Điều khiển tự động - Chương 4: Vận hành hệ thóng điểu khién quá trình

b Ị -TAB ỵ«ÙWe W_Level = W_Level ♦ 2j ề i Funckìont ; Sỉrm g.. MattL. Add-on*... U-uc.., ầ H e ^ , 1 !F ELSE1 AND lagiDữma... THEN EL,SE IF OR .FỊsW... é m r HOT ỵỡndovi.,. Click vào Ok để trở về menu trước. 5.5. THIÉT KÉ NÚT NHẤN - BLTTON CHO ĐIÈU KIỆN Lưu LƯỢNG FLOW Tương tự như thiết kế nút nhấn cùa điều khiển mức. Nhưng ta sẽ nhập vào dòng chữ “ W-Flow=W_Flow + 2”, 5.6. THIÉT KẾ DÒNG CHỮ HIỀN THỊ GIÁ TRỊ CỦA SETPOEVT Dòng chữ này cho biết giá trị hiện thời của setpoint. Click vào nút Text trên menu Drawing Toolbar và đánh vào dòng chữ “ Set Point= 0.0” . Sau đó nhấn đúp vào dòng chữ, ta thấy xuất hiện hộp thoại. 117 r ,p’is«ỉitejíạâfní! p .MmMỂỂi r“ Heijghr r Width Mỉscelỉaneữu* r Vi»ìbìmy r . ' r Orientation Đánh dấu vào ô Value Display Analog và click. Xuất hiện hộp thoại tiếp theo “ Output -> Analog Expression”. Outp(it‘> Analog Expresỉìon.............. ............. ............................ €jy>ie*«ion: ^ ____________________________________ _________ ^’ịw_Level ÚK Cancei Nhấn đúp vào dòng chữ, ta thấy hộp thoại nữa Tagname Dictionary í' v''* íi*.V-• V' • '■ < '^ '""V• r-T-í^ V'''' %■Dictìonaiỹ - Tagname Deíĩnilíon ỉlÒ¥i !Eeklore p.eĩcte I jỊC Ị s,^ lect. . y? j t^ iice ị ĩaÉ tnắm r |w Flo« ^ - |*SjFỊie« Đone DDE Reat £oDimanl: ỊAcccsíLevel Ỷ* LogDôta ư Lop £venỉè ' ■HỉVỉ'^ ''‘ĩy%'}ỹỉ:ĩ-ỵĩ^ 'ịĩ^ ĩ^;'--p,^ ỹ^ ỵị..:.Ị<ị: r,'^ ' ' .' ^ Head onlj^ (*" fì eaỏ y.rite p DetenỊịve Vaíưe r Reỉenlive pQri!||Delei« sfe,ẵW'’ì='i‘' V y : Nhập vào dòng chữ “ W-Level” ở thanh tagname và chọn loại I/O Real. 118 Thoát khỏi hộp thoại. Hãy lập lại quá trình trên với điều khiển lưu lượng FIow. 5.7. THIẾT KÉ DÒNG CHỮHIẺN THỊ GIÁ TRỊ THựC Tương tự như thiết kế của dòng chữ setpoint, nhưng ta sẽ nhập vả chữ “ X_Level” và “X_Flow”. Ta sẽ thây màn hình của ta như sau: I)i<Ucíic - TrAÌHÌng ,IÍ« ìỊiTVnKeníor 12» £dit Áxt*ĩ^ Xttt Ẹỳiỹ SetPolnt + 2 Ì SetP(jtin + ? ---------------' ; u ., ; , — Lev®tSetPolrÌỊ = OỘ?.. 'FỊoW'ệet'Poịnt.a 0,0 ' ' Lsv*elProcesầValueí:6,ịji 1 >'.1 . - I mmm ' Process-Gontrol System, . - . P l (j í â return 1 Ị | | | Ệ | Ệ | I ^ Ì | | ĩ ' E : S 7 f j 5.8 THIÉT KÉ ĐÒNG H ồ / B ộ PHẬN ĐO - METER / GAUGE FACE ĐẺ HIẺN THỊ GIÁ TRỊ THựC - PROCẼSS VALƯE Click vào biểu tượng Wizards trên thanh Toolbar. Hãy chọn dòng chữ Meters ở hộp chữ bên trái và chon loai đồng hồ ở bên hộp bên phải. 19 Wifdrđ 5ipl«ctìon Alarm Displays BuUons à o ck t R am es P an e lt ỉ3SũSSHMHHHHMHi' RunUme Tool* Slíder* 5«Ịfilches Texỉ Displays T rends Value Displays Windows Controls ÌlilỊIII Vigatd P««:fÍDUofi Speeđomeỉer-Type Meỉer Dial (270 Degrees] Short ComRHKit Ịspeedom etei Dial I Canccl I ổMd tọ Toolbox I Eemovs from tóoÌboiL, Sau khi nhân đúp vào đồng hồ, ta sẽ trở lại màn hình làm việc và chọn vị trí để đặt đồng hồ. Nhấn đúp vào đồng hồ, ta thấy hộp thoại Meter Wizard xuất hiện. Meter W Ì2ATd Eỉcpf0 «tĩon : OK Face Ubei ĨMerer Catnceĩ r á i Color: t Texl Coỉoi: Meler Range Minimuin; |F Haxĩnium:, ỊgÕ" Tìck Marks ~ Majof Dỉvĩsỉons; [Ì" Mínor Divmons: |T <• h>' \ Tĩck tabels D ^ y a Label íút Eveiy: |2 Maịor 0 ỉvi«ìân(9Ỉ í pplor; ■ ■ I Decìmat Plac&s; fÕ Ạ > V 120 Nhấn đúp vào chữ Expression và ta thấy hộp Tagname Dictionary xuất hiện. Chọn “X_Level” và loại DDE Real. M e t e r W i i a r d Expiessìon: Ị- Meter/G auge Face tab e l: ịLevel PV i FiH Color [ Texỉ Coloi: Cancvl Metei Range -------- Minimuin: [õ Maxknum: ịeõ Tick Marks M.aior Dívtsỉons: |6 Minor Dìvỉ«ĩo|ỉj^: J i ĩ ' T ic k tữ b e ls ' ----------- Display a Labd for Eveiy: Ịă Maịoi Diyí»ion(s) Téxt Cólor: IIỊịịlỊỊịỊH Decimal Plocex: [õ Click vào Close để trở về màn hình cũ, thay đổi nhãn là Level và click vào thanh OK để trở về màn hình làm việc. Lập lại quá trình với đồng hồ hiển thị mức - Flow. 05gi-1iST() l>iíR«!tlJM-iT-»«- ỉt)í>efil‘«-ndoỊ - P rocess Control System - í S e t Polnt + 21 SctPoim ^2 U ếS ^iS e tP ó in t^O O F ỉow $© tP ổ in t“ ữO U ẹveỉP rocess Vaiue = 0.0 ' .0 ỉ ' - : - C ' * ' - ' ' " ' r i - 20 , 40 V '" ' Meteri 1 J J J J J i i J i * ' *»Ị'2Ô4 *f3Sf <• ỉ ‘ ‘ ✓ í‘ ' ' l a retum l 121 Tương tự như thiết kế đồng hồ, nhưng ta sẽ chọn Sliders và nhập tên hộp tagname là “W_Level”. Ta có thể thay đổi được giới hạn đó. Ngoài ra ta dùng text để chỉ tên đại lượng cần điền khiển ở phía trên của thanh trượt. 5.9. THIÉT KÉ Bộ PHẬN ĐIÈU KHIỂN DẠNG THANH TRƯỌT S l ỉ d e r W i z a r d [EẤ ÍW LeveTagname: SỊÍde f a c e LabeC’ ịLevel Fúl Color: ■ ■ i OK Text Color: / r ' ' í ‘ ^ , ~ s1ỉtfe Ranợe Mmimum: \ũ Cancel - T ìc k M a rk * ----------------- Maịar D iv isĩons: Minor D ĩv ĩsìons: Ị TMa»knuoi: Ịĩõõ f T ĩc k ta b e l* ....... ......................... D ísp lạy a Label for Éverỉii: [ l Maịor D ĩv fs ĩo n {f| Texl Colov: B B I i Decỉniạt P lapes: [ĩ Ỉ-XSIO IKddcU*' - rra ỉn in tỉ U£e ufd.v!Kechl>oi-eỉ4r. ỉ||IX*n.h«ndoi IteuaHL mmầ 'k®v?H "ốộí pộỉrđ: * 0.0 PlovN Set PọíOtr-O.O LộVôl pỊTữcaẹs Value = 0 0 : * ^ i 1 ....I t Ỷ i ^ L evílPV 40JP-; i ữ ' *- '• .rtrt. . ... return 122 Ta dùng chức năng vẽ hình chữ nhật- Rectangle” trong drawing toolbar để vẽ bồn chứa Nhấn đúp vào bồn chứa, ta thấy xuất hiện hộp thoại. Đánh dấu vào ô Fill Color Analog và Percent Fill Vertical Nhấn đúp và nhập vào Expression và dòng chữ W_Level. Sau đó ta sẽ chọn màu cho dung dịch. Ta có thể dùng Text để chỉ chức năng bồn chứa. Text Color---- 5.10. THIÉT KÉ BÒN CHỨA DUNG DỊCH T ouch tínks — u«eí Inpĩrtí ị r* DUcreỉe r r Analog Sỉring-------- ị Sliders i r r Verlícal Hofizonial T ouch PushbuHons | j r Discrele Value ỊIF Aclion Ị” SNíJW! WÌnđDW n HiđeWìnđow Ị-UneCoÌof - i r Diícrete ~ m Color n Discieỉe ị P* Analog F Anãlog Ì r* Diícrete Alarro r DiscreteÁlarin ị F AnalogAlaim r AnạlógÂlarin Ị Obịecí s ìĩe - — r Heighl ị ị- Locátíbrt - r Veitical r Wícfth p Horizontal Ị“ MỈ«cellar»èOu*------ I n VmbiĐty pValue Dísplay " -— Ịp Oiscĩet-íỉ, 1 r Bíìnk ị r~ Aĩtoíogí r* Oríentatmr) Ị p íUiiny, 1 r " Oisable 1 ỉ,. .,..... ------------------- -----------------— ------ — i ỉ r* DiscrỉUe Aliiim p Analữtí Alarm Percèni RB ~ 17 Verhcal I p Hofízontal Expíesiỉcm: yerticạl Fill r> Analợg Valuo W _Level Píoperties Value a l MâK Fìtl: Value ạt Mịn FỈIL' 100 p Díiectìon t^yp r Down Mají * FiH- ỊĨÕÕ' M iaXPiỉl: |Õ” Background Color: OK I Cancel Clear 123 5.11. K É T Q U Ả V À K I Ẻ M T R A Kểt quả là trên màn hinh của ta xuất hiện hình ảnh này. É r a S Ĩ O Didactìe- TrainingU5e onji.v|Rechỉ>et^tr. ỈỊllXenkenđor • l« í - ỈẶ» lip tcâ ỉ 'Siiaiom' RiSứÌBMẬ ■ m] ■ ■ ............................. - Process Control System - Level Set Point + 2 Flow Set Polnt t 2 leveiotvựater L9VôỉỔétPoint = 0 0 F ỉo w S e tP o ỉn t-0.0 L€^1 Proceạs Vslue = 0 0 ' 1ÍS l,Ũ ta SQO 80.0 -- 40.ŨT r M Ũ - , .r ù ‘ 0 0 - ■- te v e i 20 . 40 1 %J0 Levỡl PV 10 .0 -Q 8 -0 - ' 6 0 : 4 0 ^ - 7Jữ-_ ' OD - ' f ỉo w return Thoát ra và dùng Window Viewer để kiểm tra Kiểm tra xem hệ thống PCS đã được bật lên chưa. Đặt chế độ tự động- automatic tại 2 Moduie điều khiển mức - Level và lưu lượng- Flow. Bắt đầu điều khiển trên màn hình, ta sẽ quan sát thấy bộ điều chỉnh hoạt động như ta điều khiển trên màn hình. 5.12. MỞ RỘNG ỨNG DỤNG CHO PHÀN MÈM WINCC Với các kiến thức và kỹ năng được thực hiện thành thục trên nền InTouch có thể thiết kế các giao diện điều khiển cho các ứng dụng bằng các phần mềm khác. Với các thiết bị tự động điều khiển quá trình trong công nghiệp hiện nay tùy theo xuất xứ có thể có các phần mềm ứng dụng khác nhau. Việc tạo các giao diện ứng dụng tùy thuộc vào mục đích điều khiển. 124 Với thiết bị mô phỏng hệ thống điều khiển quá trình công nghệ chưng cất đề cập ở chươiig trước tương tự cũng có thể triển khai thiết kế giao diện điêu khiển trong phần mềm WinCC. Bài thực nghiệm thiết kế giao diện điều khiển trên phần mềm WinCC Muc đích - Tạo kỹ năng thiết kế giao diện giám sát các thông số quá trình công nghệ. - Biết cách sử dụng thư viện tool để thiết kế nhanh hơn, đẹp hcm. - Biết thiết lập cách kết nối PLC - WinCC. Thiết bi -PLC - Hệ thống chưng cất - Máy tính - Phần mềm WinCC license - Card thu thập dữ liệu CP5611 Nôi duns thiỉc nshiêm - Tạo Project tùy theo qui mô của Project mà chọn các loại sau đây: Singlc_User Project: Prọịcct đơii một người dùng. Multi User Prọịect: Project nhiều người dùng hay cùng một Project mà nhiều máy tính khác nhau sử dụng. Các máy tính này phải có quyền ưu tiên ngang nhau (đều ở cấp độ Server). Muti_Client Project; nhiều người sử dụng (ở cấp độ Client) có thể truy cập cùng một cơ sở dữ liệu của một project (ở câp độ Server). Open an Existing project: mở một project đã có sằn. 125 WmCC Explorer Create a N ew Proiecí ~s in g lo u s o r Pfojõ5r^ Muỉli-User Proịect Mcỉlỉi-CIient Píoịect 1 ^ í ” " o p e n a n E x ís t in g P r o ị e c t Ị C a n c e i ị Tạo Driver kết nối WinCC-PLC Driver là phần giao tiếp giữa WinCC và thiết bị PLC • Để tạo một Driver từ Navigation Window của WinCC Explorer ta right_click vào Tag Management chọn Add New Driver WinCCEKplorer - C:\5iemens\WinCC\ WiiịCCPr0]ficts\l:est\te5t^ CP Pie Eđt View Eđtes Tũols Help J O |x j D áí| H ► Q »- ù-6-“ Q ft- Í-S- £ s- k-Ão i!i AddNevvDriver... B test Ị ^ Computer 0 Ìip iB W , g]. Internal tagf |-/struđuretag -|^ J" Graphics Designe — ---------— Mị AlarmLogging Properties JJ Tag Logging ..... I • Dpnnrh P i p c i n n p r «I-J test\Tag Management\ Namế ;^^ Internakâg7 ỉm . ĩnternaỉ tags ỊÌxỄẽrna! ĩagsỉ 0 / Llcense: 1024 NUM .ổ • Cửa sổ Add new driver hiện lên, ta chọn loại Driver tương thích. Với việc giao tiếp họ PLC SIMATIC S7 300/400 chọn kênli “SIMATIC S7 protocol Suite.CHN”. 126 Thiết kế giao diện giám sát Cách tạo một Picture: • Từ Navigation Window của WinCC Explorer, right_click vào Graphics Designer và chọn New Picture. WinCCEKplorer - C;\Sìemens\WìnCCXWInCCPfOiecto Ip s t t f s t M rp File Edit View Editors Toois Heip (tỉ' Name - 9: B - test I ^ Computer m i Tag Managemenl; structure tag H H S B B 0 1 Alarm Logging J TagLogging ^ Report Designer ^ Globaỉ Script ^ 3 Text Library ^ User Admỉnistrator 0 CrossRePerence ^ Redundancy User Archive ' . ^ Timesynchroni2atÌon ^ test^Graphlcs Deslgner\ ri^õbjict(s) ỉm . Open New pictur Graphic OLL Select ActỉveX Controỉ Convert pictures Convert gíobal library Convert project library Propertỉes > Right_click vào Graphics Desginer > C họnN ew NUM Học viên thiết kế giao diện giám sát íheo mẫu sau: 127 HỆ THỐNG CHƯNG CẮT t 33.500 (t NldítaíT2 33.500 (t KliỂtđôTS 34.100 (t NhiỂ(đđT4 3 3 .5 0 0 ^ NUểtđỔTS 34.100 HtóSt.ỊẨTẹ. 34.100 32.400 m ầ im 33.500 ^ MMaa<;T9 33.000 MinỂtđđTlO' 33.000 Ổ MlaÃd.;'TU 33.000 NHâaiTỊ2 33.000 pQị 803.241 «bit VTT4Mn-1l33jũŨ{tị/ssísẽìs2fsá\ 11 ___ Phúc trình Học viên báo cáo lại giao diện giám sát do mình tự thiết kế và chạy thử giám sát một vài thông số. 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO CHÍNH 1 ]. Mastering practical close-loop control Edward Gasper , FESTO Singapore 9/1999 [ 2 ]. Control o f temperature, flow, pressure and ĩilling level Editor: Frank Ebel, Pub. D73770 Denkendof 11/1998 ' 3 ]. ■ festo■ com/ (Jul. & Aug. 2004) ' 4 ]. Domino/ (Jul. & Aug. 2004) [ 5 ]. http;//www.festo-didactic.com/int-en/leaming-2.0 (Mar. 2008) [ 6 ]. Young Brent R. A real-time approach to process control - America ; John Wiley and Sons , 2000 [ 7 ]. Armfield Limited. Multifunction process control; ebooks - England, 2000 ' 8 ]. Daniel. Automatic Control Enginering, Prentice Hall, 1995 [ 9 ]. Devidas Shetty. Mechatronics System Design, PWS, 2000 [10]. John F.Wakerly, Digital Design Principles and Practices, Prentice Hall,1990. [11]. William Stallings, Computer Organization and Architecture, Prentice- Hall, 1996. [12]. Robert H. Bishop, The Mechatronic Handbook, CRC Press, 2002 [13]. I.E.E.E. - ASME Transactions on Mechatronics. - USA : New York , 2006 14]. Nguyễn Ngọc cẩn, Kỹ thuật điều khiển tự động Tập I và II, Nhà xuất bảnKhoa học và Kỹ thuật, 1998 [15]. Tnrcmg Hữu Chí, Cơ điện tử, các phần tử cơ bản. NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2005 [16]. Lê Phan Hoàng Chiêu, Mô hình thực nghiệm hệ thống tự động hoá quá trình chưng cất, Sở Khoa học - Công nghệ TP. Hồ Chí Minh, 2008. 129 MỤC LỤC MỞ ĐẢU 3 C Á C T H U Ậ T N G Ữ V IẾ T T Ẳ T 7 Chương I. KHÁI NIỆM VÀ c ơ s ỏ LÝ THUYÉT 9 1 . 1 . C ác khái n iệm cơ bàn trong Đ K T Đ 9 1.2. M inh hoạ, giải thích các đại lượng cơ bản và ví dụ các Đ K T Đ 14 1.3. C ơ sở xây dựng hàm truyền bằng thực nghiệm H T Đ K vòn g kín 22 Chương 2. CÁU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HTĐKQT 39 2 .1 . Trạm điều khiển m ức 39 2 .2 . Trạm Đ K lưu lượng 42 2 .3 . Trạm Đ K nhiệt độ 45 2 .4 . Trạm Đ K áp suất 47 2 .5 . K ết nối H T Đ K Q T 48 Chương 3. B ộ ĐIỀU CHỈNH SÓ CÔNG NGHIỆP 53 3.1 , Tính chất và khả năng sừ dụng 53 3 .2 , Cài đặt b ộ Đ C S C N 56 3 .3 , H oạt đ ộn g 56 Chương 4. VẬN HÀNH HTĐKQT 75 4 .1 . B ảng đ iều khiển 75 4 .2 . Cài đặt phần m ềm IN T O U C H 76 4 .3 . Cấu trúc hệ thống PCS 77 4 4. Sử dụng H T Đ K Q T 79 4 .5 . Phát triển thực nghiệm H T Đ K Q T trên c ơ s ở sử dụng W inC C 87 Chương 5. THIẾT KÉ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIÉN 113 5.1 . T ạo m ột ứng dụng bằng phần m ềm IN T O U C H 113 5.2 . M ờ cửa sổ W IN D O W 114 5 .3 . V ào W in d ow properties 115 5 .4 . T hiết kế button cho đ iều khiển m ức 115 5.5 . T hiết kế button cho điều khiển lưu lư ợng 117 5.6 . T hiết kế h iển thị g iá ữ ị SP 117 5 .7 . T hiết kế h iển thị g iá trị thực PV 119 5 .8 . T hiết kế đ ồn g hồ hiển thị g iá trị thực 119 5.9 . T hiết kế bộ phận điều khiển dạng thanh trượt 122 130 5 .1 0 . T hiết kế b ồn chứ a dung d ịch 123 5 . 1 1 . K ết quả và k iểm tra 124 5 .1 2 . M ở rộng ứ n g d ụn g ch o phần m ềm VVinCC 124 Tài liệu tham khảo chính 129 131