Sự phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, công nghệ thông tin, và các chương trình điện toán đã làm thay đổi và phát triển toàn bộ hệ thống kinh tế quốc dân trên toàn thế giới.

Các bộ điều khiển lập trình PLC (Programmable Logic Controller)

Với những thế mạnh như:

Ø       Kích thước nhỏ gọn, giá thành hạ so với mạch điều khiển dùng rơ-le trước đó.

Ø       Khả năng chống nhiễu tốt, độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp.

Ø       Cấu trúc dạng modul cho phép dễ bảo dưỡng, sửa chữa. Tăng khả năng (sử dụng thêm các khối (module) mở rộng vào-ra cũng như các khối chuyên dùng.

Ø       Sử dụng ngôn ngữ lập trình chuyên dùng (ladder, Instruction, Function chart) thân thiện nên lập trình nhanh cũng như cho phép lập trình lại để thay đổi chương trình điều khiển dễ dàng.

Ø       Việc kết nối dây và mức điện áp tín hiệu ngõ vào-ra được chuẩn hóa.

Ø       Cho phép nối mạng ở nhiều cấp độ. Với chức năng truyền thông, hệ thống có thể điều khiển giám sát quá trình sản xuất.

Ø       Được ứng dụng ngày càng nhiều trong công nghiệp và điều khiển quá trình.

Với sự phát triển nhanh nền kinh tế, các hệ thống thu thập, giám sát, xử lý dữ liệu và điều khiển các quá trình công nghiệp Scada (Supervisory Control And Data Acquision) đã xuất hiện ngày càng nhiều trong các lãnh vực như công-nông nghiệp, khoa học vũ trụ, hàng không, công nghệ sinh học, y học, môi trường và nhiều lãnh vực khác nữa.

WinCC là chữ viết tắt (Windows Control Center), đây 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. Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình PLC riêng lẻ không đáp ứng yêu cầu điều khiển của một hệ Scada, cần phải kết hợp thêm các bộ hiển thị HMI (Human Machine Interface-Giao diện người và máy).

Trong lĩnh 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 và quá trình. Hệ thống này cung cấp các khối chức năng thích ứng trong công nghiệp như: Hiển thị hình ảnh, thông điệp, lưu trữ và báo cáo. Việc truy cập hình ảnh nhanh chóng, và chức năng lưu trữ an toàn của WinCC đảm bảo tính hữu dụng cao.

Ngoài các chức năng hệ thống, WinCC còn mở ra các giao diện cho các giải pháp của người sử dụng, những giao diện này khiến chúng có thể tích hợp WinCC vào các giải pháp tự động hóa phức tạp và toàn công ty. Việc xử lý dữ liệu lưu trữ được tích hợp bằng các giao diện chuẩn ODBC và SQL. Việc thêm vào các đối tượng và các tài liệu cũng được tích hợp bằng OLE2.0 và OLE Custom Controls (OCX). Các cơ chế này làm cho WinCC trở thành một bộ phận dễ truyền tải trong môi trường Windows.

WinCC còn là chương trình ứng dụng 32 bit hướng đối tượng có thể chạy trên hệ điều hành 32 bit từ Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows XP. Chương trình cho phép thực hiện đa nhiệm vụ, đảm bảo phản ứng nhanh chóng với việc xử lý ngắt và độ an toàn chống lại sự mất dữ liệu bên trong ở mức độ cao. Nếu chạy trên nền Windows NT, WinCC còn cung cấp các chức năng để tạo ra sự an toàn và phục vụ như một servers trong hệ thống cho nhiều người sử dụng. Với giao diện thân thiện, WinCC có nhiều công cụ và lệnh mạnh giúp các cán bộ quản lý cũng như các chuyên gia  kỹ thuật của các doanh nghiệp nhà máy khai thác có hiệu quả chương trình này.

Cuốn sách “TỰ ĐỘNG HÓA TRONG CÔNG NGHIỆP VỚI WINCC” được biên soạn nhằm giúp các chuyên gia, đang làm việc và học tập trong lãnh vực điều khiển hệ thống tự động trong công nghiệp làm quen với giao diện WinCC, thiết kế các dự án liên quan đến tự động hóa. Làm quen dần với một chức năng quan trọng HMI-Human Machine Interface (Giao diện người và máy) của hệ thống Scada.

Sách còn được biên soạn nhằm trang bị cho sinh viên khối ngành công nghệ và khối ngành kỹ thuật như Điện công nghiệp, Điện - Điện tử viễn thông, Cơ điện tử, Tự động hóa, Giao thông vận tải những kiến thức cơ bản để khai thác, vận hành có hiệu quả chương trình WinCC.

          NỘI DUNG SÁCH

          Nội dung sách bao gồm 6 chương và phụ lục. 3 chương đầu 1-2-3 giới thiệu lý thuyết về WinCC qua các công cụ và lệnh của chương trình, 3 chương còn lại là các bài tập thực hành. Trong phần thực hành đầu (Chương 4) sinh viên lập trình trên phiên bản WinCC 5.0 và trong phần sau (chương 5 và 6) thực hành cài đặt và lập trình trên phiên bản mới WinCC 6.0. Các bài tập chủ yếu là những ứng dụng trong lĩnh vực công nghiệp.

Phần phụ lục giới thiệu những chương trình hỗ trợ cho việc điều khiển, mô phỏng quá trình điều khiển trong học tập cũng như sản xuất.

CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT - SOẠN THẢO DỰ ÁN MẪU

            Trình bày các bước tạo một dự án. Chọn trình điều khiển, tạo các biến, đặt giá trị và liên kết các biến. Các bước tạo hình ảnh và thiết đặt các thuộc tính…

CHƯƠNG 2: LÝ THUYẾT - HIỂN THỊ

            Giới thiệu chức năng, nhiệm vụ của Tag Logging và mô tả quá trình hiển thị các giá trị xử lý.

CHƯƠNG 3: LÝ THUYẾT - CẤU TRÚC ALARM LOGGING

            Giới thiệu những chức năng và nhiệm vụ cơ bản của Alarm Logging. Thiết lập một hệ thống thông báo hoàn chỉnh, hiển thị thông báo trên màn hình và chạy mô phỏng các biến.

CHƯƠNG 4: BÀI TẬP THỰC HÀNH WINCC 5.0

Gồm 3 bài tập lớn:

Ø       Tạo dự án bồn trộn hóa chất

Ø       Tạo dự án hệ thống bơm nước

Ø       Thiết kế giao diện điều khiển

4.1 - TẠO DỰ ÁN BỒN TRỘN HÓA CHẤT, 

          Bài tập thực hành, hướng dẫn cách lấy hình ảnh từ thư viện đồ họa, đặt thuộc tính động, sự liên kết giữa biến và hình ảnh thiết kế mô hình bồn trộn hóa chất. Sau đó, chạy ứng dụng các file hình ảnh đã thiết kế.

          4.2 - TẠO DỰ ÁN HỆ THỐNG BƠM NƯỚC

          Hướng dẫn sinh viên từng bước thiết kế hệ thống bơm nước, một ứng dụng quen thuộc trong công nghiệp.

4.3 - THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN

          Hướng dẫn sinh viên thiết kế mô hình khâu lên men cho nhà máy bia. Giao diện thiết kế gồm: Cân điện tử, bồn nghiền nguyên liệu, băng tải, động cơ băng tải, van xả.

CHƯƠNG 5: CÀI ĐẶT WINCC 6.0

            Hướng dẫn các bước cài đặt chương trình WinCC phiên bản mới nhất - WinCC 6.0.

CHƯƠNG 6: BÀI TẬP THỰC HÀNH WINCC 6.0

Gồm 5 bài tập lớn, thực hành trên WinCC 6.0. Các bài tập lần lượt giới thiệu thiết kế những hệ thống  điều khiển thực tế với các hướng dẫn thực hiện từng bước, được minh họa bằng các hình ảnh chụp trực tiếp từ màn hình máy tính rất trực quan giúp người học củng cố những kiến thức đã học  qua phần trình bày lý thuyết ở các chương 1, 2 và 3 .

Ø       Điều khiển dây chuyền rót nhớt

Ø       Điều khiển và giám sát đèn quảng cáo.

Ø       Ứng dụng WinCC và S7 thiết lập mô hình bãi đậu xe tự động, 

Ø       Hệ thống trộn sản phẩm với PLC.

Ø       Khai báo WinCC cho hệ thống trộn sản phẩm

6.1 ĐIỀU KHIỂN DÂY CHUYỀN RÓT NHỚT

Hướng dẫn tạo mô hình dây chuyền sản xuất tự động, thực hiện rót nhớt vào bình, tự động đóng nắp và đóng gói.

6.2 ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT ĐÈN QUẢNG CÁO

          Hướng dẫn thực hành thiết lập mạch điều khiển và giám sát đèn quảng cáo, một ứng dụng thường thấy trong cuộc sống.

6.3 ỨNG DỤNG WINCC VÀ S7 THIẾT LẬP MÔ HÌNH BÃI ĐẬU XE TỰ ĐỘNG

            Hướng dẫn thiết lập mô hình điều khiển bãi đậu xe tự động. Một ứng dụng quan trọng trong thời đại công nghiệp hóa đất nước, tạo nhiều thuận lợi trong việc giám sát và kiểm tra xe ra vào bãi đậu.

6.4 HỆ THỐNG TRỘN SẢN PHẨM VỚI PLC

            Hướng dẫn thiết kế chương trình điều khiển hệ thống trộn sản phẩm với PLC S7- 300 và thực hiện mô phỏng trên chương trình này. Trong chương kế tiếp, hướng dẫn khai báo và liên kết chương trình thiết kế S7-300 với WinCC.

6.5 KHAI BÁO WINCC CHO HỆ THỐNG TRỘN SẢN PHẨM

          Hướng dẫn khai báo WinCC cho hệ thống trộn sản phẩm đã được viết bằng chương trình S7-300 trong bài tập trước. Trình bày các bước liên kết giữa S7-300 và WinCC.

PHỤ LỤC:

Giới thiệu những chương trình hỗ trợ cho việc điều khiển, mô phỏng quá trình điều khiển trong học tập cũng như sản xuất.

·         MÔ PHỎNG VỚI S7-SIMULATION

·         MÔ PHỎNG VỚI SPS-VISU

·         GIAO DIỆN NGƯỜI VÀ MÁY VỚI PROTOOL