Đồ Án Xây dựng gói phần mềm sfc cho điều khiển trình tự theo chuẩn iec 61131-3

MỤC LỤC

1XUẤT XỨ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1

2CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU . 4

2.1Cơ sở lý thuyết . 4

2.2Phương pháp nghiên cứu 6

2.2.1Phương pháp phân tích, thiết kế và lập trình hướng đối tượng . 6

2.2.2Sử dụng mẫu thiết kế 7

2.2.3Tìm hiểu các sản phẩm tương tự đã có 8

3NỘI DUNG NGHIÊN CỨU VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC . 9

3.1Chương trình chạy (Runtime Engine – RTE) . 10

3.2Công cụ phát triển trực quan (Visual Engineering Tools) . 12

3.2.1Cơ chế lưu trữ và trao đổi dữ liệu 12

3.2.2Trao đổi thông tin giữa các thành phần trong gói phần mềm . 14

3.2.3Giao diện đồ họa chuẩn, dễ sử dụng, tính thông tin cao 14

3.2.4Soạn thảo biểu đồ SFC 16

3.2.5Hỗ trợ các biểu thức logic điều kiện . 17

3.2.6Cơ chế kiểm tra lỗi và thông báo lỗi có tính tương tác cao . 18

3.2.7Dịch, nạp xuống, thực thi và quan sát sự thực thi chương trình điều

khiển trên chương trình chạy 19

3.3Các module phần mềm mô phỏng đối tượng điều khiển trình tự 20

3.3.1Mô phỏng đối tượng lò phản ứng hóa học 21

3.3.2Mô phỏng đối tượng máy giặt . 23

4KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN . 25

1

XUẤT XỨ CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Điều khiển trình tự là một mảng quan trọng và có vai trò không nhỏ trong điều

khiển tự động. Có thể gặp rất nhiều ví dụ về điều khiển trình tự trong công

nghiệp, trong dân dụng cũng như trong nhiều lĩnh vực khác. Các hệ thống trạm

trộn, lò phản ứng, một dây chuyền sản xuất xi măng hay một máy giặt là các ví

dụ khá điển hình cho điều khiển trình tự. Đặc biệt trong công nghiệp, điều

khiển trình tự thường giữ vai trò chính điều khiển các công đoạn, các quá trình

theo trình tự trong một dây chuyền sản xuất.

Kể từ sau sự xuất hiện của các PLC và các hệ DCS đầu tiên, các ngôn ngữ lập

trình điều khiển như LAD, FBD, IL, đã trở nên phổ biến và được sử dụng rộng

rãi trong thực tế. Đây là những ngôn ngữ lập trình điều khiển mạnh, được hỗ

trợ rất hoàn chỉnh trong hầu hết các hệ thống PLC và DCS hiện nay và đã được

chuẩn hóa trong tiêu chuẩn IEC 61131-3. Tuy nhiên các ngôn ngữ này lại tỏ ra

không phù hợp cho lập trình điều khiển trình tự bởi những lý do sau:

o Khó hình dung, thiếu trực quan: các đoạn mã điều khiển trình tự viết

bằng các ngôn ngữ lập trình này thường thiếu trực quan, khó hình dung.

Dường như không có một sự liên hệ rõ ràng giữa các đoạn mã lệnh với

các giai đoạn trong trình tự điều khiển.

o Do khó hình dung và thiếu trực quan nên việc lập trình điều khiển trình

tự sử dụng các ngôn ngữ này sẽ gặp nhiều khó khăn, phức tạp. Ngoài ra,

việc phân tích, tìm hiểu hệ thống cũng trở nên không đơn giản.

o Dễ mắc lỗi, khó phát hiện và sửa lỗi: đây là hệ quả tất yếu của những khó

khăn trên. Việc kiểm tra, phát hiện nguyên nhân và sửa lỗi thường khó

khăn và tốn kém nhiều thời gian, công sức.

o Kém linh hoạt, khó mở rộng: khi cần thêm, bớt hay sửa đổi một công

đoạn nào đó, dù đơn giản, người lập trình cũng có thể gặp nhiều khó

khăn, phải sửa lại không ít mã chương trình và có thể lại mắc những lỗi

nào đó.

Nguyên nhân cơ bản của các khó khăn trên là do bản chất của các ngôn ngữ lập

trình này không phù hợp để mô tả các hệ thống hoạt động theo trình tự. Ngôn

ngữ lập trình SFC, một trong các ngôn ngữ lập trình được qui định trong chuẩn

IEC 61131-3, tỏ ra rất thích hợp cho điều khiển trình tự. Dựa trên cơ sở mạng

Petri và Grafcet, ngôn ngữ SFC được xây dựng phục vụ cho việc mô tả và lập

trình điều khiển các hệ thống hoạt động theo trình tự. Grafcet là một công cụ