Luận Văn Mô hình giám sát và điều khiển động cơ bước

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1. Đặt vấn đề:

Trong điều khiển chuyển động kỹ thuật số, động cơ bước là một cơ cấu chấp hành đặc biệt hữu hiệu bởi nó có thể thực hiện trung thành các lệnh đưa ra dưới dạng số. các loại động cơ bước được sử dụng ngày càng rộng rãi trong các hệ thống tự động, điều khiển xa và nhiều thiết bị Điện tử khác, nổi bật là trong các lĩnh vực sau: điều khiển robot, điều khiển lập trình trong các thiết bị gia công, điều khiển máy dập giấy decal, v, v, Và cũng trong điều khiển chính xác người ta cần những động cơ có thể đạt được độ chính xác cao theo đúng yêu cầu cả về lực và tốc độ. Động cơ bước là một trong những sự lựa chọn tốt để đáp ứng được những yêu cầu trên với khả năng chuyển động chính xác đến từng bước thậm chí là vi bước. Đặc biệt việc điều khiển motor bước được ứng dụng phổ biến trong xí nghiệp, nhà máy phục vụ trong công việc sản xuất hiện nay.

Bên cạnh đó việc Phát triển các phần mềm ứng dụng cũng ngày một cao hơn, đặc biệt với WinCC ( Windows Control Center), đây là phần mềm tích hợp giao diện người và máy IHMI (Integrated Human Machine Interface) đầu tiên cho phép kết hợp phần mềm điều khiển với quá trình tự động hóa, là phần mềm ứng dụng để giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu của một hệ thống tự động hóa quá trình sản xuất.Với WinCC, người sử dụng có thể tạo ra một giao diện điều khiển giúp quan sát mọi hoạt động của quá trình tự động hóa một cách dễ dàng.

Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình PLC riêng lẻ không đáp ứng yêu cầu điều khiển của một hệ thống Scada, cần phải kết hợp thêm các bộ hiển thị HMI (Human Machine Interface) giao diện người và máy.

Phần mềm này có thể trao đổi dữ liệu trực tiếp với nhiều loại PLC của các hãng khác nhau như Siemens, Mítubishi, Allen Bradley,v.v ,nhưng nó đặc biệt truyền thông rất tốt với PLC của hãng Siemens.Trong lãnh vực tự động hóa trong công nghiệp, WinCC là một trong những phần mềm HMI chuyên dùng của hãng Siemens để quản lý thu thập dữ liệu và điều khiển quá trình công nghiệp, chương trình dùng để điều hành các nhiệm vụ của màn hình hiển thị và hệ thống điều khiển trong tự động hóa sản xuất.

WinCC được cài đặt trên máy tính và giao tiếp vơí PLC thông qua cổng COM1 hoặc COM2 (chuẩn RS- 232) của máy tính. Do đó, cần phải có một bộ chuyển đổi từ chuẩn RS-232 sang chuẩn RS-485 của PLC.
WinCC còn có đặc tính mở. Nó có thể sử dụng một cách dễ dàng với các phần mềm chuẩn và phần mềm người sử dụng, tạo nên giao diện người-máy đáp ứng nhu cầu thực tế một cách chính xác. Những nhà cung cấp có thể Phát triển ứng dụng của họ thông qua giao diện mở của WinCC như một nền tảng để mở rộng hệ thống.

Ngoài khả năng thích ứng cho việc Xây dựng các hệ thống có qui mô lớn nhỏ khác nhau, WinCC còn có thể dễ dàng tích hợp với những ứng dụng có qui mô toàn công ty như việc tích hợp với những hệ thống cao cấp như MES(Manufacturing Excution System- Hệ thống quản lý việc thực hiện sản xuất)và ERP(Enterprise Resource Planning).WinCC cũng có thể sử dụng trên cơ sở qui mô toàn cầu nhờ hệ thống trợ giúp của Siemens có mặt trên toàn thế giới.

Đối với S7-300 thì việc kết nối với WinCC một cách dễ dàng nhờ sự tích hợp sẵn. Trong khi thực tế các PLC S7-200 vẫn còn sử dụng nhiều mà WinCC thì không tích hợp sẵn. Vì vậy việc kết nối giữa S7-200 và WinCC phải thông qua phần mềm S7-200 PC Access để liên kết. Đây cũng là một phần được trình bày trong bài luận văn này.

Đề tài mà tôi thực hiện là một ví dụ thực tiển: Mô hình giám sát và điều khiển động cơ bước. Nội dung đề tài bao gồm các vấn đề sau:

ã Tìm hiểu về S7-200 (CPU 226CN) để lập trình.
ã Tìm hiểu về WinCC, PC Access.
ã Thiết kế được mô hình giám sát và điều khiển động cơ bước dùng PLC S7-200 để thực hiện cắt giấy theo một chiều dài định sẵn và có sự giám sát của máy tính.

2. Giới hạn đề tài:

Với thời gian gần bảy tuần thực hiện đề tài, cũng như trình độ chuyên môn có hạn nên ở đề tài này chỉ làm: Tìm hiểu về các bộ điều khiển động cơ bước và sử dụng S7-200 (CPU 226CN) để lập trình, tìm hiểu về PC Access, HMI và dùng WinCC để giám sát mô hình cắt giấy tự động. Rất mong nhận được sự góp ý kiến quý thầy cô và các bạn sinh viên để hoàn thiện hơn về về tài này.