ được sử dụng để lưu trữ dữ liệu cho các đối tượng lập trình như giá trị của Timer, Counter, HSC và khói dữ liệu DB, FB (Function Block) Những giá trị này được bảo quản lâu dài và không bị mất ngay cả khi nguồn điện bị cắt.
1.3.4 Tập lệnh cơ bản PLC S7-1200
Các lệnh của S7-1200 được chia theo chức năng làm:
Nhóm lệnh với các bit logic (tập lệch tiếp điểm)
Nhóm lệnh làm việc với Timer
Nhóm lệnh làm việc với Counter
Nhóm lệnh dùng để so sánh
Nhóm lệnh dùng di chyển Move
Nhóm lệnh dùng để chuyển đổi
Nhóm lệnh điều khiển chương trình
MẠNG TRUYỀN THÔNG CÔNG NGHIỆP
1.4.1 Cơ sở về mạng truyền thông công nghiệp
Mạng truyền thông công nghiệp (MCN) là hệ thống mạng số, truyền bit nối tiếp, dùng để kết nối các thiết bị công nghiệp Hiện nay, các hệ thống này cho phép liên kết mạng ở nhiều mức độ khác nhau Mặc dù mạng công nghiệp có nhiều điểm tương đồng với mạng máy tính và mạng viễn thông, nhưng vẫn tồn tại những khác biệt quan trọng.
Mạng truyền thông công nghiệp đóng vai trò quan trọng trong các lĩnh vực đo lường, điều khiển và tự động hóa hiện nay Việc sử dụng mạng truyền thông công nghiệp, đặc biệt là bus trường, thay thế các kết nối điểm-điểm truyền thống giữa các thiết bị công nghiệp mang lại nhiều lợi ích, trong đó có việc đơn giản hóa cấu trúc liên kết giữa các thiết bị.
+ Giảm đáng kể giá thành dây dẫn và công lắp đặt hệ thống.
+ Nâng cao độ tin cậy và độ chính xác của thông tin.
+ Nâng cao độ linh hoạt, tính năng mở của hệ thống.
+ Đơn giản hóa/tiện lợi hóa việc chuẩn đoán, định vị lỗi của các thiết bị. + Nâng cao khả năng tương tác giữa các thành phần.
+ Mở ra nhiều khả năng và khả năng ứng dụng mới của hệ thống.
Hình 1.10: Nối mạng truyền thống (a) và nối mạng công nghiệp (b)
1.4.2 Kiến thức giao thức chung.
Mạng công nghiệp, mặc dù có những đặc điểm riêng biệt so với các hệ thống mạng thông thường, vẫn dựa trên các giao thức truyền thông của mô hình kiến trúc OSI và TCP/IP Sự khác biệt chính trong giao thức của mạng công nghiệp là việc chỉ sử dụng một số tầng cụ thể trong mô hình kiến trúc OSI, tùy thuộc vào mục đích và yêu cầu kỹ thuật của hệ thống.
1.4.3 Phân loại mạng truyền thông công nghiệp
Hình 1.11: Mô hình phân cấp chức năng công ty sản xuất công nghiêp
Tương ứng với 5 cấp chức năng là 4 cấp của hệ thống từ cấp giám sát điều khiển trở xuống thì thuật ngữ “bus” thường được dùng để thay cho
“mạng” vì phần lớn mạng phía dưới đều có cấu trúc vật lý hoặc logic kiểu bus.
1.4.4 Phương thức truyền dẫn và các chuẩn truyền dẫn a Phương thức truyền dẫn
Trong các hệ thống truyền thông công nghiệp, có hai phương thức truyền dẫn tín hiệu cơ bản là phương thức chênh lệch đối xứng (balanced differential mode) và phương thức không đối xứng hay phương thức đơn cực (unbalanced mode, single-ended mode).
Hình 1.12: Truyền dẫn không Hình 1.13: Truyền dẫn chênh lệch Đối xứng(3 kênh 4 dây dẫn) đối xứng b Các chuẩn truyền dẫn
Phương thức truyền dẫn không đối xứng
Mức logic 1(-15V đến -3V) ; logic 0 (3V đến 15V)
Tốc độ truyền tối đa 19.2KBd (chiều dài cho phép của dây dẫn là30-50m)
Chế độ làm việc là hai chiều toàn phần (full-duplex)
Phương thức truyền dẫn chênh lệch đối xứng
Chế độ truyền dẫn có thể là simplex, half-duplex hoặc full-duplex
Dùng để thay thế cho RS-232 ở khoảng cách truyền thông lớn và tốc độ cao hơn.
Phương thức truyền dẫn chênh lệch đối xứng
Cho phép nối mạng 32 tải đơn vị
Tốc độ truyền lên đến 10bit/s
Truyền thông đa điểm chỉ sử dụng một đường bus chung duy nhất
1.4.5 Các hệ thống mạng công nghiêp tiêu biểu
Hiện nay, nhiều hệ thống mạng công nghiệp được áp dụng nhằm nâng cao hiệu quả truyền thông Mỗi hệ thống có những đặc điểm riêng, phù hợp với yêu cầu và mục đích khác nhau trong thực tiễn Một số hệ thống tiêu biểu trong lĩnh vực truyền thông công nghiệp bao gồm:
Profibus bao gồm ba loại tương thích: Profibus-FMS, Profibus-DP và Profibus-PA Profibus-FMS hoạt động ở các lớp 1, 2 và 7, trong khi Profibus-DP và PA chỉ chuẩn hóa ở lớp 1 và 2 trong mô hình OSI, đáp ứng các yêu cầu cụ thể ở cấp trường.
Trong mô hình quy chiếu OSI, CAN xác định lớp liên kết dữ liệu với hai lớp con là LLC và MAC, cùng với phần chính của lớp vật lý Một số hệ thống tiêu biểu dựa trên CAN bao gồm CANopen, DeviceNet và SDS.
DeviceNet là một mạng truyền thông được phát triển dựa trên công nghệ CAN, nhằm kết nối các thiết bị đơn giản ở cấp độ chấp hành Nó không chỉ cung cấp các chi tiết cho lớp vật lý mà còn hỗ trợ các phương thức giao tiếp như kiểu tay đôi (peer to peer) và mô hình chủ/tớ (master/slave).
Modbus là một giao thức ứng dụng cho phép các thiết bị giao tiếp thông qua cơ chế truyền thông cấp thấp Giao tiếp trong Modbus phụ thuộc vào cấu trúc mạng, cho phép các thiết bị tương tác theo cách riêng của từng hệ thống.
Interbus-S là một giao thức được tổ chức thành ba lớp tương ứng với mô hình OSI, bao gồm lớp vật lý, lớp liên kết dữ liệu và lớp ứng dụng Điểm mạnh nổi bật của Interbus-S là khả năng kết nối nhiều loại thiết bị khác nhau, đồng thời có chi phí hợp lý.
AS-i (Actuator Sensor Interface) được thiết kế đặc biệt để kết nối các thiết bị cảm biến và chấp hành số với hệ thống điều khiển Mục tiêu chính của AS-i là nâng cao hiệu suất và đơn giản hóa quy trình thực hiện các vi mạch, với việc xử lý tất cả các giao thức được gói gọn trong lớp 1 (lớp vật lý).
TÌM HIỂU VỀ WINCC
WinCC (Windows Control Center) là phần mềm kết hợp với PLC để giám sát, thu thập dữ liệu và điều khiển các hệ thống tự động hóa trong sản xuất Đây là chương trình HMI (Giao diện Người-Máy) giúp người dùng dễ dàng lập trình và thiết kế giao diện tương tác giữa con người và máy móc.
WinCC là hệ thống điều khiển trung tâm cho toàn bộ hệ thống, cung cấp các tính năng quan trọng như hiển thị hình ảnh, số liệu, lưu trữ dữ liệu, cảnh báo và giao diện thân thiện, dễ sử dụng.
WinCC có chức năng chính là thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển quá trình sản xuất Người dùng có thể dễ dàng trao đổi dữ liệu với PLC từ nhiều hãng khác nhau như Siemens, Mitsubishi, Allen Bradley, và Omron thông qua cổng COM, sử dụng chuẩn RS232 của PC và chuẩn RS485 của PLC.
WinCC cung cấp nhiều giải pháp linh hoạt cho việc thiết kế hệ thống từ quy mô nhỏ đến lớn, bao gồm cả hệ thống thực hiện sản xuất (MES) Phần mềm này cho phép mô phỏng hình ảnh các sự kiện trong quá trình điều khiển dưới dạng chuỗi sự kiện Để đáp ứng nhu cầu công nghệ ngày càng cao, WinCC cung cấp các chức năng hiển thị thông báo, ghi báo cáo và xử lý thông tin đo lường cùng các tham số công thức Đây là một trong những chương trình thiết kế giao diện Người và Máy (HMI) phổ biến và được tin dùng nhất hiện nay.
Khi sử dụng WinCC để thiết kế giao diện Người và Máy – HMI và mạngSCADA,WinCC sử dụng các chức năng phổ biến sau:
Nhà thiết kế đồ họa giúp thực hiện các chức năng mô phỏng một cách dễ dàng thông qua các đối tượng đồ họa trong chương trình WinCC, Windows, và I/O Các thuộc tính hoạt động (Dynamic) được tích hợp để nâng cao hiệu quả và tính linh hoạt trong quá trình thiết kế.
Alarm Logging là quá trình hiển thị thông báo và cảnh báo trong hệ thống vận hành Nó nhận và lưu trữ thông tin từ các quá trình, đồng thời hồi đáp và hiện thị các dữ liệu quan trọng Ngoài ra, Alarm Logging còn hỗ trợ phát hiện nguyên nhân của các lỗi trong hệ thống.
- Tag Logging: Thu thập, lưu trữ và xuất ra dưới nhiều dạng khác nhau từ các quá trình đang thực thi.
- Report Designer: Tạo ra các thông báo, kết quả Và các thông báo này được lưu dưới dạng nhật ký sự kiện.
User Achivers cho phép người dùng lưu trữ dữ liệu từ ứng dụng và trao đổi với các thiết bị khác Trong WinCC, người dùng có thể soạn thảo, lưu trữ và sử dụng các công thức và ứng dụng trong hệ thống.
Ngoài ra, WinCC còn kết hợp với Visual C++, Visual Basic tạo ra một hệ thống tinh vi và phù hợp cho từng hệ thống tự động hóa chuyên biệt.
WinCC cho phép tạo ra giao diện Người và Máy (HMI) thông qua việc giao tiếp giữa con người và các thiết bị, hệ thống tự động Giao diện này sử dụng hình ảnh, số liệu và sơ đồ để người dùng có thể vận hành và theo dõi từ xa Ngoài ra, nó còn cung cấp chức năng cảnh báo và báo động khi xảy ra sự cố.
WinCC là chương trình thiết kế giao diện Người Máy thực sự cần thiết cho các hệ thống tự động hóa cao và hiệu quả.
TÌM HIỂU VỀ OPC
OPC (OLE for Process Control) là một tiêu chuẩn phần mềm phổ biến, cho phép các ứng dụng trên hệ điều hành Windows tương tác với thiết bị phần cứng từ nhiều nhà sản xuất khác nhau Tiêu chuẩn này giúp chuyển đổi dữ liệu từ PLC sang giao thức OPC, tạo điều kiện thuận lợi cho việc kết nối với các chương trình khách như HMI.
Mạng OPC được phát triển từ các quá trình điều khiển công nghiệp, nhằm giải quyết các vấn đề liên quan đến việc điều khiển thiết bị đa thành phần Giải pháp này cho phép chuyển đổi dữ liệu từ bất kỳ thiết bị nào sang các chương trình ứng dụng khác mà không làm rối loạn đường truyền giữa các thiết bị điều khiển Điều này mang lại tính linh hoạt trong việc sử dụng các kiểu dữ liệu giống như mạng BA và giúp thay thế việc sản xuất thiết bị với cùng một ngôn ngữ lập trình.
TÌM HIỂU VỀ OPC SERVER
- OPC dựa trên Microsoft Coponent Object Model (COM)
- OPC được viết tắt OLE for Process Control.
- OPC được điều hành bởi tổ chức độc lập: OPC Foundation
- OPC chuẩn hóa cách liên kết giữa các phần mềm trong ngành tự động công nghiệp.
- OPC Server là một ứng dụng hoạt động như một API (giao diện lập trình ứng dụng) hoặc là một bộ chuyển đổi giao thức
An OPC Server connects to various devices, including Programmable Logic Controllers (PLC), Distributed Control Systems (DCS), and Remote Terminal Units (RTU), facilitating seamless data exchange and communication within industrial automation systems.
Unit), cơ sở dữ liệu… rồi chuyển đổi dữ liệu sang định dạng OPC chuẩn.
1.7.2 Một số thuật ngữ trong OPC
OPC Object là một đối tượng do client tạo ra để kết nối với OPC Server, cho phép đọc và ghi dữ liệu đến PLC, DCS và các hệ thống khác thông qua OPC Server.
- OPC Item – một tag hay một biến dữ liệu được quản lí bởi OPC Server – tức là một biến dữ liệu trong PLC.
OPC Group là một tập hợp các mục OPC được người dùng xác định, được hình thành bởi các OPC client nhằm quản lý một nhóm dữ liệu, cụ thể là các biến điều khiển trên thiết bị.
- Collection – một nhóm các đối tượng có kiểu dữ liệu giống nhau
1.7.3 Phương thức hoạt động của OPC
Phương thức OPC đơn giản hóa việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị và chương trình ứng dụng bằng cách tiếp cận các tầng trung chuyển, cho phép giao tiếp mà không cần hiểu rõ từng ma trận dữ liệu nội bộ của các thiết bị.
Mục đích của OPC là thực hiện các tín hiệu tốt trên giấy, nhưng để chức năng này hoạt động thực tế, cần sử dụng một máy chủ Máy chủ này phân tách chức năng của thiết bị điều khiển truyền thống thành hai phần, trong đó có phần mềm OPC-Chủ, có nhiệm vụ kết nối cơ bản với thiết bị mang dữ liệu nguồn.
Phần mềm OPC-Khách có nhiệm vụ kết nối với các chương trình ứng dụng thông qua ngôn ngữ gửi kèm, nhưng chỉ xác định rõ mối quan hệ giữa OPC-Chủ và OPC-Khách mà không can thiệp vào quan hệ giữa OPC-Chủ và thiết bị, cũng như giữa OPC-Khách và chương trình ứng dụng Điều này gây khó khăn trong việc tương tác giữa từng thiết bị và chương trình ứng dụng, trái ngược với mục tiêu phát triển các thiết bị đặc biệt của các nhà cung cấp trong hệ thống OPC.
Các loại dữ liệu chuẩn hóa cho phép chuyển đổi giữa OPC-Khách và OPC-Chủ, giúp kết nối dễ dàng giữa các thiết bị OPC-Chủ thực hiện việc dịch thuật các thiết bị thành định dạng OPC, trong khi OPC-Khách sử dụng cùng một định dạng Nhờ đó, các chương trình ứng dụng và thiết bị có thể chia sẻ thông tin mà không cần quan tâm đến giao thức hay định dạng dữ liệu khác.
Trừu tượng hóa của OPC cho phép các ứng dụng như HMIs kết nối với nhiều giao thức dựa trên dữ liệu nguồn, như thiết bị mạng BAC, mà không cần phải cáp thêm giao thức Điều này cũng cho phép nhiều địa chỉ OPC-Khách kết nối đồng thời với một OPC-Chủ.
Việc cho phép các chương trình ứng dụng OPC kết nối với OPC-Chủ giúp thu thập dữ liệu từ thiết bị mạng BAC mà không cần ứng dụng diễn giải mạng BAC Điều này tạo điều kiện cho các doanh nghiệp mở rộng khả năng liên kết và giải quyết vấn đề thứ hai đã nêu.
GIỚI THIỆU VỀ PC ACCESS
Sử dụng PC Access để kết nối với CPU S7-1200 có thể thực hiện được, nhưng cần lưu ý một số hạn chế Hiện tại, Siemens chưa phát hành phiên bản chính thức cho việc này.
Ban đầu, PC Access đã được lên kế hoạch để truy cập CPU S7-200 Do đó,đối với S7-1200 bạn phải tuân thủ một số hạn chế.
Vì S7-200 chỉ có một khối dữ liệu, bạn chỉ có thể truy cập các thẻ trong khối dữ liệu DB1 trong S7-120 của bạn.
Để sử dụng các khối dữ liệu không được tối ưu hóa trong STEP 7 (TIA Portal) trên hệ điều hành MS Windows 7, bạn cần cài đặt PC Access v1.0 SP6 Để cấu hình kết nối, hãy thực hiện các bước hướng dẫn cụ thể.
Bước 1: Trong project , bạn mở thư mục "Program Blocks " và thêm khối dữ liệu mới.
Bước 2: Nhấp chuột phải vào khối dữ liệu và trong menu bật lên, bạn chọn "Properties ".
Bước 3: Chuyển đến "General => Attributes" và tắt thuộc tính "
Bước 4: Xác nhận thông báo theo sau và đóng hộp thoại.
Step 5: For CPU firmware version V4 and above, you need to enable the option "Permit access with PUT/GET communication from remote partner." To do this, access the device configuration, open CPU Properties, navigate to "General > Protection > Connection mechanisms," and activate the option.
Bước 6: Khai báo các biến DB Ví dụ sau đây cho bạn thấy định nghĩa của ba biến trong DB1.
Bước 7: Lưu và biên dịch và tải dữ liệu project vào CPU.
Kiểm tra giá trị biến bằng bảng giám sát trong STEP 7 (TIA Portal) rất đơn giản Đầu tiên, trong "project tree", bạn chọn lệnh "Add New Watch table" để tạo bảng giám sát mới Tiếp theo, nhập tên và địa chỉ của các biến cần theo dõi Cuối cùng, chuyển sang chế độ xem Trực tuyến để theo dõi giá trị biến một cách hiệu quả.
Bước 8: Mở PC Access và sử dụng lệnh menu “File> New” để tạo dự án mới.
Nhấp chuột phải vào "MicroWin (TCP / IP) và từ menu bật lên, bạn chọn “New PLC ”.
Khi thêm một đối tượng PLC mới, cửa sổ hộp thoại thuộc tính PLC sẽ hiện ra Bạn cần nhập tên và địa chỉ IP của CPU S7-1200, đồng thời cung cấp dữ liệu cho TSAPs.
Các TSAP của các đối tác truyền thông nằm trong cửa sổ quan sát của kết nối S7 được đánh dấu trong phần “Properties > General > Add details”.
Trong PC Access bạn nhấp chuột phải vào New PLC và từ trong bảng bạn chọn “New> Item…”
Trong bảng Item Properties bạn nhập tên và địa chỉ các biến DB
Bước 9: Lặp lại bước 12 và 13 cho tất cả các biến DB và lưu lại trong
Để theo dõi các mục trên thanh công cụ, hãy đánh dấu những mục bạn muốn quan sát và nhấp vào biểu tượng “Thêm các mục hiện tại vào máy khách thử nghiệm” Các mục đã chọn sẽ được hiển thị trong cửa sổ máy khách thử nghiệm.
Bước 10: Nhấp vào “Start test client” trên thanh công cụ để thiết lập kết nối trực tuyến Sau khi kết nối thành công, bạn có thể truy cập dữ liệu đã chọn.
Trong cột " Value ", bạn có thể đọc các giá trị thực của các mục đã chọn Trong trường hợp kết nối với CPU S7-1200 của bạn,
"Quality" của từng mục được hiển thị là "Tốt".
CÁC THIẾT BỊ KHÁC DÙNG TRONG ĐỀ TÀI
-PLC S7-1200 CPU 1215c AC/DC/RLY.
-Băng tải và động cơ băng tải ( chạy qua khởi động từ).
-Cảm biến phát hiện màu E3ZM-V
XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG XẾP HÀNG VÀO KHO TỰ ĐỘNG
2.1 XÂY DỰNG CẤU TRÚC HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ
2.1.1 Sơ đồ cấu trúc hệ thống
Hình 2.1: Sơ đồ cấu trúc hệ thống
Thuật toán điều khiển
2.3.1 Thuật toán chương trình chính
Hình 2.8: Thuật toán chương trình chính
2.3.2 Bảng địa chỉ ngõ vào
THIẾT KẾ GIAO DIỆN VÀ CÀI ĐẶT OPC
2.4.1 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trên WinCC
Dựa vào yêu cầu của bài toán và phần hướng dẫn thiết kế giao diện trên ta thiết kế được giao diện như sau:
Hình 2.14: Giao diện thiết kế hệ thống điều khiển số
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Cơ sở lí thuyết
3.1.1 Các vấn đề đã làm được
Qua đề tài “Xây dựng hệ thống xếp hàng vào kho tự động”, Chúng em đã tìm hiểu và tích lũy được những kiến thức sau:
Tìm hiểu được về PLC S7-1200
Đã nắm vững và thực hành thành thạo chương trình điều khiển WinCC, ứng dụng phổ biến trong ngành công nghiệp, bao gồm thiết kế giao diện điều khiển từ nút nhấn, nhập/xuất giá trị từ PLC và máy tính, cùng với việc tạo ra các hiệu ứng động.
Tìm hiểu rõ và sử dụng được các lệnh chức năng của PLC
Giao diện đơn giản, dễ sử dụng.
Tìm hiểu được về mạng truyền thông công nghiệp và OPC, PC
Sau quá trình nghiên cứu, xây dựng và lắp đặt hệ thống phần cứng và phần mềm nhằm đáp ứng yêu cầu giám sát và điều khiển tốc độ động cơ, chúng tôi đã đạt được những kết quả đáng ghi nhận.
Quá trình điều khiển và giám sát trên WinCC hoạt động ổn định, không xảy ra lỗi
Sự quan trọng của việc thiết kế hệ thống xếp kho tự động.
Giao diện WinCC trực quan, có thể giám sát và điều khiển trực tiếp theo thông số mà ta đặt trên giao diện mô phỏng.
Kết quả thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm đúng với công nghệ bài toán đặt ra.
