Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
LỜI MỞ 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 và đang
được ứng dụng rộng rãi vào các ngành sản xuất đem lại rất nhiều ưu điểm như: nâng
cao chất lượng sản phẩm, tăng năng suất, giảm giá thành sản phẩm, từng bước thay thế
dần sức lao động của con người góp phần không nhỏ vào sự phát triển của đất nước.
Tại Việt Nam, ngành tự động hóa đã có nhiều bước tiến vượt bậc.
Các hệ thống thu thập, giám sát, xử lí và điều khiển các quá trình công nghiệp
Scada (Supervisory Control And Data Acquision) đã xuất hiện ngày càng nhiều trong
các lĩnh vực như: công-nông nghiệp, dầu khí, năng lượng, hàng không, công nghệ sinh
học, y học, môi trường và nhiều lĩnh vực khác. Các module điều khiển lập trình cỡ nhỏ
như Zen, Logo, PLC… cùng với các Panel, màn hình cảm ứng có thể điều khiển và lập
trình ngày càng sử dụng rộng rãi giúp việc điều khiển ngày càng nhanh và dễ.
Win CC là giao diện giữa người và máy tinh, là một hệ thống dùng để người
dùng giao tiếp,thông tin qua lại giữa người (ở đây hiểu là người trực tiếp vận hành hệ
thống) với hệ thống điều khiển thông qua bất kỳ mọi hình thức. Win CC cho phép
người dùng theo dõi, ra lệnh điều khiển toàn bộ hệ thống. Win CC có giao diện đồ họa,
giúp cho người dùng có cái nhìn trực quan về tình trạng của hệ thống. Ví dụ như
những chương trình nhập liệu, báo cáo, văn bản, hiển thị LED, khẩu lệnh bằng giọng
nói…Do đó WinCC ngày nay được ứng dụng rất rộng rãi và dần trở thành công cụ
chính trong các hệ thống tự động.
Tuy nhiên việc lập trình và điều khiển những hệ thống này cần một đội ngũ kỹ
sư, cán bộ kỹ thuật lành nghề, sử dụng thành thạo thiết bị và phần mềm giao tiếp người
và máy tính để có thể khai thác hiệu quả trong sản xuất.
Hiện nay phần mềm Win CC đang được chú ý tới rất nhiều là do: 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

- Module chức năng FM.
• Controller
• M7Aplication
• Counter
Hình 2.6. Modul chức năng, nguồn, truyền thông, ghép nối
- Module truyền thông CP.
• AS-I
• Ethernet
• Profibus
- Module nguồn PS-300.
• PS307 2A
• PS307 5A
• PS30710A
- Module ghép nối IM.
• IM360 S
• IM361 R
• IM365 S-R
4
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
)%!&'$$"*+!&,"
PLC thực hiện chương trình theo chu trình lặp. Mỗi vòng lặp được gọi là vòng
quét. Mỗi vòng quét bắt đầu bằng giai đoạn chuyển dữ liệu từ các cổng vào số tới
vùng bộ đệm ảo I, tiếp theo là giai đoạn thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét,
chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh kết thúc của khối OB1.
Thời gian vòng quét: Là thời gian cần thiết để PLC thực hiện 1 vòng quét.
Chú ý: Thời gian vòng quét không cố định tùy thuộc vào số lệnh trong chương
trình thực hiện, vào khối lương dữ liệu được truyền thông… trong vòng quét đó.
Hình 2.7. Vòng quét chương trình
Lập trình tuyến tính.
Kỹ thuật lập trình tuyến tính là phương pháp lập trình mà toàn bộ chương trình

số.
Q (Process image output): Miền đệm các dữ liệu cổng ra số. Kết thúc chương
trình, PLC sẽ đọc giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng ra số.
M: Miền biến cờ. Chương trình lưu giữ các tham số cần thiết.
T: Miền nhớ phục vụ thời gian (Timer).
C: Miền nhớ phục vụ bộ đếm(Counter).
PI: Miền địa chỉ cổng vào các module tương tự (I/O External input).
PQ: Miền địa chỉ cổng ra cho các module tương tự(I/O External output).
c. Vùng chứa các khối dữ liệu, chia thành 2 loại:
DB(data block): Miền chứa dữ liệu được tổ chức thành khối. Kích thước cũng
như số lương do người sử dụng quy định.
L (local data block): Miền dữ liệu địa phương.
01$23456!&,"
Để lập trình S7-300 Siemens có phần mềm là SIMATIC MANAGER có 3 ngôn
ngữ thông dụng là:
- Lập trình kiểu STL (Statement List): là ngôn ngữ lập trình kiểu kê gồm danh
sách các câu lệnh.
- Lập trình kiểu FBD (Function Block Diagram): Là ngôn ngữ lập trình sử dụng
các hàm logic cơ bản AND, OR
- Lập trình LAD (Ladder logic): Là ngôn ngữ lâp trình kiểu hình thang, phù hợp
với người thiết kế mạch điện rơle.
Ngoài ra còn có các ngôn ngữ cấp cao hơn như :
- Ngôn ngữ lập trình điều khiển có cấu trúc SCL: SCL ( Structured Control
Language) là một ngôn ngữ lập trình bậc cao giống như PASCAL, đã được tối ưu hoá
để lập trình cho PLC. SCL tương thích với tiêu chuẩn quốc tế IEC1131-1( DINEN
6.1131-3) và đặc biệt thích hợp cho việc lập trình các thuật toán phức tạp hay các ứng
dụng xử lý dữ liệu, S7-SCL chỉ chạy được khi đã có SIMATIC Manager.
6
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
- Biểu đồ chức năng liên tục CFC (Continuous Function Chart): Phần mềm

Hình 2.13. Sử dụng Timer S-PEXT
• Bộ Timer on delay S_ODT

9
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.14. Sử dụng Timer S-ODT
• Bộ Timer on delay có nhớ S_ODTS
Hình 2.15. Sử dụng Timer S-ODTS
• Bộ Timer OFF delay S_OFFDT
Hình 2.16. Sử dụng Timer S-OFFDT
e. Các lệnh Counter
Hình 2.17. Các lệnh Counter
10
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Bộ đếm lên xuống S_CUD
Hình 2.18. Sử dụng Counter S-CUD
Nếu I0.2 chuyển từ "0" sang "1" bộ đếm sẽ thiết lập giá trị được đặt ra trong
MW10. Nếu tín hiệu I0.0 chuyển từ 0 sang bộ đếm tăng giá trị lên 1. Nếu tín hiệu I0.1
chuyển từ 0 sang bộ đếm giảm giá trị 1 cho tới khi C10=0. Q4.0 bằng 1 khi giá trị bộ
đếm khác không.
• Bộ đếm tiến
Hình 2.19. Sử dụng counter S-CU
• Bộ đếm lùi
Hình 2.20. Sử dụng counter S-CD

>"1#?$"
WinCC (Windows Control Center) là một hệ thống phần mềm điều khiển giám
sát công nghiệp (Tích hợp giao diện người máy IHMI – Integrate Human Machine
Interface), có tính năng kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ hoạ để điều khiển
các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và tự động hóa quá trình công nghiệp. Hệ thống này

Hình 2.22. Cấu trúc của dự án nhiều người dùng.
• Dự án nhiều máy khách (Multi – Client Project).
Dự án nhiều máy khách là một loại dự án mà có thể truy nhập vào nhiều server.
Các server được liên kết có dự án riêng của chúng. Cấu hình của project server được
thực hiện trong server hoặc trong các client, cấu hình của dự án multi-client được thực
hiện trong dự án multi – client.
Một server có thể truy nhập tối đa 16 client. Một dự án multi – client có thể truy
nhập tối đa 6 server. Có nghĩa là dữ liệu của 6 server có thể được giám sát và điều
khiển trên một màn hình của dự án multi – client.
Hình 2.23. Cấu trúc của dự án nhiều máy khách.
1$@* $!"A$"#?/!<A1
1. Khởi động Wincc
2. Tạo một Project mới
3. Bổ xung thiết bị PLC
4. Định nghĩa các Tag sử dụng
5. Tạo và soạn thảo một giao diện người dùng
13
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
6. Cài đặt thông số cho Runtime
7. Chạy chương trình Active
8. Sử dụng chương trình mô phỏng Wincc Variable Simulator
2.2.2.1. Cách tạo ra một dự án mới (Project)
Để tạo một Project mới, trên thanh công cụ chọn “File” → chọn “New”. Hộp
thoại “WinCC Explorer” xuất hiện chúng ta có thể tạo một dự án kiểu:
Single_User Project: tạo một dự án một người dùng
Multi_User Project: tạo một dự án nhiều người dùng
Multi_Client Project: tạo một dự án nhiều trạm tớ
Open an Existing Project: mở một dự án đã có sẵn
Hình 2.24. Hộp thoại WinCC Explorer
Sau khi đã chọn xong ta nhấp vào nút OK thì hộp thoại Create a New Project

Đây là thành phần để ta phân chia các công việc, cài đặt thông số và chạy các
ứng dụng khác nhau khi hệ thống chạy Run-time. Gồm các Tab sau khi bấm vào
Propertise trong pop-up menu ở Computer
• General infomation: Thông tin chung về tên máy, dạng máy
• Start up: Khởi động lúc chạy Run-time
• Lựa chọn các thông số: Quy định cách thức làm việc cho các ứng dụng
khác nhau của hệ điều hành trong lúc hệ thống chạy Run-time
• Graphic Run-time: Cài đặt các thông số cho trang đồ hoạ
b. Cấu trúc của “Tag Management”
Tại đây thì tất cả các kênh truyền, các kết nối Logic, việc tạo ra các Tag và
nhóm Tag đều được quản lý tại đây.
• Tag và Tag Group
Trong phần mềm WinCC có một khái niệm đặc biệt quan trọng mà chúng ta
cần phải nắm vững khi xây dựng một hệ thống điều khiển giám sát bằng WinCC đó là
15
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
khái niệm về Tag và Tag Group. Tag thực ra là một thành phần trung gian cho việc
truy nhập các giá trị quá trình.
Trong một project thì Tag chỉ mang một tên duy nhất và một loại dữ liệu.
WinCC Tag được gán bởi các mối quan hệ Logic, cái mối liên hệ được định rõ bởi
kênh phân phối các giá trị quá trình tới các Tags sử dụng tại các điểm nối. WinCC
Tags chứa trong một cơ sở dữ liệu của một project rộng. Sau khi chạy WinCC tất cả
các Tag đều được tải vào và tương ứng với cấu trúc Run-time được dựng lên.
External Tags: Còn gọi là tag ngoài (miền nhớ bên ngoài), loại này chỉ sử dụng
khi ta kết nối với các phần cứng, các thiết bị ngoại vi.
Internal Tags: Còn gọi là tag trong, loại này được sử dụng khi ta không liên kết
với phần cứng (PLC).
Message frame Tags: Về hình thức thì nó cũng là một dạng của External Tags,
nó chỉ khác là được sử dụng trong các trường hợp yêu cầu xử lý tốc độ nhanh hoặc thu
thập dữ liệu dưới dạng khối trong PLC

Tất cả các Internal Tag đó được tạo ra sẽ hiển thị bên nửa cửa bên phải ra sẽ
hiển thị “WinCC Explorer”. Ta có thể thực hiện lệnh coppy hay paste các Tap này.
d. Tạo Process Tags
Trước khi tạo biến quá trình Process Tags, ta phải chắc chắn đã cài đặt một thiết
bị (ví dụ PLC) và thiết lập kết nối. Để tạo ra Process Tags, click chuột phải vào biểu
tượng kết nối PLC (Handing), trên menu thả xuống chọn “New Tag”.
Hình 2.29. Tạo Process Tags
Hộp thoại “Tag properties” xuất hiện, đặt một tên biến Tags bất kì ví dụ
BANGTAI” và lựa chọn kiểu dữ liệu biến Tag là “Binary Tag”. Chúng ta có thể lựa
chọn kiểu chuyển đổi dữ liệu ví dụ “WordToUnsignedWord”thì WinCC sẽ thực hiện
tất cả các tính toán cần thiết để chuyển đổi kiểu dữ liệu này.
18
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hình 2.30. Thiết lập đặc tính của các tag
Định địa chỉ cho Process Tags trên PLC: Click chuột vào nút “Select” để mở
hộp thoại “Address Properties”. Lựa chọn vùng nhớ là “Input”. Kiểm tra kiểu dữ liệu
là “Bit” và địa chỉ là I 0.0
Hình 2.31. Hộp thoại Address properties
)BC?/!C<#*;<=D&6"$EF9F&G
2.2.3.1. Chức năng của Graphic Designer:
Là một trình soạn thảo đồ hoạ nó cung cấp các đối tượng đồ hoạ và các bảng
mầu cho phép tạo ra các hình ảnh của các quá trình từ đơn giản đến phức tạp. Những
đặc tính động có thể được tạo ra cho từng đối tượng đồ hoạ riêng lẻ. Có thể lưu trữ
những đối tượng đồ hoạ của được tạo ra bởi người sử dụng vào trong thư viện
(Library). Nó đưa ra những đặc trưng sau đây:
Dễ sử dụng, giao diện đơn giản với công cụ và các bảng màu đồ hoạ
Cấu hình sắp xếp hợp lí với các thư viện icon và đối tượng tích hợp
Mở ra giao diện cho các đồ hoạ quan trọng và cung cấp giao diện OLE 2.0.
Hành vi động của các đối tượng ảnh có thể được định cấu hình với hỗ trợ từ
một trình trợ giúp (Dynamic Wizard).

palette
Alignment
palette
Style
palette
Object
palette
Font
palette
Menu
Bar
Standart
ToolBar
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
• Palette đối tượng (Object Palette): Bao gồm các chuẩn đối tượng để vẽ
(Standart Object) như Polygon, Ellipse, Rectangle, , Smart Object (OLE Control,
OLE Element, I/O Field và Window Object (Button, check Box )
• Palette kiểu (Style Palette): Dùng để thay đổi hình dạng của đối tượng lựa
chọn, tuỳ thuộc vào từng đối tượng cụ thể mà ta có thể thay đổi chúng về đường nét và
hình dạng (Như độ rộng của đường nét, màu gạch cho hình dạng ).
• Palette về sắp xếp (Alignment Palette): Cho phép thay đổi vị trí tuyệt đối
cũng như tương đối của một hay nhiều đối tượng, hoặc các tiêu chuẩn về độ rộng, độ
cao cho một vài đối tượng
• Palette về phóng to, thu nhỏ hình (Zoom Palette): Cho phép đặt độ phóng to
hay thu nhỏ của màn hình trang đồ hoạ, tiêu chuẩn chỉ ở dạng các tỷ lệ 8, 4, 1, 1/2, 1/4.
• Font Palette: Cho phép ta thay đổi kiểu chữ, kích cỡ và kiểu màu cho các đối
tượng dạng Text.
b. Các bảng và các thanh công cụ phục vụ cho thao tác với Graphic Designer.
• Menu Bar: Chứa toàn bộ các lệnh cần thao tác trong khi thiết kế
• Palette chuẩn.

Control để cung cấp các công cụ Window (như nút bấm, hộp lựa chọn). Các thuộc tính
của nó được hiển thị trong cửa sổ “Object Properties” và tab “Event”. Các thuộc tính
này có thể được ấn bản trong cửa sổ trên.
Đối tượng liên kết và nhúng.
Graphic Disigner cho phép chèn các đối tượng nhúng vào cửa sổ làm việc của
nó. Trong mode cấu hình ta có thể thiết lập một đối tượng với ứng dụng OLE thích
hợp. Sau khi ta hoàn thành việc thay đổi để liên kết đối tượng nhúng một cách chặt chẽ
thì ta phải cập nhật liên kết bằng tay sao cho phù hợp với các thay đổi được thể
hiện.Tuy nhiên ta không được phép thiết lập trong khi hệ thống đang chạy runtime.
Trường vào/ra(I/O Field).
Sử dụng như một trường vào hoặc một trường ra hoặc như là một trường
vào/ra. Các dạng dữ liệu cho phép sử dụng với I/O Field:
- Nhị phân (Binary).
- Hệ 16(Hexadecimal).
- Hệ thập phân(Decimal).
- Xâu kí tự (String).
Ta cũng có thể định rõ giá trị giới hạn, chỉ định là trường vào hoặc trường ra
hoặc là trường vào/ra.
Thuộc nhóm Smart Object. Thuộc tính của nó ảnh hưởng đến sự xuất hiện và
tính năng của nó. Nó thể hiện những giá trị bằng đồ thị có quan hệ với giới hạn cao,
thấp hoặc hoàn toàn chỉ là miêu tả bằng đồ hoạ hoặc phối hợp thể hiện những giá trị
với tỉ lệ do ta định nghĩa ra.
22
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
Hiển thị trạng thái (Status Display)
Sử dụng để thể hiện bất kì con số của những trạng thái khác nhau nào. Cho
phép thực hiện trạng thái động bằng cách nối nó với giá trị của tất cả các tag tương
ứng với những trạng thái khác nhau. Ta có thể ấn định bất kì con số nào trong khoảng
từ 0 - >2
22

đơn (tức mỗi một thời điểm chỉ có một tuỳ chọn được lựa chọn)
Nút tròn (Round Button): Là một công cụ giống như Button phục vụ cho vận
hành sự kiện quá trình.
Slider: Là công cụ điển hình chuyển động phục vụ cho điều khiển quá trình (điều khiển
nhiệt độ chẳng hạn). Phạm vi điều khiển nằm giưã giá trị nhỏ nhất và giá trị lớn nhất. Ta có
23
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện - Điện tử
thể thiết lập một sự liên kết tới quá trình bằng cách thực hiện những thuộc tính động tương
ứng.
2.2.3.4. Quan sát các thuộc tính của các đối tượng tạo ra trong màn hình
đồ họa
Tất cả các đối tượng được tạo ra trong cửa sổ đồ họa đều có các thuộc tính khác
nhau. Mỗi một thuộc tính lại được liên kết với các Tag (tuỳ theo mục đích cụ thể mà
có cần thiết phải liên kết với tag hay không) đồng thời WinCC cũng cho phép liên kết
động cho từng đối tượng và gán các hành động hay sự kiện vào cho chúng để điều
khiển quá trình.
Nếu muốn thay đổi hay ấn bản một hay nhiều thuộc tính của một đối tượng đồ
họa thì chỉ cần nháy đúp chuột trái lên đối tượng đó hoặc kích chuột phải lên nó và khi
menu sổ ra ta chọn "Properties". Hộp thoại chứa các thông tin về thuộc tính cũng như
các sự kiện có thể gán cho đối tượng hiện ra chờ ta thiết lập các thông tin cần thiết.
Hình 2.34. Hộp thoại Object Properties
Mỗi đối tượng được kéo ra màn hình Graphic Designer đều có các trường thuộc
tính sau:
Attribute: Phân loại tên của mỗi thuộc tính
Static: Dùng để đặt thêm một số cấu hình tĩnh của đối tượng
Dynamic: Đặt trạng thái động của đối tượng. Có 3 trường hợp đặt trạng thái
động
+ Dynamic Dialog: Dùng để kết nối gián tiếp với các Tag hoặc các hàm đã
được lập trình trong “Global Script”, sự kết nối này nhằm tạo ra các trạng thái
khác nhau của đối tượng khi hệ thống chạy Runtime

“Tool” -> chọn “Wincc Variable Simulator”.
- Chú ý: Project phải được kích hoạt rồi (ở chế độ Runtime) để đảm bảo mô
phỏng chính xác.
- Trong hộp “Simulation”, chọn biến Tag cần mô phỏng bằng cách chọn “Edit”
-> chọn “New Tag”. Hộp thoại “Tags-Project”, chọn biến Internal Tag là
“DEM_CHAI”. Đồng thời thay đổi dữ liệu của Tag: dạng Sin, tăng dần, giảm dần, hay
dao động…
- Tích chuột vào “Active”. Gía trị biến Tags sẽ được hiển thị với giá trị được
mô phỏng.
- Trong hộp thoại “Simulation” -> chọn hộp thoại “List of Tags” -> kích chuột
vào nút “Start Simulation” để bắt đầu mô phỏng biến Tag.
25