IIT của ABB

ðỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 GVHD: PGS – TS PHẠM THƯỢNG HÀN

SVTH :LÊ CÔNG THI – NGUYỄN HUY HOÀNG _ 05BTB – 03KTð&THCN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

��

BẢN NHẬN XÉT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Lê Công Thi

Nguyễn Huy Hoàng

Ngành: Cao ñẳng Kỹ Thuật ðo & Tin Học Công Nghiệp

Khóa: 03

Cán bộ hướng dẫn: PGS – TS Phạm Thượng Hàn

Tên ñề tài: TÌM HIỂU NGHIÊN CỨU HỆ INDUSTRIALIT CỦA ABB TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG COSEVCO SÔNG GIANH

Nhận xét của người duyệt:

…………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………

……………………

Ngày ……tháng……năm 2008

Người duyệt ký



Bộ Giáo Dục Và ðào Tạo Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Trường ðại Học Bách Khoa Hà Nội ðộc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc �� ----------�----------

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Lê Công Thi

Nguyễn Huy Hoàng

Ngành: Cao ñẳng Kỹ Thuật ðo & Tin Học Công Nghiệp

Khóa: 03

1. Tên ñề tài: Tìm Hiểu Nghiên Cứu Hệ IndustrialIT Của ABB Tại Nhà Máy

Xi Măng Cosevco Sông Gianh

2. Các tài liệu cơ bản:

- Hệ thống thông tin công nghiệp – PGS.TS.Phạm Thượng Hàn

- Technology document of the Song Gianh cement plant

- Automation documents of ABB Group

3. Nội dung thuyết minh:

Chương I: Giới thiệu công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy.

Chương II: Tổng quan hệ thống thông tin ño lường & ñiều khiển trong công nghiệp

Chương III: Giới thiệu về hệ IndustrialIT của ABB tại nhà máy xi măng Cosevco Sông Gianh

Chương IV: Ứng dụng hệ IndustrialIT cho nhà máy xi măng Cosevco Sông Gianh

4. Bản vẽ

Sơ ñồ công nghệ sản xuất xi măng

5. Cán bộ hướng dẫn

Phần Họ tên cán bộ

Lý thuyết và thực hành PGS.TS. Phạm Thượng Hàn



6. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế:............................................................................

7. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:..............................................................................

Ngày ......tháng......năm2008

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

(Ký,ghi rõ họ tên) (Ký,ghi rõ họ tên)

NHÓM SINH VIÊN THỰC HIỆN

(Ký,ghi rõ họ tên)



MỤC LỤC

��

Trang

BẢN NHẬN XÉT THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP .................................................................... 1

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP .............................................................................. 2

MỤC LỤC.......... ................................................................................................................... 4

LỜI MỞ ðẦU.... ................................................................................................................... 7

CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT .............................................. 8

I.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY. ......................................... 8

I.1.1. Các công ñoạn...................................................................................................... 8

I.1.2. Sơ ñồ công nghệ ................................................................................................ 10

I.1.3. Nguyên liệu sản xuất xi măng .......................................................................... 11

I.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CUNG CẤP ðIỆN CHO NHÀ MÁY ......................... 13

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN ðO LƯỜNG VÀ ðIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP .................................................................................................. 15

II.1. HỆ THỐNG CAMAC (1976 -1986) ....................................................................... 15

II.1.1. Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống CAMAC ............................................................. 15

II.1.2. Chức năng của hệ thống CAMAC ................................................................... 17

II.1.3 ðặc ñiểm của hệ thống CAMAC ...................................................................... 17

II.1.4.Ưu , nhược ñiểm của hệ thống CAMAC .......................................................... 17

II.2. HỆ THỐNG SCADA (1986 – 1992) ....................................................................... 18

II.2.1.Khái niệm chung ............................................................................................... 18

II.2.2.Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống SCADA .............................................................. 18

II.2.3.Chức năng của hệ thống SCADA. .................................................................... 19

II.2.4.ðặc ñiểm của hệ thống SCADA........................................................................ 20

II.2.5.Ưu nhược ñiểm của hệ thông SCADA ............................................................. 20

II.3. HỆ THỐNG DCS (1992 – 2002) ............................................................................. 21

II.3.1. Khái niệm chung. ............................................................................................. 21

II.3.2.Sơ ñồ cấu trúc hệ thống DCS ........................................................................... 22

II.3.3. Chức năng của hệ thống DCS .......................................................................... 23

II.3.4.ðặc ñiểm của hệ thống DCS ............................................................................. 24

II.3.5. Ưu, nhược ñiểm của hệ thống DCS ................................................................. 25

II.4. HỆ THỐNG THÔNG TIN TÍCH HỢP (2002 – ðẾN NAY). HỆ THỐNG IIS (INTEGATED INFORMATION SYSTEM ) ................................................................ 25

II.4.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THỐNG TIN CÔNG NGHIỆP IIT .................... 27

II.4.1.1.Cấu trúc phần cứng. ................................................................................................... 28

II.4.1.2. Phần mềm trong hệ IIT của ABB ............................................................................. 29

CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ HỆ INDUSTRIALIT TẠI NHÀ MÁY ........................ 31

XI MĂNG COSECO SÔNG GIANH ................................................................................ 31

III.1. CẤU TRÚC CHUNG ............................................................................................ 31



III.1.1. GIỚI THIỆU CHUNG ................................................................................... 31

III.1.2. HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH ................................................... 33

III.1.3. HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN TỐI ƯU CHUYÊN GIA LÒ ............................ 36

III.1.4. HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ðỘ VỎ LÒ VÀ MÁY NGHIỀN ............. 37

III.1.5 HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN IMS ................................................... 38

III.1.6. MẠNG TIVI CÔNG NGHIỆP VÀ MẠNG ðIỆN THOẠI CỤC BỘ ........... 39

III.1.7. PHÒNG THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ðỊNH CHẤT LƯỢNG ......................... 39

III.1.8. SƠ ðỒ HỆ THỐNG IIT CỦA NHÀ MÁY ................................................... 40

III.2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ................................................................................. 41

III.2.1. GIỚI THIỆU VỀ CPU AC 800M CỦA HÃNG ABB .................................... 41

III.2.1.1. Giới thiệu chung về AC 800M ................................................................................ 41

III.2.1.2 Giới thiệu về PM8xx/TP830 Processor Unit ........................................................... 43

III.2.1.3. Giới Thiệu ðơn Vị Bộ Xử Lý PM861/PM864/PM865/TP830 – Redundancy ... 46

III.2.1.4. AC 800M High Integrity.......................................................................................... 46

III.2.1.5. Phần Mềm ðiều Khiển - Control Software ........................................................... 47

III.2.1.6. AC 800M Controller – Key Feature ....................................................................... 48

III.2.1.7. Các Phiên Bản Sản Phẩm ....................................................................................... 48

III.2.1.8. LẮP ðẶT – Installation ........................................................................................... 49

III.2.1.9. CẤU TRÚC (Configuration)..................................................................................... 50

III.2.1.10. SỰ HOẠT ðỘNG CỦA AC 800M ....................................................................... 55

III.2.2 TÌM HIỂU PHẦN CỨNG MODULE S800 I/O CỦA HÃNG ABB .............. 61

III.2.2.1. LỜI GIỚI THIỆU (Introduction) ............................................................................. 61

III.2.2.2. LẮP ðẶT S800 I/O .................................................................................................. 64

III.2.2.3. SỰ HOẠT ðỘNG (Operation) ................................................................................. 64

III.3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CỦA HỆ INDUSTRIALIT. ...................................... 66

A. Giới thiệu một số công cụ phần mềm của ABB ........................................................ 66

1. Control IT For AC800M/C : .................................................................................... 67

1.1. Control Builder M ............................................................................................................ 67

1.2 AC800M/C Connect. ......................................................................................................... 69

1.3 OPC Server For AC800M : .............................................................................................. 69

1.4 MMS Server For AC800M/C Connect ............................................................................ 70

2. Process Portal A ...................................................................................................... 71

3. Kiến trúc mạng trong hệ IIT của ABB. ................................................................. 72

B. Làm việc với các công cụ phần mềm của ABB ......................................................... 76

1. Ánh xạ liên kết dữ liệu ............................................................................................ 77

2. Thiết kế với Control Builder : ................................................................................ 79

2.1 Tạo một Project cho chương trình . ................................................................................. 79

2.2 Tạo các Function Block Và Control Module ................................................................... 80

2.3 Xây dựng ứng dụng ñiều khiển ........................................................................................ 82



2.4 Xây dựng cấu trúc phần cứng ảo (CPU và các Module) ................................................ 83

2.5. Kết nối ứng dụng ñến phần cứng . .................................................................................. 85

2.6 Mô phỏng chương trình. ................................................................................................... 86

3. Thiết kế trong môi trường Process Portal A. ......................................................... 87

3.1. Phân tích hệ thống. ........................................................................................................... 87

3.2. Lựa chọn cấu trúc . ........................................................................................................... 88

3.3. Xây dựng ñối tượng trong Object Type. ......................................................................... 89

4. Một số tính năng tiện lợi khi làm việc với các sản phẩm phần mềm của ABB ..... 97

4.1. Lập trình hướng ñối tượng và tính thừa kế: .................................................................. 98

4.2. Môi trường tích hợp thông tin: ........................................................................................ 98

4.3. Tính dễ sử dụng: ............................................................................................................... 99

4.4. Tính giám sát ña năng. ..................................................................................................... 99

4.5. Kỹ thuật “nhúng” dùng trong thiết kế giao diện với Process Portal A. .................... 100

4.6. Tính bảo mật của ABB. .................................................................................................. 101

CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG HỆ IIT CHO CÔNG ðOẠN NGHIỀN XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG SÔNG GIANH ............................................................................ 102

IV.I.Xây dựng chương trình ñiều khiển cho Controller công ñoạn nghiền xi măng . 102

IV.I.1 Cấu hình phần cứng ñược xây dựng trong mục Controller ......................... 102

IV.I.2 Các Function Block : ...................................................................................... 104

IV.I.3 Các ứng dụng ñiều khiển : ............................................................................. 105

IV.I.4 Thao tác lập trình cấu trúc ñiều khiển .......................................................... 105

IV.II. Xây Dựng Giao Diện ðiều Khiển Giám Sát (Process Portal A) ....................... 106

IV.II.1 Thiết kế phần không ñộng: .......................................................................... 106

IV.II.2 Thiết kế Phần ðộng ..................................................................................... 107

KẾT LUẬN........ ............................................................................................................... 112

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 114



LỜI MỞ ðẦU

Ngành công nghiệp sản xuất xi măng là một trong những ngành công nghiệp lâu ñời nhất ở nước ta. Ngành sản xuất xi măng ñã phát triển vược bật trong thời gian gần

ñây. Và theo ñó, công nghệ sản xuất cũng theo ñà phát triển, từ những công nghệ sản xuất lò ñứng, lò quay thủ công và giãn ñơn ñến các công nghệ sản xuất lò quay hiện

ñại vào loại hiện ñại nhất thế giới.

Hiện nay có 3 phương pháp sản xuất xi măng tại Việt Nam: ướt, khô và bán khô

và có hai công nghệ sản xuất xi măng là lò ñứng và lò quay. Mặc dù vậy, cho ñến nay năng lực sản xuất của các nhà máy xi măng vẫn ở trong tình trạng yếu kém do công

nghệ lạc hậu, thiếu sự hỗ trợ của ngành công nghiệp thiết bị, thiếu vốn ñầu tư vào công nghệ hiện ñại… Theo số liệu thống kê mới nhất của ngành xi măng, hiện nay ngoài 10

cơ sở sản xuất xi măng lò quay ñược ñầu tư công nghệ hiện ñại cho công suất khoảng 13,9 triệu tấn/năm thì 55 cơ sở sản xuất xi măng lò ñứng vẫn ñang theo công nghệ bán

khô, chủ yếu ñược xây dựng từ giai ñoạn 1993-1997 chỉ cho công suất 3 triệu tấn/năm. Ngoài ra còn có 7 cơ sở sản xuất theo công nghệ ướt, công suất khoảng 1,7 triệu

tấn/năm. Có nhiều cơ sở ñã ñầu tư nâng cấp thiết bị công nghệ mới nhưng chỉ làm từng phần, chưa ñồng bộ. Kết quả là, cộng với chi phí sản xuất, nguyên liệu ñầu vào

làm cho giá thành xi măng sản xuất ra tăng cao so với các nước trong khu vực, không có khả năng cạnh tranh một khi Việt Nam gia nhập WTO. Hiện nay, ñể ñảm bảo yêu

cầu về năng suất chất lượng xi măng, hầu hết các thiết bị ñiều khiển, tự ñộng hoá trong ngành xi măng ñều nhằm thực hiện các chức năng: vận hành, ñiều khiển, giám sát dây

chuyền sản xuất tập trung tại phòng ñiều khiển trung tâm; bảo vệ người vận hành, thiết bị, môi trường.

Theo quy hoạch tổng thể của chính phủ về ngành công nghiệp sản xuất xi măng thì sắp tới sẽ là giai ñoạn phát triển mạnh mẽ của các nhà máy xi măng lớn của Việt

Nam ñể có thể nâng cao năng lực sản xuất từ 18,2 triệu tấn/năm (2002) thì ñến năm

2010 ñạt 43 triệu tấn/năm.

Trong bối cảnh nền kinh tế nước ta ñang trên ñà phát triển, vấn ñề về nhu cầu vật

liệu xây dựng ñang tăng nhanh nhưng ñòi hỏi về chất lượng ngày càng khắt khe thì tổng công ty xây dựng miền Trung COSEVCO ñã mạnh giạn ñầu tư xây dựng nhà

máy xi măng Sông Gianh tại Quảng Bình với dây chuyền công nghệ sản xuất xi măng của hãng POLYSIUS (Cộng hoà liên bang ðức) và thiết bị của hãng ABB (Thôy Sỹ)

vào loại hiện ñại nhất hiện nay. Khi nhà máy ñi vào vận hành thì có thể cung ứng cho thị khoảng 1,4 triệu tấn/năm chất lượng cao góp phần vào sự nghiệp công nghiệp hoá

hiện ñại hoá ñất nước.



CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT

XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY

Xi măng ñược sản xuất theo phương pháp khô, hệ thống lò quay, tháp trao ñổi

nhiệt gồm hai nhánh (mỗi nhánh có 5 tầng). Buồng phân hủy ñốt hoàn toàn bằng than cám 4a Hòn Gai với công suất lò quay 4000 tấn clinker/ngày. Xi măng ñạt tiêu chuẩn

PCB30x40 (TCVN6260-1997) và PC50 (TCVN2682-1999). Việc chế tạo thiết bị phù hợp với khí hậu Việt Nam. Cơ cấu của dây chuyền bao gồm: Thiết bị ñiện của 14 trạm

ñiện, hệ thống chiếu sáng, thiết bị ñiều chỉnh hệ số công suất, các tổ máy phát ñiện dự phòng, cáp quang, hệ thống dò và cảnh báo cháy, hệ thống ñiều khiển tối ưu, hệ thống

ñiều khiển trung tâm CCR (Centrer Control Room), ñiều khiển cục bộ LCR (Local Control Room), hệ thống quản lý thông tin IMS, lấy mẩu tự ñộng và thí nghiệm, các

phụ kiện dự phòng, thay thế và các dịch vụ khác do ABB cung cấp.

I.1. QUY TRÌNH SẢN XUẤT XI MĂNG CỦA NHÀ MÁY.

I.1.1. Các công ñoạn

a) Công ñoạn nghiền liệu.

ðá vôi và ñất sét ñược khai thác ở mỏ sau khi qua máy ñập xung lực thì ñá có

kích cỡ dưới 60 mm chiến 90%, ñá vôi này ñược ñưa về kho lưu trữ bằng hệ thống

băng tải. Các chất phụ gia cũng ñược xử lý qua máy dập hàm ñược kích cỡ 0÷200 mm

Hình I.1: Sơ ñồ dây chuyền sản xuất xi măng khép kín

Công ñoạn

nghiền liệu Công ñoạn

lò nung

Công ñoạn

nghiền xi

Công ñoạn ñóng bao



và máy ñập xung lực có kích cỡ dưới 25 mm chiếm 90%, sau ñó các chất phụ gia cũng

ñược ñưa vào kho lưu trữ chất phụ gia.

Nguyên liệu chính và chất phụ gia sau ñó ñược ñưa vào khâu ñịnh lượng nghiền

liệu, qua 4 cân băng ñịnh lượng, các chất trên ñược ñịnh lượng theo tỷ lệ thích hợp,

sau ñó ñưa vào khâu nghiền liệu. Tại ñây nguyên liệu ñược nghiền thô ñạt kích thước

≤ 40 mm.Tiếp ñến nó sẽ ñược băng tải ñưa vào hệ thống ñồng nhất và hệ thống cấp

liệu bột (silo phối liệu), tại ñây nguyên liệu chính và chất phụ gia ñược ñồng nhất và

ñưa vào hệ thống cấp bột liệu.

b) Công ñoạn lò nung.

Bột liệu ñã ñược ñồng nhất sẽ ñược ñưa vào tháp trao ñổi nhiệt và lò quay. Khi

bột liệu ñi qua tháp trao ñổi nhiệt 5 tầng sẽ ñược khử ñộ ẩm, khử cacbon bột liệu và

gia tăng nhiệt ñộ sau ñó bột liệu ñược ñưa qua lò quay. Tại ñây tiếp tục quá trình khử

cacbonat và ñược gia nhiệt tới lúc clinker hóa, lúc này clinker ñược tạo thành. Clinker

ñược tạo thành này chảy qua vùng làm nguội ở cuối lò quay và bắt ñầu kết khối rơi

xuống sàn làm nguội, lúc này nhiệt ñộ khoảng 1300÷1400oC. Tại ñây nhờ hệ thống

làm nguội gồm giàn làm nguội và quạt clinker sẽ ñược làm nguội.

c) Công ñoạn nghiền xi.

Clinker sau khi ñã ñược làm nguội sẽ ñược vận chuyển bằng băng tải ñến silo

clinker (silo chính phẩm và thứ phẩm). Nếu clinker ñạt chất lượng tốt sẽ ñược ñưa vào

silo chính phẩm. Clinker ñược ñưa ñến hệ thống ñịnh lượng nghiền xi, cùng với các

chất phụ gia (thạch cao, ñá bazan, ñá ñen) lấy từ kho phụ gia bằng hệ thống băng tải.

Tại ñây sẽ ñược ñịnh lượng bằng 4 cân ñịnh lượng ñể ñịnh lượng mỗi loại trước khi

ñưa vào nghiền xi măng nhờ máy nghiền bi. Kết thúc của khâu nghiền bi ta thu ñược

sản phẩm chính là xi măng rời.

c) Công ñoạn ñóng bao.

Xi măng rời sẽ ñược ñưa tới lưu trữ ở 3 silo xi măng. Từ các silo xi măng nhờ hệ

thống băng tải mà xi măng này sẽ ñược ñưa ñến bộ phận ñóng bao gồm 3 máy ñóng

bao tự ñộng. Xi măng sau khi ñược ñóng bao sẽ ñược vận chuyển bằng băng tải tới

cảng xuất xi măng và ñược vận chuyển bằng ñường thủy ñến nơi tiêu thụ. Ngoài ra tại



ñầu vào của khâu ñóng bao còn có hệ thống băng tải vận chuyển xi măng ñến phểu

chứa xi măng rời (60 tấn) và ñược xuất ñi bằng ñường bộ.

I.1.2. Sơ ñồ công nghệ

Hình I.2: Sơ ñồ công nghệ



I.1.3. Nguyên liệu sản xuất xi măng

Xi măng ñược sản xuất từ các nguyên liệu cơ bản sau:

ðá vôi

ðất sét

Các phụ gia gồm hai nhóm:

• Nhón nghiền liệu: cao Silic, quặng Sắt.

• Nhóm nghiền xi: Thạch cao, Bazan, ðá ñen

• Than ñá: làm nhiên liệu

� ðập ñá vôi

Bao gồm một phễu chứa có thể tích 70m3 chuyển ñá vôi kích cỡ (0÷1200 mm) vào

máy ñập búa xung lực nhờ thiết bị cấp liệu tấm (có xích cào), qua băng rung ñá vôi có kích cỡ từ 0÷80 mm (trong ñó có 90% dưới 60 mm).

� Kho chứa ñá vôi

Dùng ñể chứa ñá vôi, có thể chứa ñược khối lượng 17500 tấn. Kho chứa ñá vôi có

các hệ thống cào liệu, cần băng tải rải liệu, hệ thống lọc bụi túi . . .

� ðập sét

Bao gồm một phểu chứa có thể tích 40m3 chuyển ñất sét (0÷500 mm) vào máy cán trục kiểu con lăn nhờ thiết bị cấp liệu tấm, ñất sét ra có kích cỡ dưới 60mm chiếm 90%.

� Kho sét

Dùng ñể chứa ñất sét, ñược chia làm hai luồng giống nhau và mỗi luồng chứa ñược 7000 tấn. Bên trong có các thiết bị rải và cào liệu.

� Kho phụ gia

Chứa các nguyên liệu phụ gia, ñược chia làm 5 ngăn riêng biệt :

Cao Silit : 2500 tấn

Quặng sắt : 2500 tấn

Thạch cao : 3000 tấn

ðá ñen : 2500 tấn

Bazan : 55000 tấn



� ðịnh lượng nghiền liệu

ðịnh lượng các nguyên liệu: ñá vôi, ñất sét, quặng sắt, cao silit nhờ 4 cân ñịnh

lượng gắn dưới 4 bin chứa nguyên liệu ñó.

� Nghiền liệu

Là nghiền thô các nguyên liệu trên. Hệ thống này bao gồm: máy nghiền liệu, hệ thống cyclon hiệu suất cao, tháp ñiều hòa…

� Silo phối liệu

Dùng ñể chứa bột liệu.

� Tháp trao ñổi nhiệt

Thực hiện quá trình Canxi hóa, gia nhiệt cho cho bột liệu theo nguyên tắc ñối lưu.

Tháp trao ñổi nhiệt gồm hai nhánh 5 năm tầng cấp. Lò quay: cho ra clinker.

� Thiết bị làm nguội

ðể làm nguội clinker, nó bao gồm hệ thống quạt làm nguội, hệ thống giàn làm nguội, vòi phun nước (chỉ hoạt ñộng trong trường hợp nhiệt ñộ clinker ra quá cao).

� Silo Clinker

Dùng ñể chứa Clinker, gồm hai phần:

Silo chính phẩm

Silo thứ phẩm

� ðịnh lượng nghiền xi:

ðịnh lượng Clinker, thạch cao, ñá ñen, bazan nhờ 4 cân ñịnh lượng ñặt dưới 4 bin

nguyên liệu tương ứng.

� Nghiền xi

Nghiền xi măng nhờ máy nghiền bi chứa các bi trong 2 ngăn.

� Silo xinăng

Bao gồm 3 silo giống nhau cùng dùng ñể chứa xi măng, mỗi silo chứa ñược 12000 tấn.

� ðóng bao

Thực hiện ñóng bao nhờ các máy ñóng bao tự ñộng.

� Xuất xi măng rời

Xuất xi măng rời trực tiếp lên các xe,có cân trọng lượng.



� Các hệ thống khác

• Hệ thống lọc bụi túi.

• Hệ thống lọc bụi tĩnh ñiện.

• Hệ thống gầu nâng.

• Hệ thống băng tải.

• Các loại van: van 2 ngả, van cánh khế, van phân phối.

I.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG CUNG CẤP ðIỆN CHO NHÀ MÁY

Hệ thống ñiện của toàn nhà máy ñược cung cấp từ trạm biến áp 110KV gồm hai

máy biến áp: 115/38,5/6,3 KV có công suất: 2x25 MVA.

Do yêu cầu của của phụ tải ñiện mà tương ứng với 14 công ñoạn của dây chuyền

công nghệ sản xuất sản phẩm thì có 14 trạm biến áp lấy nguồn từ hai máy biến áp chính cung cấp ñiện riêng cho từng công ñoạn sau:

� Trạm SS01: Trạm ñập ñá vôi

Cung cấp ñiện trực tiếp (6,3 KV) cho ñộng cơ nghiền ñá vôi có công suất ñịnh

mức P =1000 KW. Ngoài ra trạm ñiện trạm còn sử dụng một máy biến áp 6,3/0,4 KV có Sdm =1000 KVA ñể cung cấp ñiện cho các thiết bị khác phục vụ cho quá trình vận

chuyển ñá vôi (MCC 01).

� Trạm SS02: ðịnh lượng nghiền liệu.

Trạm ñược ñặt một máy biến áp 6,3/0,4 KV có Sdm = 1000 KVA cung cấp cho

công ñoạn nghiện liệu, vận chuyển và kho lưu trữ (MCC 03).

� Trạm SS03: Trạm nghiền thô.

Cung cấp ñiện trực tíêp (6,3 KV) cho quá trình nghiền thô bao gồm hai ñộng cơ máy nghiền thô có công suất ñịnh mức 3200 KW và 2800 KW. Ngoài ra trạm còn ñặt

một máy biến áp 1600 KW/6,3/0,4 KV ñể cung cấp ñiện cho quá trình vận chuyển than và các thiết bị ñiện khác (MCC 02).

� Trạm SS04: Lò quay

ðược ñặt 5 máy biến áp cung cấp ñiện cho lò nung bao gồm:hai ñộng cơ công

suất 1000KW, một ñộng cơ công suất 500 KW và một ñộng cơ 1 chiều có công suất 500 KW, còn lại 1 máy biến áp cấp cho MCC (MCC 04).

� Trạm SS05: Cung cấp ñiện cho công ñoạn làm nguội Clinker.

Trạm ñược ñặt ba máy biến áp: 800 KVA/6,3/0.69 KV; 200 KVA/6,3/0,4 KV;

1600 KVA/6,3/0,4 KV (MCC 06).



� Trạm SS06: Cung cấp ñiện cho quá trình nghiền và vận chuyển than.

Hai ñộng cơ công suất 600 KW và 350 KW sử dụng ñiện áp 6,3 KV. Ngoài ra

trạm còn ñược ñặt một máy biến áp ñể cung cấp ñiện cho quá trình vận chuyển vào kho lưu trữ than và các thiết bị khác (MCC 08).

� Trạm SS07: Cung cấp ñiện cho trạm ñập phụ gia.

ðộng cơ trạm ñập phụ gia có công suất 315 KW lấy ñiện 6.3 KV. Ngoài ra trạm

còn ñặt một máy biến áp 630 KVA/6,3/0.4 KV ñể cung cấp ñiện cho kho lưu trữ và các thiết bị khác (MCC 10).

� Trạm SS08: Cung cấp ñiện cho công ñoạn nghiền xi măng.

Trạm lấy ñiện trực tiếp 6,3 KV cung cấp cho hai ñộng cơ công suất 7700 KW và

870 KW. Ngoài ra trạm còn ñặt một máy biến áp 630 KVA/6,3/0,4 KV cung cấp ñiện cho kho lưu trữ và các thiết bị ñiện khác (MCC 11).

� Trạm SS09: Cung cấp ñiện cho công ñoạn ñóng bao và silo chứa xi măng cùng các thiết bị khác (MCC 12).

� Trạm SS10: Cấp ñiện cho ñộng cơ phun nước (MCC 13) và kho dầu (MCC 14) nhờ một máy biến áp công suất 1000 KVA/6,3/0,4.

� Trạm SS11: Cung cấp ñiện cho xưởng cơ ñiện của nhà máy nhờ một máy biến áp công suất 630 KVA/6,3/0,4.

� Trạm SS12: Cung cấp ñiện cho trạm ñập sét, kho lưu trữ và quá trình vận chuyển sét cùng các thiết bị khác nhờ một máy biến áp 630 KVA/6,3/0,4 KV (MCC

09).

� Trạm SS13: Cung cấp ñiện cho trung tâm ñiều khiển sản xuất của nhà máy

nhờ một máy biến áp công suất 630 KVA/6,3/0,4 KV.

� Trạm SS14: Cấp ñiện cho cảng xuất sản phẩm và phục vụ vận chuyển ở cảng

(MCC 16).

� Tất cả 14 trạm biến áp trên toàn bộ mặt bằng nhà máy phù hợp cho việc cung

cấp ñiện cho mỗi công ñoạn của quá trình sản xuất.



CHƯƠNG II: TỔNG QUAN HỆ THỐNG THÔNG TIN ðO LƯỜNG VÀ ðIỀU KHIỂN TRONG CÔNG NGHIỆP

Hệ thống thông tin ño lường và ñiều khiển trong công nghiệp là hệ thống thực

hiện nhiều chức năng khác nhau.Các chức năng này ñược tích hợp trong hệ thống

thống nhất nhằm mục ñích hổ trợ,phối hợp thông tin trong toàn hệ thống ñể ñảm bảo cho quá trình ñiều khiển và quản lý sản xuất hiệu quả nhất.

Hệ thống có các chức năng cơ bản sau: � Chức năng ño lường các thông số của ñối tượng ñể nhận biết và ñiều khiển

ñối tượng. � Chức năng kiểm tra các thông số của ñối tượng ñể ñánh giá và cảnh báo hay

ñiều khiển ñối tượng. � Chức năng nhận dạng ñối tượng ñể ñiều khiển hay phân loại sản phẩm.

� Chức năng chẩn ñoán kỹ thuật ñể phất hiện hỏng hóc ñề ra phương án sửa chữa, hay cảnh báo.

� Chức năng ñiều khiển bao gồm:

+ ðiều khiển hiện trường.

+ ðiều khiển giám sát. � Chức năng ñiều hành sản xuất.

+ Tính toán lập kế hoạch sản xuất theo hướng tối ưu hóa � Chức năng truyền thông từ ñối tượng lên máy tính và ngược lại.

� Chức năng quản lý sản xuất ,tính toán kinh tế , lổ lãi , thương mại,v.v... � Chức năng giao tiếp người máy, thông tin ñược ñưa lên màn hình dưới dạng

các trang màn hình, ñồ thị, bảng biểu. �

Trong các hệ thống hiện ñại người ta còn tích hợp một số chức năng khác nữa ñó là: chức năng dự phòng, chức năng thiết kế chức năng bảo mật, lưu trữ v.v...

Như vậy một hệ thống thông tin ño lường và ñiều khiển trong công nghiệp ñảm

nhiệm nhiều nhiệm vụ, ñể thực hiện việc này cần có chương trình tổng thể với kỹ thuật lập trình hiện ñại sử dụng các ngôn ngữ lập trình mạnh.

II.1. HỆ THỐNG CAMAC (1976 -1986)

Hệ thống CAMAC (Computer Application for Meaurement And Control),

máy tính phục vụ cho ño lường và ñiều khiển.

II.1.1. Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống CAMAC



Hệ thống CAMAC do hãng Hewlett Parcard (HP) thiết kế chế tạo vào năm 1976.Và ñược công nhận là một hệ thống tiêu chuẩn quốc tế,ñây là sự tổng hợp ñầu tiên ñược xây dựng.Thông tin từ ñối tượng công nghiệp (ðTCN) ñược tập trung về một máy tính Mini PDP-11 qua modul I/O từ các bộ cảm biến (S).Máy tính sẻ xử lý thông tin ñể ñưa ra màn hình hiển thị (MH),ra máy in (MI),máy ghi từ (băng từ hay ñĩa từ),thông tin ñưa vào bằng bàn phím (BP) hay băng ñục lỗ ...

Hệ thống bao gồm các modul chức năng và các khối ñiều khiển có tất cả 7 tầng mỗi tầng có 24 modul chức năng và 1 khối ñiều khiển có khả năng ghép nối với máy tính thông qua modul chức năng;việc trao ñổi thông tin giữa các khối modul chức năng và các khối ñiều khiển ñược thực hiện nhờ 86 thanh cái song song.

Hình II.1: Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống CAMAC

Kênh dữ kiện ñảm bảo truyền thông tin ñến 24 bit với chu kỳ truyền là 10 6− s. Modul các tầng có thể nối với thiết bị ngoại vi. Trong hệ CAMAC các modul chức năng có thể chia làm 5 nhóm chính: Nhóm 1: Modul vào ra gồm các bộ ADC,DAC,thiết bị thu thập dữ liệu (dưới

dạng tương tự hay số),bộ ñếm ,bộ ñồng bộ ... Nhóm 2: Bao gồm các thiết bị ngoại vi;chỉ thị số ,chỉ thị tương tự ,máy in,màn

hình. Nhóm 3: Các modul ghép nối ,các bộ nhớ từ (băng từ ,ñĩa từ),các máy ñiện báo. Nhóm 4: Các MUX,DEMUX tác ñộng nhanh ,các bộ khuếch ñại,các bộ hạn

chế. Nhóm 5: Các bộ biến ñổi mã từ mã cơ số 2 thành mã BCD,các bộ nhân chia và

phép tính số học.

Nguồn cung cấp của hệ CAMAC cho các tầng là ± 24 V và ± 6 V.

Ghibăng từ

MINI COMPUTER PDO-11

MH

MI

KhốiÐK

ModulChức năng

Modul I/O

S S A A

BP

ÐTCN



II.1.2. Chức năng của hệ thống CAMAC

Hệ thống CAMAC có thể thực hiện các chức năng cơ bản ñó là : ño lường các thông số từ ñối tượng công nghiệp ,giám sát quá trình như kiểm tra tự ñộng , nhận

dạng phân loại sản phẩm , tính toán xử lý thông tin ño và ñiều khiển quá trình sản xuất công nghiệp .Hệ thống còn cài ñặt cả hệ chuẩn ñoán kỹ thuật ñể phát hiện và xử lý sự

cố hư hỏng hay cảnh báo cho người vận hành biết ñể xử lý.

II.1.3 ðặc ñiểm của hệ thống CAMAC CAMAC là hệ thống ño và ñiều khiển tập trung thông tin ño lường ñược truyền

dưới dạng dòng ñiện 4-20 mA qua A/D (trong I/O)dưới dạng số ñược truyền lên máy

tính(máy tính Mini PDP – 11) Ta có thể thấy ngay rằng các Sensor và Actuator chưa ñược thông minh hóa .

Hệ thống theo hướng cấu trúc song song do ñó mà phức tạp và cồng kềnh.

II.1.4.Ưu , nhược ñiểm của hệ thống CAMAC

� Ưu ñiểm: +Cấu trúc gọn gàng;

+Ghép nối với một số lượng lớn các kênh ño; +Có thể ñưa tín hiệu ra ngoài ;

+Có thể liên hệ với tất cả các modul của hệ thống và cùng một lúc có thể thực hiện nhiều kênh;

+Không phụ thuộc vào loại máy tính,có thể lập trình phổ biến ,không phụ thuộc vào nhiệm vụ cụ thể.

� Nhược ñiểm:

+Sử dụng các Sensor không thông minh; +Không quản lý ñược hệ thống lớn, phức tạp, vì thông tin tập trung về một

máy tính rất dẻ bị quá tải; +Hạn chế về số lượng các ñầu vào và ñầu ra;

+Tính ổn ñịnh của hệ thống kém; +Các Actuator cũng chưa ñược thông minh hóa;

+Cấu trúc phức tập cồng kềnh;



II.2. HỆ THỐNG SCADA (1986 – 1992)

II.2.1.Khái niệm chung

SCADA (Supervisory Control Data Acquisition): Hệ thống tự ñộng ñiều khiển giám sát và thu thập quản lý số liệu. Các hệ SCADA ñược thực hiện trên sự phát triển

ứng dụng máy tính , vi ñiều khiển vào ñiều khiển và truyền tin, kết hợp với kỹ thuật ño lường và các Sensor thông minh trong công nghiệp.

SCADA là một công cụ tự ñộng hóa trong công nghiệp dung kỹ thuật vi tính PLC – RTU ñể trợ giúp việc ñiều hành kỹ thuật ở cấp trực ban của sản xuất công

nghiệp từ cấp phân xưởng, xí nghiệp cho tới cấp cao nhất của một công ty. Tùy theo trọng tâm của một nhiệm vụ mà một hệ thống SCADA có những thành

phần khác nhau, nhưng thông thường có ñủ những thành phần sau : - Giao diện : người – máy (sơ ñồ công nghệ, ñồ thị, phím thao tác ).

- Cơ sở hạ tầng truyền thông công nghiệp. - Phần mềm kết nối với các nguồn dữ liệu (Driver cho các PLC, các modul vào

ra, các hệ thống Bus trường). - Cơ sở dữ liệu quá trình.

- Các công nghệ hổ trợ trao ñổi tin tức (Messaging), quản lý sự cố (Alarm), hổ trợ và lập báo cáo (Reporting).

Một hệ thống SCADA có thể thực hiên các công việc sau: - Giám sát và phân tích hoạt ñộng của hệ thống.

- Quản lý quá trình sản xuất. - Giám sát lỗi ñể ñảm bảo chất lượng sản xuất của hệ thống.

II.2.2.Sơ ñồ cấu trúc của hệ thống SCADA

Từ 1986 khi các PLC (Programable Logic Controler, bộ vi ñiều khiển lập trình) xuất hiện thì lập tức ñược ứng dụng ñể chế tạo các hệ thống SCADA. Từ ñối tượng

các Sensor (S) thu thập các tín hiệu ño ñưa vào các Modul I/O ñể vào PLC, các PLC có nhiệm vụ xử lý sơ bộ thông tin ño sau ñó truyền lên máy tính chủ thông qua hệ

thống Profi Bus và từ máy tính chủ thông tin lại ñược truyền về Actuator (A). ðể thực hiện nhiệm vụ ñiều khiển các ñối tượng công nghiệp.Ở trung tâm bố trí

hai máy tính dự phòng cho nhau ñều ñược nối với ProfiBus. Việc truyền thông tin ñược thực hiện bằng chuẩn RS 485, giữa các máy tính là RS 232. Hệ thống ñược thiết

kế sao cho từ máy tính chủ người vận hành có thể can thiệp ñến bất kỳ ñiểm nào trên hiện trường.



Hình II.2: Sơ ñồ cấu trúc hệ thống SCADA

II.2.3.Chức năng của hệ thống SCADA.

Hệ SCADA là hệ thống ñiều khiển tập trung, trong ñó chức năng chính là thu

thập dữ liệu và giám sát, chỉ thực hiện một phần chức năng ñiều khiển. Thu thập từ xa (qua ñường truyền số liệu ) các số liệu về sản xuất và tổ chức việc lưu trữ trong nhiều

loại cơ sở dữ liệu (số liệu lịch sử về sản xuất, sự kiện thao tác về báo ñộng, …). Dùng các cơ sở dữ liệu ñó ñể cung cấp những dịch vụ ñiều khiển - giám sát sản xuất.

� Hiện thị báo cáo tổng kết và quá trình sản xuất. � ðiều khiển từ xa quá trình sản xuất.

� Thực hiện các dịch vụ truyền số liệu trong hệ và ra ngoài. � Khả năng phát triển Driver cho các phần cứng: Thông thường các nhà cung

cấp công cụ phát triển hệ SCADA ñều ñã xây dựng sẵn các Driver cho các PLC thông dụng.

Nghĩa là hệ SCADA ñảm nhân hầu hết các chức năng cơ bản của một hệ thống thông tin ño lường và ñiều khiển trong công nghiệp ñó là: Chức năng ño lường, hiển

Hiện trường

PLC 1 PLC 2 PLC n

I/O

PC PC MI MI

BP Profi BUS

BP

S

I/O I/O

A S A S A

Internet



thị, lưu giữ số liệu ño; chức năng kiểm tra tự ñộng, giám sát; chức năng nhận dạng phân loại sản phẩm ; chức năng chẩn ñoán kỹ thuật; chức năng ñiều khiển quá trình.

Ngoài ra hệ còn có thể truyền số liệu ra ngoài thông qua Ethenet. Về chức năng dự phòng chỉ có các máy chủ ñược dự phòng còn các PLC,T/O

Modul ñều không có dự phòng do ñó mà giảm ñộ tin cậy của hệ thống.

II.2.4.ðặc ñiểm của hệ thống SCADA

Hệ thống SCADA cho phép biểu diễn hệ thống thực hiên trên máy tính ñể quan sát trạng thái hiện thời và ghi lại các thông tin về hoạt ñộng của hệ thống, nhờ ñó mà

người vận hành có thể xác ñịnh ñược vị trí xảy ra sự cố. Không những thế các hệ SCADA hiện ñại còn có khả năng chẩn ñoán sự cố và có cách khắc phục trên cơ sở

các số liệu thu thập ñược. Từ ñó, hệ thống SCADA có một số ñặc ñiểm sau:

� Công nghệ SCADA cho phép thu thập dữ liệu từ nhiều thiết bị khác nhau từ xa và ñưa một số lệnh ñiều khiển cho các thiết bị từ xa ñó.

� Về giao thức: Hệ SCADA là hệ ñiều khiển giám sát có giao thức truyền thông mở, Modbus hoặc tự ñịnh nghĩa giao thức truyền thông với các PLC.

� Tính linh hoạt: Hệ SCADA là một hệ thống có ñộ linh hoạt cao. Cho phép kết nối nhiều server với các bộ ñiều khiển khác nhau mỗi Data server có thể có một

cấu trúc cơ sở dữ liệu khác nhau và có nhiệm vụ giám sát với một số biến nhất dịnh. � Khả năng dự phòng: Do nhiệm vụ chính của SCADA ko phải là ñiều khiển

toàn hệ thống mà chỉ tập trung giám sát, nên yêu cầu về khả năng dự phòng là không cao, thông thường chỉ có dự phòng ở cấp trên cùng – máy tính chủ PC.

� Hiển thị cảnh báo: Hiển thị các giá trị, tín hiệu cảnh báo, báo ñộng. ðây chính là tín hiệu về giá trị giới hạn và các trạng thái của thiết bị.

ðặc ñiểm nổi bật nhất của hệ thống SCADA là hệ thống tập trung, vì vậy khả

năng quản lý hệ thống lớn là rất hạn chế, chỉ phù hợp với các ñối tượng vừa và nhỏ trong công nghiệp.

II.2.5.Ưu nhược ñiểm của hệ thông SCADA

� Ưu ñiểm:

+ Cấu trúc phần cứng của hệ SCADA ñơn giản, giá thành rẻ. + Các thiết bị phần cứng có thể ñược cung cấp từ nhiều nhà cung cấp khác

nhau. + Có thể vận hành hệ thống từ máy ñiều khiển trung tâm.

+ Quản lý ñược hệ thống vừa và nhỏ (nhỏ hơn 100 ñiểm). + Sử dụng các sensor thông minh trong công nghiệp.



� Nhược ñiểm: + Hệ SCADA là hệ thống tập trung nên không quản lý ñược những hệ

thống lớn, phức tạp vì quá tải. + Không có phần mềm chuyên dụng phục vụ cho dự phòng.

+ Khả năng cho phép mở rộng các ñiểm ño và ñiều khiển là rất khó khăn. + Tính ổn ñịnh của hệ thống không cao.

+ Chỉ quản lý ñược những hệ thống nhỏ (dưới 100 ñiểm ño). Tuy nhiên ngày nay trong công nghiệp có những hệ thống ñòi hỏi mức ñộ tập

trung cao.

II.3. HỆ THỐNG DCS (1992 – 2002)

II.3.1. Khái niệm chung.

Hệ thống ñiều khiển phân tán ñược hiểu như là hệ thống dựa trên các phần cứng và phần mềm ñiều khiển và thu thập dữ liệu trên cơ sở một ñường truyền thông tin tốc

ñộ cao, các module ñược phân tán và tổ chức theo một cấu trúc nhất ñịnh với một chức năng nhiệm vụ riêng. Các thiết bị giao tiếp trên ñường truyền tốc ñộ cao này cho phép

ghép nối dễ dàng với các thiết bị ngoại vi khác như PLC, các máy tính ñiều khiển giám sát.

Giống như tên gọi về hệ thống ñiều khiển phân tán - Distributed Control System, các chức năng ñiều khiển ñược phân bố khắp hệ thống ñể thay cho việc xử lý

tập trung trên một máy tính ñơn lẻ. Một hệ thống DCS tiêu biểu có các trạm ñiều khiển hoạt ñộng ñộc lập và ñiều khiển từng bộ phận chuyên dụng của nhà máy. Hơn nữa,

trong hệ thống có một vài trạm ñiều hành ñể giám sát các dữ liệu trong các trạm ñiều khiển, cung cấp các giao diện ñồ họa và cho phép người vận hành thực hiện các thay

ñổi một cách dễ dàng.

ðây là một mô tả mở rộng về một hệ thống DCS nhưng mô tả này cũng phù hợp với một hệ thống gồm các PLC và các PC với các phần mềm giám sát vận hành.

ðiều này dẫn ta tới một ñịnh nghĩa quan trọng thứ hai của hệ thống DCS. Một hệ thống DCS là một hệ thống tích hợp ñầy ñủ với một hệ cơ sở dữ liệu toàn cục. Không

giống như các hệ thống dựa trên PLC, ta không thể sử dụng các bộ ñiều khiển khác nhau và các trạm ñiều hành từ những nhà cung cấp khác nhau rồi kết hợp chúng lại với

nhau. Một hệ thống DCS là một hệ thống hoàn chỉnh, trong ñó việc truyền thông, trao ñổi dữ liệu giữa các bộ phận của hệ sẽ không ñược thể hiện ñối với người dùng. Ngoài

ra, nếu một ñiểm (hoặc khối chức năng) ñược tạo ra trong một bộ ñiều khiển thì sau ñó, toàn bộ hệ thống sẽ nhận biết nó. Tức là không cần phải tạo một cơ sở dữ liệu

riêng trong trạm ñiều hành ñể phù hợp với dữ liệu trong các bộ ñiều khiển vì thông tin ñã ñược tự ñộng tạo ra trong toàn bộ hệ thống.



II.3.2.Sơ ñồ cấu trúc hệ thống DCS

Hình II.3: Sơ ñồ cấu trúc hệ thống DCS

Trong sơ ñồ bao gồm :

� Trạm vận hành trung tâm ICS (Information and Command Station): Gồm

máy tính (PC) và các thiết bị phụ trợ khác, có chức năng hiện thị các thông tin về dây

chuyền, cho phép ñiều khiển dây chuyền từ máy tính này. Trong ñó, giao thức người –

máy HIS (Human Interface Station) ñược sử dụng chủ yếu cho việc vận hành và giám

sát: Theo dõi sự thay ñổi các thông số của quá trình, các giá trị ñiều khiển và ñưa ra

các báo cáo khi cần thiết ñể người vận hành có thể nhanh chóng nắm bắt trạng thái vận

hành của quá trình sản xuất.

� Trạm ñiều khiển hiện trường FCS (Field Control Station), gồm hai CPU

(trong ñó có một bộ ñể dự phòng ) và các modul vào ra. Các trạm ñiều khiển hiện trường là trung tâm của hệ thống ñiều khiển, là thiết bị cần thiết cho nhà máy làm việc

liên tục do FCS xử lý các chức năng ñiều khiển quá trình liên tục hay theo nhóm trong hệ thống. Các trạm FCS sử dụng các giao diện truyền thông ñể kết nối hệ thống với

các thiết bị như hệ thu thập dữ liệu (DAQ) hay các Sensor và Atuator. Về chế ñộ dự

FCS

1

CPU

com.

I/O modul

chính CPU

com.

I/O modul

Dự phòng

Profi BUS

DAQ UT

s s s s A A Hiện trường công ñoạn 1

PC

HIS1

M1

BP

ICS

PC

HIS2

M1

BP

FCS

n

CPU

com.

I/O modul

CPU

com.

I/O modul

chính

Profi BUS

DAQ UT

Hiện trường công ñoạn n

Internet

Control BUS

s s A A s s

ICS

chính

Dự phòng

Dự phòng



phòng, mỗi CPU cùng thực hiện một quá trình tính toán và kết quả sẽ so sánh với nhau qua bộ so sánh. Nếu kết quả tính toán giống nhau thì bản mạch sẽ hoạt ñộng bình

thường, kết quả sẽ ñược gủi tới bộ nhớ và card giao diện Bus. Bộ nhớ chính: sử dụng mã sửa sai ñể thay ñổi nhanh chóng các bit bị sai trong quá trình truyền dữ liệu. Nếu

kết quả tính toán khác nhau, bộ so sánh sẽ ñặt card CPU bị bất thường và chuyển sang card CPU dự phòng.

Như vậy, bộ dự phòng sẽ thực hiện một quá trình tính toán tương tự như trong bộ hiện hành và khi ñược chuyển sang trạng thai làm việc thì kết quả tính toán sẽ ñược

truyền tới bộ nhớ và card giao diện bus mà không có sự gián ñoạn trong ñiều khiển. Nếu một lỗi trong trong CPU bất thường ñược phát hiện thì hệ chẩn ñoán kỹ thuật sẽ

kiểm tra phần cứng CPU. Nếu không có lỗi phần cứng thì lỗi này ñược coi là lỗi tức thời và card CPU sẽ ñược chuyển từ trạng thái bất thường sang dự phòng.

Các modul vào/ra nhận tín hiệu trực tiếp từ hiện trường và ñưa ra quyết ñịnh ñiều khiển. Các modul vào chuyển ñổi tín hiệu vào thành các dạng dữ liệu số qua A/D

trong FCS. Các modul ra chuyển ñổi các dạng tín hiệu này thành các tín hiệu tương tự qua D/A hoặc tín hiệu relay. Các modul truyền thông (có cổng COM nối RS 485 ) sẽ

ghép nối mạng với các thiết bị có ghép nối với RS 485 như UT (Unit Transmiter) mà các thiết bị này chỉ có chức năng hiển thị thông tin hoặc DAQ.

� Thiết bị tại hiện trường gồm các sensor ño lường, các cơ cấu chấp hành (Actuator), các bộ chỉ thị cảnh báo, ñiều khiển, các bộ chuyển ñổi chuẩn hóa

(Transduser), hay một hệ thống thu thập dữ liệu DAQ. Như vậy trong hệ thống DCS luôn có dự phòng, các thiết bị dự phòng bao

gồm: máy tính chủ (PC),máy tính công nghiệp CPU, các Modul vào/ra (I/O modul), và các bộ nguồn, ñảm bảo cho hệ thống luôn làm việc ổn ñịnhkhông phải dừng máy khi

hỏng hóc nhờ vậy mà tăng ñược năng suất và chất lượng sản phẩm ñầu ra.

II.3.3. Chức năng của hệ thống DCS

Cũng như hệ thống SCADA, hệ thống DCS cũng có những chức năng cơ bản

và các chức năng phát triển ñó là: - Chức năng ño lường các thông số của ñối tượng công nghiệp, hiện thị và lưu

trữ số số liệu ño. - Chức năng ñiều khiển bao gồm:

+ ðiều khiển quá trình; + ðiều khiển logic (logic rõ và logic mờ);

+ ðiều khiển trình tự. - Chức năng nhận dạng ñể ñiều khiển và ñể phân loại sản phẩm.

- Chức năng chẩn ñoán kỹ thuật ñể phát hiện hỏng hóc, phục vụ cho dự phòng và sủa chữa thay thế (xử lý sự cố).



- Chức năng dự phòng (cẩ phần cứng à phần mềm). - Chức năng bảo toàn hệ thống (System Safety).

- Chức năng tổ chức theo hướng tối ưu hóa (tốn ít nguyên liệu, nhiên liệu nhất), lập kế hoạch sản xuất v.v…

Hệ thống có chứa các trạm kỹ thuật (EWS – Engineering Work Station)thực hiện các chức năng nhưi thiết kế, ñịnh nghĩa các thiết bị kết nối trong hệ thống. EWS

thực hiện chức năng phân vùng quản lý hệ thống. Máy tính thực hiện chức năng của EWS có thể dung chung với trạm vận hành. Thực chất khi cần mở rộng hệ thống thì

trạm EWS chính là công cụ ñắc lực ñể thực hiện. - Chức năng giao diện người – máy (HMI – Human Interface Station). Chức

năng này do trạm vận hành (OS – Operating Station) thực hiện bao gồm máy tính cá nhân PC, màn hình, bàn phím chuyên dụng, có khả năng hiển thị các thông tin của hệ

thống dưới dạng các trang màn hình. - Thế mạnh của hệ DCS là khả năng xử lý dữ liệu tương tự và thực hiện các

trình tự phức tạp (ñiều khiển trình tự) và tối ưu hóa các quá trình (ñiều khiển quá trình).

II.3.4.ðặc ñiểm của hệ thống DCS

Hệ thống DCS có cấu trúc phân tán nên có các ñặc ñiểm sau:

� Hiện trường ñược tách nhiều công ñoạn mỗi công ñoạn do một CPU ñảm nhận.Các CPU này hoạt ñộng ñộc lập nhau, kết quả ñược báo cáo lên máy tính chủ

(PC) do ñó mà hạn chế ñược việc tắc nghẽn thông tin cũng như xung ñột thông tin như ở hệ SCADA (hệ tập trung).

� Do có cấu trúc phân tán mà hệ DCS có thể quản lý ñược ñối tượng công nghiệp lớn, phức tạp.

� DCS cho phép thay ñổi chương trình mà không làm gián ñoạn việc ñiều

khiển hệ thống. � DCS cho phép biểu diển toàn bộ quá trình, thiết bị trong nhà máy thông qua

các ñối tượng ñồ họa và các giao thức ñiều khiển. � DCS có tính mở:

+ Hệ DCS ñược thiết kế theo tiêu chuẩn quốc tế (theo chuẩn mực của hệ thống mở OSI) cho nên có thể thay thế thiết bị của bất kỳ hãng nào khi cần thiết .

+ Có khả năng mở rộng khi có ñầu tư mà không cần thay ñổi cấu trúc ñã thiết kế trước ñó (cả phần cứng lẩn phần mềm).

+ Có thể kết nối với các hệ khác như : SubDCS, SCADA hay Ethenet và Internet v.v… ñể trao ñổi thông tin, kinh nghiệm vận hành khi cần thiết.



II.3.5. Ưu, nhược ñiểm của hệ thống DCS � Ưu ñiểm: + Giao diện tiện lợi. Các chức năng dự phòng linh hoạt.

+ Có khả năng ñáp ứng nhanh, tốc ñộ truyền thông tin cao. + Có thể kết nối với Ethenet, Internet và dễ kết nối với các hệ thống khác như

các hệ SCADA, SubDCS… + Tính ổn ñịnh của hệ thống cao.

+ Có dự phòng (cả phần cứng lẫn phần mềm) do vậy ñộ tin cậy của hệ thống rất cao.

+ Có tính bảo mật tốt. + Hệ thống có tính mở nên rất linh hoạt, ñặc biệt là khi cần mở rộng rất dễ

dàng. + Có chương trình chuyên dụng cho vận hành.

+ Giao diện rõ ràng, dễ hiểu, tiện lợi cho người vận hành. + Thích hợp cho các hệ thống lớn, phức tạp (các dây chuyền sản xuấtlớn).

+ Có khả năng mở và tích hợp cao: Có thể thay thế thiết bị của bất kỳ hãng nào hoặc mở rộng, nâng cấp khi có ñiều kiện, kết nối với mạng máy tính toàn cầu…

+ Truy cập dữ liệu sử dụng các tagname: Tagname là một tên gọi bất kỳ ñược dịnh nghĩa bởi người sử dụng, ñược áp dụng cho các khối chức năng và các ñiểm

I/Otrong trạm ñiều khiển. Do vậy người vận hành theo dõi hệ thống có thể truy cập tới bất kỳ một ñối tượng nào trong hệ thống thông qua các tagname.

� Nhược ñiểm: + Chưa có quản lý sản xuất và quản lý kinh tế hoàn chỉnh.

+ Kết cấu của hệ thống phức tạp. + Hệ DCS chỉ thích hợp cho các hệ thống lớn.

+ Không phù hợp với các hệ thống vừa và nhỏ, vì giá thành quá cao.

II.4. HỆ THỐNG THÔNG TIN TÍCH HỢP (2002 – ðẾN NAY). HỆ THỐNG IIS

(INTEGATED INFORMATION SYSTEM )

Vào năm 1998, tại hội nghị khoa học thế giới về tự ñộng hóa tổ chức tại Nhật Bản ñã ñua ra ý tưởng xây dựng một hệ thống tích hợp thông tin.Trong hệ thống này

sẽ tích hợp tất cả các loại thông tin bao gồm: � Thông tin ño lường ñiều khiển các ñối tượng trong công nghiệp.

� Thông tin về hoạt ñộng của các dây chuyền công nghiệp. � Thông tin về quá trình ñiều hành sản xuất.

� Thông tin về kinh tế. � Thông tin về năng lực của nhà máy.



� Thông tin về giao dich thương mại v.v…

ðến năm 2002, một hệ thống như vậy ñã ra ñời, hệ IIT (Industrial Information Technogy) của hãng ABB. ðến năm 2005 nó nhận ñược giải thưởng quốc tế do những

tính năng nổi trội của nó.

� Về mặt cấu trúc của hệ thống không khác mấy so với hệ DCS, cũng có những ñặc ñiểm như hệ phân tán, tính năng mở cho các CPU mạnh (Ví dụ như AC

800). � Về mặt chức năng: Ngoài chức năng ñiều khiển (ñiều khiển quá trình, ñiều

khiển logic, ñiều khiển trình tự), chức năng giám sát như hệ DCS, hệ thống còn ñảm nhận chức năng ñiều hành sản xuất ñó là:

+ Quản lý kinh tế cấp công ty: theo dõi ñánh giá kết quả sản xuất trong toàn

công ty. + Lập kế hoạch sản xuất dựa vào tình trạng thiết bị, ñầu vào, ñầu ra sản phẩm.

+ Tính toán tổ chức theo hướng tối ưu hóa. + Tính toán kinh tế:

* Thống kê số liệu về sản xuất kinh doanh, tổng chi phí, nguyên liệu, nhiên liệu, chí phí tiền lương công nhân, các chi phí khác.

* Tính toán giá thành sản phẩm ñầu ra. * Tính toán lỗ lãi cho từng ngày.

* Xử lý ñơn ñặt hang, giao dịch thương mại. * Quản lý kho tàng.

+ Hoạch ñịnh tài nguyên của công ty về : * Tài chính.

* Nhân lực sản xuất.

* Vật tư nguyên liệu v.v… + Dự báo về sự phát triển hay suy thoái của sản xuất ñể ñua ra những chiến

lược thích ứng cho từng tháng, từng quý hay từng năm v.v… Phải nói rằng hệ thống IIS là hệ thống hoàn chỉnh, ngày càng ñóng vai trò quan

trọng trong sản xuất và kinh doanh trong các xí nghiệp công nghiệp. Như vậy hệ IIS là hệ thống ñiều khiển tích hợp có tính năng vượt trội so với

các hệ khác, nó ñược phát triển dựa trên sự kế thừa của hệ DCS, khắc phục ñược những nhược ñiểm của hệ DCS về quản lý sản xuất và kinh tế. Tuy nhiên, nó là hệ

thống có giá thành cao. Dưới ñây ta sẽ khảo sát kỹ hơn về hệ thống IIS, ñó là hệ IIT của hãng ABB

ñược thiết kế theo hướng này.



II.4.1. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG THỐNG TIN CÔNG NGHIỆP IIT (INDUSTRIAL INFORMATION TECHNOLOGY)

IIT – Industrial Information Technology, một quan ñiểm mới của hãng ABB

ñưa ra khi xây dựng mạng máy tính công nghiệp. ðó là hệ thống thông tin tích hợp IIS (Integrated Information System ).

IIT là một giải pháp do ABB ñưa ra nhằm ñưa công nghệ thông tin vào sâu trong lĩnh vực tự ñộng hóa, ño lường và ñiều khiển, nơi mà từ trước ñến nay vẫn là

mảnh ñất ñộc quyền của các chuẩn công nghiệp. IIT là một giải pháp mang tính tổng thể về nhiều khía cạnh: tích hợp thông tin,

sự tiện lợi cho người sử dụng, an toàn hệ thống, vận hành có dự phòng … Cũng như các hệ thống công nghiệp khác, IIT ñược chia thành 4 cấp: cấp hiện trường, cấp ñiều

khiển, cấp mạng công ty và cấp liên mạng giữa các chi nhánh thông qua mạng Intranet hoặc Internet.

Hình II.5: Sơ ñồ tổng thể chung của IIT



II.4.1.1.Cấu trúc phần cứng. Cấp hiện trường – Các thiết bị vào/ra phân tán. Các thiết bị vào/ra phân tán bao gồm các thiết bị như Sensor, Actuator… nằm

tại hiện trường. Chúng thực hiện chức năng của các thiết bị ở cấp chấp hành. Trong các hệ thống mạng ngày nay, các thiết bị ở hiện trường phần lớn là các thiết bị thông

minh có khả năng giao tiếp theo các giao thức công nghiệp, tức là tuân theo các hệ thống Bus trường (Fieldbus),khi xây dựng hệ thống fieldbus cho giải pháp IIT, ABB

ñã ñặt ra các yêu cầu sau : � Hệ thống phải dễ sử dụng, tích hợp mềm dẻo.

� Là hệ thống mở, tức là phải hổ trợ các giao thức công nghiệp ñược chấp nhận như: Profibus, Foundation Fieldbus, …

� Thay ñổi cấu hình không ảnh hưởng ñến các thành phần ñang chạy và hệ thống có dự phòng ở những nơi cần thiết.

� Tích hợp thông tin tốt, có thể truy cập vào mọi loại thông tin ở bất cứ ñâu và dữ liệu phải ñược thể hiện ở dạng gần gủi với người sử dụng.

� Rõ ràng các thiết bị hiện trường tham gia trong mạng truyền thông ñều là các thiết bị có cài ñặt vi xử lý hoặc vi ñiều khiển nhằm sử dụng các giao thức truyền

thông, thông minh hóa thiết bị ño và nhiều chức năng khác nữa.

Kiến trúc Fieldbus làm biến mất dần các I/O vào ra, các thiết bị thông minh hơn, có thể nối thẳng với ñường bus, từ bộ ñiều khiển ñến tất cả các Sensor; thiết bị

chấp hành chỉ cần một ñường bus, thuận lợi cho ñiều khiển phân tán, giảm ñược lượng dây, có thể truy xuất dữ liệu quá trình, cấu hình và chẩn ñoán trạng thai từ xa.

Fieldbus của IIT hổ trợ tất cả các tính năng cho thiết bị HART, bên cạnh ñó Fieldbus còn quản lý thiết bị bằng Process Portal A (phần mềm) thông qua các thông

ñiệp chẩn ñoán và bổ sung các giá trị ño.

Không những thế, ñể ñảm bảo hệ thống vận hành tin cậy IIT thiết kế dự phòng ở tất cả các cấp của Fieldbus.

Ta có thể thấy từ trạm vận hành, giám sát ñã có sự dự phòng, cho nên các ñường bus và các thiết bị chấp hành. Riêng bộ ñiều khiển ta chỉ thể hiện một bộ vì bản

thân trong bộ ñiều khiển ñó ñã thiết kế hai CPU trong ñó một CPU luôn chạy và một CPU ở trạng thai chờ, sẵn sang hoạt ñộng khi CPU kia có sự cố.

Không những ñược thiết kế có dự phòng mà Fieldbus của IIT ñược thiết kế ngay từ ñầu ñã mang tính mở. ðiều ñó thể hiện ở chổ: ta có thể sử dụng cả Profibus,

Foundation Fieldbus và trực tiếp cả các thiết bị HART. ðây là một trong những tính năng ñặc biệt mà các hệ thống khác không có

ñược.



Một tính năng mà ABB Fieldbus cung cấp cho các tiến trình công nghiệp dung mạng máy tính công nghiệp:

� Tính tích hợp thông tin: Ta có thể truy cập vào các thiết bị trường ñể cấu hình hoặc chẩn ñoán,… từ trạm vận hành (Operator Workplace).Từ ñó ta có thể tăng

tốc ñộ ñịnh vị lỗi và giảm thiểu thời gian chết khi có sự cố. � Quản lý kinh tế cao: Quản lý tài nguyên, thiết bị một cách tối ưu, cung cấp

ñầy ñủ các tính năng cho phù hợp nhất với thiết bị. � Tính toán kinh tế, lỗ lãi, thương mại ñiện tử, lập kế hoạch sản xuất …

� Hệ thống có tính năng mở: Có thể áp dụng cho từng vùng, từng ứng dụng với các ñặc thù khác nhau.

+ Có thể thay thế thiết bị của các hang khi cần thiết. + Có thể mở rộng hệ thống khi có ñầu tư.

+ Có thể nối mạng với các hệ thống khác và Internet ñể trao ñổi thông tin.

Cấp ñiều khiển, ñiều khiển giám sát và liên mạng công ty.

Trong các cấp cao hơn này, IIT sử dụng bộ giao thức TCP/IP nhằm tận dụng tối ña khả năng của nó. Như vậy có thể thấy rỏ cấu trúc của họ giao thức TCP/IP có

vai trò quan trọng như thế nào trong mạng máy tính công nghiệp. Client/Server Network: Mô hình Client/Server là phần quan trọng của hệ thống

tự ñộng hóa và ñược ABB trang bị cho tổ chức mạng của mình. Mạng nội bộ nhà máy là mạng mà do người dung có thể tự do lựa chọn. Cũng có thể hiểu Client/Server

Network nằm dưới quyền quản lý của những người nắm bắt ñược hệ thống tự ñộng hóa trong khi mạng nội bộ nhà máy nằm dưới quyền ñiều khiển của phòng tích hợp.

ðiểm nổi bật mang tích then chốt của Client/Server Network và mạng nội bộ nhà máy là các Nodes (PCs) trên nó có khả năng truy cập ñến tất cả các dịch vụ trong

hệ thống. Mô hình Client/Server Network là mạng mà chúng ta mong muốn tất cả các

người sử dụng cuối ở Workplaces ñược ñặt chổ.

II.4.1.2. Phần mềm trong hệ IIT của ABB

IIT ñược xây dựng trên cơ sở mong muốn mang lại hiệu quả và lợi ích tối ña cho người dùng. ðể thỏa mãn ñiều này, kiến trúc của mạng IIT cho phép người dung

có thể truy cập thông tin cần thiêt ở bất cứ ñâu, bất cứ lúc nào. Ở một cấp ñộ quản lý cao hơn, người sủ dụng cần có một công cụ nào ñó ñể giữ

lại tất cả thông tin về các mẫu của ñối tượng và thực thể khác nhau. Ví dụ như các quá trình mô phỏng, quá trình ñiều khiển, bảo dưởng, chi phí vận hành, trạng thái chất

lượng của thiết bị, Object từ các ñối tượng thực. Aspect Object như một ñối tượng ảo nhưng mang ñầy ñủ tính năng của một ñối tượng thực và tham chiếu ñến ñối tượng



thực. Nhờ có các Aspect mà ta có thể thống nhất phương pháp tiếp cận ñối tượng ñể xem và lưu trữ dữ liệu không phụ thuộc vào thiết bị ñó thuộc hãng nào. Cũng nhờ có

Aspect Ọbject mà ta có thể tích hợp rất nhiều công cụ ñể hổ trợ mô phỏng, lập báo cáo,vẽ biểu ñồ, …

Và thực tế Aspect ñược thực hiện bằng cách tạo thư viện và do ñó ta có thể xây dựng các thiết bị giống nhau một cách rất nhanh chóng. ðặc biệt khi nhân bản có gì

cần ñiều chỉnh, ta không nhất thiết phải ñiều chỉnh ở tất cả các ñối tượng, mà chỉ cần ñiều chỉnh ở ñối tượng góc (lưu trong thư viện). Những thay ñổi ñó sẽ ñược cập nhật

cho tất cả các ñối tượng. � Cấu trúc phần mềm: Hai gói phần mềm chính ñược sử dụng là Process

Portal và Control IT.Ta sẽ xét hai gói phần mềm này: + Process Portal: ðược dùng ñể thiết kế trên các máy tính ñiều khiển giám sát

với chức năng thu thập, xử lý thông tin, lưu trữ, quản lý và thực hiện chức năng giao diện người/máy…

Process Portal là một giao diện (HSI) Human – System với ñầy ñủ các ñặc trưng, ñược thiết kế nhằm tạo ñiều kiện và trợ giúp việc ñiều khiển, giám sát, sửa chữa

và hổ trợ các quy trình và việc quản lý xí nghiệp. Process Portal ñược thiết kế ñể chạy trên nền Windows 2000 kết nối với công nghệ web browser sử dụng Microsoft

Internet Explorer và Active X Controls. Process Portal với cơ sở thiết kế dựa trên công nghệ tiêu chuẩn cung cấp một

thông tin giao diện thống nhất với Windows từ một vị trí cài ñặt. Nơi làm việc hổ trợ cho người sử dụng, sự ñiều hướng nhạy cảm về trực giác với các chương trình ñơn

giúp họ có thể tập trung vào các chức năng quản lý và hoạt ñộng hiên thời, theo các luồng thông tin qua hệ thống, thiết bị, hệ thống ñiều khiển quá trình và toàn bộ xí

nghiệp. Process Portal cung cấp một giao diện ñồ họa cho người sử dụng công cụ phân

tích, lựa chọn dữ liệu xử lý và cất giữ, một hệ thống quản lý cảnh báo tiên tiến và

Historian toàn diện. + Control IT: ðược dùng ñể xây dựng phần mềm trên các bộ ñiều khiển, chúng

thực hiện các chức năng như: ñiều khiển logic, ñiều khiển cơ sở, tổng hợp dữ liệu … Phần mềm ñiều khiển bao gồm một thư viện lớn các thiết bị ñiều khiển, từ các

cổng AND tới các bộ PID. Các khối chức năng ñiều khiển như các ñộng cơ, các van … Ta cũng có thể ñịnh nghĩa các khối ñiều khiển của riêng mình. Phần mềm ñiều

khiển này cung cấp các công cụ thiết kế kỹ thuật bao gồm năm ngôn ngữ lập trình theo chuẩn IEC 61131 – 3 (sơ ñồ khối chức năng, Text cấu trúc, sơ ñồ hình thang, ñồ thị

chức năng tuần tự SFC và danh sách cấu trúc), cộng với ngôn ngữ module ñiều khiển sức mạnh của ABB.



CHƯƠNG III: GIỚI THIỆU VỀ HỆ INDUSTRIALIT TẠI NHÀ MÁY

XI MĂNG COSECO SÔNG GIANH

III.1. CẤU TRÚC CHUNG

III.1.1. GIỚI THIỆU CHUNG

Với kinh nghiệm của ABB trong nghành công nghiệp xi măng từ năm 1975, và với danh tiếng là nhà cung cấp hàng ñầu về công nghệ và giải pháp tự ñộng, ABB

với công nghệ IT trong công nghiệp cung cấp nhu yếu phẩm cơ sở ñể thoả mãn ñòi hỏi khắt khe của các quy trình trong các dây chuyền ñang sử dụng, các nhà máy ñang xây

dựng và thế giới thương mại. Hệ thống máy tính với nền tảng thương mại và các truy vấn thường xuyên của

PLC ñối với DCS, ñã ñược tích hợp thành một khối thống nhất với công nghệ IT công nghiệp của ABB. Hệ thống này ñã vượt qua biên giới của truyền thống và kết hợp các

chức năng thời gian thực với các chức năng thương mại giao dịch. Sự kết hợp các dây chuyền sản xuất chính chủ với các sản phẩm của nhà cung cấp thứ ba, sự tương thích

của cấu trúc thông tin ñối với thành phần có thực của hệ thống, sự kết hợp các luồng

thông tin và sử dụng công nghệ thông tin là một thách thức ñối với các nhà cung cấp

hệ thống tự ñộng. Tuy nhiên thách thức này ñã giải quyết với công nghệ của ABB và nó mở ra một cái nhìn mới trong lĩnh vực tự ñộng.

Sự kết hợp hoàn toàn với IIT cho phép truy cập với ñiều khiển bất kì một thiết bị nào trong quá trình sản xuất bao gồm các trạm phân xưởng, quá trình phân phối

năng lượng, các tủ MCC, máy phát ñiện, hệ thống truyền ñộng, hệ thống các thông tin, hệ thống giám sát, các hệ thống phụ thuộc của các nhà cung cấp phụ, hệ thống chất

lượng, hệ thống quản lý sản xuất, hệ thống chuyên gia, hệ thống tối ưu, hệ thống kinh doanh, thương mại ... Nó còn hỗ trợ và tích hợp hoàn hảo với các công nghệ tiêu chuẩn

công nghiệp như TCP/IT, OPC, Profibus ... Nền tảng của hệ tự ñộng của Xi măng Sông Gianh là một mạng ñiều khiển sử

dụng giao thức TCP/IP dự phòng và một mạng nhà máy TCP/IP dự phòng, sử dụng

các bộ ñiều khiển AC800M và hệ thống S800 I/O. Các ñơn vị I/O ñược ñặt trong các trung tâm thiết bị ngoại vi ở xa, ñược nối thông qua các hệ thống Profibus quang và

ñiện. Mạng nhà máy dự phòng ñược nối với hệ thống ABB IMS có sẵn (hệ thống quản lý thông tin xi măng), tới các server ñấu nối kép cũng như là các server cục bộ dự

phòng. Kiến trúc mạng hoàn chỉnh ñược ABB thiết kế, sử dụng các bộ chuyển mạch Fast Ethernet với ñường tên là cáp FX.

Với hệ thống ñiều khiển phân tán mới, nhà máy ñã ñược trang bị một nền tảng mà nó có thể cho phép hệ thống vận hành và bảo dưỡng một cách tối ưu. IIT gọi ñó là

công nghệ ñối tượng và aspect (diện mạo) trong thực tiễn.



ABB cùng với IIT cung cấp một bộ hoàn chỉnh các Aspects (Diện mao) với mỗi ðối tượng (objects) trong nhà máy, có thể là một bộ cảm biến, vòng ñiều khiển, ñộng

cơ, bộ truyền ñộng, máy biến áp và các trạm phân xưởng. Mỗi ñối tượng trong nhà máy ñược phản ánh bằng một ngân hàng dữ liệu và ñược ñịnh nghĩa với một ñối tượng

ảo mà ñối tượng này có thể ñược truy cập từ rất nhiều các aspect ảo. ðiều ñó có nghĩa chỉ cần một hoạt ñộng ấn nút ñơn giản, người sử dụng có thể truy cập các aspect ñiều

khiển truyền thông như là ñồ hoạ quá trình, các chương trình ñiều khiển, dữ liệu mô phỏng, sơ ñồ vòng lặp ... cũng như nhiều aspect khác mà khách hàng muốn gắn vào

trong ñối tượng như các chỉ dẫn, thuộc tính hệ thống, hồ sơ bảo dưỡng, ñịa chỉ internet, dữ liệu nhà cung cấp và các ñặc tính kỹ thuật, danh sách các bộ phận... Danh

sách này có thể lên tới vô hạn. Có thể dễ dàng thấy rằng, trong trường hợp sự cố, người vận hành hay ñội bảo

dưỡng có thể nhanh chóng lần ra dấu vết hỏng hóc, tìm thấy các vấn ñề cụ thể liên quan, liên lạc với tài liệu chỉ dẫn bảo dưỡng của nhà sản xuất hoặc ñặt hàng trực tuyến

từng phần và do ñó giải quyết vấn ñề một cách hiệu quả. Ngoài ra, IIT và các Object (ñối tượng) và các Aspect, không chỉ tích hợp thông

tin trong hệ thống hoặc trong phạm vi cung cấp của ABB, mà còn tích hợp các ứng dụng của các nhà cung cấp phụ, cung cấp một bệ phóng cho các hệ thống phần mềm

ñộc lập ngoại vi. Khi một số lượng lớn dữ liệu ñược sử dụng và biểu thị cho người sử dụng, công

việc tìm kiếm trở thành một vấn ñề quan trọng. Công cụ tìm kiếm rõ ràng và hiệu quả trong hệ thống ñược cung cấp bởi ABB’s IIT Plant Explorer. Tiện ích mạnh này, rất

giống với Microsoft Windows ExplorerTM, biểu thị cho người sử dụng rât nhiều ñối tượng và aspect của nó trong một cấu trúc hình cây. Cấu trúc hình cây có thể ñược

biểu thị trong nhiều cấp như là cấu trúc chức năng, có các chức năng quá trình theo sau, hoặc cây aspect khác cho cấu trúc vị trí, nhóm các ñối tượng bằng vị trí ñịa lý

cũng như là các cây aspect cho cấu trúc ñiều khiển, nhóm theo thứ tự của chương trình

ứng dụng.

Toàn bộ quá trình sản xuất của nhà máy ñược thực hiện tự ñộng hoá ở mức ñộ cao và

ñiều khiển tập trung CCR (central control room) ñể kiểm soát toàn bộ hoạt ñộng của nhà máy, ñồng thời cho phép ñiều chỉnh kịp thời các thông số khi chất lượng của sản

phẩm thay ñổi hoặc khi có sự cố bất thường xãy ra.

Hình III.1: Một góc làm việc của phòng ñiều khiển trung tâm CCR



III.1.2. HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH

Trang bị hai Connectivity Server, ba Aspcet Server. Tất cả hai nhóm này ñược

thiết kế như một hệ thống kép có cấu trúc dự phòng nóng.

Hình III.2: Hệ thống có dự phòng cho Connectivity Server và Aspect Server

Tầng trên cùng là: Năm trạm vận hành (Operator Station): OS1, OS2, OS3, OS4,

OS5 ñể ñiều khiển và giám sát các công ñoạn sau: Chứa và vận chuyển nguyên liệu; ñồng nhất bột liệu và cung cấp cho lò nung clinker; làm nguội clinker, kho chứa xuất

clinker và các bộ phận dịch vụ; nghiền xi măng; nghiền than các trạm ñập ñá vôi, ñá sét; vận chuyển và chứa phụ gia; ñóng bao, xuất xi măng bao và xi măng rời; cảng nhà

máy; các trạm ñiện của toàn nhà máy. Hệ thống thiết kế sao cho mỗi trạm vận hành (OS) có thể kiểm tra và giám sát từ hai công ñoạn trở lên.

� Các máy in báo ñộng, cảnh báo, báo cáo, máy hardcopy màu.

� Trạm kỹ thuật ES (Engineer Station) sử dụng cho việc biên soạn lưu chương

trình và ñào tạo kỹ thuật .

� Trạm kiểm tra hệ thống (Test System) dùng ñể kiểm tra hệ thống ñịnh kỳ trong

quá trình bảo dưỡng và nâng cấp.

Tất cả ñược kết nối như một mạng LAN theo chuẩn Ethernet (TCP/IP).

Các trạm PCS (Processor Control Station) là các CPU AC800M, một số ñược ñặt

các trạm ñiện của nhà máy các khu vực quan trọng ñều ñược trang bị hai Processer/CPU. Các trạm ñiều khiển quá trình này ñược nối với tuyến cáp dữ liệu kép

ñể ñưa về hệ thống hai Connectivity Server. Thông tin giữa các server với các trạm



vận hành và ñiều khiển quá trình liên hệ với nhau bằng hệ thống cáp quang kép loại sợi thuỷ tinh chuẩn Ethernet (TCP/IP). Mạng này gọi là Cleint/Server Network.

.

Hình III.3: Hệ thống có dự phòng cho PLC AC 800M

Các tủ phân tán RPC (Remote Periphery Centrer) chứa các module phân tán S800, tủ ñiều khiển ñộng cơ trung tâm MCC (Motor Control Centrer) chứa các bộ biến

tần, các tủ máy cắt ... ñược lắp ñặt tại các phòng ñiện của các khu vực sản xuất. Số I/O phù hợp với từng cụm thiết bị, ngoài ra còn có 20% dự phòng. Tất cả ñều ñưa về các

CPU AC 800M thông qua tuyến cáp quang tiêu chuẩn Profibus DP. Các khu vực dễ xẩy ra cháy nổ như khu vực lò nung, trạm nghiền tất cả ñều làm việc theo chuẩn

Profibus PA. Từ AC 800M kết nối với các Server qua mạng Ethernet (TCP/IP) còn gọi là Control Network.

Control Network: là mạng cục bộ (LAN) việc tối

ưu hoá về thời gian ñược thực hiện ở mức cao và

ñáng tin cậy. Thời gian của các phản hồi có thể biết trước thiết bị của mạng ñiều

khiển và Server ñược kết nối qua mạng Control

Network. Các thiết bị như: Các controller, robots,

variable speed drives.

Hình III.4: Cấu trúc của một Control Network



Chức năng của hai Connectivity server ( Redandunt ):

� Connectivity Component: Cung cấp các dịch vụ truy cập dữ liệu trong thời

gian thực, nhật ký vận hành, các cảnh báo và sự kiện từ các thiết bị lưu trữ khác trong mạng.

� Connectivity product: Chức năng up-load, hổ trợ cho việc thiết lập cấu hình, các ñồ hoạ cơ bản, ñóng gói dữ liệu hổ trợ ñường truyền cho hệ thống AC800M ñến

kho lưu trữ .

� Server: Cung cấp các dịch vụ truy cập ñến các Controller theo thời gian thực.

Trên Connectivity chạy các dịch vụ OPC/DA, APC/AE, OPC/HAD và SysMsg.

Trong gói phần mềm OPC Server cho AC 800M/C là cần thiết cho việc ñọc các

dữ liệu, cảnh báo, sự kiện theo thời gian thực từ bộ ñiều khiển. Gói phần mềm này ñược cài ñặt trong Connectivity Server. Nó bao gồm những phần sau:

� OPC Data Access Server: Có nhiệm vụ chuyển dữ liệu từ bộ ñiều khiển lập trình ñến Control Builder Software (Phần mềm lập trình và quản lý cho hệ thống AC

800M) thông qua gói phần mềm OPC Data Access 2.0 và 1.0A.

� OPC Alarm and Event Server: có nhiệm vụ tạo ra luồng thông tin, hầu hết

các sự kiện là ñược ñịnh nghĩa trước. các sự kiện và cảnh báo ñó trên các clients do gói phần mềm Alarm and Event 1.02 Standard hỗ trợ.

Quá trình truyền thông ñối với cấp có mức ưu tiên thấp hơn, chu kì vòng quét ñối với các Controller phải thấp hơn 60%, tốt nhất là từ 30 ÷40% thời gian của chu kì

vòng quét.

Hình III.5: Hệ thống truyền thông qua OPC package



Phần mềm Control Builder (cho AC800M/C), Graphics Builder (cho việc giảm sát và ñiều khiển quá trình), AutoCAD (cho Mechanical Aspect) … Tại các Server này sẽ

thực hiện việc phân chia quyền sử dụng cho các WorkSpace, tạo giao diện người máy HMI, cảnh báo, ñồ thị, báo cáo …Sự làm việc của các Server này ñòi tính ñáp ứng thời

gian thực rất cao.

Hình III.6: Mô hình làm việc của hệ thống Aspect

Tính thời gian thực là khả năng ñáp ứng kịp thời và chính xác. Hệ thống phải ñáp

ứng kịp thời với các sự kiện không thể dự báo trước và phải xử lý nhiều sự kiện xảy ra cùng một lúc. Ngoài ra hệ thống còn dự báo trước ñược thời gian tiêu biểu của các

quá trình phản ứng. ðể làm ñược ñiều này, hệ thống các Server mạng trong hệ IIT phải có các phần mềm thời gian thực tương ứng. Nó có chức năng quản lý, phân chia

quá trình tính toán cho các hệ vi xử lý theo từng cấp tuỳ theo phạm vi chức năng. Phân theo thời gian ñể thực hiện xen kẻ nhiều nhiệm vụ khác nhau theo mức ưu tiên và theo

phương pháp lập lịch.

III.1.3. HỆ THỐNG ðIỀU KHIỂN TỐI ƯU CHUYÊN GIA LÒ

ðể tăng năng suất, chất lượng sản phẩm, tối ưu hoá năng lượng tiêu thụ của lò. Một hệ

thống ñiều khiển tối ưu chuyên gia lò sẽ ñược cung cấp. Hệ thống cho phép:

� Không can thiệp của người vận hành nhờ tối ưu hoá các ñiều kiện vận

hành dựa trên các thông số vận hành.



� ðảm bảo vận hành lò ổn ñịnh, ñồng ñều theo ñường ñặc tính nung nhờ ñiều khiển lượng nhiên liệu cấp cho lò, tốc ñộ lưu lượng các quạt làm nguội, nước làm

ngưội nhờ một hàm làm nguội cung cấp cho lò và chất lượng của clinker. Những nhiễu loạn xuất hiện trong lò sẽ ñược phát hiện nhờ các bộ sensor theo thời gian thực cũng

ñưa vào tính toán ñể ñiều khiển lò.

� ðể ñảm bảo vận hành an toàn theo ñường ñặc tính nung bằng việc ñiều

chỉnh các thông số vận hành như một hàm tỉ lệ của O2 & CO trong lò và trong calciner.

Hệ thống ñiều khiển tối ưu chuyên gia nghiền liệu và nghiền xi măng cũng ñược

áp dụng tương tự .

III.1.4. HỆ THỐNG GIÁM SÁT NHIỆT ðỘ VỎ LÒ VÀ MÁY NGHIỀN

Trong dây chuyền sản xuất xi măng, chất lượng clinker quyết ñịnh chất lượng của xi măng. Lò quay là thiết bị quan trọng nhất, do kết cấu rất lớn vì vậy việc giám sát

nhiệt ñộ của toàn bộ thân lò cũng rất phức tạp, hơn nữa thân lò ñược chia làm 3 zone với những chức năng khác nhau và nhiệt ñộ chênh lệch nhau nhiều trong ñó zone giữa

có nhiệt ñộ khoảng 14500C. Một máy quét hồng ngoại ñược sử dụng ñể thu tia hồng ngoại phát ra từ lò và thông tin ñược ñưa về máy tính, sử dụng các phương trình truyền

nhiệt máy tính sẽ tính ñược nhiệt ñộ bên trong lò với sai số khoảng 10C, ñồ thị nhiệt ñộ dọc trục lò ñược thể hiện lên màn hình. Và ñể ñiều khiển chất lượng của clinker một

máy phân tích huỳnh quang tia X ñược sử dụng, nó ño ñược nồng ñộ của 10 nguyên tố hoá học (Ca, Si, Al, Fe, Na, K, S, Mg, Cl, P). Cùng với những số liệu thu thập ñược,

máy tính ñược cài ñặt phần mềm Expert Optimizer V4.0 Server ñiều chỉnh các thông số của lò theo phương trình toán học của quá trình công nghệ. ðồng thời các tín hiệu

ñó cũng ñược thu thập và ñiều khiển kịp thời trạm nghiền liệu ñể cho chất lượng xi măng là ổn ñịnh nhất.

Hình III.7: Máy quét nhiệt ñộ vỏ lò Scanner TK30



III.1.5 HỆ THỐNG QUẢN LÝ THÔNG TIN IMS

Sử dụng cho việc quản lý nhà máy, lập báo cáo, kế hoạch sản xuất, nhật kí vận

hành thông qua IMS Server. Hệ thống có chức năng :

• Lưu lại nhật kí vận hành của các cơ cấu chấp hành .

• Giám sát ñược giá trị , trạng thái của các biến.

• Vẽ ñồ thị của các biến có trạng thái liên tục thay ñổi.

• ðiều chỉnh lại kịp thời các dữ liệu không ñúng.

• Kiếm tra và chuẩn ñoán lỗi của hệ thống.

Hình III.8: Mô hình làm việc của IMS Server

Viewer

(Web Browert)

CLC Log

Database

Server Application

Server

Preprocess

Module

ABB Process

Connection

Data Buffer

Third-party

Data Buffer

Lab Connection

Data Buffer



III.1.6. MẠNG TIVI CÔNG NGHIỆP VÀ MẠNG ðIỆN THOẠI CỤC BỘ

Hình III.9: Hệ thống truyền hình của nhà máy

Toàn nhà máy ñược thông qua 10 camera màu. Các camera này ñược trang bị hệ thống phóng to, thu nhỏ, quét ñứng, quét ngang, ñiều chỉnh tiêu cự… và làm sạch bụi,

làm mát. Tất cả ñược kết nối tới hệ thống truyền hình công nghiệp VIDEO CONTROL MATRIX. Tất cả các ñiểm vận hành, khai thác nguyên liệu ñều thông qua hệ thống

ñiện thoại.

III.1.7. PHÒNG THÍ NGHIỆM VÀ KIỂM ðỊNH CHẤT LƯỢNG

Trang bị hệ thống chụp X-quang, siêu âm, từ tính …ðể kiếm tra khuyết tật của mối hàn chịu ứng suất cao, bề mặt vết nứt, khe hở, các tạp chất trong vật liệu. Việc

kiểm ñịnh chất lượng dựa trên tiêu chuẩn TCVN và theo các tiêu chuẩn ñược quốc tế công nhận như: IIS, IN, BS, ASM, AFNOF.

Máy phân tích huỳnh quang tia X sẽ ñược cung cấp với 10 kênh ño cố ñịnh cho 10 nguyên tố (Ca, Si, Al, Fe, Na, K, S, Mg, Cl, P) ñiều khiển bằng bộ vi xử lý ñược trang

bị chương trình ño kiểm tra tình trạng của hệ thống và ñựợc hiển thị trên trạm vận

hành nhờ POLAB Server. Máy tính xử lý dữ liệu của máy phân tích tia X sẽ ñược nối với các máy tính ñiều khiển của hệ thống thông qua các tuyến cáp truyền dữ liệu. Các

mẫu liệu, xi măng …sẽ ñược tự ñộng ñưa về phòng kiểm ñịnh chất lượng theo các khoảng thời gian ñịnh trước.



III.1.8. SƠ ðỒ HỆ THỐNG IIT CỦA NHÀ MÁY

Hình III.10: Sơ ñồ một phần hệ IIT của nhà máy



III.2. GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG

III.2.1. GIỚI THIỆU VỀ CPU AC 800M CỦA HÃNG ABB

III.2.1.1. Giới thiệu chung về AC 800M

AC 800M có thể ñược hiểu như một cấu trúc phần cứng mà ở ñó các ñơn vị phần

cứng (hardware units) riêng lẻ ñược nối với nhau phụ thuộc vào cấu trúc của các unit và hệ ñiều hành ñược chọn có thể lập trình ñể thực hiện nhiều chức năng khác nhau.

Một khi cấu trúc phần cứng ñược xác ñịnh thì nó trở thành một AC 800M Controller.

Những phần tử tạo nên một AC 800M Controller:

� Các Processor unit (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865).

� Bộ xử lý chính xác cao (High Integrity Processor unit) (PM865/ SM801).

� Các giao tiếp truyền thông cho các phương thức khác nhau (CI851/CI852/CI853/CI854/CI854A/CI855/CI856/CI857/CI858/CI80)

� ðơn vị kết nối CEX-Bus (BC810).

� Các ñơn vị cung cấp các mức năng lượng khác nhau.

(SD821/SD822/SD823/SS822/SS823).

� Nguồn dự phòng (SB821).

Một khi có thêm phần mềm ñiều khiển (Control Software) thì AC 800M Controller sẽ hoạt ñộng hoặc như một bộ chu trình ñiều khiển ñứng một mình, hoặc

như một Controller thực hiện những nhiệm vụ ñiều khiển tại một mạng ñiều hành bao gồm nhiều Controller nối với nhau, các trạm vận hành (Operator Station) và các

Server. Các hệ thống vào/ra có thể ñược nối với AC 800M Controller, trực tiếp với (S800I/O) hoặc qua PROFIBUS DP hoặc bus trường FOUNDATION Fieldbus. AC

800M Controller thì ñược cấp phát không có Control Software. ðể tạo ra Controller và Control Software thì trước hết cần thiết phải tải phần sụn (Filmware) và tạo ra những

ứng dụng ñặc biệt làm công cụ thiết kế Control Builder M. AC 800M Controller là sự tổ hợp nhiều phần tử (unit) ñược gắn trên các thanh ray nằm ngang (DIN-rail).

Bộ ñiều khiển AC 800M ñược thiết kế ñể tạo ra những ứng dụng mang lại hiệu

quả cao, bảo dưỡng thuận lợi cho những giải pháp ứng dụng từ các bộ ñiều khiển khả trình (PLC) cỡ nhỏ ñến những ứng dụng ñể ñiều khiển phân tán DCS (Distributed

Control System), tổ hợp các ñiều khiển phân tán DCS và những ứng dụng ñiều khiển các hệ thống có tính toàn vẹn cao (High Integrity system).



Hình III.11:: Ví dụ về một AC 800M Controller và một ñơn vị S800 I/O

Hình III.12: Cấu tạo bên ngoài của một ñơn vị bộ xử lý (PM861)



System and user mem

CEX-bus controller

ModuleBus controller

CompactFlash

Logic

RCTCPU

Communication controller

Ethernet

CN1

+5V DC

+3.3V DC

PowerDC

Battery

External battery

CE

X-b

us

CE

X-b

us

CE

X-b

us

INIT

RS232 RS232Ethernet

CN2 COM3 COM4

4

3

4 4 8 4 F R P B

+3.3V DC

+BV

III.2.1.2 Giới thiệu về PM8xx/TP830 Processor Unit

Về mặt vật lý bộ xử lý PM8xx/TP830 bao gồm hai thành phần cơ bản sau:

� Processor Unit (PM851/PM856/PM860/PM861/PM864/PM865) cùng bộ xử lý và các board cấp nguồn.

� Tấm cơ sở TP830 (Baseplate TP830).

Giản ñồ khối chức năng như hình vẽ. Bảng mạch CPU bao gồm bộ vi xử lý

(microprocessor) và bộ nhớ RAM, các Controller gắn liền với tất cả các giao tiếp truyền thông, ñồng hồ thời gian thực (real-time clock), các LED chỉ báo, nút ấn INIT

và một CompactFlash giao tiếp.

Chức năng chính của board cấp nguồn là phát không liên tục, các nguồn có ñiện áp

+5V và +3.3V ñể cấp cho CPU và các phần tử I/O. Bảng mạch còn bao bao hàm cách ly quang RS-232C truyền/nhận cho Server port, cùng với nguồn pin dự phòng cho bộ

nhớ/ñồng hồ thời gian thực (RTC). Board giới hạn ñươc bố trí trong tấm cơ sở TP830 ( TP830 Baseplate), là nơi xảy ra phần lớn các kết nối bên ngoài. Board thì ñược nối ñất

ñến thanh ray DIN (DIN-rail) xuyên qua vỏ bọc kim loại.

Nguồn 24V DC ñưa ñến TP830 Baseplate, năng lượng của tất cả các unit trên

CEX-Bus và MuduleBus ñiện.

Trong cấu trúc CPU ñơn, nó có thể ñược nối tới một khối S800 I/O trực tiếp tới ổ

cắm ModuleBus ñiện ñược gắn sẵn ở vị trí trên cạnh bên phải TP830 Baseplate.

Hình III.13: Giãn ñồ khối chức năng của PM856/PM860



Procesor Unit có một ñầu nối bus mở rộng truyền thông ở vị trí bên trái của TP830 Baseplate. CEX-Bus giúp trải dài cổng truyền thông trên board cùng với những

giao tiếp truyền thông bổ sung. PROFIBUS DB-V0/V1, FUONDATION Fieldbus H1, FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet và các cổng RS-23C là vài ví dụ của

những kiểu unit sẵn sàng cho việc kết nối tới CEX-Bus. Nó có thể ñược dùng làm giao tiếp truyền thông dự phòng.

Hình III.14: Sự kết nối bên trong của AC 800M/S800 I/O

trong cấu hình CPU ñơn.

Hình III.14 là những ví dụ về các cách khác nhau ñể nối các S800 I/O. Có thể

nhận thấy một nhóm các phần tử nằm ở bên phải (số lượng phần tử tối ña là 12) ñược

nối tới ModuleBus ñiện của một AC 800M Controller. Tuy nhiên, một nhóm bảy ở



bên kia ( tối ña có 12 phần tử) có thể ñược thêm vào ModuleBus quang. Như vậy, nối các phần tử (sử dụng Modulebus) ñến một AC 800M Controller ñặt cùng một bộ xử lý

thì bị hạn chế với một nhóm (Cluster) ModuleBus ñiện và một nhóm ModuleBus quang. Bên trái hình vẽ là một phần của PROFIBUS DP, nó cho phép tăng số lượng

các phần tử nối vào mỗi AC 800M Controller. Ở ñây phần ñược giới thiệu có một phần tử FCI (kiểu CI830) nối ñến mạng PROFIBUS DP. Sử dụng những phần tử FCI

cho phép ta chọn lọc các phần tử từ vài họ I/O.

Hình III.15: Ví dụ về sự kết nối AC 800M và các ñơn vị I/O dựa vào một FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE).



III.2.1.3. Giới Thiệu ðơn Vị Bộ Xử Lý PM861/PM864/PM865/TP830 – Redundancy

Bộ xử lý dự phòng thì sẵn sàng cho PM861, PM864 và PM865. Trong trường hợp này, bộ ñiều khiển bao gồm hai bộ xử lý, mỗi cái bao gồm cả bộ nhớ và phần

mềm ứng dụng. Một phần tử ñóng vai trò bộ xử lý chính (Primary Processor), cái còn lại dự phòng (ở trạng thái sẵn sàng) và nó sẵn sàng hoạt ñộng khi bộ xử lý chính bị lỗi.

Bộ xử lý chính sẽ ñiều khiển quá trình. Khi ñưa bộ xử lý dự phòng vào sẽ không gây ra dao ñộng và thời gian hoàn thành chưa ñến 10ms. Trong thời gian xảy ra sự thay

ñổi, các ñầu ra của quá trình thì bị khóa. Sau khoảng thời gian xảy ra sự thay ñổi trên, hệ thống hoạt ñộng như một hệ thống không có dự phòng mà chỉ có một bộ xử lý hoạt

ñộng . Ta có thể thay thế bộ xử lý bị hỏng trong khi hệ thống ñang hoạt ñộng. Sau khi sự thay thế ñược thực hiện, hệ thống một lần nữa có một bộ xử lý khác dự phòng. Nếu

một lỗi xuất hiện trong phần tử dự phòng, bạn cũng có thể thay thế nó trong khi hệ thống ñang chạy. Những lỗi xuất hiện trong phần tử dự phòng có thể không ảnh hưởng

ñến sự hoạt ñộng của phần tử chính (primary unit). Các lỗi trong phần cứng của Primary Processor là nguyên nhân ñể hệ thống thực hiện việc một sự thay thế ñúng.

Các lỗi trong phần cứng này là các lỗi ñơn. Lập trình ứng dụng và truyền thông thì không bị ảnh hưởng bởi sự dự phòng. Chú ý, cổng nối tiếp COM3 trên TP830 thì

không thể dùng trong cấu trúc CPU dự phòng.

Các bộ xử lý PM861/PM864/PM865 có một RCU Link Connector ñể nối RCU.

Trong một hệ thống có dự phòng, hai bộ xử lý nối với nhau cùng RCU Link Cable (tối ña 1 mét). Cả hai bộ xử lý còn ñược nối ñến cùng CEX-Bus và cả hai cùng ñiều khiển.

Các phần tử S800 I/O thì ñược nối ñến hai CPU qua ModuleBus quang và hai bó (cluster) TB840 trên mỗi bó S800 I/O. ModuleBus ñiện gắn sẵn trên TP830 Baseplate

(mạch gốc TP830) không ñược dùng cho nối S800 I/O trong một hệ thống dự phòng.

III.2.1.4. AC 800M High Integrity.

AC 800M ñược dùng trong các hệ thống ứng dụng quan trọng. Cấu hình chính

của một hệ thống PM865, SM810, SS823 và hệ thống dự phòng S800 I/O High Integrity, chạy một phiên bản High Integrity của phần mềm ñiều khiển (Control

Software). ðơn vị xử lý PM865 có thể chịu ñược các lỗi HW. Chức năng ñược thêm vào trên PM865 bao gồm:

� Bảo vệ chống xâm nhập ñiện áp cao.

� Một thiết bị ñịnh thời Watchdog ñưa vào ñược cập nhật cùng dữ liệu từ

SM810.

� Giám sát bộ tạo dao ñộng thêm vào.

� Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity.



� Hỗ trợ cho SM810.

� Tăng thêm hệ thống chuẩn ñoán và kiểm tra trực tuyến cùng loại.

� Chức năng chính của SM810 là hoạt ñộng như một Monitor cho HW và thực hiện SW và hai Module cùng là một hệ thống tương hợp SIL2 theo IEC61508 và chất

lượng TUV là chưa giải quyết. SM810 ñang chạy một SMSIL2 chứng nhận hệ thống ñang hoạt ñộng và có một mức ñộ rât cao của sự tự chuẩn ñoán bao gồm:

� Bộ nhớ ảo.

� Bảo vệ quá áp ñầu vào.

� Hai bộ ñịnh thời Watchdog ñộc lập

� Giám sát bộ tạo dao ñộng.

� Hỗ trợ cho hệ thống S800 I/O High Integrity.

� Một tin tức lỗi nặng trên những chuẩn ñoán bên trong.

Những bức ñiện ModuleBus ñược dùng trong một hệ thống High Integrity dùng khái niệm của các cấu trúc. Những cấu trúc dài là các bức ñiện ModuleBus là sự mở

rộng cùng một cỗ góp High Integrity bao gồm dữ liệu và CRC32. Những bức ñiện S800 Module gửi ñến những hệ thống S800 I/O High Integrity sử dụng dữ liệu từ

PM865 và CRC32 nghịch từ SM810. Những sự kiểm tra Module CRC32 I/O là ñúng. Dữ liệu nhận ñược từ hệ thống S800 I/O High Integrity qua ModuleBus có CRC32 ñộc

lập ñược xác ñịnh bởi cả hai SM810 và PM865. Một vài CRC32 hoặc những lỗi khác trong bức ñiện sẽ là kết quả trong một sự truyền thử lại và nếu ñược lặp lại, một hệ

thống Shutdown và những phần tử ñầu ra hệ thống S800 I/O High Integrity sẽ ñi ñến trạng thái an toàn.

III.2.1.5. Phần Mềm ðiều Khiển - Control Software

Phần mềm sử dụng trong AC 800M Controller có tên là Control Software. Tên

này không ñược dùng ñể thay thế cho một bộ phần mềm ứng dụng ñặc biệt là một tên chung cho phạm vi của những chức năng ñược dùng trong bộ ñiều khiển. Các chức

năng này thì ñược cung cấp bởi:

� Những chức năng phần cứng (sự giám sát, các Bus truyền thông, I/O Bus).

� Những chức năng phần sụn (Firmware Function) ñược tải vào Controller (hệ

thống chấp hành thời gian thực, ñồng hồ thời gian thực, truyền thông dự phòng).

� Các chương trình ứng dụng ñược tải vào trong bộ ñiều khiển (thư viện chức

năng, nghi thức giao tiếp truyền thông).

ðể tạo ra một ứng dụng, thì nó cần thiết phải sử công cụ Control Builder M. Công

cụ này có nhiều chức năng hữu ích thêm vào trong cấu hình hệ thống.



ðịa chỉ Ethernet: Mỗi TP830 Baseplate ñược cung cấp với cùng một ñịa chỉ Ethernet duy nhất mà cung cấp mỗi CPU một sự nhận biết phần cứng. Theo chức năng

này cần mẫu của hai ñịa chỉ nhận dạng thường trực trong bộ nhớ không bay hơi (Nonvolatile Memory) của TP830 BasePlate. ðịa chỉ thấp nhất (một mã Hex ñặc tính

12) thì ñược ñịnh vị trên một nhãn dính ñược gắn trên TP830 Baseplate. ðịa chỉ còn lại là thấp nhất +1.

III.2.1.6. AC 800M Controller – Key Feature

� Sự kết nối của 192 tín hiệu I/O qua Electrical ModuleBus là sẵn có.

� Sự kết nối của 1344 tín hiệu I/O qua Optical ModuleBus là sẵn có.

� Sự kết nối của S100 I/O là sẵn có.

� Cho phép kết nối một số lượng I/O qua PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1.

� Sự kết nối tới FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE).

� Cho phép kết nối các nghi thức giao tiếp truyền thông của một số lượng lớn

các cổng RS-232C truyền thông nối tiếp.

� Sự kết nối ñến các mạng MasterBus 300.

� Sự kết nối ñến INSUM qua Gateway (Ethernet/LON).

� Sự kết nối ñến ABB Drives là sẵn sàng qua DriveBus và ModuleBus.

� Nguồn pin dự phòng ñược gắn sẵn trong bộ nhớ.

� Dự phòng CPU (PM861/PM864/PM865).

III.2.1.7. Các Phiên Bản Sản Phẩm

Version Discription User Doc

3.1 PM851 3BSE 036 351 R101

3.0

PM865,PM861A,PM864A, BC810,SM810,CI854A,CI858, CI860 và

SS823 ñược thêm vào

3BSE 030 827 R201

2.1 PM 864ñược thêm vào 3BSE 027 941 R301

2.1 CI855 và CI856 ñược thêm vào. 3BSE 027 941 R101

2.0 PM861 và CI854/CI857 ñược thêm vào 3BSE 026 020 R101



1.1 PM856 và CI852 ñược thêm vào. 3BSE 019 193 R201

1.0 Sự phát triển AC 800M ñầu tiên 3BSE 019 193 R101

III.2.1.8. LẮP ðẶT – Installation

1. Chọn vị trí lắp ñặt

Các yêu cầu chọn vị trí lắp ñặt: Hệ thống AC 800M ñược thiết kế ñể sử dụng bên trong những môi trường công nghiệp ñòi hỏi khắt khe. ða số các ứng dụng không

yêu cầu những sự lắp ráp ñặc biệt về môi trường và như vậy sự lắp ñặt theo những tiêu chuẩn ñiều chỉnh sẽ ñáp ứng. Khi lập kế hoạch một sự lắp ñặt hệ thống ñiều khiển,

những ñiểm tiếp theo cần ñược xem xét:

� Nhiệt ñộ: nó rất quan trọng ñể nhớ rằng nhiệt ñộ không khí bao quanh chẳng khác

gì trong giới hạn cho phép. ðộ tin cậy của hệ thống sẽ tăng lên khi nhiệt ñộ thấp hơn nhiệt ñộ cho phép. Nếu nhiệt ñộ lớn nhất vượt quá nhiệt ñộ cho phép, trong môi trường ẩm ướt, các tụ

ñiên ñiện phân và ña số các chất bán dẫn sẽ bị phá hủy dần.

� Sự rung ñộng: Hệ thống AC 800M nên ñược lắp ñặt trong phòng ñiều khiển.

Các bộ phận giảm Shock sẽ bảo vệ thường xuyên thiết bị khỏi những sự rung ñộng quá mức cho phép. Nếu sự rung ñộng hoặc Shock là nhân tố chính, thì phải tiến hành ño

ñạc ñể giảm bớt vấn ñề này.

� Sự làm mát: Sự làm mát ñược thực hiện nhờ biện pháp ñối lưu. Các phần tử

AC 800M ñược thiết kế lắp lên tường và cần phải ñược ñặt theo phương nằm ngang trên thanh ray có ñinh vit chặt ñể tránh phát sinh nhiệt ñộ bên trong các phần tử. Nhiệt

ñộ trong cabin cần giữ không vượt quá 40oC (104oF), người ta sử dụng quạt ñể lưu thông không khí trong phòng.

a. Cáp (cable):

Không có các yêu cầu ñặc biệt cho việc lắp ñặt cáp truyền thông kết nối ñến AC

800M. Tuy nhiên:

� Những cáp cho truyền thông khoảng cách ngắn không có các modem cần

phải luôn luôn ñược gửi ở khoảng cách ngắn 10cm từ những cáp khác.

� Tất cả các cáp kết nối tới AC 800M cần ñược gửi ở một khoảng cách ngắn là 30cm từ tất cả các cáp năng lượng và 10cm từ các cáp thuộc về tiêu chuẩn quốc tế

(4 lớp).

Luôn luôn sử dụng các loại cáp ñược bảo vệ cho:

� Truyền thông.



� Sự phát xung tần số cao.

� Các tín hiệu tương tự mức thấp, Pt100 và các cặp nhiệt ñiện là ví dụ.

� Các ứng dụng tín hiệu tương tự với một sự chính xác hệ thống với 12bit hoặc hơn.

b. Lắp ñặt AC 800M lên DIN-Rail

Các ñơn vị AC 800M ñơn giản (CPU và các giao tiếp truyền thông) thì ñược làm

mát bằng sự ñối lưu, chúng ñược lắp ñặt vào một DIN-rail nằm ngang. Chức năng của DIN-Rail như một sự nối ñất rất hiệu quả cho hệ thống, sử dụng các ñinh vít ñể cố ñịnh

các phần của AC 800M ñể tránh gây ra rung ñộng cho hệ thống.

2 Các cổng truyền thông (Comunicaton Ports)

� CN1 và CN2. Mạng ñiều khiển kết nối ñến hoặc hai bộ kết nối RJ45 (CN1và CN2) phụ thuộc vào việc lựa chọn mạng (ñơn hoặc dự phòng). Sử dụng một

bộ kết nối RJ45 cho IEEE802.3 (Ethernet) ñể kết nối ñến một loại cáp Shielded Twusted Pasr (cáp xoắn ñôi) (STP 5 lớp).

� Cổng COM3 (COM3 port). COM3 là một cổng RS232C với những modem tín hiệu. Cổng này thì ñược sử dụng cho các nghi thức giao tiếp nối tiếp (serial

protocols) như Modbus, cácSiemen 3964R, COMLT.

� Cổng COM4 (COM4 port). Cổng COM4 cũng là một cổng RS232C, cách

ly quang và không có modem tín hiệu. Kết nối Control Builder ñến cổng khi việc kết nối trực tiếp ñến bộ ñiều khiển, hoặc khi không ñòi hỏi, không có nhu cầu kết nối kết

nối công cụ từ xa qua mạng ñiều khiển.

III.2.1.9. CẤU TRÚC (Configuration)

1. Thông tin chung ( general information)

Sử dụng công cụ kỹ thuật Control Builder ñể thiết lập cấu trúc phần cứng (I/O

và các ñơn vị truyền thông) và tạo ra các chương trình ứng dụng cùng ngôn ngữ ñiều khiển theo tiêu chuẩn IEC 61131-3.

- Các chương trình có thể soạn thỏa và chạy ñộc lập như một công cụ chạy mô

phỏng trước khi tải xuống một ứng dụng tới bộ ñiều khiển. Control Builder cung cấp một tập hợp các lựa chọn:

- Control Builder Online Help cung cấp chi tiết thông tin từng bước khi tạo ra một ứng dụng cho bộ ñiều khiển AC 800M.

- Control Builder ñược cài ñặt trong một PC mà PC này ñược kết nối tới AC 800M Controller qua Control Network và các cổng CN1 hoặc CN2 trên Controller như

hình vẽ dưới.



Cần chú ý rằng một TK212 thì ñược hạn chế với một cổng Ethernet (CN1), theo ñó một Ethernte dự phòng thì không sẵn có ñể dùng. Trong một cấu hình dự phòng, Control

Builder thì ñược kết nối ñến cổng COM4 của CPU chính. Nếu phần cứng trong AC 800M không chạy chính xác, lúc này có thể không sử dụng các cổng CN1 và CN2. Tuy nhiên sự

kết nối qua cổng COM4 thì luôn luôn sẵn sàng.

2. Sự kết nối tới một Control Network

Control Network là một mạng IP cục bộ cho cả dữ liệu thời gian thực lẫn truyền thông hệ thông hệ thống chung giữa các máy tính công nghiệp. Nó có thể thay ñổi

ñược, từ một mạng rất nhỏ với một vài nút ñến một mạng lớn bao gồm một số lượng các vùng mạng (Network Area) với hàng trăm nút.

Mạng có thể sử dụng các mối liên kết hỗn hợp và khác nhau như Fast Ethernet và PPP. Nó cung cấp cho sự dự phòng ñầy ñủ ñể mạng ñạt ñược tính sẵn sàng cao. Bộ ñiều

kiển AC 800M phải luôn luôn ñược kết nối ñến Control Network qua một cáp STP (Shielded Twisted Pair-cáp xoắn kép). Sự kết nối AC 800M / Control Network cần ñược

chuyển ñổi trên một cáp Fiber Optic (FO – cáp quang). ðiều này ñạt ñược nhờ thiết ñặt một Switch / Hub có cả hai cổng quang và ñiện như hình vẽ bên.

.

Hình III.16: Một ví dụ về AC 800M Controller kết nối tới Control

Network



Các khả năng truyền thông

ðơn vị bộ xử lý (PM8xx / TP830) chứa ñựng các cổng truyền thông có các chức năng sau:

� Cổng CN1 và CN2 ñược sử dụng cho sự kết nối ñến Control Network .

� Cả hai là các cổng RJ45 cho Ethernet ( IEEE802.3) và sự kết nối thông

thường ñạt ñược nhờ sử dụng cáp xoắn ñôi. Tuy nhiên như ñề cập trước ñó, bên trong môi trường công nghiệp khuyến cáo rằng tất cả cáp STP thì ñược chuyển ñổi bằng cáp

sợi quang.

3 Các hệ thống vào/ra (I/O systems)

Ở ñây có nhiều phương pháp kết nối hệ thống I/O ñến bộ ñiều khiển AC 800M:

� S100 I/O qua CI856.

� Các ñơn vị S800 I/O qua ModuleBus.

� Các ñơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A và CI840, PROFIBUS DP-V0 và

DP-V1. Sự hỗ trợ cho cấu trúc dự phòng trên tất cả các mức.

� Các ñơn vị S800 I/O qua CI854/CI854A và CI830, chỉ PROFIBUS DP-V0.

� S800 I/O qua CI851 và CI830, chỉ PROFIBUS DP-V0.

� Các ñơn vị S900 I/O có thể ñược kết nối tới PROFIBUS DP-V1.

� Các ABB Drive có thể ñược kết nối tới ModuleBus qua CI851 và CI830, hoặc qua CI851 và CI830. Một vài thiết bị Drive có thể ñược kết nối trực tiếp tới

PROFIBUS.

a. ModuleBus:

Hình III.17: Kết nối bộ ñiều khiển AC 800M với S800 I/O qua Profibus



Hình III.18: Sự kết nối Optical ModuleBus trong cấu trúc CPU dự phòng

ModuleBus trong AC 800M gồm một ñơn vị ñiện và một quang:

� Electrial ModuleBus (hình vẽ dưới) bao gồm một bó (cluster) cùng một lượng cực ñại của 12 ñơn vị S800 I/O ñược kết nối.

� Optcial ModuleBus gồm 7 bó (cluster) cùng một lượng cực ñại 7 x 12 = 84 ñơn vị S800 I/O ñược kết nối.

Chú ý Electrical ModuleBus có thể chỉ ñược sử dụng cho sự kết nối S800 I/O khi AC 800M ñang chạy trong cấu hình CPU ñơn.

b. PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1

Một ñoạn PROFIBUS DP có khả năng cung cấp lên tới 32 nút, có thể kết nối

trực tiếp tới một ñơn vị giao tiếp PROFIBUS DP-V0 kiểu CI851 / TP851 hoặc một ñơn vị PROFIBUS DP-V1 kiểu CI854/CI854A/CI854. PROFIBUS PA có thể ñược kết

nối tới PRFFIBUS DP/DP-V1 qua thiết bị liên kết LD 800P. Nó có thể kết nối các hệ thống sau tới PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1:

� S800 I/O và / hoặc S800L I/O qua FCI.

� S900 I/O qua FCI CI920.

� S200 I/O and / hoặc S200L I/O qua FieldBus Adapter 200-APB12. Giới hạn

ñặt cho PRFFIBUS DP –V1.



� Các hệ thống I/O khác có thể cũng ñược kết nối tới PROFIBUS DP-V0 và PROFIBUS DP-V1.

c. FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet (FF HSE)

FOUNDATION Fieldbus là một nghi thức giao tiếp bus trường (fieldbus

protocol) dựa trên nền tảng tiêu chuẩn quốc tế và ñược thiết kế cho các ứng dụng trong công nghiệp sản xuất, sự tự ñộng hóa quá trình (process automation) và sự tự ñộng hóa

các tòa nhà. Những nguyên tắc chỉ ñạo cho tiêu chuẩn Fieldbus là dựa trên Fieldbus Foundation. FF ñịnh nghĩa hai mặt truyền thông, H1 và HSE. H1 cho phép một tốc ñộ

truyền tin 31.25 Kbit/s. Nó thì tốt nhất ñể sử dụng cho truyền thông trực tiếp giữa các thiết bị trường trong một mối liên kết (mối liên kết H1). Trước hết HSE như một

xương sống cho mối liên kết giữa các ñoạn H1. Tiêu biểu cho tốc ñộ truyền 10 Mbit/s hoặc 100 Mbit/s. FOUNDATION Fieledbus ñược liên kết tới AC 800M qua bus HSE hiệu

suất cao sử dụng FF liên kết các thiết bị. Các ñoạn H1 thì ñược tái tạo trên ñoạn HSE bởi việc sử dụng tái tạo HSE có thể ñịnh hình truyền thông tuần hoàn giữa các thiết bị trường

trên các ñoạn H1 khác nhau và các thiết bị trên ñoạn HSE. FOUNDATION Fieldbus HSE, mạng H1 và những thiết bị ñược ñịnh hình cùng Fieldbus Builder, FOUNDATION

Fieldbus. Hệ thống con FF giao tiếp trên bộ ñiều khiển IEC 61131 (AC 800M) sử dụng một FF HSE unit CI860 trên AC 800M (như hình 2.39).

Hình III.19: Ví dụ về cấu trúc của FOUNDATION Fieldbus HSE



Các thiết bị liên kết FF hoạt ñộng như cổng vào ra (gateway) giữa AC 800M và các thiết bị trường trên các ñoạn H1, vừa cho dữ liệu cấu hình của các thiết bị trường

vừa cho dữ liệu quá trình mà ñược trao ñổi một cách tuần hoàn giữa AC 800M và các thiết bị trường.

III.2.1.10. SỰ HOẠT ðỘNG CỦA AC 800M

Phần này mô tả sự hoạt ñộng của bộ ñiều khiển AC 800M, bao gồm một ñơn vị

bộ xử lý PM8xx (cấu trúc ñơn hoặc dự phòng), cùng với nhiều ñơn vị lựa chọn khác nhau. ðược trang bị với phần mềm ñiều khiển (Control Software), các ñơn vị phần

cứng PM8xx/TP830 cơ bản ñược lắp trên nền tảng phần cứng AC 800M cấu thành một bộ ñiều khiển AC 800M (Controller AC 800M).

1. LED chỉ báo

Sự hoạt ñộng của của một ñơn vị xử lý PM8xx thông qua trạng thái của các

LED chỉ báo như bảng sau :

Ký hiệu Màu Chức năng

F(fault) Red

- Trạng thái bình thường – OFF.

- Restart (INT) tạm thời sáng F(ault).

- Cũng có thể ñược hoạt ñộng bằng chương trình phần mềm

R(run) Green

- Trạng thái bình thường – ON.

- Restart (INIT) tạm thời bị tắt R(un). Khi khởi ñộng lại nhấn nút ấn (INIT) (3 giây hoặc hơn) cho ñến khi có ánh

sáng R(un).

P(power)

Green


- Khi nào sáng, chỉ báo bộ biến ñổi CPU DC/DC ñang phát ñiện áp một chiều +5V và +3.3V.

- Không ñiều khiển bằng phần mềm.

B(battery)

Green


- Sáng khi ñiều kiện nguồn pin bên trong hoặc bên ngoài thõa mãn.

- LED thì ñược ñiều khiển bằng một phần mềm kiểm tra ñiện áp nguồn pin – BATTOR (1) .



Tx Yellow - Truyền dữ liệu (2) qua CN1+CN2 và COM3+COM4

Rx Yellow - Nhận dữ liệu (2) qua CN1+CN2 và COM4+COM4.

Hợp lý cho PM861 / PM864 / PM865

PRIM (primary)

Yellow

- Sáng trong cấu trúc ñơn hoặc cấu trúc dự phòng.

- Chỉ báo Primary CPU trong cấu trúc dự phòng.

- ðiều khiển bằng phần mềm.

DUAL Yellow Sáng khi CPU ñang chạy trong cấu trúc dự phòng và trạng

thái ñã ñồng bộ.

(1) Phần mềm thực hiện chu kỳ kiểm tra các mức ñiện áp nguồn pin qua một

LED chuyên dụng ñiều khiển ñầu vào. Nguồn pin cung cấp nguồn dự phòng cho cả hai bộ nhớ ứng dụng và ñồng hồ thời gian thực trong thời gian nguồn giảm. ðiện áp nguồn

pin ñược kiểm tra bằng phần mềm.

(2) Chỉ duy nhất CN1 cho PM851. Không kết nối tới CN2.

2. Các công tắc và nút ấn.

� Các công tắc và nút ấn của PM8xx ñược mô tả như bảng sau :

Ký hiệu Kiểu Chức năng

INIT

Nút ấn

bình thường

Bắt ñầu:

1. Khởi ñộng lại lạnh nếu INIT ñược trợ giúp ít hơn 2.5 giây.

2. Khởi ñộng lại bộ ñiều khiển nếu INIT ñược trợ giúp nhiều hơn 3 giây.

Nếu INIT ñược ấn trên một công tắc trên Primary CPU trong cấu trúc dự phòng tới CPU dự phòng sẽ

ñược bắt ñầu



� Bảng các ñầu nối của PM8xx/TP830 như bảng sau :

Ký hiệu Chức năng

L+

L-

SA

SB

Kết nối bộ cấp ñiện bên ngoài

- 24V DC

- 0 V

- Kiểm tra ñầu vào nguồn dự phòng .

- Kiểm tra ñầu vào nguồn dự phòng .

B+

B-

Sự kết nối nguồn pin bên ngoài.

- Dương nguồn ( pin).

-Âm nguồn (pin).

Tx

Rx

Sự kết nối ModuleBus

Cổng truyền dữ liệu (Optical)

Cổng nhận dữ liệu (Optical)

MODULEBUS Cung cấp sự mở rộng của I/O

CEX-BUS Cung cấp sự mở rộng các cổng truyền thông trên bảng mạch.

ðầu nối liên

kết RCU

Cung cấp thông tin và truyền dữ liệu giữa CPU chính và dự

phòng trong cấu trúc dự phòng.

3. Khởi ñộng (Start-up)

� Tải xuống phần sụn (Firmware download).

� ðịa chỉ IP bộ ñiều khiển (Controller IP address).

� Ứng dụng tải xuống (Downloading application).

� Phần sụn ñược cập nhật (Updating Firmware).

Khởi ñộng trong cấu trúc dự phòng :

Lúc khởi ñộng, một vài thứ về bus CEX và các module CEX phải tính ñến khi

khởi ñộng một hệ thống AC 800M dự phòng:

• Không sử dụng các ñơn vị BC810. Ít nhất có một module CEX cần ñược

chèn vào.



• Sau khi xây dựng lại phần cứng trên bus CEX, sau ñó dời tiếp hoặc thêm một số tấm cơ sở (ñược trang bị cùng module CEX hoặc không).

Các kiểu khởi ñộng (Start modes) :

• Khởi ñộng “nóng” (Warm start): Các giá trị khác nhau ñược khởi tạo. Bắt ñầu sự khởi ñộng lại “nóng” thì ngừng cung cấp nguồn một vài giây. Kéo theo một sự

gián ñoạn nguồn cung cấp, chức năng sự khởi ñộng lại “nóng” sẽ tự ñộng phục hồi lại năng lượng.

• Khởi ñộng lại “nguội” (Cold Restart): chương trình ứng dụng khởi ñộng lại,

các giá trị ñược khởi tạo lại. ðể bắt ñầu khởi ñộng lại “nguội” thì bộ ñiều khiển cần

ñược khởi ñộng lại bằng cách nhấn nút ấn INIT trong một thời gian (ít nhất hơn 2.5 giây).

4. Công tắc tự ñộng trên CPU dự phòng

Trong cấu trúc dự phòng, công tắc tự ñộng trên từ CPU chính ñến CPU dự phòng xảy ra trong các vị trí những thứ sau ñây:

� Lỗi bộ nhớ trong CPU chính.

� Lỗi HW khác trong CPU chính .

� Các lỗi truyền thông nặng trên Control Network.

� Các lỗi truyền thông nặng trên ModuleBus (nếu ModuleBus là một phần của

cấu trúc HW), ñiều này làm mất mát các cluster trong CPU chính.

5. Kiểm tra sự hoạt ñộng của AC 800M

� Kiểm tra sự hoạt ñộng của CPU ñơn

Kiểm tra sự hoạt ñộng của CPU ñơn ñược mô tả như bảng sau :

Các trạng thái chỉ báo của LED Trạng thái bộ ñiều

khiển AC 800M

CI852 FOUNDATION Fieldbus H1 Unit

F(fault) Red LED phải OFF OK

R(run) Green LED phải ON (duy trì) OK

P(powok) Green LED phải ON (duy trì) OK

B(battery) Green LED phải ON (duy trì) OK



BC810 CEX-Bus Interconnection Unit



EPOK Yellow LED phải ON (nếu năng l ượng bên ngoài

ñược kết nối). OK

SM810



CI851 PROFIBUS DP-V0 Unit



PM8xx Processor Unit



CI853 RS-232C Interface Unit


R(run) Green LED phải ON ( duy trì) OK

CI854/CI854A PROFIBUS DP-V1 Unit



CI855 Ethernet Interface Unit for MasterBus 300





CI856 S100 I/O Interface Unit



C(fomm. fail) Red LED phải OFF OK

CI857 INSUM Unit



CI858 DriveBus Unit



CI860 FOUNDATION Fieldbus High Speed Ethernet Unit



� Kiểm tra CPU dự phòng

Kiểm tra trong cấu trúc dự phòng, các LED chỉ thị trên PM861/PM864/ PM865 và nếu ñược sử dụng SM810 ta có bảng sau :

Trạng thái chỉ thị của LED Trạng thái

bộ ñiều khiển AC

800M Primary CPU (CPU chính) Back-up CPU (CPU dự phòng)

PRIM(ary) yellow ON PRIM(ary) yellow OFF OK

DUAL yellow ON DUAL yellow ON OK

Primary SM810 Back-up SM810

PRIM(ary) yellow ON PRIM(ary) yellow OFF OK



III.2.2 TÌM HIỂU PHẦN CỨNG MODULE S800 I/O CỦA HÃNG ABB

III.2.2.1. LỜI GIỚI THIỆU (Introduction)

S800 I/O là một hệ thống module vào/ra mà module này giao tiếp với nhiều bộ ñiều khiển qua một Advant Fieldbus 100 (AF 100), PROFIBUS-DP hoặc trực tiếp.

S800 I/O cung cấp sự cài ñặt dễ dàng của các module vào/ra và chu trình bằng dây cáp. Nó có khả năng ñiều chỉnh cao và linh hoạt vì vậy các Module vào/ra có thể ñược

tổ hợp ñể thoả mãn nhiều ứng dụng. S800 I/O có thể ñược lắp trên nhiều cấu trúc ñể thích hợp với hầu hết các ñòi hỏi.

Các Module S800 I/O và một giao tiếp truyền thông bus trường (FCI) thì ñược tổ hợp từ một trạm vào/ra (I/O). Một trạm S800 I/O có thể bao gồm bó cơ sở (Base

cluster) và có thể bổ sung 7 bó vào/ra. Bó cơ sở bao gồm một Module giao tiếp truyền thông bus trường (FCI) và có thể ñến 12 Module vào/ra và các bó này ñược kết nối tới

FCI thông qua một sự mở rộng vật liệu bằng sợi quang của ModuleBus. Các bó vào/ra từ 1 ñến 7 bao gồm một Modulebus Modem.

Một trạm S800 I/O có thể ghép nối ñược 24 Module vào/ra. ðiều này có nghĩa là một trạm vào/ra có thể có tối ña 384 kênh số và 192 kênh tương tự. Mỗi bó vào/ra có thể

ñược chia trong các nhóm sử dụng trong các cáp mở rộng ModuleBus giữa các nhóm. Chiều dài tối ña của ModuleBus ñiện của một bó là 2.5 mét (8.2 fit) bao gồm các cáp mở

rộng. Còn chiều dài tối ña của sự mở rộng ModuleBus quang là tuỳ thuộc vào số lượng của các Modem ModuleBus. Chiều dài tối ña giữa hai bó bất kỳ là 15 mét (50 fit) với các sợi

plastic và 200 mét (667 fit) sợi thuỷ tinh.

Hình III.20: Giao tiếp truyền thông S800 I/O Fieldbus với một I/O Module trên MTUs mở

rộng và một Module S800L.



ModuleBus: Mỗi Module S800 I/O thì ñược lắp trên một ñơn vị giới hạn Module (MTU). Trước hết MTU cùng với Module vào/ra hoặc Module S800L kết nối

tới FCI hoặc một Modem ModuleBus của bó và sau ñó từng MTUs hoặc Module S800L còn lại kết nối ñến MTU hoặc S800L trước. Với các FCI dự phòng, ModuleBus

kết nối tới Module Interconnection Unit (MIU). Một FCIs giao tiếp cùng với các Module vào/ra trên ModuleBus. ModuleBus có thể chia vào trong 8 bó, một bó gốc và

có thể lên tới 7 bó vào/ra. Các modem ModuleBus thì ñược kết nối qua cáp quang ñến FCI. FCI và các modem ModuleBus có một ñầu nối thông ra ngoài ModuleBus ñể nối

tới một MTU hoặc một Module S800L. Một MTU và Module S800L có một ñầu nối vào và một ñầu nối ra. Các mã vị trí duy nhất thì tự ñộng gán cho mỗi MTU hoặc

Module S800L trái lại bus thì ñược mở rộng. Một Module S800 ñược chèn vào thì ñược gán sự nhận dạng vị trí duy nhất của MTU. Các Module S800 I/O có thể ñược

thêm vào và lấy ra từ MTUs không làm ảnh hưởng sự hoạt ñộng của hệ thống.

Hình III.21: Typical I/O Station Base Cluster with S800 I/O

1. Giao tiếp truyền thông bus trường CI810/CI810A/CI810B/CI820

Module (FCI) giao tiếp truyền thông bus trường CI810/CI810A/CI810B /CI820, là

một giao tiếp truyền thông có cấu trúc mà thực hiện sự hoạt ñộng như những thao tác xử lý tín hiệu, sự tập hợp của nhiều thông tin giám sát khác nhau và cấu hình của các Module vào/ra

ñược ñưa vào. FCI kết nối ñến bộ ñiều khiển (Controller) bằng ñường của AF 100 (Advant Fieldbus 100). FCI hỗ trợ các cấu trúc dự phòng.

2. Giao tiếp truyền thông bus trường CI830

Tương tự như CI810/CI810A/CI810B/CI820, nhưng ở ñây FCI kết nối tới bộ

ñiều khiển bằng bus trường PROFIBUS-DP.

3. ðơn vị nối TB815

ðơn vị nối ñược dùng cùng với các FCI CI820 dự phòng ñể cung cấp một sự giao tiếp tới ModuleBus (ñiện và quang) và phục vụ những sự kết nối cổng. Tất cả các

tín hiệu giữa các FCI như các tín hiệu AF 100 và các tín hiệu ñiều khiển thì ñược gửi xuyên qua TB815 và nó còn cung cấp sự giới hạn của ModuleBus ñiện.



4. Cổng ModuleBus quang TB810/TB811

Cổng ModuleBus quang

TB810/TB811 ñược sử dụng cùng CI810 hoặc FCI CI830

hoặc ñơn vị nối TB815 ñể cung cấp một sự giao tiếp cho sự mở

rông ModuleBus quang. TB810/TB811 có hai ñầu nối

cho sự kết nối các sợi quang và sự kết nối tới Module giao tiếp

5. Modem ModuleBus TB820

Nó là một giao tiếp sợi quang ñến ModuleBus. Modem ModuleBus có một giao tiếp ñiện và một giao tiếp quang. Tối ña 12 Module vào/ra có thể ñược kết nối tới

ModuleBus ñiện và có thể có 7 bó (cluster) có thể ñược kết nối tới ModuleBus sợi quang. Giao tiếp sợi quang thì ñược dùng cho sự phân phối vị trí của các bó vào/ra.

Modem ModuleBus TB820 có một công tắc xoay ñể lựa chọn bó (cluster) ñược ñánh số từ 1 ñến 7 trên ModuleBus quang, như hình 6.4.

Modem ModuleBus TB820 cung cấp ñiện áp 24V DC và một mạch ñiện ngắn

chịu ñược ñiện áp 5V DC ñến các Module vào/ra của bó bằng sự kết nối ModuleBus

ñiện. Một nguồn (ñơn hoặc nguồn dự phòng 24V DC) thể ñược kết nối ñến (L+ và L-). Nguồn dự phòng có thể ñược giám sát qua các ñầu vào SA và SB.

Hình III.22: Cổng ModuleBus quang TB810/TB811 ñược lắp ñặt trên FCI

Hình III.23 : Modem ModuleBus



Modem ModuleBus giao tiếp cùng FCI CI810 qua một TB810, hoặc ñơn vị nối TB815 qua một TB810, và ñến các Modem vào/ra. FCI ñiều khiển (bằng tay) sự hoạt ñộng

của các Module vào/ra như ñọc và ghi dữ liệu, trạng thái ñọc và cấu trúc của các Module và các kênh.

6 Các Module vào/ra

Ở ñây có hai loại Module vào/ra khác nhau: các Module S800 và S800L. Các

Module S800 thì ñược thiết kế ñể ñặt vào trong một MTU còn các Module S800L ñược thiết kế ñể ñặt trực tiếp trên một thanh ray DIN chuẩn.

� Các Module S800 I/O: Trên mặt mỗi Module vào/ra có ba LED (FAULT, RUN và WARNING) ñể chỉ báo trạng thái Module và các Module vào/ra số có một

LED trạng thái cho mỗi kênh. Một LED (OSP) thêm vào trên các Module ra tương tự và số.

� Các Module S800L: Trên mặt mỗi Module vào/ra có một LED (START) chỉ báo trạng thái của Module (chạy hoặc lỗi) và các Module vào/ra số có một LED cho

mỗi kênh.

III.2.2.2. LẮP ðẶT S800 I/O

Thiết bị S800 I/O có thể ñược lắp ñặt trong phòng ñiều khiển hoặc vị trí trong khu vực xử lý trong một hộp thích hợp. S800 I/O ñược thiết kế cho môi trường công

nghiệp ñòi hỏi khắt khe. Nhiệt ñộ cực ñại của môi trường xung quanh các Module S800 I/O là 55oC. Các Module vào/ra lắp trên các MTU mở rộng ñược lắp trên các thanh ray

DIN theo chiều ngang hoặc chiều ñứng, hoặc các Module vào/ra ñược lắp trên các MTU ñặc theo chiều ñứng trên các thanh ray DIN.

III.2.2.3. SỰ HOẠT ðỘNG (Operation)

ðơn vị ñầu tiên của trạm vào/ra là giao tiếp truyền thông bus trường (FCI). Nó

ñược kết nối ñến bus trường và là những giao tiếp truyền thông ñến các Module vào/ra. FCI ñiều khiển ModuleBus, là một trạm trên bus trường và phải ñặt ở ñịa chỉ

ñúng. Các chỉ dẫn trực quan khác nhau (LED) ñược dùng bên trong hệ thống vào/ra-hệ

thống cho biết trạng thái Module và cho các Module vào/ra số cả trạng thái kênh. Những chỉ báo này phục vụ cho mục ñích giúp người dùng có thông tin về các trạng

thái và lỗi trong hệ thống hoặc trong một chu trình.

1 Màu (Color)

Tuỳ theo trạng thái của các Module mà ta có các màu ñỏ, vàng, xanh ñể hiện thị trên LED :

� RED: Sự nguy hiểm, báo ñộng cảnh báo (AlarmWarning) các sự nguy hiểm tiềm tàng hoặc một tình trạng yêu cầu có sự tác ñộng(can thiệp) ngay lập tức.



� YELLOW: Cảnh báo sự thay ñổi hoặc sắp xảy ra sự thay ñổi của ñiều kiện, cảnh báo.

� GREEN: Trạng thái hoạt ñộng an toàn của hệ thống (hệ thống ở trạng thái bình thường) hoặc cho phép chu trình sẵn sàng hoạt ñộng.

Sự hoạt ñộng của các module S800 I/O thông qua sự hoạt ñộng của các LED chỉ báo ñược mô tả như bảng sau :

Ý nghĩa/Mục ñích Màu Ví dụ

Failt; Error Red “FAULT”

Cảnh báo, các chỉ báo trạng thái vào/ra và OSP (các ñầu ra ñược

ñịnh trước).

Yellow

OSP, lỗi quá trình, Trạng thái vào/ra số, quá trình giảm áp.

Trạng thái hoạt ñộng bình

thường.

Green “RUN”, trạng thái hoạt ñộng bình

thường.

2. Tìm và sữa lỗi

Nếu xảy ra lỗi phần cứng thì thường ñược sửa chữa nhờ sự thay thế Module bị lỗi.

ðơn vị có thể thay thế nhỏ nhất thường là một Module hoặc một bộ phận của ñơn vị cung cấp ñiện. Những sự nhiễu loạn và tạm dừng hệ thống bởi nguyên nhân lỗi phần mềm

thường ñược giải quyết nhờ sự khởi ñộng lại hệ thống bằng tay. Những lỗi bên ngoài trong quá trình nối dây và các bộ chuyển ñổi có thể cũng ảnh hưởng ñến chức năng của hệ

thống S800 I/O.

Những chuẩn ñoán và chỉ báo lỗi: Phần cứng và phần mềm trong một hệ

thống S800 I/O thì ñược cung cấp với sự giám sát chống lại lỗi hệ thống. Các chỉ báo LED trên các Module:

� Green LED, RUN, trạng thái hoạt ñộng bình thường của Module.

� Yellow LED chỉ báo một tín hiệu tích cực, ví dụ trạng thái của ñầu vào số (DI)

hoặc ñầu ra số (DO), OSP (Output set as Predetermined) và cảnh báo.

� Red LED, FAULT, chỉ báo sự cố.

Vị trí sự cố: Theo kinh nghiệm thì khoảng 85% lỗi xuất hiện trong chu trình, 10% do chương trình ñiều khiển, 5% do lỗi phần cứng. Từ ñó có thể dự ñoán chính

xác ñể giảm thời gian khôi phục sự làm việc của hệ thống.



Sự an toàn lúc khởi ñộng/dừng: ðiện áp giảm, lỗi thành phần hoặc sự khởi ñộng lại bằng tay thường ảnh hưởng ñến chức năng hệ thống ñiều khiển. Sự khởi ñộng

lại hệ thống vào/ra hoặc bộ ñiều khiển có thể có những hậu quả rất nghiêm trọng.

III.3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM CỦA HỆ INDUSTRIALIT.

A. Giới thiệu một số công cụ phần mềm của ABB

ABB cung cấp 2 công cụ phần mềm là ControlIT For AC800M/C và Process Portal A ñể giúp người sử dụng việc thao tác lập trình, thiết kế và giám sát hệ thống.

ControlIT For AC800M/C là công cụ thiết kế phần cứng và lập trình ñiều khiển cho các thiết bị còn Process Portal A cung cấp môi trường là việc như là thiết kế giao diện ñiều

khiển giám sát và giao diện với người dùng.

Việc truyền thông giữa 2 công cụ này ñược hỗ trợ bởi các phần mềm hỗ trợ như : OPC Server, MMS Server, AC800M/C Connect



1. Control IT For AC800M/C :

1.1. Control Builder M

Gói phần mềm Control Builder M dùng ñể cấu hình phần cứng , cấu hình mạng và lập trình úng dụng cho các bộ ñiều khiển của ABB như : AC800M/C và Advant

controller 250. Control Builder M phải ñược cài ñặt trên hệ ñiều hành Win 2000 Professtional

sp3 với các yêu cầu về phần cứng khá nghiêm ngặt như sau: CPU pen II , tốc ñộ 733 Mhz, RAM 1024 Mb trở lên, ñĩa cứng còn 1.5 Gb trở lên.

Các phiên bản của Control Builder M : Phần lớn những project ñược tạo trong Control Builder M Professtional thì ñều

có thể dùng ñược trong Control Builder M Standard hoặc Control Builder M Basic. Nếu như tên ứng dụng và tên Controller là giống hệt nhau. Tuy nhiên nó sẽ không làm

việc nếu như những chức năng làm việc không ñược hỗ trợ bởi Control Builder M Basic.

Control Builder M Basic : Một project ñược tạo trong Control Builder M Basic có thể ñược thực hiện 1 ứng

dụng, chúng ñược chia thành 3 chương trình là tối ña: mã chương trình, Function Block, và những chức năng có thể ñược ñặt tự do trong bất cứ một chương trình nào

trong 3 chương trình ñó. Mỗi 1 trong 3 chương trình ñó ñược kết nối tới một công việc. Khoảng thời gian giữa các công việc và thời ñiểm bắt ñầu của mỗi công việc ñó

có thể ñược thiết lập. Nếu người dùng có thể tạo loại dữ liệu và function block của họ khi cần và

những cái ñó có thể ñược dừng lại trong ứng dụng khác. Vì thế có thể là tăng hiệu quả và chất lượng của ứng dụng.



Control Builder M Standard và Control Builder M Professtional : Project ñược tạo trong Control Builder M Standard hoặc Control Builder M

Professtional có thể thực hiện một vài ứng dụng, mỗi ứng dụng có thể có vài chương trình, vài trạm lập trình có thể sử dụng với nhau trong một project. Một vài control có

thể ñược thực hiện trong một project. Người dùng có thể tạo ra những thư viện với những data type , Function Block

Type … mà sau ñó có thể sử dụng trong bất cứ một project nào. Control Builder M Professtional có thể thực hiện một control module mà nó là

những thành phần với khả năng lập trình hướng ñối tượng. Control Builder M cung cấp 5 loại ngôn ngữ lập trình khác nhau:

� Function Block Digram (FBD) � Structured Text (ST)

� Intruction List (IL) � Ladoler Diagram (LD)

� Sequential Function Chart (SFC) Control Builder quản lý theo kiểu Project Explorer, trong mỗi project explorer có

các thành phần sau : � Library :

Là thư viện của ABB với ñầy ñủ các khối hàm, hàm, các kiểu dữ liệu và các module ñiều khiển cần thiết trong quá trình lập trình ứng dụng. Tất cả các thành phần

của thư viện ñều ñược chia sẻ cho toàn bộ chương trình ñiều khiển, bạn có thể sử dụng chúng một cách tự do và kiểm tra chúng bằng cách dùng chế ñộ mô phỏng. ðặc

biệt chỉ những thư viện nào ñược gọi trong chương trình mới ñược ánh xạ sang process portal A, ngoài ra các hàm như: AND, OR, NOT sẽ không ñược ánh xạ sang

process portal A. Việc này làm cho người cấu hình hệ thống dễ dàng hơn trong quá trình tạo giao diện cho hệ thống. Có các loại thư viện sau:

• System Library chứa các khối dữ liệu cơ bản và các khối chức năng (data type

và function) ví dụ như bộ chuyển ñổi, các F_F, các bộ ñếm, các timer…theo chuẩn IEC 61131-3.

• Communication Library bao gồm các khối chức năng (function block) cho việc tạo giao thức như: MMS, ModuleBus, Foundation FieldBus, SattBus…

• Control Library bao gồm các khối chức năng ñiều khiển như PID ñơn hoặc PID tầng hoặc các module ñiều khiển khác.

• Alarm and Event Library chứa các khối chức năng phục vụ cho việc thu thập cảnh báo các sự kiện.

Người lập trình có thể thêm các thành phần khác nếu cần cho ứng dụng của mình.



� Controler: Là nơi ñể thiết lập cấu hình phần cứng và cấu hình mạng ñiều khiển cho các ứng

dụng cụ thể: ứng dụng ñó có quy mô ra sao, cần phải quản lý bao nhiêu ñiểm, cần phải ñiều khiển những gì, có tất cả bao nhiêu bộ ñiều khiển, kết nối mạng ra sao ….

Mỗi Controller thêm vào ta thấy có mục task. ðây là mục cung cấp các vòng quét cho các ứng dụng. Việc ñặt thời gian vòng quét là hoàn toàn phụ thuộc vào từng ứng

dụng ñòi hỏi. ðối với AC800M ta có thể thiết lập ñược tối ña 6 task. � Applycation :

Là nơi chứa những mã chương trình do người lập trình tạo ra, người lập trình viết mã chương trình ñiều khiển vào những program với những vòng quét cụ thể của

Controller. Ngoài ra người lập trình còn có thể ñịnh nghĩa các thành phần sử dụng trong các ứng dụng của mình như: các kiểu dữ kiệu, các fuction block và các function

block type. Nó ñược sử dụng trong chương trình như những thành phần ñược cung cấp sẵn. 1.2 AC800M/C Connect.

Là một phần mềm ñược cài ñặt từ ñĩa ControlIT For AC800M/C tới môi trường Process portal A. Nó cung cấp những kết nối và liên kết giữa ControlIT For

AC800M/C và Process portal A. Nó ñược cài ñặt trên tất cả các máy tính PC trên hệ thống. Nó bao gồm những thành phần sau:

� Aspect System For AC800M/C là phần ñược dùng cho các liên kết. � Graphic Object Type Library For AC800M/C là một số trang hình ảnh (display

element, faceplace, dialog).Nó có sẵn trong Process Portal A Workplace. � Tool Routing For AC800M/C là công cụ truyền dẫn tạo khả năng truy suất ñến

những giá trị thứ cấp trong các thiết bị từ một trạm làm việc lên mạng ñiều khiển. phần này chỉ có thể ñược dùng với AC800M.

� OPC Server For AC800M/C: cung cấp việc truy suất dữ liệu thời gian thực từ những Controller . Nó tạo khả năng cho hệ thống Process Portal A ñể truy xuất tới những phần tử mô phỏng. 1.3 OPC Server For AC800M :

Ý nghĩa của OPC Server For AC800M là ñể kết nối giữa các Controller và hệ thống OPC Client nào ñó cần dữ liệu hoặc alarm and event từ các Controller. ðể thực

hiện công việc này nó thực hiện bởi một giao diện thông qua COM và DCOM.

• COM (Component Object Model) là một chuẩn về mã nhị phân của Microsft,

nó ñịnh nghĩa các ñối tượng có thể tác ñộng qua lại với nhau như thế nào. Trong ñó 1 ñối tượng có thể là 1 cấu trúc dữ liệu, 1 module hệ thống hay 1 chương trình….

• DCOM (Distributed Component Object Model) là dạng mở rộng của COM. Nó ñịnh nghĩa các ñối tượng tác ñộng qua lại với nhau trên toàn mạng.



COM và DCOM có sẵn trên hầu hết các phiên bản của Windows và trên một số phiên bản Unix.

OPC Server For AC800M ñược cài ñặt thông qua OPC Configuration Panel. Nó gồm những thành phần sau:

� OPC Data Acess Server: thu thập dữ liệu từ các controller (việc này ñược lập trình trong Control Builder) cung cấp tới các OPC Data Acess Client.

� OPC Alarm And Event: cung cấp những alarm and event từ các Controller (việc này ñược lập trình trong Control Builder ) cung cấp tới các OPC Alarm and

Event Client. Trong một số thiết kế Control Builder M có thể kết nối tới nhiều hơn một mạng

khi ñó, nếu có nhiều hơn một Control Builder và nhiều hơn một OPC Server ñược sử dụng thì toàn bộ các máy tính PC phải có mạng sơ cấp như nhau và các OPC Server

phải có khả năng truyền thông với nhau trên mạng ñó. OPC Server là một server ña ứng dụng tức là một vài OPC Client có thể kết nối

tới một OPC Server trong trường hợp nó ñang chạy. Nhưng OPC Server trên nhiều máy tính PC khác nhau có thể ñược kết nối tới nhiều Controller.

Nếu một OPC Client ñược bắt ñầu khi OPC Server chưa chạy thì OPC Server sẽ tự ñộng ñược bắt ñầu và kết nối tới OPC Client. Còn nếu một OPC Client bắt ñầu khi

OPC Server ñang chạy thì OPC Client ñược kết nối tới OPC Server trong trường hợp ñang chạy.

OPC Server phải ñược ñặt cấu hình trước khi nó ñược kết nối tới các controller và nó sẽ tự ñộng Shutdown khi không có OPC Client nào ñược kết nối.

Phân chia dữ liệu : Từ Control Builder dữ liệu cần phải ñược truy suất trực tiếp tới Process Portal A

Server hoặc Client thông qua COM. Vì vậy nó phải ñược cài ñặt trên cùng một máy tính PC.

Trong giai ñoạn thiết kế thì Control Builder truyền thông một cách trực tiếp tới

Proces Portal A Server hoặc Client. Còn ñối tượng trong Control Builder thì ñược ánh xạ tới Proces Portal A Server hoặc Client. Những ñối tượng ñược hiểu là những

Aspect. Trong giai ñoạn online: Proces Portal A Client hoặc Server truyền thông với

Controler thông qua một OPC Server ñể sử dụng thông tin trong Control Aspect. 1.4 MMS Server For AC800M/C Connect

Chức năng của MMS Server giống như là bộ phận ña năng giữa Control Builder, OPC Server và Controler. MMS Server sẽ tự ñộng ñược cài ñặt với Control Builder

hoặc OPC Server và nó cũng tự ñộng start khi máy tính PC ñược start. Nó cho phép

Control Builder và OPC Server truyền thông với nhau trên cùng một máy tính PC và

cũng cho phép truyền thông trên mạng. ðiều này cho phép Control Builder và OPC



Server có thể cùng ñược cài ñặt trên một máy tính PC và cũng có thể cài ñặt trên các máy tính PC khác nhau trên cùng một mạng.

2. Process Portal A Process Portal A là sản phẩm trợ giúp cho việc giám sát và ñiều khiển tiến trình.

Nó bao gồm những ñặc tính hỗ trợ cho công việc ñiều khiển và giám sát trở nên hiệu quả hơn. Những ñặc tính ñó như là: trình bày những hình ảnh của một tiến trình, cách

sử dụng các faceplates, trình bày những ñồ thị và alarm . ðặc tính ñiều hành của chúng là tập hợp những hình ảnh về không gian của tiến

trình alarm and event history, trend và trạng thái của hệ thống cùng với những thông tin và những yêu cầu cần thiết. Tất cả những thứ ñó, người ñiều hành có thể tập trung

chúng lại thay vì phải tìm với từng thông tin.

Những thành phần của Process Portal A:

• Operator Workplace.

• Plant Explores Workplace.

• Advanced Operator Workplace.

• Sample Advanced Operator Workplace.

• Large Operator Workplace. Trong 5 thành phần chính của Process Portal A trên thì công việc thiết kế cho giám sát và ñiều khiển quá trình chủ yếu ñược thực hiện trên phần Plant Explores

Workplace. Các thành phần chính trong Plant Explores Workplacecủa Process Portal A:

• Admin Structure

• Aspect Category Structure

• Control Structure: ñược sử dụng ñể khai báo OPC Server khi cần lấy dữ liệu

trực tuyến từ hiện trường thu về và nó cũng chứa các ứng dụng, các thư viện và các Controller do Control Builder ánh xạ sang Process Portal A. Ngoài ra nó còn chứa các

phần ñồ họa ñược tạo ra bởi Object Type Structure. ðiều này sẽ tạo ñiều kiện cho người lập trình rút ngắn thời gian trong quá trình tạo giao diện cho hệ thống.

• Documentation Structure: nó ñược dùng khi người lập trình muốn có các vùng cũng như vị trí cảnh báo cho hệ thống. Việc lựa chọn vùng cảnh báo và cách quy ñịnh cảnh báo như thế nào là hoàn toàn do người lập trình quyết ñịnh và ñương nhiên phải

dựa vào các bài toán công nghệ hay các bài toán an toàn cho hệ thống ñể có ñược các

vùng cảnh báo theo như ý muốn.

• Graphic Structure: có tác dụng giúp cho người lập trình tạo ra các thư viện ñồ họa mới với các ñặc tính khác nhau sao cho thuận tiện nhất ñối với người sử dụng

(như phần tử ñồ họa trong thư viện này ở trạng thái tích cực hay tiêu cực, ví dụ phần tử ñồ họa mô tả ñộng cơ chạy là màu xanh, còn khi ñộng cơ dừng là màu ñỏ…)



• Library Structure: nó ñược sử dụng khi cần ñịnh nghĩa các cảnh báo, các sự kiện bằng ñồ thị. Ngoài ra nó là phần không thể thiếu khi lập các trang màn hình khởi

ñộng trong nhà máy.

• Location Structure: khi chúng ta cần kiểm tra các giá trị của một thông số nào ñó trong khi chúng ta không biết chính xác các giá trị ñó nằm ở vị trí nào khi ñó chúng

ta sẽ chọn Location Structure. Lúc này Location Structure sẽ cho chúng ta biết các giá trị này nằm ở plant hay các phòng ban hay các thiết bị. Ngoài ra trong nó còn có các

mẫu sẵn giúp cho người sử dụng giảm ñáng kể thời gian tạo các vùng cảnh báo, các phần tử ñồ họa cũng như các Faceplates và các Trens.

• Node Adminitrator: nó chứa tất cả các nút mà hệ thống quản trị.

• Object Type Structure: nó ñược dùng khi người lập trình muốn dùng ñể tạo các phần tử ñồ họa mà trong phần Control Structure cần dùng ñến. Khi tạo các phần tử

ñồ họa ở ñây thì người lập trình sẽ tránh ñược việc sẽ phải tạo nhiều với cùng các thao tác tương tự nhau. Ta tưởng tượng việc tạo trong này như là một chương trình con và

khi nào Control Structure cần thì ta chỉ việc gọi chương trình này ra là ñược. Cũng cần phải chú ý thêm ñó là việc làm này bắt buộc nếu ta muốn tạo ra các Faceplates mà ñã

ñược nhà viết phần mềm tạo sẵn cho. Có nghĩa là khi lập trình các trang màn hình khởi ñộng, muốn click chuột vào một ñối tượng nào ñó ñã ñược gán thuộc tính cho nó thì sẽ

tự ñộng hiện ngay Faceplates cho người sử dụng thay ñổi các thông số cần thiết có trong Faceplate.

3. Kiến trúc mạng trong hệ IIT của ABB. Nhìn chung thì một mạng thông tin công nghiệp của ABB ñược tổ chức theo sơ

ñồ dưới. Với cách tổ chức mạng theo cách này cho phép người ñiều hành có thể tham

gia công việc ñiều hành ở bất kì vị trí nào (dù họ ñang ở nơi làm việc hay ở bất kì nơi nào họ có thể truy mhập Internet )



Tuy nhiên ñây chỉ là một cách thông thường ñể cấu hình một mạng của một nhà

máy. Với công nghệ thông tin công nghiệp mà ABB cung cấp thì cho phép người thiết kế có thể cấu hình mạng thông tin công nghiệp theo nhiều cách.

Người thiết kế có thể thiết kế truyền thông giữa mạng ñiều khiển và mạng nhà máy chỉ với Router mà không cần ñến nút Server. Hoặc các mạng ñiều khiển có thể

nối trực tiếp với nhau thông qua một Router nếu như chúng có những thông tin ñiều khiển cần bắt tay với nhau.

Với bất cứ cấu hình nào thì các ñiều kiện sau ñều phải ñược ñảm bảo:

• OPC Server phải ñược cài ñặt trên những máy PC có vai trò là Connectivity Server.

• AC800M/C Connect phải ñược cài ñặt trên tất cả các máy tính PC trên mạng.

• Control Builder phải ñược cài trên những máy tính PC làm nhiệm vụ ánh xạ, những máy tính có vai trò thiết kế ứng dụng.

Dưới ñây sẽ giới thiệu vài mạng ñiều khiển của ABB � Control Network

Hệ thống cáp mạng của mạng ñiều khiển bao gồm những thành phần sau:

• Nodes:

Nodes ñược ñịnh nghĩa là bất cứ thiết bị nào ñược kết nối tới hệ thốngcáp mạng Control Net và nó cần một ñịa chỉ mạng trong các bước thực hiện các chức năng trên

mạng.

• Taps:

Taps là thành phần kết nối mỗi một node trên mạng tới hệ thống cáp thông qua

bộ cáp nhánh (Drop Cable )

Có 4 loại Taps khác nhau ñược chế tạo sẵn như hình sau:



• Trunk Cable :

Là một dạng bus, hoặc phần trung tâm của hệ thống cáp mạng ControlNet. Nó ñược cấu thành từ nhiều thành phần của cable. Có những loại cable khác nhau cho

những môi trường khác nhau mà người dùng có thể lựa chọn cho hệ hống của mình.

• Cable Connector

Là cable nối dùng ñể gắn than cable (trunk cable ) với taps. Cable ñược nối

thông qua một ñầu nối BNC.

• Terminator:

Một giá trị ñiện trở 75 ohm trên 1 thiết bị ñầu cuối phải ñược cài ñặt trên tap tại mỗi ñiểm cuối của một ñoạn mạng (segment ).

• Segment:

Một segment là một tập hợp của những thân cable (trunk cable ) và Taps, ñược giới hạn bởi hai thiết bị ñầu cuối (terminators ). Tổng ñộ dài của một ñoạn mạng phụ

thuộc vào số Taps trong ñoạn mạng ñó.

• Network:

Một Network là một tập hợp của những ñịnh hình cho những nút mạng:

- a segment

- Nhiều segment ñược nối với nhau thông qua Repeaters.

Hình ảnh dưới ñây là một ví dụ về mạng có nhiều hơn 1 segment ñược nồi với

nhau thông qua 1 Repeater:



• Repeaters :

Một repeater ñược sử dụng dể tăng số Nodes, mở rộng tổng chiều dài của ñoạn

mạng hoặc tạo cấu hình sao hay cây. Số lượng repeater phụ thuộc vào giao thức mạng.

Với vấn ñề về mạng nêu trên thì ta có nhiều cách ñể cấu hình một mạng ñiều

khiển với công nghệ thông tin công nghiệp của ABB. Tùy vào ứng dụng lớn hay nhỏ mà ta có thể cấu hình những mạng ñiều khiển khác nhau.

Với ứng dụng vừa và nhỏ ta có thể cấu hình mạng ñiều khiển như hình dưới ñây:

Hình trên là một cấu hình cho một nút ñơn, tức là toàn bộ các thành phần phần

mềm ñều ñược cài ñặt trên hiết kế, sửa chữa, ñiều hành, phân quyền cho người ñiều hành … Ta thường cấu hình một mạng ñiều khiển như hình sau:

Cấu hình mạng theo kiểu này sẽ phân biệt rõ ràng trạm thiết kế, trạm ñiều

hành… Không những thế nó còn cho phép phân chia công việc thiết kế ( thiết kế ứng dụng trong Control Builder và thết kế ñiều khiển giám sát trong Proces Portal A ) và

AC800M/C Connect

gồm:

+MMS Server For

AC800M/C

+OPC Server For

AC800M/C PC

Process Portal A (Server và Client)

Control Buider

Controller Controller Controller



phân chia công việc ñiều khiển giám sát cho các trạm ñiều khiển giám sát cũng như giới hạn các quyền cho các trạm này.

Các trạm thiết kế và ñiều khiển giám sát có thể ở bất cứ tầng mạng nào

Với những ứng dụng lớn thì ta có thể tách mạng ñiều khiển ra thành các vùng

mạng và các vùng mạng ñược nối với nhau nằng các Router:

Thông thường với cách cấu hình như trên thì các trạm thiết kế thường ñược bố trí ở vùng mạng sơ cấp còn các vùng mạng khác thì ñược bố trí với những Controller

hay những thiết bị khác…

B. Làm việc với các công cụ phần mềm của ABB

ðể có ñược ngững tiện ích cho việc xây dựng cũng như vận hành hệ thống, ABB cung cấp một môi trường làn việc tích hợp bởi nhiều thành phần. Nhìn chung hệ

thống của ABB hoạt ñộng theo sơ ñồ sau :



Quá trình làm việc ñược chia làm 2 giai ñoạn: giai ñoạn thiết kế và giai ñoạn làm việc Online.

Trong giai ñoạn thiết kế, những ứng dụng và phần cứng ñược thiết kế trong Control Builder sẽ ñược ánh xạ sang hệ thống Aspect Server trong môi trương Process

Portal A. Các hệ thống PPA Client sẽ truy suất các ñối tượng ñược ánh xạ ñó thông qua hệ thống Connectivity Server.

Trong giai ñoạn làm việc Online, Control Builder sẽ truy suất tới các controller trong mạng ñiều khiển thông qua MMS Server For AC800M/C ( Quá trình này thường

là download các ứng dụng và thực hiện test online ). Các hệ thống PPA nhận dữ liệu và các Alarm and Event hoặc gửi dữ liệu yêu cầu các Controller thông qua hệ thống

OPC Server For AC800/C.

Từ việc giới thiệu quá trình làm việc của hệ thống như ở trên, trong phần này

sẽ giới thiệu những nội dung chính sau:

• Ánh xạ và liên kết dữ liệu.

• Thiết kế trong Control Builder.

• Thiết kế trong Process Portal A.

• Một số tính năng thuận lợi khi làm việc với sản phẩm phần mềm của ABB.

1. Ánh xạ liên kết dữ liệu

Quá trình ánh xạ thực chất là quá trình liên kết dữ liệu của ñối tượng này hay là quá trình tạo ra các Aspect Object cho ñối tượng thông qua OPC Server. Trong ñó các

ñối tượng thì nằm trong Control Builder còn các Aspect Object thì nằm trong Process Portal A. Ta sẽ ñơn giản hóa quá trình ñó qua sơ ñồ sau :



Trên sơ ñồ này thì các Library trong Control Builder ñược ánh xạ sang Process Portal A là các Library Type , các Controler Library thì ñược ánh xạ sang là Controler

Type, Applicatión và các Controler tương ứng là Applicatión và Controler.

Trong quá trình ánh xạ thì toàn bộ các ñối tượng con của ñối tượng trong

Control Builder ñều ñược ánh xạ sang Process Portal A, tương ứng là các Aspect Object con của các Aspect Object tương ứng.

Tuy nhiên, trong Library thì không hoàn toàn như vậy, các thành phần kiểu dữ liệu, các hàm AND, OR, NOT … thì không ñược ánh xạ sang Process Portal A.

Quá trình ánh xạ là tự ñộng khhi khởi ñộng Control Builder khi hệ thống Aspect Server trongProcess Portal A ñã ñược khởi ñộng. Khi Aspect Server chưa ñược

khởi ñộng trước khi Control Builer ñược khởi ñộng thì quá trình ánh xạ sẽ không ñược tự ñộng, trong trường hợp này nếu ta muốn thực hiện ánh xạ thì ta phải thực hiện bằng

thao tác. Tất cẩ các ñối tượng trong Control Builder ñều ñược ánh xạ tự ñộng , ngoại trừ các thành phần ñược tạo thêm trong thư viện (Function Block Type và Control

Module Type )thì không ñược tự ñộng ánh xạ (nếu muốn ánh xạ ta phải ñặt thuộc tính Aspect Object cho nó.

• Liên hệ giữa ánh xạ và lập trình hướng ñối tượng.

Một ñặc trưng của vấn ñề ánh xạ ñó là nó hỗ trợ việc lập trình hướng ñối tượng trong Process Portal A, nó ñược thể hiện qua mối liên hệ giữa ánh xạ và cấu trúc ñối

tượng trong Process Portal A. ðể làm rõ vấn ñề này ta xem sơ ñồ sau:



Trên sơ ñồ trên ta thấy: trong Control Builder, các ñối tượng trong Library là các lớp ñối tượng còn các ñối tượng trong application là các ñối tượng của lớp ñối

tượng trong library.

Trong Process Portal A, các Aspect Object trong Library Type là các Object

Type còn các Aspect Object trong Application là các trường hợp của Aspect Object trong Library.

Mặt khác, cac ñối tượng trong Library (trong Control Builder ) ñược ánh xạ tương ứng là các Aspect Object trong Library Type trong Object Type Structure (trong

Process Portal A ), còn các ñối tượng trong Application (Trong Control Builder ) ñược ánh xạ tương ứng là các Aspect Object trong Application trong Control Structure (

trong Process Portal A ).

Tức là các Aspect Object trong Application ñược thừa kế toàn bộ những ñặc

tính của Aspect Object trong Library Type (trong Object Type Structure ). Vậy ñể thiết kế cho các ñối tượng trong Application ta chỉ phải thiết kế cho 1 Aspect Object trong

Library Type.

2. Thiết kế với Control Builder :

Nhìn chung thì công việc xây dựng chương trình ñiều khiển bao gồm các công ñoạn sau :

• Tạo một Project cho chương trình.

• Xây dựng cấu trúc phần cứng ảo (CPU và các Module ).

• Tạo các Function Block, Control Module ñể sử dụng trong các ứng dụng

• Xây dựng ứng dụng ñiều khiển cho phần cứng.

• Kết nối ứng dụng tới phần cứng.

2.1 Tạo một Project cho chương trình .

Công việc ñầu tiên cần phải làm với người thiết kế trong Control Builder là phải

tạo ñược môi trường thiết kế mới, tức là tạo một Project mới. công việc ñó ñược tiến hành như sau :

• Double_click vào biểu tượng Control Builder trên màn hình ñể khởi ñộng Control Builder. Nếu chương trình Process Portal A chưa ñược khởi ñộng thì hộp thoại

sau sẽ xuất hiện ñể thông báo là hệ thống không thể ánh xạ sang Process Portal A :



Chúng ta click vào NO ñể không thực hiện quá trình ánh xạ vì quá trình này tiến hành sau cũng ñược.

• Khi cửa sổ Control Builder mở ra,vào Menu và chọn New Project :

Nhập tên Project và chọn loại controller như hình minh họa sau :

2.2 Tạo các Function Block Và Control Module

Như ñã nói một ñặc trưng của ABB là việc lập trình hướng ñối tượng với việc

sử dụng các Function Block và Control Module. Việc tạo ra các Function Block Và Control Module không vhỉ hỗ trọe trong việc xây dựng ứng dụng mà còn hỗ trợ rất

nhiều trong việc thiết kế giao diện ñiều khiển giám sát trong Process Portal A.

ðể dễ hình dung chúng ta xét ví dụ về tạo một chiếc Van ñơn giản với hai trạng thái ðÓNG và MỞ.



• ðầu tiên ta phải tạo một thư viện mới ñể tiện sử dụng cho các ứng dụng khác. Ta ñặt tên thư viện là DLK3. Toàn bộ công việc ñược mô tả như hình sau :

• Công việc tiếp theo là tạo Function Block có tên là Valve :



• Sau khi ñã tạo xong Function Block thì ta phải tiến hành soạn thảo cho Function Block mới. Mở hộp thoại Editor và soạn thảo dòng code vào như sau :

2.3 Xây dựng ứng dụng ñiều khiển

Ứng dụng ñiềukhiển ñược xây dựng trong phần Application .khi chúng ta tạo

một Project mới thì ta sẽ có một Application, nếu ta chỉ cần ñến một Controller thì không cần phải tạo thêm Application nữa. Còn nếu ta sử dụng nhiều hơn một controller thì ta cần tạo thêm Application bởi mỗi Controller ñựơc kết nối với một

Appllication.

ðể tạo thêm Application mới ta làm như sau :



Trong mỗi ứng dụng thông thường có 3 chương trình (program ) mỗi chương trình ñược kết nối với một task của controller, vì vậy mà AC800M có 6 task nên chỉ có

tối ña là 6 chương trình.Nếu ứng dụng của ta lớn thì ta có thể tạo thêm chương trình cho ứng dụng.

Program là nơi chúng ta soạn thảo code cho chương trình ứng dụng của ta. Sauk hi hộp thoại Editor mở ra chung ta khai báo biến cần sử dụng và chọn ngôn ngữ thich

hợp ñể sử dụng sọan thảo (chọn 1 trong 5 ngôn ngữ mà ABB cung cấp)

Ngôn ngữ mặc ñịng của chương trình là Structured Text (ST), nếu muốn thay ñổi ngôn

ngữ ta lam như sau :

2.4 Xây dựng cấu trúc phần cứng ảo (CPU và các Module) Toàn bộ cấu trúc phần cứng ảo của hệ thống chúng ta xây dựng ñược thiết kế

trong phần Controller. Công việc cụ thể ñược tiến hành như sau: + Lựa chọn loại Controller mà ta cần dùng trong hệ thống: AC800C, Soft

Controller, AC250 hay AC800M tùy thuộc vào từng ứng dụng của chúng ta.



+ Giả sử cần dùng AC800M, sau ñó ta phải chon loại Module xử lý. Có nhiều loại Module xử lý ñể cho chúng ta chọn.

+ Công việc tiếp theo là chọn Module vào/ra cho hệ thống. Chúng ta có thể

ghép nối các Module vào Modulebus hoặc sử dụng Bus trường ñể ghép nối .



2.5. Kết nối ứng dụng ñến phần cứng .

Từ phần cứng mà chúng ta xây dựng kết hợp với ứng dụng chúng ta phải tiến hành thủ tục kết nối chúng ñể có thể tiến hành chạy mô phỏng. Công việc kết nối ñược

chia làm các bước sau: + Kết nối ứng dụng tới Controller

Hộp thoại Task Connection xuất hiện và ta chọn Task ñể kết nối

+ Kết nối chương trình (Program ) tới ứng dụng cũng ñược thực hiện

tương tự như trên.



+ Cuối cùng là kết nối các biến tới các ñầu vào/ra, ta chọn Module vào /ra và Double_click vào ñó ñể mở hộp thoại kết nối các Module với các biến ñã khai

báo.

2.6 Mô phỏng chương trình.

Như ñã trình bày, ABB cung cấp những cách thức ñể tiến hành kiểm tra tính

ñúng ñắn của chương trình. ðó là chế ñộ Simulate, chế ñộ Test Online với Controller thật. Trong phần này chúng ta tìm hiểu chế ñộ Simulate.

ðể chạy chế ñộ Simulate ta làm các bước sau : + Vào Tool và chọn Simulate Project



+ Sau khi cửa sổ hiện ra ta chọn Controller và ứng dụng ñể thực hiện, Click vào Continue.

+ Sau khi ñã xuất hiện thông báo ở dưới thì ta Double_Click lên chương trình

mà ta cần kiểm tra. Chúng ta có thể thay ñổi giá trị của các ñầu vào/ra ñể kiểm tra.

3. Thiết kế trong môi trường Process Portal A.

Công việc thiết kế. Trong phần này chúng ta chỉ cần tìm hiểu mục ñích và ý nghĩa của các công

việc trên còn chi tiết của công việc thì sẽ tìm hiểu trong phần sau. Việc thiết kế trong

Process Portal A ñược chia thành các công việc chính sau:

3.1. Phân tích hệ thống. Trước khi bắt ñầu công việc thiết kế chúng ta cần phân tích hệ thống mà chúng

ta cần xây dựng. Việc phân tích tách ra làm 6 bước chính sau:



� Phân tích toàn cục . Phân tích toàn cục là ñể xác ñịnh những ñối tượng thực trong hệ thống và những

cấu trúc của chúng. Sau ñó tách những ñối tượng theo chức năng của chúng. � Xác ñịnh những Aspect Object.

Những thực thể tìm thấy ñược mô tả bằng các Aspect Object. Những Aspect Object ñược sử dụng như là một nơi chứa mẫu cho những ñối tượng thực thể. Những Aspect

của chúng tương ứng với các chức năng cụ thể . � Xác ñịnh loại ñối tượng (Object Type)

Nếu có thể chúng ta có thể ñặt những thực thể tìm ñược vào những Object Type có sẵn. Nếu không thì ta có thể tạo ra một Object mới. Công việc này sẽ giúp ta trong vấn

ñề mở rộng và phát triển những vấn ñề xung quanh ñối tượng ñã xây dựng. � Xác ñịnh cấu trúc

ðặt những Aspect Object vào trong những cấu trúc khác nhau, công việc này hổ trợ rất nhiều cho việc thiết kế ñiều hành sau này.

� Tập hợp những ñối tượng. � Xác ñịnh những vấn ñề an toàn ñược thiết lập.

3.2. Lựa chọn cấu trúc . Sau khi phân tích hệ thống với những yêu cầu cần thiết ta bắt ñầu với công việc

thiết kế. Toàn bộ công việc thiết kế sẽ ñược thực hiện trên Plant Explorer Workplace. Công việc ñầu tiên của thiết kế hệ thống là tạo cấu trúc cho hệ thống. Process

Portal A cung cấp những cấu trúc có sẵn như Funcion structure, Local structure ... Người thiết kế có thể sử dụng những cấu trúc có sẵn này hoặc tự tạo cho mình một cấu

trúc mới ñể thuận tiện cho công việc thiết kế. Việc tạo hệ thống mới có thể ñược thực hiện như sau:

+ Chọn Aspect system structure trong mục structure select. + Mở mục Basic property Aspect chọn mục Basic property structure như hình sau:



+ Sau ñó trỏ tới mục Aspect type Difinition như sau:

+ Hộp thoại mở ra, ta vào mục Categories và Click vào Add ñể nhập một cấu

trúc mới.

3.3. Xây dựng ñối tượng trong Object Type. Trước khi xây dựng ñối tượng trong cấu trúc Object Type ta cần phân biệt 2 khái

niệm: Aspect Object trong cấu trúc Object trong cấu trúc Object Type và Aspect Object trong cấu trúc thiết kế, ñể thấy rõ ñược ý nghĩa của việc tạo Aspect Object

trong cấu trúc Object Type. + Aspect Object trong cấu trúc Object Type là những Aspect Object ñược tạo

bởi người thiết kế hoặc ñược tạo bởi người thiết kế hoặc ñược tạo bởi nhà cung cấp. + Aspect Object trong cấu trúc thiết kế là những Aspect Object ñược tạo ra từ

những Aspect Object trong cấu trúc Object Type mà người thiết kế có thể thừa kế toàn



bộ những Aspect của nó hoặc thay ñổi. Những Aspect Object loại này ñược gọi là những trường hợp Aspect Object trong cấu trúc Object Type.

Việc phân biệt hai khái niệm này là một ñặc trưng trong thiết kế hướng ñối tượng của ABB. ðể làm rõ hơn ta xét việc thiết kế hệ thống với rất nhiều ñối tượng

Van thay vì phải tạo rất nhiều Aspect Object Van ñó trong cấu trúc của mình, ta chỉ phải thiết kế một Aspect Object Van trong cấu trúc Aspect Type và tạo các Aspect

Object trong cấu trúc của mình là trường hợp của nó. Khi ñó những thiết kế với Aspect Object trong cấu trúc Object Type sẽ ñược thừa kế tới những trường hợp của nó ở

trong cấu trúc kia. Người thiết kế cũng có thể thay ñổi những ñặc tính ñược thừa kế cho phù hợp với từng ñối tượng cụ thể.

ðể tạo một Object Type Group và một Object Type trong Process Portal A chúng ta có thể thực hiện theo các bước sau:

+ Chọn góc ñối tượng (Object Type ) trong mục Object Type Structure và chọn New Object, nhập tên và Click vào Create.



+ Tiếp theo ta chọn mục Object mới vừa tạo và mở Context menu ñể chọn New Object, nhập tên và Click vào Create.

� Thêm các ñặc tính cho ñối tượng.

Như ñã nói, những Aspect là tập hợp dữ liệu mô tả những ñặc tính của một

Object. Vậy việc xây dựng ñặc tính cho ñối tượng tức là thêm vào ñối tượng những

Aspect tương ứng cho Aspect Object. Tùy vào yêu cầu thể hiện về ñối tượng mà người thiết kế có thể thêm vào Aspect nào và số lượng bao nhiêu. Những Aspect

thường ñược sử dụng nhất là các Aspect sau: Graphic Display, Graphic element, Faceplate element, Faceplate, Alarm and Event, Trend ...

Việc thêm các Aspect ñược thể hiện hoàn toàn giống nhau. Chúng ta sẽ thực hiện thêm một Aspect ñể minh họa quá trình này.



+ Right_Click vào Aspect Object mà ta muốn thêm vào ñó những Aspect mới, Context menu xuất hiện và chúng ta chọn New Aspect như hình:

Trên hộp thoại New Aspect ta chọn Aspect và nhập tên (Nếu muốn thay ñổi

tên) và Click vào Create.

� Xây dựng Workplace cho ñối tượng.

Thông thường thì Process Portal A có hai Workplace ñược ñặt trong hệ thống :

+ Operater Workplace: Dành cho người ñiều hành. + Plant Explorer Workplace: Dành cho người thiết kế.

Ngoài hai Workpalce ñược mặc ñịnh trên thì người dùng có thể tạo nhiều Workplace khác cho những ứng dụng ñiều khiển, giám sát nhau. Ví dụ như cần phân

quyền ñiều khiển giám sát cho từng người. Sau khi thiết kế hệ thống, người thiết kế có



thể lựa chọn những Workplace có trong Process Portal A hoặc thiết kế một Workplace mới cho việc thể hiện thông tin ñiều khiển giám sát của mình.

• Tạo một Workplace mới: ðể tạo một Workplace mới ta có thể thực hiện các bước sau:

+ Chọn Workplace Structure, Right_Click vào Web System Workplace và chọn New Object như hình sau:

+ Hộp thoại xuất hiện và chúng ta nhập tên Workplace mới vào và Click vào Create.

• Cấu hình cho Workplace mới: ðể cấu hình cho một Workplace mới, người thiết kế có thể lựa chọn các

phần sau cho Workplace của mình. Những thành phần ñó là: + Application Bar.

+ Shortcuts. + Fixed Displays.

+ Tool Bars.



+ Status Display. + Display Bar.

+ Logical Collors. Việc lựa chọn những thành phần nào cho Workplace và thiết lập cho những

thành phần ñó như thế nào là tùy thuộc vào mục ñích của người thiết kế.Trước khi thiết kế một Workplace mới thì người thiết kế cần trả lời ñược các vấn ñề sau:

+ Chế ñộ nào ñược chạy trong Workplace (Chế ñộ cửa sổ hay chế ñộ ñiều hành ) ?

+ Loại thông tin nào ñược hiển thị trong Fixed Display? + Chúng ta thực hiện giám sát như thế nào?

+ Loại thông tin nào chúng ta muốn hiển thị? + Chỉ dẫn cho những hình ảnh ñược sử dụng thường xuyên hoặc quan trọng

nhất thông qua Shortcut? + Chúng ta có muốn thực hiện ñịnh ra vai trò riêng cho từng người dùng

không? Sau khi ñã xác ñịnh ñược yêu cầu cần thiết cho Workplace cho công việc

của mình, chúng ta có thể tiến hành tạo Workplace như sau: � Thêm vào Workplace mà chúng ta cần cấu hình các Aspect sau:

Application, Status Bar và Application Bar Shortcut.

� Cấu hình cho các Aspect vừa tạo ở trên:



Nhìn vào cửa sổ cấu hình của Aspect Application Bar (Các Aspect khác cũng hoàn toàn tương tự ) chúng ta thấy có ba mục ñích chính là: Main, Fixed

Displays và Tool Collections. - Mục Main: cho phép người thiết kế lựa chọn những thành phần ñược

hiển thị chính trên Application Bar hay Status Bar. - Mục Fixed Display: Cho phép lựa chọn những thành phần hiển thị cố

ñịnh, có thể là những cảnh báo hệ thống hay ñồng hồ hệ thống ... tùy thuộc vào nhu cầu của người thiết kế.

- Mục Tool Collections: Cho phép lựa chọn những công cụ ứng dụng trên Application Bar hay Status Bar.

� Cấu hình khung màn hình giám sát. - Vào Web System Workplace và chọn Workplace mà ta cần cấu hình cho

nó. Chọn Aspect Workplace Layout ñể cấu hình cho Workplace.

- Thực hiện theo các chỉ dẫn bằng hình ảnh sau:

Mục Panel chọn nền cho việc thể hiện trng màn hình khởi ñộng. Ta thực hiện như sau:



Mục Top Band ñược chọn ñể thể hiện Application Bar

Mục Bottom Band ñược chọn ñể thể hiện Status Bar:

� Tạo trang màn hình khởi ñộng cho Workplace.

Trang màn hình khởi ñộng sẽ ñược thể hiện ở vị trí Panel của màn hình giám sát. ðể thực hiện ñiều này ta có thể thực hiện các cách sau:

- Nếu màn hình khởi ñộng ñã ñược tạo trong hệ thống thì chỉ việc Copy Aspect ñó ñến Workplace của mình rồi ñổi tên Aspect ñó thành Startup Display ( Nhớ

là có ký tự space ở giữa Startup và Display). Sau khi ñã copy xong thì ta cần Edit lại Deploy rồi thoát ra khỏi VB.



- Nếu chúng ta chưa có trang màn hình giám sát thì phải bắt ñầu lại từ ñầu: Thêm một Aspect Graphic Display và ñổi tên nó thành Startup Display.

- Công việc tiếp theo là thiết lập mức ưu tiên và thiết lập các User nếu cần.

4. Một số tính năng tiện lợi khi làm việc với các sản phẩm phần mềm của ABB

Qua việc tiếp cận và làm việc với phần mềm của ABB như ñã trình bày ở trên có thể rút ra một số tính năng hay mà sản phẩm của ABB mang lại. ðây có thể là lý

do quan trọng khiến các công ty lớn trên thế giới lựa chọn ABB ñể xây dựng hệ thống ñiều khiển cho mình. Dưới ñây là một số tính năng tiện lợi ñược rút ra từ việc tiếp cận

và trực tiếp thiết kế:



4.1. Lập trình hướng ñối tượng và tính thừa kế: Lập trình hướng ñối tượng luôn là giải pháp lập trình phù hợp nhất cho việc xây dựng chương trình ñiều khiển hệ thống. ABB cung cấp một môi trường lập trình rất

thuận tiện cho người thiết kế. - Thông thường ñể lập trình cho một hệ thống lớn, nhiều thiết bị ño lường –

ñiều khiển chúng ta quy thành các lớp ñối tượng Valve, lớp ñối tượng Pump,... Một khối Function Block là một ví dụ về lớp ñối tượng. Lớp ñối tượng có ñặc ñiểm sau:

+ ðược khai báo tất cả những tham số, thuộc tính chung về các ñối tượng trong lớp có thể giao tiếp với Controller, các thiết bị vào/ra và với lập trình giao diện với

người. + Khi lập trình cho một ứng dụng, các ñối tượng cụ thể thừa kế tất cả các ñặc

ñiểm của lớp và chỉ cần quan tâm là thông tin truyền nhận tới ñâu và cần thể hiện những ñặc tính nào ( không nhất thiết tất cả các thuộc tính của lớp là cần thiết cho

một ñối tượng cụ thể). + Việc khai báo các ñối tượng cụ thể không theo một thứ tự như trong lập trình

trong cấu trúc mà là bất kỳ. Tập hợp các biến cục bộ ñem lại toàn bộ những thông tin về hệ thống và các ñối tượng.

- Khi lập trình trong PPA, các ñối tượng lại thể hiện ở dạng các Aspect Object. Với một Aspect Object là một thể hiện của việc giao tiếp của người ñiều hành

với ñối tượng vật lý. ðể tạo các Aspect Object cần kết nối OPC server. Một số ñặc ñiểm về Aspect Object:

+ Các Aspect Object có thể là những thể hiện khác nhau về một thông tin từ ñối tượng vật lý ( không qua ñối tượng cấu trúc ).

+ Aspect Object chỉ quan tâm một vài ñặc tính của ñối tượng trong lập trình cấu trúc, không cần và cũng không thể biết các ñối tượng này làm thế nào ñể ñưa ra

hay xử lý những thông tin ñó.

4.2. Môi trường tích hợp thông tin:

Với một thiết bị hiện ñại, việc tìm hiểu thông tin về nó là rất khó khăn. ðây là

nguyên nhân gây phức tạp cho người sử dụng phải mất thời gian ñể tìm thông tin ñó như thế nào và ở ñâu, thời gian sử dụng thông tin ñó cải tiến thiết bị cơ sở. Khái niêm

Aspect Object là tích hợp tất cả thông tin trong một môi trường. Với người sử dụng, nó như một môi trường thống nhất nhưng thực tế nó là kết quả tích hợp của nhiều gói

phần mềm khác nhau. ðể tìm thông tin mong muốn ta chỉ cần Click chuột phải vào ñối tượng

(Object).



4.3. Tính dễ sử dụng:

Một vấn ñề quan trọng khi tích hợp nhiều thông tin trong một giao diện người dùng là nó phải dễ sử dụng. Do ñó Process Portal ñược xây dựng với khả năng tùy

chỉnh cả lớp màn hình và các thông tin chứa trong giao diện dùng. Ví dụ, một người ñiều hành có thể dành riêng cho khu vực ñể luôn hiện thị thông tin cảnh báo. Trong

khi người kỹ sư sẽ có một màn hình dành cho thông tin cấu hình. Click chuột phải ñược cấu hình hiện lên chỉ với thông tin mà mỗi nhóm người dùng cần. Người ñiều

hành nhìn thấy các cảnh báo, cửa sổ gối và các xu hướng trong khi ñó nhân viên bảo dưỡng thấy ñược logic ñiều khiển, dữ liệu và các bản vẽ.

Process Portal A dựa trên MS Window 2000 tiêu chuẩn và tiến tới mục tiêu có thể tham gia xa hơn cùng với Window 2000. Chúng ta có thể giám sát nhà máy với

Process Portal A, Menu, các Note, sự khảo sát và hoạt ñộng giống như trong Window 2000 chuẩn nếu chúng ta sử dụng Window 2000 trong văn phòng hoặc ở nhà. ðiều

này có nghĩa là giảm giá trị ñào tạo.

4.4. Tính giám sát ña năng.

Việc giám sát ña năng sẽ hổ trợ trong Process Protal A bằng việc sử dụng khái niệm Larga Deskptop trong Window 2000. Nghĩa là những ứng dụng có thể di chuyển

từ màn hình giám sát này tới một màn hình giám sát khác, hoặc là ñược hiển thị trên một hoặc nhiều hơn một màn hình giám sát. Trong môi trường Process Portal A, việc

giám sát ña năng ñược hổ trợ bởi việc dùng Large Desktop và chế ñộ Fullscreen. Ví dụ: một Workplace sẽ mở ra hai màn hình giám sát trong chế ñộ FullScreen.

Card màn hình của bạn phải ñược cài ñặt và ñược ñịnh cấu hình với Large

Desktop, nếu không thì phần mềm Industrial IT sẽ không thật sự hoạt ñộng, nếu Task

Bas xuất hiện trên cả hai màn hình giám sát thì Driver của bạn chưa thực sự ñược cấu hình một cách ñúng ñắn, và ñây có thể là nguyên nhân Process Portal A làm việc

không chính xác. Một lời khuyên ñược ñưa ra là nên sử dụng Driver ñược chứng nhận bởi

Microsoft. Nếu như việc lựa chọn Large Desktop dược cho phép thì Task Bar chỉ xuất hiện trên một màn hình giám sát.

Cấu hình của một Operator Workplace với việc ña giám sát ñược tạo trong một kiểu cách (dáng vẻ) giống nhau ( giống như là một Workplace giám sát ñơn ). Thông

qua một vùng màn hình ( Screen) ñược phủ lên bởi hai giám sát trong chế ñộ Fullscreen (hình dưới).



Ví dụ: Một hệ thống với hai màn hình giám sát, mỗi màn hình chiếm 50% kích cỡ của Desktop. Một thanh Applycation Bar ñược ñịnh nghĩa ñặt trên ñỉnh của

Desktop. Với Applycation Bar ta có thể ñịnh nghĩa phần trăm của mỗi màn hình giám sát. Ví dụ nếu bạn muốn ñặt phần trăm hiển thị cho màn hình giám sát thứ hai, bạn cần phải ñặt phần trăm hiển thị cho màn hình giám sát ñầu tiên 50%.

4.5. Kỹ thuật “nhúng” dùng trong thiết kế giao diện với Process Portal A.

Các nhà cung cấp truyền thống thường ñưa ra một môi trường hoàn toàn “ñóng” với giao thức và tiêu chuẩn riêng. Process Portal A hoàn toàn dựa trên tiêu

chuẩn của một thế giới “mở”. Hệ ñiều hành Window 2000 không những chỉ cho phép

chạy Process Portal A trong tập hợp mạng mà còn tích hợp các ứng dụng từ văn phòng

như: MS Word, Mail, Internet Explorer. Bằng cách sử dụng MS Visual Basic (VB) như là cơ sở của Graphic Builder ñể

nhập thông tin của từ hầu hết các dạng ñồ họa và dùng chúng làm nền cho Process Graphic.

Khi soạn thảo trong môi trường Process Portal A, phần mềm sẽ tự ñộng link tới Visual Basic và ở ñây ta có thể tìm thấy tất cả các công cụ thường có của Visual

Basic, cũng như rất nhiều thư viện hình ảnh, môi trường thiết kế của ABB và ñặc biệt là các thuộc tính ñược ánh xạ từ Control Buider sang.

Truyền thông dựa trên OPC (OLED for Process Control) với khả năng thu thập dữ liệu từ OPC Server, sử dụng và hiển thị chúng trong Process Portal A.

Sự hoạt ñộng qua lại là cơ sở ñảm bảo rằng chúng ta có thể kết hợp các ứng dụng trong tương lai, sử dụng các sản phẩm của các hãng thứ ba và có thể tích hợp các

ứng dụng. Process Portal A tích hợp hoàn hảo với tất cả các sản phẩm khác của ABB

Industrial IT .



4.6. Tính bảo mật của ABB. ðối với một hệ thống thông tin công nghiệp của ABB thì vấn ñề bảo mật là rất

cao. Ta có thể thấy rõ ñiều này qua cách tạo mọt hệ thống trong môi trường Process Portal A. ðể tạo một hệ thống trong môi trường Process Portal A, ngoài những ñiều

kiện thông thường như cấu hình máy tính PC, Hệ ñiều hành ... ABB còn yêu cầu USER ñược chọn ñể tạo hệ thống phải là USER có quyền Administrator và USER ñó

phải có Password khi sử dụng. Việc này bắt buộc người dùng khi truy cập phải có Password mới vào ñược hệ thống và các USER khác không thể truy cập vào hệ thống.

Không những thế, ñối với một hệ thống ñược thiết kế trong Process Portal A thì ta không thể copy hay thực hiện bất cứ thao tác gì tương tự như copy bởi vì hệ

thống ñược tạo ra ñược gắn liền với hệ ñiều hành và cấu hình của máy tính PC. Có nghĩa là một hệ thống ñược tạo ra chỉ có thể sử dụng trên máy tính PC dùng ñể tạo nó

và không cho phép bất cứ một hoạt ñộng sao chép nào. Ngoài những vấn ñề bảo mật nói trên ABB còn hổ trợ người dùng rất cao trong

vấn ñề bảo mật với Industrial IT .

Thật vậy, bảo mật với Industrial IT là cơ sở của vấn ñề bảo mật với một hệ

thống thông tin công nghiệp mở. Nó yêu cầu người dùng khi truy nhập vào một hệ

thống thông tin công nghiệp, một cấu trúc, một phần của cấu trúc, hoặc một Aspect ObjectTM thì họ cần phải có ñược quyền cho phép. Quyền cho phép ở ñây không chỉ là Password mà còn thể hiện ở việc thiết lập vai trò của từng USER với các vấn ñề nói

trên khi khi thiết kế hệ thống trong môi trường Process Portal A.

Ngoài ra, khi thiết lập bảo mật một hệ thống người thiết kế cũng có thể thiết kế

giới hạn quyền truy suất với một nút ñơn, một nhóm các nút, hoặc toàn bộ các nút trên mạng, ñặc trưng này có thể giới hạn ñối với người ñiều khiển khi thực thi công việc tại

một nút thì họ chỉ có thể quan sát thấy hình ảnh của vùng mà nút ñó thực thi. Aspect Object là cơ sở cấu thành lên một hệ thống vì vậy ñể thiết lập bảo mật

cho một hệ thống thông tin công nghiệp ( Industrial IT system) ta có thêm vào những

Aspect Object loại Aspect “ Security Definition Aspect “, và thay ñổi mức ñộ truy nhập cho các USER theo ñịa chỉ theo nhóm và theo nút trong Security Definition

Aspect. Dưới ñây là hình ảnh hộp thoại cấu hình cho Security Definication Aspect.



CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG HỆ IIT CHO CÔNG ðOẠN NGHIỀN XI MĂNG TẠI NHÀ MÁY XI MĂNG SÔNG GIANH

IV.I.Xây dựng chương trình ñiều khiển cho Controller công ñoạn nghiền xi măng Chương trình thiết kế hệ thống ño lường ñiều khiển cho công ñoạn nghiền xi măng của nhà máy xi măng Sông Gianh ñược xây dựng trong một Project. chương

trình ñược xây dựng như sau:

IV.I.1 Cấu hình phần cứng ñược xây dựng trong mục Controller

� Hardware ñược chọn là AC800M, với CPU PM860/TP830.

Giao diện truyền thông Bus trường ñược chọn cho một ñoạn Profibus là CI854.

Giao diện truyền thông Bus trường cho mỗi trạm vào ra ñược chọn là CI840. � Các I/O Module ở vị trí số 2 dành cho khu vực vận chuyển liệu ñến nhà cân

và cân ñịnh lượng liệu trước khi ñưa vào máy nghiền. I/O module ở vị trí số 2 bao gồm các module vào ra từ vị trí 101 ñến 112 là của I/O cluster thứ nhất. Các module vào ra

từ vị trí 201 ñến 212 là của I/O Cluster thứ 2. Các I/O Module ñược bố trí như hình sau



� Các I/O Module ở vị trí số 3 dành cho khu vực máy nghiền ximăng, bao gồm các I/O module từ vị trí 101 ñến 105 và ñược bố trí như hình sau :

� Các I/O Module ở vị trí số 4 dành cho khu vực vận chuyển Xi măng về các

Silo chứa, bao gồm các I/O module từ vị trí 101 ñến 112 và ñược bố trí như hình sau :

� Các I/O Module ở vị trí số 5 dành cho khu vực vận chuyển xi măng từ Silo

chứa tới nhà ñóng bao, bao gồm các I/O module từ vị trí 101 ñến 112 và ñược bố trí như hình sau :



� Các I/O Module ở vị trí số 6 dành cho khu vực nhà ñóng bao ,trạm xuất xi măng và tuyến vận chuyển ra cảng, bao gồm các I/O module từ vị trí 101 ñến 112

trong I/O Cluster thứ nhất còn I/O Cluster thứ 2 gồm các I/O Module từ vị trí 201 ñến 212 , và ñược bố trí như hình sau :

IV.I.2 Các Function Block :

ðược sử dụng trong các ứng dụng với các loại Function Block Type, bao gồm

các valve, cooler, heater,… như hình sau :



IV.I.3 Các ứng dụng ñiều khiển : ðược xây dựng trong mục Application theo thuật toán ñã xây dựng và các

Function Block ñã xây dựng ở trên, ñược thiết kế nhú hình sau:

IV.I.4 Thao tác lập trình cấu trúc ñiều khiển

Theo hướng lập trình hướng ñối tượng, kết quả ñiều khiển không phụ thuộc vào trình tự khai báo các Module chương trình mà chỉ phụ thuộc vào chế ñộ vòng quét và

hoạt ñộng của từng ñối tượng. Cụ thể việc lập trình ñược thực hiện như sau: � Dựa vào thuật toán ñiều khiển các ñối tượng , ñặt tên ñối tượng và thực

hiện cấu trúc ñiều khiển bằng cách kết nối các block ñối tượng với các khối hàm AND,

OR, NOT…Và các biến, tham số tương ứng. � Lần lượt lập trình cho các ñối tượng trong các vùng code tương ứng, có

thể chia nhỏ các ñối tượng ra ñể dễ dàng hơn. � Sau khi lập trình xong có thể kiểm tra Simulink ñể kiểm tra sự ñúng ñắn.



IV.II. Xây Dựng Giao Diện ðiều Khiển Giám Sát (Process Portal A)

IV.II.1 Thiết kế phần không ñộng: Sử dụng BMI ActiveX controls ñể thiết kế phần không ñộng như hình sau:

ðầu tiên ñưa vào màn hình thiết kế những biểu tượng ñồ họa cần thiết kế như:

các Silo chứa, các băng tải, gầu nâng, máy nghiền … Sau ñó vẽ ñến các ñường ống, các mũi tên chỉ hướng di chuyển, các chữ ký tự … các bước ñược thể thực hiện như

hình sau:

Tiếp theo ñịnh vị các biểu tượng ñồ họa vừa ñưa vào và thiết lập thuộc tính cho

từng biểu tượng.



Sau khi ñã sẵn sàng thì phải triển khai lắp ráp như sau :

Triển khai lắp ráp (Deploy) là sự lưu lại và biên dịch màn hình ñồ họa mà

chúng ta vừa hoàn thành. Sau khi ñược biên dịch thì màn hình ñồ họa ñó có sẵn ñể hoạt ñộng.

IV.II.2 Thiết kế Phần ðộng

Trước tiên mở Element Browser và ñóng Toolbox lại :



Element Browser ñã ñược mở :

Tiếp theo click vào nút Browse, hộp thoại Control Structure hiện ra, trong hộp

thoại Control Structure lựa chọn ñối tượng ñộng cơ tương ứng, sau ñó chọn ñộng cơ cần thiết và click OK :



Sau ñó ñối tượng ñộng cơ sẽ có sẵn trong hộp thoại Element Browser. Lựa chọn Graphic Element MOT1 rồi click Add Element :

ðối tượng ñộng cơ sẽ ñược ñưa vào màn hình ñồ họa, công việc tiếp theo là ñịnh vị ñộng cơ vào vị trí cần thiết :



Công việc tiếp theo của chúng ta là thêm vào cho ñối tượng các sự biểu thị hoạt ñộng :

Mở Expression Builder và ñóng Element Browser lại :

Lựa chọn ñặc tính ñiều khiển cho máy nghiền là StatusRun

Expression Builder ñã ñược mở



Khi StatusRun = True máy nghiền chuyển sang màu xanh và quay



KẾT LUẬN

1. Tổng kết các nội dung ñã thực hiện:

- Tìm hiểu tổng thể công nghệ sản xuất xi măng của nhà máy - Tìm hiểu tổng thể hệ IndustrialIT của ABB tại nhà máy.

- Tìm hiểu tổng thể toàn bộ sản phẩm IndustrialIT của ABB, trong ñó tập trung khai thác hai gói phần mềm là ControlIT for AC800M và OperatorIT For Process

Portal A . - Mô phỏng công ñoạn nghiền xi, giao diện mô phỏng gần sát với giao diện

của một máy tính ñiều khiển – giám sát.

2. Những tồn tại và hướng phát triển nội dung ñề tài:

Mặc dù ñã có rất nhiều cố gắng trong việc tìm hiểu và nghiên cứu song do tính bảo mật, bản quyền của ABB và do thời gian có hạn nên nội dung ñồ án còn tồn tại những hạn chế sau:

- Chưa khai thác hết những khả năng ứng dụng của ABB trong các lĩnh vực

truyền thông mở rộng - Chưa tìm hiểu ñược nhiều gói phần mềm khác của IndustrialIT

- ABB còn cung cấp các giải pháp ngoài lĩnh vực ño lường – ñiều khiển song chưa ñược tìm hiểu

...

Do những tồn tại nêu trên có thể nêu ra một số hướng phát triển ñề tài này thành một công trình nghiên cứu có chất lượng:

- Khai thác sâu hơn,triệt ñể hơn về IndustrialIT với các gói phần mềm và các

cấu hình hệ thống khác.

- Hướng mở rộng hệ thống thông tin công nghiệp cho toàn bộ nhà máy (thiết kế mạng xí nghiệp, mạng công ty và khai thác công nghệ thông tin trong việc ñiều

hành công ty ở mọi nơi, mọi lúc) - Tìm hiểu ñầy ñủ hơn về thiết bị ño – ñiều khiển nói riêng và công nghệ nói

chung của nhà máy ñể có thể ñưa ra một giải pháp hoàn chỉnh hơn, trong ñó có sự cải tạo cả về công nghệ sản xuất.

3. Lời kết

Với tất cả những gì thu hoạch ñược qua quá trình tìm hiểu nhiệt tình và nghiêm

túc dù kết quả hiểu biết còn chưa ñầy ñủ song cũng có thể ñưa ra nhận xét về IndustrialIT của ABB như sau:



- Mạnh về tính năng kỹ thuật - Quản lý kinh tế cao

- Thuận tiện cho người sử dụng (cho cả người thiết kế và người vận hành) - Hệ thống có tính năng mở

- Vận hành có dự phòng Rất có thể trong tương lai không xa các sản phẩm tự ñộng hóa của ABB sẽ

ñược tìm hiểu và ứng dụng rộng rãi

Chúng em xin chân thành cảm ơn toàn thể các thầy cô giáo trong bộ môn Kỹ thuật ño & Tin học công nghiệp ñã dạy dỗ và hướng dẫn ñặc biệt là thầy giáo Phạm

Thượng Hàn ñã giúp ñỡ chúng em tìm hiểu và hoàn thành một ñề tài khà mới, có nhiều lý thú này.

*********************************************************



TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Hệ thống thông tin công nghiệp – PGS.TS. Phạm Thượng Hàn.

2. Technology document of the Song Gianh cement plant.

3. Automation documents of ABB Group.

4. ControlIT AC800 – Controller Hardware (Hardware and Operation) 5. ControlIT S800I/O – General Information and Installation

6. OperatorIT Process Portal A – Process Graphics Standard Building Block 7. OperatorIT Process Portal A – WorkPlace and Plant Explorer

8. OperatorIT Process Portal A – Graphics Builder 9. IndustrialIT (abb.com)

Documents

IIT của ABB