ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường: ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP
TPHCM đã tận tình dạy dỗ, chỉ bảo, truyền đạt những kiến thức mới và bổ ích cho
chúng em. Đặt biệt thầy cô khoa Công Nghệ Điện Tử đã trực tiếp giảng dạy chúng
em trong suốt thời gian vừa qua.
Xin chân thành cảm ơn thầy HOÀNG ĐÌNH LONG đã hết lòng hướng dẫn
và giúp đỡ em hoàn thành đồ án này.
Sinh viên
Hàn Trần Minh Tuấn
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
1
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________


__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
3
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
Lời nói đầu
Ngày nay với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, nước ta đã và
đang xây dựng ngày càng nhiều nhà máy đa dạng về công nghệ. Ứng dụng công nghệ
tự động vào trong sản xuất là nhu cầu tất yếu của Việt Nam, một nước đang trên
đường phát triển và hội nhập cùng thế giới. Ngành tự động hóa cũng không ngừng
phát triển để đáp ứng nhu cầu của sản xuất. Tự động hóa trong quá trình sản xuất đã

WinCC Flexible 2008… Tuy nhiên trong bài báo cáo này chỉ đề cập đến phần mềm
WinCC Flexible 2008 là một phần mềm lập trình cho HMI tương đối mạnh có nhiều
chức năng hữu ích trong một hệ thống tự động và rất linh hoạt(bản thân từ flexible đã
có nghĩa là linh hoạt rồi) như: hiển thị hình ảnh hệ thống trực quan,giao diện điều
khiển mạnh, có khả năng tạo thông điệp, báo cáo, chức năng lưu trữ dữ liệu an
toàn(bảo mật)… tuy nhiên vẫn còn nhiều mới mẽ chưa nhiều người nghiên cứu.
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
5
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
Phần A : Tìm hiểu phần mềm WinCC flexible 2008
Chương 1: khái niệm điều khiển hệ thống HMI với WinCC flexible:
I/ Giới thiệu HMI :
HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp
giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị.
Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc
thì đó là một HMI. Cảm ứng trên lò viba của bạn là một HMI, hệ thống số điều khiển
trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là
HMI,…
Bộ truyền và cảm biến trước kia đều không có HMI, nhiều thiết bị trong số đó
thậm chí không có cả một HMI đơn giản như một hiển thị đơn thuần. Rất nhiều trong
số đó không có hiển thị, chỉ với một tín hiệu đầu ra. Một số có một HMI thô sơ: một
hiển thị ASCII đơn hoặc hai dòng ASCII với một tập hợp các arrow cho lập trình,
hoặc 10 phím nhỏ. Có rất ít các thiết bị hiện trường, cảm biến và bộ phân tích từng có
bảng HMI thực sự có khả năng cung cấp hình ảnh đồ họa tốt, có cách thức nhập dữ
liệu và lệnh đơn giản, dễ hiểu, đồng thời cung cấp một cửa sổ có độ phân giải cao cho
quá trình lập trình.
HMI sử dụng toàn bộ máy tính và màn hình hiển thị thì hạn chế đối với các
phòng điều khiển bởi vì mạch máy tính, màn hình và ổ đĩa dễ hỏng. Vỏ bọc được phát

2. Nhược điểm của HMI truyền thống:
• Thông tin không đầy đủ.
• Thông tin không chính xác.
• Khả năng lưu trữ thông tin hạn chế.
• Độ tin cậy và ổn định thấp.
• Đối với hệ thống rộng và phức tạp: độ phức tạp rất cao và rất khó mở rộng.
III. Các thiết bị HMI hiện đại:
Do phát sự phát triển của Công nghệ thông tin và Công nghệ Vi điện tử, HMI ngày
nay sử dụng các thiết bị tính toán mạnh mẽ.
1. HMI hiện đại chia làm 2 loại chính:
• HMI trên nền PC và Windows/MAC: SCADA.
• HMI trên nền các máy tính nhúng: HMI chuyên dụng
• Ngoài ra còn có một số loại HMI biến thể khác MobileHMI dùng Palm,
PoketPC.
2. Các ưu điểm của HMI hiện đại:
• Tính đầy đủ kịp thời và chính xác của thông tin.
• Tính mềm dẻo, dễ thay đổi bổ xung thông tin cần thiết.
• Tính đơn giản của hệ thống, dễ mở rộng, dễ vận hành và sửa chữa.
• Tính “Mở”: có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
7
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
loại giao thức.
• Khả năng lưu trữ cao.
3. Các thành phần của HMI:
• Phần cứng:
• Màn hình:
• Các phím bấm

• Lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu in ấn, đọc mã vạch, kết nối các
thiết bị ngoại vi khác.
• Lựa chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu,
lưu trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị
b. Xây dựng giao diện:
• Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức
• Xây dựng các màn hình.
• Gán các biến số (tag) cho các đối tượng.
• Sử dụng các đối tượng đặc biệt.
• Viết các chương trình script (tùy chọn).
• Mô phỏng và chỉnh sửa chương trình.
• Nạp phần mềm xuống HMI.
IV/ Các hệ thống HMI:
Trên thực tế các HMI có rất nhiều dạng khác nhau: có thể được sử dụng riêng
biệt chỉ 1 HMI điều khiển một bộ điều khiển(ở đây có thể hiểu là một hệ thống PLC
với plc S7-300/400 là trung tâm), 1 HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển, nhiều HMI
liên kết vối nhau…
_ 1 HMI điều khiển trực tiếp 1 bộ điều khiển thông qua PROFIBUS

__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
9
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
_ 1 HMI điều khiển nhiều bộ điều khiển thông PROFIBUS
_ Hệ thống HMI điều khiển tập trung: các HMI được kết nối với nhau qua
phương thức truyền Ethernet về máy tính trung tâm
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
10

_ Ngoài ra WinCC flexible 2008 còn cung cấp nhiều chức năng khác
như: hiển thị các thông báo hay báo cáo trong quá trình bằng số liệu hay đồ họa, xử lí
thông tin đo lường, các bảng ghi báo cáo…
WinCC flexible 2008 cho phép người sử dụng có khả năng truy cập vào các
hàm giao diện chương trình ứng dụng API(Application Program Interface) của hệ
điều hành. Ngoài ra, còn có thể kết hợp WinCC flexible 2008 và các công cụ phát
triển riêng như: Visual C
++
hay Visual Bacis để tạo ra hệ thống có tính đặc thù cao,
tinh vi, gắn riêng với cấu hình cụ thể nào đó. Do có tính chất mở và thường xuyên
được cập nhật, phát triển nên WinCC Flexible 2008 có thể lập trình cho các hệ thống
HMI mới nhất trên thị trường và sản xuất.
WinCC flexible 2008 có thể tạo giao diện người-máy (HMI) dựa trên cơ sở
giao tiếp giữa con người với các hệ thống máy, thiết bị điều khiển (PLC, CNC…)
thông qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ, hay các câu chữ mang tính trực quan. Có thể
giúp người vận hành theo dõi được quá trình làm việc, thay đổi các thông số, công
thức hoặc quá trình hoạt động, hiển thị các giá trị hiện thời cũng như giao tiếp với quá
trình công nghệ của hệ thống tự động qua màn hình máy tính hoặc Panel màn hình
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
12
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
cảm ứng mà không cần trực tiếp với phần cứng của hệ thống. Giao diện HMI cũng có
thể giúp người vận hành giám sát quá trình sản xuất một cách dễ dàng và nhanh
chóng, báo động hệ thống khi có sự cố.
Từ máy tính trung tâm, có thể điều khiển sự hoạt động toàn bộ dây chuyền sản
xuất được lập trình trên WinCC flexible 2008. Dựa trên HMI có thể giám sát tất cả
các dữ liệu vào/ra(I/O) một cách chính xác.
Do đó WinCC flexible 2008 là phần mềm thiết kế giao diện HMI cần thiết

SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
14
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
1.Creens : tạo và kết nối quá trình bằng hình vẽ, đồ thị.
Bao gồm cửa sổ để thiết kế hệ thống
Thang công cụ Tools: chứa tất cả công cụ để vẽ một hệ thống tự động
_
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
15
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
2.Commucation: kết nối và xử lý dữ liệu của quá trình. Một kết nối logic mô
tả giao diện giữa hệ thống tự động và quản lý dữ liệu trong WinCC flexible. Quản lý
dữ liệu của máy tính đảm trách việc cung cấp các tags(biến) với các giá trị quá trình
khi Runtime.
` Biến (tags) : là phần tử trung tâm để truy nhập các giá trị của quá trình.
Trong một dự án, chúng nhận một tên và một kiểu dữ liệu duy nhất. Kết nối
logicđược gán với biến của WinCC flexible. Kết nối này xác định rằng kênh nào sẽ
chuyển giao giá trị quá trình cho các biến.
Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của
WinCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu
trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản
lý dữ liệu theo các kiểu dữ liệu chuẩn như sau:
Biến nội
Các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong
WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Network). Các lớp biến nội
được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập
nhật liên tục. Hơn nữa các biến nội cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để

trình). Các kiểu dữ liệu (Data Types) có trong WinCC flexible
• Char : kiểu ký tự .
• Byte : kiểu byte gồm 8 bit tương tự như vi xử lý.
• Int : kiểu số nguyên không dấu.
• Uint : kiểu số nguyên có dấu.
• Long : kiểu số nguyên dài không dấu.
• Ulong : kiểu số nguyên dài có dấu.
• Float : kiểu số thực.
• Double : kiểu số thực.
• String : kiểu chuỗi.
• Data time : kiểu ngày, giờ
• Raw Data type: kiểu dữ liệu thô (ta có thể định nghĩa kiểu
dữ liệu như trong các ngôn ngữ lập trình cấp cao : C,
VB )
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
17
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
3.Alarm management : hệ thống quản lí thông báo, báo cáo, sự cố.

Alarm management trong WinCC flexible có các đặc tính như sau.
• cung cấp các thông tin về lỗi và trạng thái hoạt động toàn
diện, cho phép sớm nhận ra các tình trạng vận hành của
thiết bị, tránh và giảm thiểu sự cố và nâng cao hiệu quả vận
hành và chất lượng sản phẩm ngày càng tăng.
• Cung cấp các số liệu cần thiết cho nhu cầu lưu trữ và kiểm
tra về sau.
4.Script : tập lệnh trong WinCC flexible 2008. Trong WinCC flexible 2008 ta
có thể lập trình những hàm tùy ý hay những lệnh không được hỗ trợ bởi WinCC

Ví dụ: khi load màn hình làm việc lên thì gọi hàm.

Lưu ý : đối với cách này thì hàm vừa tạo ra chỉ được gọi 1 lần duy nhất
vào lúc load màn hình hay một sự kiện diễn ra. Để hàm vừa tạo ra được gọi
liên tục trong quá trình làm việc của chương trình. Ta có thề tạo một biến động
trong chương trình, biến này sẽ luôn thay đổi trong suốt quá trình làm việc. rồi
lợi dụng sự kiện chuyển giá trị của biến động này gọi hàm vừa tao ra.
Cách tạo một biến động khi load màn hình: khi sự kiện load màn hình
diễn ra thực hiện lệnh Simulate tag
Tag(InOut) : lá 1 biến dạng int được tạo trong Tag.
Cycle : là khoảng thời gian giữa hai lần biến thay đồi. Cycle này có thể
biên tập trong cửa sổ Cycles ở mục Communication.
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
21
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
Maximum value: giá trị lớn nhất của biến , khi biến đạt tới giá trị này
sẽ quay trở về giá tri bắt đầu.
Minimum value: giá trị bắt đầu của biến.
Để gọi hàm khi giá trị biến động này thay đổi ta vào mục tag chọn biến động
thay đổi khi màn hình được load ở đây là biến Tag_1. Cửa sổ biên tập thuộc tính của
biến Tag_1 hiện ra như sau, ta chọn hàm hàm muốn gọi khi biến thay đổi trong sự
kiện Change Value .

5.Historical data: chức năng lưu trữ dữ liệu trong WinCC flexible 2008
để tạo ra một lưu trữ dữ liệu trong WinCC flexible 2008 ta nhấp chuột vào
mục Data Logs
cửa sổ biên tạp lưu trữ này như sau:
__________________________________________________________________

trị quá trình cho các biến.
Các biến được lưu trữ trong cơ sỡ dữ liệu toàn dự án. Khi một chế độ của
WinCC flexible được khởi động, tất cả các biến trong một dự án được nạp và các cấu
trúc của chế độ Runtime tương ứng được thiết lập. Mỗi biến được lưu trữ trong quản
lý dữ liệu theo các kiểu dữ liệu chuẩn như sau:
Biến nội
Các biến nội không có địa chỉ trong hệ thống PLC, do đó quản lý dữ liệu bên trong
WinCC flexible sẽ cung cấp cho toàn bộ mạng hệ thống(Network). Các lớp biến nội
được dùng lưu trữ thông tin tổng quát như: ngày giờ hiện hành, lớp hiện hành, cập
nhật liên tục. Hơn nữa các biến nội cho phép trao đổi dữ liệu giữa các ứng dụng để
thực hiện việc truyền thông cho quá trình theo cách tập trung và tối ưu.
__________________________________________________________________
SVTH: HÀN TRẦN MINH TUẤN
24
ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH GVHD: HOÀNG ĐÌNH LONG
_____________________________________________________________________
Biến quá trình
Trong hệ thống WinCC flexible, biến ngoài cũng có thể hiểu là tag quá trình.
Các biến quá trình được liên kết với truyền thông logic để phản ánh thông tin về địa
chỉ của hệ thống PLC khác nhau. Các biến ngoài chứa một tổng quát gồm thông tin về
tên, kiểu, các giá trị giới hạn và một mục chuyên biệt về kết nối mà cách diển tả phụ
thuộc kết logic. Quản lý dữ liệu luôn cung cấp những mục đặc biệt của quá trình cho
các ứng dụng trong một dự án
Nhóm biến
Nhóm biến chứa tất cả các biến có kết nối logic với nhau.
Ví dụ về các nhóm biến:
CPU : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cùng một CPU.
Lò nhiệt : Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập cho một lò.
I/O số: Nhóm này chứa tất cả các biến truy nhập các đầu vào/ra
số.