Tieu Luan Wincc

Ti u lu n: Tìm hi u L p trình WinCC cho h th ng SCADAể ậ ể ậ ệ ố

Mở đầu

Trong t đ ng hóa ng i ta th ng ph i x y d ng nh ng h th ng có tính t đ ngự ộ ườ ườ ả ậ ự ữ ệ ố ự ộ

cao có kh năng t đ ng th c hi n các ch c năng c b n nh :ả ự ộ ự ệ ứ ơ ả ư

Đi u khi n (Control)ề ể

Hi n th (Display)ể ị

C nh báo (Alarm)ả

L u tr (Archieve)ư ữ

In n, thông báo (Report)ấ

Và g i là m t h th ng ọ ộ ệ ố SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System -

h th ng đi u khi n giám sát và thu th p d li u)ệ ố ề ể ậ ữ ệ

Đ xây d ng nh v y c n ph i có nh ng ph n m m chuyên d ng và Vi t Nam hi nể ự ư ậ ầ ả ữ ầ ề ụ ở ệ ệ

nay có m t s ph n m m đ c s d ng nh WinCC, Fix-Intellution, Wonderware,ộ ố ầ ề ượ ử ụ ư

Scitect, Plantscape(HoneyWell) ... Trong đó WinCC c a Siemens đ c đánh giá cao nh tủ ượ ấ

và thông d ng nh t.ụ ấ

WinCC (Windows Control Center) là m t ph n chuyên d ng đ xây d ng giao di nộ ầ ụ ể ự ệ

đi u khi n (ề ể Human Machine Interface), x lí và l u tr d li u cho m t h th ngử ư ữ ữ ệ ộ ệ ố

SCADA trên n n Windows (WinNT, WinXP, WinVista 32bit ...). WinCC là s n ph m màề ả ẩ

Siemens đã thuê Microsoft xây d ng và hi n t i b n m i nh t là b n WinCC7.0. Và vìự ệ ạ ả ớ ấ ả

v y mà WinCC đã th a h ng bí quy t c a Siemens - m t công ty hàng đ u trong lĩnhậ ừ ưở ế ủ ộ ầ

v c t đ ng hóa quá trình và năng l c c a Microsoft - công ty hangf ddaauf trong linhxự ự ộ ự ủ

v c phát tri n ph n m m cho PC. WinCC có th d dàng tích h p trong các h th ng cóự ể ầ ề ể ễ ợ ệ ố

quy mô l n nh khác nhau và c nh ng h th ng c p cao nh MES (Manufacturingớ ỏ ả ữ ệ ố ấ ư

Excution System - h th ng qu n lí vi c th c hi n s n xu t) và ERP (Enterpriseệ ố ả ệ ự ệ ả ấ

Resource Planning). Th c t thì WinCC đã và đang đ c ng d ng trên kh p các hự ế ượ ứ ụ ắ ệ

th ng c a Siemens trên toàn c u.ố ủ ầ

Sinh Viên: Lê Đình Tr ng-Tink10b-ĐH H ng Đ c. ườ ồ ứ Page 1 of 21


Các đ c đi m chính c a WinCC:ặ ể ủ

- WinCC s d ng các công ngh và ph n m m tiên ti n do Microsoft luôn là ng iử ụ ệ ầ ề ế ườ

d n đ u trong phát tri n công ngh ph n m m.ẫ ầ ể ệ ầ ề

- WinCC có th m r ng m t h th ng t đ n gi n đ n ph c t p m t cách linhể ở ộ ộ ệ ố ừ ơ ả ế ứ ạ ộ

ho t, t h th ng v i m t máy tính giám sát t i h th ng v i nhi u máy tính giám sátạ ừ ệ ố ớ ộ ớ ệ ố ớ ề

hay h th ng có tính phân tán v i nhi u máy chệ ố ớ ề ủ

- WinCC có hàng lo t các module ph n m m kèm theo giúp đ nh h ng theo t ngạ ầ ề ị ướ ừ

lo i ng d ng đã đ c phát tri n s n đ ng i dùng l a ch n khi c nạ ứ ụ ượ ể ẵ ể ườ ự ọ ầ

- Tích h p trong các b WinCC th ng có các h qu n tr c s d li uợ ộ ườ ệ ả ị ơ ở ữ ệ

ODBC/SQL nh Sysbase SQL hay SQL Server (ví d SQL Server2005 trong WinCC 7).ư ụ

Và có th d dàng truy c p t i CSDL c a h th ng b ng ngôn ng SQL ho c ODBC.ể ễ ấ ớ ủ ệ ố ằ ữ ặ

- WinCC cũng đ c tích h p các giao di n chu n nh DDE và OLE ... dùngượ ợ ệ ẩ ư

chuy n đ i các ch ng trình ch y trên n n Windows. Các tính năng khác nh ActiveXể ổ ươ ạ ề ư

control và OPC server cúng đ c tích h p s n trong WinCCượ ợ ẵ

- Đ l p trình s ki n thì WinCC h tr ngôn ng l p trình chu n ANSI- C vàể ậ ự ệ ỗ ợ ữ ậ ẩ

VBScripts (WinCC 7)

- T t c các module c a WinCC giao di n m cho giao di n l p trình dùng ngônấ ả ủ ệ ở ệ ậ

ng C (C-API: Application Programming Interface). Đi u này có nghĩa là có th tích h pữ ề ể ợ

c c u hình c a WinCC cà c các hàm th c hi n (runtime) vào m t ch ng trình c aả ấ ủ ả ự ệ ộ ươ ủ

ng i s d ngườ ử ụ

- Có th cài đ t tr c tuy n WinCC b ng vi c dùng thu t sĩ cài đ t (Setup Wizards)ể ặ ự ế ằ ệ ậ ặ

- WinCC h tr đa ngôn ng nh Anh, Pháp, Đ c và th m chí c m t s ngôn ngỗ ợ ữ ư ứ ậ ả ộ ố ữ

châu Á, Mĩ cũng đ c tích h p làm ngôn ng s d ngượ ợ ữ ử ụ

- WinCC h tr h u h t các lo i PLC do nó đã g n s n các kênh truy n thông đỗ ợ ầ ế ạ ắ ẵ ề ể

giao ti p các lo i PLC c a Siemens nh S5,S7,505 cũng nh thông qua các giao th cế ạ ủ ư ư ứ

chung nh Profibus DP, DDE hay OPC. Thêm vào đó các chu n thông tin khác cũng cóư ẩ

s n hay đ c l a ch n b sungẵ ượ ự ọ ổ

- WinCC là ph n t SCADA trong h th ng PCS7 c a Siemens (là m t h th ngầ ử ệ ố ủ ộ ệ ố

đi u khi n quá trình, m t gi i pháp t đ ng hóa đ c tích h p toàn di n).ề ể ộ ả ự ộ ượ ợ ệ



Làm việc với WinCC

Trong ph n này s đi sâu vào cách làm vi c cũng nh các b c xây d ng m t h th ngầ ẽ ệ ư ướ ự ộ ệ ố

v i WinCC.ớ

N i dung bao g m:ộ ồ

Gi i thi u giao di n làm vi cớ ệ ệ ệ

Qu n lí các th (Tags)ả ẻ

Thi t k giao di n đ h a đi u khi n cho m t h th ng t đ ngế ế ệ ồ ọ ể ể ộ ệ ố ự ộ

L p trình x lí s ki n cho các đ i t ngậ ử ự ệ ố ượ

Thêm các đi u khi n nâng cao khácề ể



Giao diện làm việc

Kh i đ ng:ở ộ

Kh i đ ng WinCC t menu start nh hình trênở ộ ừ ư

T o m i m t d án:ạ ớ ộ ự Ch n File->New m t h p tho i xu t hi n nh hình d i:ọ ộ ộ ạ ấ ệ ư ướ

Ch n lo i d án mu n t o ho c m m t d án có s n (‘Open an Existing Project’)ọ ạ ự ố ạ ặ ở ộ ự ẵ



Giao di n làm vi c:ệ ệ

Giao di n làm vi c g m: - Tag Manaagement: qu n lí các tag (th liên k t)ệ ệ ồ ả ẻ ế

- Tructure tag: C u trúc, t ch c các tagấ ổ ứ

- Graphics Designer: Thi t k môi tr ng đò h a đi u khi nế ế ườ ọ ề ể

- Menu and toolbars: T o menu và thanh công cạ ụ

- Alarm Logging: T o l ch trình h th ngạ ị ệ ố

- Report Designer: Thi t k thông báoế ế

- Global Script: T o các đo n mã đi u khi n hạ ạ ề ể ệ

th ng(VBS&C)ố

- .....



Quản lí Tags

Trong h th ng SCADA đ truy n thông s gi a các thi t b ph n c ng PLC (sensor,ệ ố ể ề ố ữ ế ị ầ ứ

c m bi n, h th ng v n hàng , ki m tra ...) v i WinCC thì WinCC đã dùng các Tag. Cácả ế ệ ố ậ ể ớ

Tag này có nhi u v đ ng b hóa các d li u gi a thi t b PLC và các thành ph n đi uệ ụ ồ ộ ữ ệ ữ ế ị ầ ề

khi n trong WinCC trong đó có giao di n đ h a đi u khi n. ể ệ ồ ọ ề ể

Tag ch a các giá tr th c nh là m c đi n đ y c a thùng n c, tình tr ng các Vanứ ị ự ư ứ ề ầ ủ ướ ạ

(đóng/m )... ho c là các giá tr tính toán c c b hay mô ph ng bên trong WinCC. T ngở ặ ị ụ ộ ỏ ươ

ng v i các Tag trong WinCC là các Tag quá trình trong PLC ho c thi t b mô ph ng. Cóứ ớ ặ ế ị ỏ

2 lo i Tag trong WinCC:ạ

- External Tag (Tag liên k t ngoài,Tag quá trình): Là các Tag do ng i dùng thi tế ườ ế

l p đ liên k t v i PLC thông qua t ng driver c th cho m i lo i PLC. Đ t o Tagậ ể ế ớ ừ ụ ể ỗ ạ ể ạ

lo i này ta click ph i chu t vào Link “Tag Management” ch n “Add new driver” sau đóạ ả ộ ọ

ch n các PLC driver có s n kèm theo WinCC ho c ch n m t driver khác t t p tin cóọ ẵ ặ ọ ộ ừ ệ

đuôi “.chn”.



- Internal Tag (Tag c c b ): Là Tag ch a các giá tr c c b trong WinCC đ ph cụ ộ ứ ị ụ ộ ể ụ

v tính toán, đi u khi n trong giao di n đ h a đi u khi n. Đ t o m t InternalTag taụ ề ể ệ ồ ọ ề ể ể ạ ộ

ch n m c “Internal tags”, c a s bên ph i s hi n ra các Tag cho b n qu n lí. Clickọ ụ ử ổ ả ẽ ệ ạ ả

ph i chu t cào c a s ch n “New Tag” n u mu n t o Tag m i ho c “New Group” n uả ộ ủ ổ ọ ế ố ạ ớ ặ ế

mu n t o nhóm các Tag. N u t o Tag m i thì trong c a s hi n ra yêu c u nh p cácố ạ ế ạ ớ ử ổ ệ ầ ậ

thu c tính cho Tag bao g m: tên (Name), ki u d li u (DataType) và m t s tùy ch nộ ồ ể ữ ệ ộ ố ọ

khác. Và tùy theo m c đích s d ng Tag c a mình mà có th ch n ki u d li u thíchụ ử ụ ủ ể ọ ể ữ ệ

h p không gây d th a cũng nh tràn b nh .ợ ư ừ ư ộ ớ



Thiết kế giao diện đồ họa điều khiển

Đ t o m t giao di n đi u khi n m i, trong th Graphics Dessigner click ph iể ạ ộ ệ ề ể ớ ẻ ả

chu t chon “New picture”. Ch ng trình s t đ ng t o file giao di n “NewPdl0.Pdl”,ộ ươ ẽ ự ộ ạ ệ

click ph i chu t chon “Rename” đ đ i tên. Đ thi t k giao di n nào thì double clickả ộ ể ổ ể ế ế ệ

vào file đó, m t trình thi t k giao di n đ h a đi u khi n (Graphics Dessigner) s hi nộ ế ế ệ ồ ọ ề ể ẽ ệ

ra:


B ng màuả

Công cụ

Các l p giao di nớ ệ

Zoom

T a đ chu tọ ộ ộ

Các đ i t ngố ượ đ h aồ ọ

Nét vẽ đ i t ngố ượ


Vi c thi t k giao di n đi u khi n cho h th ng đ n gi n ch là g p, th , di chuy n,ệ ế ế ệ ề ể ệ ố ơ ả ỉ ắ ả ể

thay đ i thu c tính. Tuy nhiên đ có đ c h th ng t i u thì ph i có b c phân tíchổ ộ ể ượ ệ ố ố ư ả ướ

tr c, t c là gi i bài toán: hi n th cái gì, thông s gì, đâu, tích ch t c a nó nh thướ ứ ả ể ị ố ở ấ ủ ư ế

nào ...

Sau khi t o b m t cho giao di n thì ti p theo là ph i thi t l p liên k t t đ i t ngạ ộ ặ ệ ế ả ế ậ ế ừ ố ượ

đ h a đ n các Tag cho t ng thông s c th và thông qua các Tag t o m i quan gi aồ ọ ế ừ ố ụ ể ạ ố ữ

các đ i t ng đ h a. Đ làm t t điêu này cũng c n có b c phân tích t t tr c đó.ố ượ ồ ọ ể ố ầ ướ ố ướ

Đ thêm đ i t ng đ h a m i ta có th g p th các đ i t ng đ h a c b n bênể ố ượ ồ ọ ớ ể ắ ả ố ượ ồ ọ ơ ả

m c “Object Palette” ho c trong th vi n b ng cách vào menu “View” ch n “Library”ụ ặ ư ệ ằ ọ

ho c click vào bi u t ng “Display Library” trên thanh công c .ặ ể ượ ụ

Trong c a s Library ta ch n các nhóm đ i t ng bên ph i và các đ i t ng trong nhómử ổ ọ ố ượ ả ố ượ

s hi n th bên trái. Ta có th cho hi n th m u thu nh các đ i t ng ho c theo danhẽ ể ị ể ể ị ẫ ỏ ố ượ ặ

sách

Các b n ch vi c g p th đ i t ng mu n vào màn hình thi t k .ạ ỉ ệ ắ ả ố ượ ố ế ế

B c ti p theo là đ t thu c tính thích h p cho các đ i t ng: Click ph i vào đ i t ngướ ế ặ ộ ợ ố ượ ả ổ ượ

ch n “Properties” ch n th “Properties”. Trong b ng Object Properties có m t các thôngọ ọ ẻ ả ộ

s c a đ i t ng nh màu s c, hình th c hi n th , kích th c, v trí... và liên k t đ nố ủ ố ượ ư ắ ứ ể ị ướ ị ế ế


Hi n thể ị

Danh sách


các Tag, thông báo hi n th ho c liên k t v i m t hàm vi t b ng C-Action ho c VBSể ị ặ ế ớ ộ ế ằ ặ

(kèm theo các liên k t là các giá tr th i gian c p nh t l i thông s cho đ i t ng )ế ị ờ ậ ậ ạ ố ố ượ

Sau khi đã t o các đ i t ng đ h a thích h p ta chuy n sang b c ti p theo làạ ố ượ ồ ọ ợ ể ướ ế

vi t các hàm x lí s ki n cho các đ i t ng đ h a thông qua các Tag và tr ng thái đ iế ử ự ệ ố ượ ồ ọ ạ ố

t ng khác (trình bày ph n ti p).ượ ầ ế



Lập trình xử lí sự kiện cho các đối tượng



Đ đi u khi n các đ i t ng đ h a, ng i xây d ng h th ng có th s d ngể ề ể ố ượ ồ ọ ườ ự ệ ố ể ử ụ

ngôn ng ANSI-C (C chu n) ho c VBS (VB Script) xây d ng các hàm đ c l p ho cữ ẩ ặ ự ộ ậ ặ

thông qua các s ki n b kích thích c a các đ i t ng đ h a cũng nh các Tag.ự ệ ị ủ ố ượ ồ ọ ư

Đ t o hàm s lí cho m t đ i t ng đ h a ta ch n th “Events” trong h p tho iể ạ ử ộ ố ượ ồ ọ ọ ẻ ộ ạ

“Properties” (đã nêu trên). khung bên ph i là các hàm s ki n đ c h tr cho đ iỞ ả ự ệ ượ ỗ ợ ố

t ng đ h a này, click vào m t đ i t ng và khung bên ph i hi n th nh ng hàm x líượ ồ ọ ộ ố ượ ả ể ị ữ ử

c a nó (có ho c không). ủ ặ

B n thêm hàm m i cho s ki n đó b ng click ph i chu t vào m c “Action” c aạ ớ ự ệ ằ ả ộ ụ ủ

s ki n đó và ch n ngôn ng mu n làm vi c, ti p đó c a s biên t p mã ngu n s hi nự ệ ọ ữ ố ệ ế ủ ổ ậ ồ ẽ ệ

ra cho b n x lí.ạ ử

Trong c a s biên t p mã s có 2 khung, bên trái là các hàm cho h th ng, hàmử ổ ậ ẽ ệ ố

chu n và các hàm c c b , khung bên ph i là n i biên t p mã cho s ki n hi n t i.ẩ ụ ộ ả ơ ậ ự ệ ệ ạ



M c đ nh các tham s c a hàm ph i gi nguyên, toàn b nh ng câu l nh đi u khi n,ặ ị ố ủ ả ữ ộ ữ ệ ề ể

l p ... đ u th c hi n trong thân hàm. Ví d đo n mã sau:ặ ề ự ệ ụ ạ


Tham s m cố ặ đ nhị

Biên d chị

Ph m vi hàmạ

Th v nư ệ hàm


#include "apdefap.h"

void OnPropertyChanged(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName,

char* lpszPropertyName, double value)

{

float TankValue;

TankValue=GetTagFloat("Tank"); //lấy giá trị của Tag tên là Tank kiểu float

if (GetTagBit("Vale1")){ //Ktra giá trị của Van số (Vale1) mở hay đóng(1/0)

if (TankValue<100){

SetTagFloat("Tank",TankValue+1); //Thiết lập giá trị cho Tank lên 1

}else{

SetTagBit("Vale1",0); //khóa van 1 bằng cách đặt giá trị là 0

}

}else{

if(TankValue<GetTagFloat("MinTank")&&GetTagBit("On")){

SetTagBit("Vale1",1);

SetTagFloat("Tank",TankValue+1);

}

}

}

(tham

kh o thêm v ngôn ng ANSI-C)ả ề ữ

Sau khi biên t p đo n mã xong thì click vào công c có nhãn “Create Action” đậ ạ ụ ể

biên d ch và t o s ki n.ị ạ ự ệ



Tạo các điều khiển khác



Trong ph m vi c a đ tài em ch m i tìm hi u vi c l p trình trên WinCC và ch aạ ủ ề ỉ ớ ể ệ ậ ư

tìm hi u cách t o các đi u khi n khác nên xin phép không trình bày ph n này.ể ạ ề ể ầ

Ví dụ xây dựng hệ thống cụ thể



Đ minh h a em xin trình bày các b c xây d ng m t h th ng đ n gi n và ch xâyể ọ ướ ự ộ ệ ố ơ ả ỉ

d ng m c giao di n đi u khi n c b n: ự ở ứ ệ ề ể ơ ả H th ng t i n c t đ ng cho câyệ ố ướ ướ ự ộ

Đ xây d ng h th ng trên nói riêng và h th ng v i WinCC nói chung thì c n th cể ự ệ ố ệ ố ớ ầ ự

hi n các b c sau:ệ ướ

Phân tích thi t kế ế

Thi t k giao di n đ h a đi u khi nế ế ệ ồ ọ ề ể

L p trình các s ki n cho đ i t ngậ ự ệ ố ượ

T o các b ng thông báo, b ng đánh giá, b n quy trình s n xu t ...ạ ả ả ả ả ấ

K t n i thi t b , ch y th và đóng gói.ế ố ế ị ạ ử

Phân tích thiết kế mô hình



Ta nh n th y h th ng t i cây t đ ng có nh ng đ c đi m sau:ậ ấ ệ ố ướ ự ộ ữ ặ ể

Có sensor c m ng đ m c a đ t (n i tr ng cây)ả ứ ộ ẩ ủ ấ ơ ồ

Có h th ng vòi b m n c và d n n cệ ố ơ ướ ẫ ướ

Có b ch a n c (trên cao) và thi t b ki m tra m c n cể ứ ướ ế ị ể ứ ướ

Có 2 van: van tr ng thái d n n c b ch a và van cho phép d n n c t i câyạ ẫ ướ ể ứ ẫ ướ ướ

Có công t c ngu n cho c h th ngắ ồ ả ệ ố

Có các hi n th v đ m đ t, m c n c trong b , công su t b m ...ể ị ề ộ ẩ ấ ứ ướ ể ấ ơ

T nh ng đ c đi m trên ta c n m t s Tag c c b và ki u d li u nh sau:ừ ữ ặ ể ầ ộ ố ụ ộ ể ữ ệ ư

Thiết kế giao diện điều khiển



T nh ng phân tích trên ta xây giao di n đ h a đi u khi n cho h th ng nh sau:ừ ữ ệ ồ ọ ề ể ệ ố ư

Lập trình xử lí sự kiện cho các đối tượng



Mã ngu n x lí s ki n cho các đ i t ng: công t c ngu n, b n c (m c n c trongồ ử ự ệ ố ượ ắ ồ ể ướ ứ ướ

b ), đ m c a đ t thay đ i, thay đ i công su t b m n c, t c đ b c h i n c c aể ộ ẩ ủ ấ ổ ổ ấ ơ ướ ố ộ ố ơ ướ ủ

đ t...ấ

Xin xem c th trong mã ngu n h th ng kèm theo tài li u này.ụ ể ồ ệ ố ệ

Chạy thử và đóng gói

K t qu ch y th thành công !ế ả ạ ử

Kết luận



Do l n đ u ti p c n v i ki n th c m i và vi c s l ng tài li u v v n đ này còn ítầ ầ ế ậ ớ ế ứ ớ ệ ố ượ ệ ề ấ ề

nên không tránh kh i nh ng thi u sót c v cách th c l n nôi dung c a bài ti u lu nỏ ữ ế ả ề ứ ẫ ủ ể ậ

này. Em mong th y, cô ch day thêm cho em đ có th đ t đ c nh ng thành công h nầ ỉ ể ể ạ ượ ữ ơ

cho nh ng l n ti p theo.ữ ầ ế


Documents

Tieu Luan Wincc