Đề tài Xây dựng hệ SCADA dùng RSVIEW32 cho hệ thống điều khiển sử dụng controllogix (Phần 1)

Nội dung text: Đề tài Xây dựng hệ SCADA dùng RSVIEW32 cho hệ thống điều khiển sử dụng controllogix (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN XÂY DỰNG HỆ SCADA DÙNG RSVIEW32 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG CONTROLLOGIX S K C 0 0 0 2 8 1 MÃ SỐ: SV 2010 - 99 S K C 0 0 2 8 1 1 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 2010
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN XÂY DỰNG HỆ SCADA DÙNG RSVIEW32 CHO HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG CONTROLLOGIX MÃ SỐ: SV2010-99 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : NGUYỄN THÀNH LUÂN NGƯỜI THAM GIA : TRẦN PHI VŨ ĐƠN VỊ : KHOA ĐIỆN –ĐIỆN TỬ TP. HỒ CHÍ MINH – 2/2011
3. Nghiên cứu khoa học Mục lục PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 3 I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 3 II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC 3 III. NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI 4 PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 6 I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 6 II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6 III. NỘI DUNG 6 1. Phần mềm Rsview32 của hãng Rockwell Automation 6 2. Mạng ControlNet 8 3. Tổng quan bộ ControlLogix của Rockwell Automation 10 4. Cấu hình hệ thống 12 4.1. Khai báo trong RSNetworx for ControlNet 12 4.2. Khai báo phần cứng trong RSLogix5000 14 4.3. Khai báo trong RSView32 15 5. Thi cơng mơ hình 18 5.1. Giới thiệu tổng quan về mơ hình 18 5.2. Mơ hình băng tải 19 6. Giao diện điều khiển và giám sát hoạt động băng tải 22 IV. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 24 1. Tính khoa học 24 2. Khả năng ứng dụng vào thực tế 24 3. Hiệu quả kinh tế-xã hội 24 PHẦN 3: KẾT LUẬN 26 I. KẾT LUẬN 26 1. Tĩm tắt đề tài 26 2. Hƣớng phát triển của đề tài 26 II. ĐỀ NGHỊ 27 Tài liệu tham khảo 28 Trang 1
4. Nghiên cứu khoa học PHẦN 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trang 2
5. Nghiên cứu khoa học PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I. ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài này là sử dụng các thiết bị phần cứng và phần mềm để thành lập một hệ thống tri xuất dữ liệu và giám sát, điều khiển băng tải qua mạng ControlNet. Các thiết bị của hãng Rockwell Automation sau:  Bộ Controllogix 5561 controller  Mạng ControlNet  Phần mềm điều khiển và giám sát RSView32  Mơ hình băng tải II. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC Trong lĩnh vực tự động hĩa đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển và giám sát cĩ rất nhiều hãng sản xuất các thiết bị về tự động hĩa nhƣ Siemens, Panasonic, Omron và cũng phải kể đến hãng RockWell Automation, đây là một hãng tự động hĩa nổi tiếng. Nhu cầu sử dụng sản phẩm của hãng trên thế giới rất lớn và các cơng ty đã ứng dụng các thiết bị và phần mềm của hãng Rockwell rất nhiều trong thực tế. Tại Việt Nam sản phẩm của hãng đƣợc ứng dụng nhiều trong lĩnh vực dầu khí và các nhà máy cĩ cơng nghệ hiện đại. Tại Viêt Nam, vì do các bộ điều khiển, phần mềm của hãng Rockwell rất mắc tiền nên sinh viên chƣa cĩ điều kiện đƣợc nghiên cứu, tiếp xúc trong thƣc tế. Đại học bách khoa Hà Nội và Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh là hai trƣờng trong cả nƣớc đƣợc hãng Rockwell Automation đầu tƣ trang thiết bị cho sinh viên thực tập. Tại phịng thực tập ở trƣờng Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp. Hồ Chí Minh do đƣợc tài trợ sau nên đƣợc trang bị những thiết bị hiện đại và mới. Đƣợc sự giúp đỡ và tạo điều kiện của các thầy cơ trong bộ mơn tự động mà nhĩm là nhĩm đƣợc nghiên cứu trang thiết bị này. Vì thế, nhĩm nhận thấy đây là một đề tài tuy đã xuất hiện ở nhiều nƣớc trên thế giới nhƣng lại khá mới mẻ ở Việt Nam. Phần 1: Đặt vấn đề Trang 3
6. Nghiên cứu khoa học III. NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI Vì đây là nhĩm đầu tiên đƣợc nghiên cứu trang thiết bị tại Đại học Sƣ phạm Kỹ thuật Tp.Hồ Chí Minh của hãng Rockwell Automation nên khơng thể thiếu những thiếu sĩt và khơng nghiên cứu kĩ càng đƣợc. Vì thế nhĩm chỉ dừng lại việc thiết lập giao tiếp cho các thiết bị trong mạng ControlNet và chƣơng trình giám sát RSView32. Và mơ hình mà nhĩm sử dụng cũng mới chỉ dừng lại ở mức độ đơn giản chƣa đi sâu vào các mơ hình cĩ tính chất học thuật cao. Phần 1: Đặt vấn đề Trang 4
7. Nghiên cứu khoa học PHẦN 2 GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Trang 5
8. Nghiên cứu khoa học PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Nhĩm sinh viên thực hiện đề tài này nhằm mục đích nghiên cứu, ứng dụng mạng ControlNet kết hợp với phần mềm RSView32, để thiết kế một hệ thống cĩ tính ứng dụng cao và hiệu quả trong cơng nghiệp. Thơng qua đĩ sinh viên nắm đƣợc những kiến thức về lĩnh vực tự động hố mà sinh viên chƣa đƣợc tiếp cận trong chƣơng trình học tại trƣờng đại học. Ngồi ra, việc thực hiện đề tài này cịn giúp cho những ngƣời thực hiện làm quen với cách giải quyết vấn đề, khả năng làm việc nhĩm, lập kế hoạch làm việc, từ đĩ cĩ thêm những kinh nghiệm thực tế trƣớc khi ra trƣờng. Trong việc nghiên cứu, cần hồn thành các cơng việc sau:  Thiết lập các thơng số trạng thái cũng nhƣ khai báo các phần cứng cĩ liên quan trong mạng ControlNet để điều khiển hệ thống.  Thiết kế hệ thống giám sát và điều khiển dùng RSView 32.  Lập trình hệ thống sử dụng phần mềm RSLogix5000. II. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng trong đề tài:  Sử dụng các phần mềm của hãng RockWell Automation.  Sử dụng thiết bị điều khiển Allen Bradley của hãng RockWell Automation.  Sử dụng mạng truyền thơng EtherNet, ControlNet.  Thiết lập mơ hình thực tế điều khiển băng chuyền. III. NỘI DUNG 1. Phần mềm Rsview32 của hãng Rockwell Automation SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống thu thập dữ liệu, giám sát và điều khiển các quá trình từ xa. Ngƣời vận hành cĩ thể nhận biết và điều khiển hoạt động các thiết bị thơng qua máy tính và mạng truyền thơng. Nĩi cách khác, SCADA thƣờng đƣợc dùng để chỉ tất cả các hệ thống máy tính đƣợc thiết kế để thực hiện các chức năng sau: Trang 6 Phần 2: Giải quyết vấn đề
9. Nghiên cứu khoa học  Thu thập dữ liệu từ các thiết thiết bị cơng nghiệp hoặc các cảm biến.  Xử lý và thực hiện các phép tính trên các dữ liệu thu thập đƣợc.  Hiển thị các dữ liệu thu thập đƣợc và kết quả đã xử lý.  Nhận các lệnh từ ngƣời điều hành và gửi các lệnh đĩ đến các thiết bị của nhà máy.  Xử lý các lệnh điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách kịp thời và chính xác. Hiện nay trên thế giới cĩ rất nhiều phần mềm SCADA của các hãng khác nhau nhƣ:  Phần mềm FactoryTalk, RSview32 của Rockwell Automation  Phần mềm Intouch của Wonderfarm  Phần mềm Wincc, Wincc Flexible của Seimens Trong phần báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học này, nhĩm chỉ tập trung nghiên cứu về phần mềm RSView32 của hãng Rockwell Automation. RSView 32 là một phần mềm SCADA của hãng Rockwell Automation. Phần mềm này đƣợc thiết kế với nhiệm vụ chính là dùng để giám sát các bộ điều khiển khả trình (PLC) của hãng. Ngồi ra, nĩ cịn cho phép minh họa khá trực quan, sinh động và sát thực một quá trình cơng nghệ cho hầu hết các ngành cơng nghiệp. Đây cũng là phần mềm giúp cho ngƣời vận hành dễ dàng quan sát tình trạng làm việc của các thiết bị của hệ thống Với phần mềm RSView 32 ngƣời dùng cĩ thể:  Sử dụng các chức năng của RSView32 ActiveX và OLE tạo các ứng dụng bậc cao. Ví dụ, gắn Visual Basic hoặc các thành phần ActiveX khác vào trong hiển thị đồ họa của RSView32 để tăng khả năng của RSView32.  Tạo và chỉnh sửa đồ họa bằng những cơng cụ sẵn cĩ mà ngƣời dùng đang sử dụng trong Window. Với các đối tƣợng phức tạp cĩ thể tạo chuyển động hoạt hình cộng thêm chức năng kéo – thả, copy – paste, việc định dạng ứng dụng trở nên đơn giản.  Sử dụng VBA để chia sẽ dữ liệu với các chƣơng trình khác của Window nhƣ Microsoft Access, Microsoft SQL Server, Microsoft Excel giúp tăng khả năng của RSView32 đáp ứng các ứng dụng của ngƣời dùng.  Sử dụng thƣ viện đồ họa sẵn cĩ trong RSView32 hoặc từ các thành phần khác nhƣ Corel Draw, Adobe Photoshop.  Sử dụng chức năng cảnh báo (Alarm) cùa RSView32 để thơng báo cho ngƣời giám sát quá trình những sự việc bất ngờ xảy ra với nhiều cấp độ cảnh báo. Việc tạo nhiều bản tĩm tắt cảnh báo (Alarm Summaries) thuận tiện hơn là việc quan sát tất cả các cảnh báo cĩ trong hệ thống.  Tạo các ” trends ” (đồ thị theo thời gian) biểu diễn trên đồ thị sự thay đổi các biến của quá trình theo thời gian. Cĩ khả năng hiển thị sự thay đồi tới 16 kiểu biến (tags) trong mỗi “ trends ”. Trang 7 Phần 2: Giải quyết vấn đề