Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf

Vò
Dòng
Kú
NGÀNH
§IÒu
khiÓn
tù
®éng
KHOÁ:
2002-2004
Bé G O DôC Vµ §µO T¹
i¸ O
TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI
--------------------------------------
Vò Dòng Kú
N©ng cao chÊt l-îng bé ®iÒu khiÓn
PID trong c«ng nghiÖp
LUËN V¡N TH¹C SÜ NgµNH §IÖN
Hà Néi – 2004

Bé GI¸O DôC Vµ §µO T¹O
TR¦êNG §¹I HäC B¸CH KHOA Hµ NéI
--------------------------------------
Vò Dòng Kú
N©ng cao chÊt l-îng bé ®iÒu khiÓn PID
trong c«ng nghiÖp
Chuyªn ngà nh : §iÒu khiÓn tù ®éng
LUËN V¡N TH¹C SÜ ngµnh ®iÖn
Ng-êi h-íng dÉn khoa häc
PGS.TS Th¸i Quang Vinh
Hà Néi – 2004

MôC LôC
Trang
Trang phô b×a
Lêi cam ®oan
Môc lôc
Danh môc çc b¶ng h×nh vÏ, ®å thÞ
,
Më ®Çu
C 1: HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32
h¦¬ng
vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley ................................................1
1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485..........................................1
1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500....................................................................1
1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500...............................................................4
1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 ........................................................5
1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500........................................................................8
1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500 ..........................................10
1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley ..........................................13
1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA .....................................................................21
1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA ..............................................................................21
1.2.2 HÖ SCADA cña Allen- Bradley ( AB ) ........................................................23
1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32.......................................................25
1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500............................................................29
1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC..............................................................29
1.3.2 Çc khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID.....................................................33
1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500 ....................................................38
Ch¦¬ng 2 : Chia sÎ d÷ liÖu gi÷a RSVIEW32 víi DDE Server........................40
2.1 RSLINX vµ kÕt nèi d÷ liÖu ®éng trªn nÒn Windows...........................................40
2.1.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm RSLinx ......................................................................40
2.1.2 Liªn kÕt víi DDE ( Dynamic Data Exchange ) server.................................43
2.2 Microsoft Excel vµ chia sÎ d÷ liÖu víi RSView32..............................................51
2.3 §¸nh gi¸ chÊt l-îng PID qua d÷ liÖu trªn Microsoft Excel ...............................54
CH¦¥NG 3 : Mét sè thuËt hiÖu chØnh chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID ...................59
3.1 HiÖu chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p thèng kª.........................................59
3.1.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p.................................................................................59
3.1.2 ChØ tiªu chÊt l-îng ®iÒu khiÓn th«ng qua çc ®¸nh gi¸ thèng kª ................61
3.1.3 Ph-¬ng ph¸p tù chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh ................63
3.2 HiÖu chØnh mê tham sè PID ..................... …
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
…
.70
3.2.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p.................................................................................70
3.2.2 Tæ chøc ch-¬ng tr×nh hiÖu chØnh tham sè PID ............................................77
3.2.3 S¬ ®å khèi thuËt to¸n hiÖu chØnh..................................................................78
3.3 N©ng cao chÊt l-îng ®iÒu khiÓn PID b»ng hiÖu chØnh mê gi¸ trÞ ®Æt..................84
3.3.1 Bé ®iÒu khiÓn PID víi hÖ sè träng cña gi¸ t ........................................84
rÞ ®Æt
3.3.2 HiÖu chØnh mê hÖ sè träng cña gi¸ trÞ ®Æt....................................................86
3.2.3 Nh÷ng nguyªn t¾c tæng hîp bé ®iÒu khiÓn mê ............................................89
Ch¦¬ng 4 M« pháng vµ thùc nghiÖm
: ..............................................................94
4.1 X©y dùng hÖ thùc nghiÖm ...................................................................................94
4.2 Çc kÕt qu¶ m« pháng vµ thùc nghiÖm ...............................................................99
KÕt luËn
Tµi liÖu tham kh¶o
Phô lôc

0
Vò Dòng Kú LuËn v¨n cao häc Bé m«n ®iÒu khiÓn tù
–
®éng
Ch-¬ng 1 : HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32............................. 1
vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley .................................................................. 1
1.1 PLC cña Allen-Bradley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485 .......................... 1
1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500...................................................... 1
1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500.................................................. 4
1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500........................................... 5
1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500 .......................................................... 8
1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500............................ 10
1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley............................. 13
1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA ........................................................ 21
1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA.................................................................. 21
1.2.2 HÖ SCADA cña Rockwell Automation........................................... 23
1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32.......................................... 25
1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500............................................. 29
1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC............................................... 29
1.3.2 C¸c khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID.......................................33
1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500......................................38

1
–
®éng
Ch-¬ng 1 : HÖ thèng SCADA trªn c¬ së RSVIEW32
vµ m¹ng PLC cña Allen-Bradley
1.1 PLC cña Allen- adley vµ m¹ng c«ng nghiÖp DH485
Br
1.1.1 CÊu tróc phÇn cøng cña SLC500
SLC500 lµ mét hä PLC cña Allen-Bradley (A- cã cÊu tróc d¹ng
B)
module, nã gåm çc thµnh phÇn chÝnh sau:
• Chassis.
• Power Supply (nguån nu«i)
• Processor Module (Module CPU).
• Analog I/O Module (Module vµo/ra t-¬ng tù).
• Discrete I/O Module (Module vµo/ra sè).
Chassis
Lµ thµnh phÇn khung m¸y trªn ®ã cã çc slot ®Ó c¾m çc module, cã thÓ nèi
çc chassis víi nhau ®Ó ®-îc tèi ®a 31 slot. Cã 4 lo¹i chassis sau :
• 4 slot chassis.
• 7 slot chassis.
• 10 slot chassis.
• 13 slot chassis.
Khi nèi nhiÒu chassis víi nhau th× çc slot ®-îc ®¸nh sè theo chiÒu t¨ng
dÇn, nghÜa lµ slot ®Çu tiªn cña chassis sau ®-îc ®¸nh sè kÕ tiÕp slot cuèi cïng
cña chasis tr-íc. Chó ý lµ slot sè 0 bao giê còng lµ cña module CPU ( xem
h×nh 1.1).
H×nh 1.1 Çc chassis cã thÓ nèi víi nhau vµ SLC500 qu¶n lý tèi ®a 30 slot
Nguån
nu«i
CPU …
I/O
I/O I/O
I/O
Slot 0 Slot 2 Slot 28 Slot 29
Slot 1

2
–
®éng
Nguån nu«i
Cã nhiÖm vô biÕn ®æi ®iÖn ¸p xoay chiÒu 220V hoÆc 110V thµnh ®iÖn
¸p mét chiÒu +5VDC hoÆc +20VDC
Module CPU
Module nµy cã nhiÖm vô xö lý çc ho¹t ®éng cña SLC 500 vµ ®-îc
chia thµnh nhiÒu lo¹i nh-: CPU 5/01, CPU 5/02, CPU 5/03, CPU 5/04 vµ CPU
5/05. Çc CPU ®-îc ph©n biÖt ë mét sè ®Æc ®iÓm nh- dung l-îng bé nhí
ch-¬ng tr×nh, kh¶ n¨ng ®Þa chØ ho¸ vµo/ra…
B¶ng 1.1 ®-a ra so s¸nh mét sè
lo¹i module CPU
B¶ng 1.1 So s¸nh ®Æc ®iÓm mét sè lo¹i CPU
Lo¹i CPU
Bé nhí ch-¬ng
tr×nh
Ký hiÖu
Kh¶ n¨ng
qu¶n lý vµo ra
Thêi gian
quÐt
5/01
1K 1747-L511
256
4K 1747-L514
5/02 4K 1747-L524 480
4,8
ms/Kword
5/03
8K-OS302 1747-L531
960 1 ms/Kword
16K- OS300 1747-L532
16K- OS301 1747-L532B
16K- OS302 1747-L532C/D
5/04
16K-OS401 1747-L541
24K- OS400 1747-L542A
32K- OS401 1747-L542B
64K- OS401 1747-L543
Ngoµi ra trªn module CPU cßn tÝch hîp s½n çc cæng truyÒn th«ng nh-
cæng RS-232, DH-485 ®Ó sö dông khi nèi m¹ng.

3
–
®éng
Module vµo/ra t-¬ng tù
Çc lo¹i module nµy cã nhiÖm vô biÕn ®æi tÝn hiÖu t-¬ng tù d¹ng dßng hoÆc
¸p thµnh çc tÝn hiÖu sè (Analog Input) vµ ng-îc l¹i biÕn ®æi çc tÝn hiÖu sè
thµnh tÝn hiÖu dßng hoÆc ¸p (Analog Output). Çc ®Æc ®iÓm chung ®-îc tãm
t¾t trong b¶ng 1.2 vµ 1.3.
B¶ng 1.2 §Æc ®iÓm biÕn ®æi cña çc module vµo t-¬ng tù
B¶ng 1.3 §Æc ®iÓm biÕn ®æi cña çc module ra t-¬ng tù
Module vµo/ra sè
• Module vµo/ra d¹ng Sourcing :
Cung cÊp dßng cho çc thiÕt bÞ nhËn ( sinking devices )
• Module vµo/ra d¹ng Sinking :
NhËn dßng tõ çc thiÕt bÞ cÊp dßng ( sourcing devices ).
Çc module vµo/ra cã ®Çu ra d¹ng b¸n dÉn mét chiÒu th× khi sö dông çc thiÕt
bÞ ngoµi cÇn ph©n biÖt vµ thiÕt kÕ phï hîp víi sinking hay soursing module.
TÝn hiÖu vµo Kho¶ng biÕn ®æi Gi¸ trÞ sè t-¬ng øng Møc biÕn ®æi
Dßng
-20 20mA
 -16384 16384

1,2207 A/LSB

0 20mA
 0 16384

4 20mA
 3277 16384

¸p
-10 10VDC
 -32768 32764

305,176 V/LSB

0 10VDC
 0 32767

0 5VDC
 0 16384

TÝn hiÖu vµo Kho¶ng biÕn ®æi Gi¸ trÞ sè t-¬ng øng Møc biÕn ®æi
Dßng
0 20mA
 0 31208

2,5638 A/LSB

4 20mA
 6242 31208

Áp
-10 10VDC
 -32764 32764

1,22070mV/LSB
0 10VDC
 0 32764

0 5VDC
 0 16384


4
–
®éng
Çc modul ®Çu ra d¹ng R¬le th× phï hîp c¶ víi hai lo¹i thiÕt bÞ phèi ghÐp :
sinking vµ sourcing.
1.1.2 Nguyªn t¾c ho¹t ®éng cña SLC 500
SLC 500 ho¹t ®éng theo nguyªn t¾c vßng quÐt ( Scan ). Trong mçi chu
tr×nh quÐt, çc ho¹t ®éng x¶y ra theo chu tr×nh ®-¬c tr×nh bµy ë h×nh 1.2
H×nh 1.2 Chu kú quÐt cña SLC 500
Trong ®ã :
• Input scan: ®äc çc gi¸ trÞ ®Çu vµo tõ Input module sau ®ã ®-a kÕt
qu¶ vµo Input Image.
• Program Scan: Thùc hiÖn ch-¬ng tr×nh, ®-a kÕt qu¶ ra Output Image.
• Output Scan: ®-a kÕt qu¶ ra Output Module.
• Communication: thùc hiÖn viÖc truyÒn th«ng víi çc thiÕt bÞ kh¸c nÕu
cã
• Internal works (house keeper): thùc hiÖn çc thao t¸c bªn trong bé xö
lý.
Cø mçi vßng quÐt, çc gi¸ trÞ ®-îc khai b¸o trong file cÊu h×nh ®-îc cËp nhËt
ë Input scan vµ ®-a vµo vïng nhí Input Image.

5
–
®éng
1.1.3 Tæ chøc vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500
Vïng nhí d÷ liÖu cña SLC 500 ®-îc tæ chøc d-íi d¹ng çc file d÷ liÖu
(Data Files) tr×nh bµy ë b¶ng 1.4
B¶ng 1.4 Çc file d÷ liÖu n»m trong Data Files
Sè hiÖu file Chøc n¨ng Ký hiÖu
0 OUTPUT IMAGE O
1 INPUT IMAGE I
2 STATUS S
3 BIT B
4 TIMER T
5 COUNTER C
6 CONTROL R
7 INTEGER N
8 RESERVED
9 ®Õn 255
BIT,TIMER,COUNTER
CONTROL hoÆc INTEGER
Do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa thªm
Data file 0 vµ 1 (Output vµ Input)
§©y lµ vïng nhí ®Öm cña tÝn hiÖu ra (file 0) vµ tÝn hiÖu vµo (file 1). C¶
hai file nµy ®Òu cã tèi ®a 30 phÇn tö (elements), mçi phÇn tö lµ mét word 16
bit hoÆc hai word 8 bit. Çc bit biÓu diÔn mét tr¹ng th¸i logic t-¬ng øng víi
module vµo/ra sè cßn çc word cßn l¹i chøa kÕt qu¶ biÕn ®æi cña mét kªnh
analog t-¬ng øng víi module vµo/ra t-¬ng tù. VÝ dô I:2/0 lµ ®Þa chØ ®Çu vµo
cña tín hiÖu logic (bit sè 0 cña module vµo sè ®-îc c¾m t¹i slot sè 2) cßn
O:1.0 l¹i chøa kÕt qu¶ ®Çu ra cña tÝn hiÖu t-¬ng tù (kªnh sè 0 cña module ra
t-¬ng tù ®-îc c¾m t¹i slot sè 1).

6
–
®éng
H×nh 1.4 Data file 0 (Output image)
Address
I: e.0
I: e.1
I: e.2
I: e.3
Input
Imag
Output
Image
Input
Image
Slot e
Input scan
Input
Image
4 word
0
Input chanel
word 0
1
Input chanel
word 1
2
Input chanel
word 2
3
Input chanel
word 3
Data File
H×nh 1.3 Data file 1 (Input image)
O: e.3
3
Output chanel
word 3
Address
O: e.0
O: e.1
O: e.2
Output scan Output
Image
4 word
Output chanel
0
Output chanel
1
Output chanel
2
Input
I
Output
Image
Input
Image
Slot e
Data File
Output chanel
3

7
–
®éng
Data file 2 (Status)
File nµy ®-îc dïng ®Ó ph¶n ¸nh tr¹ng th¸i cña çc thanh ghi bªn trong
còng nh- t×nh tr¹ng ho¹t ®éng cña çc ng¾t. VÝ dô S:0/3 (bit sè 3 cña thµnh
phÇn sè 0) lµ bit dÊu (Sign Bit).
Data file 3 (Bit)
KÝch th-íc cùc ®¹i cña file lµ 256 element lo¹i 1 word ( 4096 bit ). Ta
cã thÓ ®¸nh ®Þa chØ b»ng çch x¸c ®Þnh element, sau ®ã sè thø tù cña bit trong
elment hoÆc ®¸nh theo tuÇn tù thø tù bit tõ 0 ®Õn 4095. Çch ®¸nh ®Þa chØ nh-
sau. VÝ dô B3:3/15 hoÆc B3/63 ®Òu chØ bit sè 63 ( 3 lµ chØ sè mÆc ®Þnh ).
Data file 4 (Timer)
Timer lµ file cã nhiÒu element kiÓu 3 word. Ngoµi çc thµnh phÇn trong
file sè 4, Timer cßn cã thÓ ®-îc ®Þnh nghÜa thªm trong file sè 9 255 lµ çc

file do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa, vÝ dô T4:11 (4 lµ chØ sè mÆc ®Þnh).
Data file 5 (Counter)
Counter lµ file cã nhiÒu element kiÓu 3 word. Ngoµi çc thµnh phÇn
trong file sè 4, Counter cßn cã thÓ ®-îc ®Þnh nghÜa thªm trong file sè 9 255

lµ çc file do ng-êi dïng ®Þnh nghÜa, vÝ dô C5:7 (5 lµ chØ sè mÆc ®Þnh).
Data file 6 (Control)
L-u tr÷ vÒ ®é dµi còng nh- vÞ trÝ con trá vµ tr¹ng th¸i çc bit trong çc
lÖnh ®Æc biÖt nh- lÖnh dÞch chuyÓn thanh ghi, lÖnh vÒ logic d·y.
Data file 7 (Integer)File nµy ®-îc sö dông trong môc ®Ých ch-¬ng tr×nh ®iÒu
khiÓn cÇn dïng çc biÕn trung gian ®Ó l-u kÕt qu¶. Nã gåm nhiÒu phÇn tö 1
word, ngoµi ra nã cã thÓ ®-îc khai b¸o thªm trong file sè 9255.
Çc file d÷ liÖu ®Þnh nghÜa bëi ng-êi dïng
§©y lµ phÇn më réng ®Ó ng-êi sö dông khai b¸o thªm, cã thÓ lµ Timer,
Counter hay lµ Integer ®Ó phôc vô yªu cÇu bµi to¸n.

8
–
®éng
1.1.4 CÊu tróc hÖ lÖnh cña SLC 500
Do môc ®Ých cña ®Ò tµi chØ khai th¸c trªn hä SLC 500 lµm thiÕt bÞ ®Ó
thùc hiÖn thuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID nªn môc nµy chØ liÖt kª toµn bé hÖ lÖnh
cña SLC500 mµ kh«ng ®i vµo chi tiÕt. Çc lÖnh liªn quan ®Õn môc ®Ých cña ®å
¸n nh- çc lÖnh PID, IIM, IOM, SCL vµ mét sè lÖnh kh¸c ®-îc tr×nh bµy chi
tiÕt trong çc môc sau.
Bao gåm çc lÖnh ®-îc chia thµnh çc nhãm nh- sau:
Nhãm lÖnh ASCII
Gåm hai lo¹i:
• LÖnh ASCII Port Control ®-îc sö dông ®Ó thay ®æi kªnh nhËn hoÆc
truyÒn d÷ liÖu, gåm çc lÖnh: ABL, ACB, ACL, AHL, ARD, ARL,
AWA, AWT.
• LÖnh ASCII String Control dïng ®Ó thao t¸c víi s©u d÷ liÖu, çc
lÖnh nµy ®-îc thùc hiÖn trùc tiÕp gåm: ACI, CAN, AEX, AIC ASC,
ARS.
Nhãm lÖnh thay ®æi Bit
• N¹p hoÆc lÊy d÷ liÖu tõ mét m¶ng bit, mét bit t¹i mét thêi ®iÓm:
BSL, BSR.
• N¹p çc tõ vµo mét file vµ lÊy ra theo hình thøc (first in, first out):
FFL, FFU.

9
–
®éng
• N¹p çc tõ vµo mét file vµ lÊy ra ra theo hình thøc ng-îc( last in,
first out): LFL, LFU.
LÖnh t¹o nh¸nh
Nhãm lÖnh vÒ truyÒn th«ng (Communication): MSG, SVC
LÖnh so s¸nh (Nhãm lÖnh ®Çu vµo): EQU, NEQ, LES, LEQ, GRT, GEQ,
MEQ, LIM.
LÖnh Control
Dïng lÖnh nµy ®Ó thay ®æi trËt tù vßng quÐt cña ch-¬ng trình Ladder
gåm çc lÖnh: JMP, LBL, JSR, SBR, RET, MCR, TND, SUS, INT.
LÖnh thao t¸c víi file
Sö dông lÖnh nµy ®Ó thay ®æi nh÷ng file hiÖn hµnh b»ng viÖc sao chÐp
d÷ liÖu tõ file nµy ®Õn file kh¸c hoÆc viÖc ®iÒn vµo mét file lùa chän tõ nguån
d÷ liÖu riªng: COP, FILL.
LÖnh vÒ thñ tôc ng¾t
Cho phÐp ng¾t mét module vµo/ra ®Æc biÖt tõ chu ch×nh xö lý b»ng mét
thñ tôc ng¾t: IID, IIE, RPI, INT.
LÖnh to¸n häc(Nhãm lÖnh ®Çu ra)
Sö dông çc lÖnh nµy ®Ó thùc hiÖn tÝnh to¸n b»ng mét biÓu thøc hoÆc
mét lÖnh sè häc gåm: ADD, SUB, MUL, DIV, DDV, NEG, CLR, TOD, FRD,
DCD, SQR, SCL.
LÖnh to¸n häc cao cÊp (Advanced Math)
Sö dông çc lÖnh nµy ®Ó tÝnh to¸n: gi¸ trÞ tuyÖt ®èi, cos, sin …Gåm cã:
CPT, SWP, SCP, ABS, ACS, ASN, ATN cã DEG, LN, LOG, RAD, SIN, TAN,
XPY.
LÖnh g¸n vµ lÖnh logical (Nhãm lÖnh ®Çu ra)
Cho phÐp thùc hiÖn g¸n vµ thao t¸c logic víi çc tõ riªng lÎ gåm: MOV,
MVM, AND, OR, XOR, NOT.

10
–
®éng
LÖnh PID (Proportional-Integal-Derivative)
Dïng ®Ó ®iÒu khiÓn çc ®Æc tÝnh vËt lý nh- : nhiÖt ®é, ¸p suÊt, møc chÊt
láng …
theo thuËt to¸n PID
LÖnh BIT
§©y lµ çc lÖnh kiÓu relay dïng ®Ó gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn tr¹ng th¸i cña
çc bit trong b¶ng d÷ liÖu nh- çc bit vµo hoÆc çc bit tõ ®iÒu khiÓn cña Timer
…gåm cã: XIC, XIO, OTE, OTL, OUT, OSR.
LÖnh tr×nh tù (Sequencer Intructions )
LÖnh nµy ®-îc sö dông ®èi víi nh÷ng m¸y( ®èi t-îng) cã tÝnh chÊt vËn
hµnh lÆp l¹i. Gåm çc lÖnh: SQO, SQC, SQL.
LÖnh Timer, Counter
Çc lÖnh nµy lµ c¨n cø ®Ó ®Æt thêi gian, ®Õm sù kiÖn cña çc thao t¸c
®iÒu khiÓn. Gåm çc lÖnh: TON, TOF, RTO, CTU, CTD, HSC.
1.1.5 Giíi thiÖu vÒ phÇn mÒm lËp tr×nh RSLogix 500
§©y lµ phÇn mÒm dïng ®Ó so¹n th¶o vµ lËp tr×nh cho SLC 500 ch¹y trªn
nÒn Windows, cã thÓ lµ Windows9.x hoÆc çc phiªn b¶n míi h¬n. Logix 500
®-îc ph¸t triÓn tõ APS (Advanced Programming Sofware) còng lµ phÇn mÒm
lËp tr×nh cho SLC 500 nh-ng ch¹y trªn hÖ ®iÒu hµnh MS-DOS. Ng«n ng÷ lËp
tr×nh trong RSLogix lµ Ladder Diagram.
RSLogix cã nhiÒu tÝnh n¨ng so¹n th¶o giång çc phÇn mÒm th«ng
th-êng kh¸c viÕt trªn nÒn Windows nh- çc lÖnh cut, paste, copy…
vµ cã giao
diÖn th©n thiÖn vµ dÔ sö dông. Sau khi khëi ®éng cöa sæ cña RSLogix xuÊt
hiÖn nh- sau.

11
–
®éng
§Ó so¹n th¶o mét ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn th× ®Çu tiªn lµ ph¶i t¹o mét
Processor file míi. Khi ®ã b¾t buéc ph¶i lùa chän ®óng lo¹i CPU, mét cöa sæ
xuÊt hiÖn nh- h×nh d-íi.

12
–
®éng
Sau ®ã xuÊt hiÖn mµn h×nh víi tªn Processor file ®-îc lùa chän ë trªn.
Mµn h×nh so¹n th¶o ®-îc chia thµnh hai phÇn, phÇn phÝa bªn ph¶i lµ n¬i so¹n
th¶o çc c©u lÖnh. Trong khi ®ã phÝa bªn tr¸i cã thÓ gi¸m s¸t çc biÕn trong
Data files ( xem 1.1.3 ) hoÆc khai b¸o cÊu h×nh. C«ng viÖc khai b¸o cÊu h×nh
vµo/ra lµ mang tÝnh b¾t buéc, ®iÒu nµy ®-îc thùc hiÖn b»ng çch kÝch ®óp I/O
Configuration n»m d-íi th- môc Controller, sau ®ã sÏ xuÊt hiÖn cöa sæ sau :

13
–
®éng
Trªn ®©y lµ nh÷ng thao t¸c tèi thiÓu ®Ó so¹n th¶o mét ch-¬ng tr×nh cho
SLC 500, sau khi so¹n th¶o xong th× download xuèng PLC hay ch¹y ch-¬ng
tr×nh ®ã…
TÊt c¶ c«ng viÖc ®ã ®Òu cã thÓ thùc hiÖn nhê çc thao t¸c trªn thanh
c«ng cô.
1.1.6 Giíi thiÖu vÒ m¹ng DH-485 cña Allen-Bradley
Giíi thiÖu chung vµ ®Æc tr-ng c¬ b¶n
M¹ng DH-485 cña h·ng Allen-Bradley ®-îc dïng ®Ó kÕt nèi çc PLC
hä SLC 500 víi nhau, nã ®-îc x©y dùng dùa trªn chuÈn truyÒn dÉn RS485 do
tæ chøc EIA (Electronic Industry Association) ®-a ra. M¹ng DH-485 cã
nhiÖm vô truyÒn dÉn d÷ liÖu gi÷a çc PLC vµ çc thiÕt bÞ liªn quan víi nhau.
Qua m¹ng DH485 çc ch-¬ng tr×nh øng dông cã thÓ gi¸m s¸t mäi d÷ liÖu cña
qu¸ tr×nh vµ thay ®æi ch-¬ng tr×nh ®iÒu khiÓn.
Mét sè ®Æc tr-ng tiªu biÓu cña m¹ng DH-485 nh- sau:
• Cã thÓ tæ chøc liªn kÕt truyÒn th«ng gi÷a 32 thiÕt bÞ
( SLC500 vµ çc thiÕt bÞ kh¸c cã liªn quan ).
• Kh¼ n¨ng tæ chøc nhiÒu tr¹m chñ.
• Truy nhËp bus b»ng ph-¬ng ph¸p Token Passing.
• Kh¼ n¨ng thªm bít çc nót m¹ng kh«ng g©y c¶n trë vµ ph¸ vì cÊu
tróc m¹ng.
• ChiÒu dµi tèi ®a trªn m¹ng lµ 1219 m.
• Tèc ®é truyÒn tèi ®a lµ 19,2 Kilobaud.
H×nh 1.5 lµ mét vÝ dô vÒ m¹ng DH-485

14
H×nh 1.5 Mét vÝ dô vÒ m¹ng DH-485

–
®éng
15
Ph-¬ng ph¸p truy nhËp bus
Giao thøc m¹ng DH-485 bæ xung hai líp cña thiÕt bÞ lµ bé khëi t¹o
(Initator) vµ bé ®¸p øng (Responder). TÊt c¶ çc bé khëi t¹o trªn m¹ng sÏ
®-îc ®-a ra çc thay ®æi khi truyÒn çc th«ng b¸o míi.
DH-485 sö dông giao thøc Token Passing cho phÐp çc nót trªn m¹ng
cã thÓ göi gãi th«ng b¸o lªn ®-êng truyÒn. Token chøa çc th«ng sè x¸c ®Þnh
sè lÇn truyÒn ( vµ sè lÇn thö ) mçi khi nã nhËn ®-îc token.
Nót gi÷ token cã thÓ göi d÷ liÖu sang bé liªn kÕt d÷ liÖu, çc tham sè
x¸c ®Þnh sè token ®-îc truyÒn trong mçi lÇn nhËn token. Token ®-îc truyÒn
cho tr¹m kÕ tiÕp b»ng çch göi nÕu tr¹m kÕ tiÕp kh«ng tham gia
“token pass”,
vµo m¹ng th× bé Initiator sÏ t×m tr¹m kÕ tiÕp ®Ó chuyÓn token, cø tiÕp tôc nh-
thÕ tËn khi token bÞ trao tíi nót cã ®Þa chØ cao nhÊt. Khi nót cã ®Þa chØ cao nhÊt
hoµn thµnh th× chu kú ®-îc lÆp l¹i.
Tr¹ng th¸i ban ®Çu ®-îc b¾t ®Çu khi b¾t ®Çu mét thêi kú kh«ng ho¹t
®éng v-ît qu¸ thêi gian . Trong thêi gian nµy, bé Initiator
“link dead timeout”
cã ®Þa chØ thÊp nhÊt sÏ gi÷ token vµ cè g¾ng ®-a token tíi nót kÕ tiÕp. NÕu nh-
viÖc göi token bÞ lçi hoÆc nÕu nh- bé Initiator kh«ng thiÕt lËp nót kÕ tiÕp th×
nã sÏ t×m kiÕm trªn ®-êng truyÒn nót ®Þa chØ trªn nã vµ sÏ ®-a vÒ 0 khi ®¹t tíi
nót ®Þa chØ lín nhÊt.
Ph¹m vi nót ®Þa chØ cho Initiator tõ 0 31. §Þa chØ nót Responder tõ

1 31, vµ cÇn ph¶i cã Ýt nhÊt mét Initiator trong m¹ng. Çc thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn

PLC d¹ng Fixed, SLC 5/01, SLC 5/02, SLC 5/03 …
kh«ng ®-îc dïng ®Þa chØ
nót 0. Th«ng th-êng ®Þa chØ nót 0 lµ cña PC.

–
®éng
16
Çc thµnh phÇn thiÕt bÞ
M¹ng DH-485 sö dông çc thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn PLC sau cïng víi c«ng
cô lËp tr×nh trªn HHT hoÆc trªn PC :
• SLC 500 Fixed I/O Controller (responder)
• SLC 5/01 Modular I/O Controller esponder)
(r
• SLC 5/02 Modular I/O Controller (initiator/responder)
• PC ch¹y mét phÇn mÒm lËp tr×nh nh- RSLogix 500 (initiator)
• HHT: and- eld- erminal (initiator), mét thiÕt bÞ lËp tr×nh chuyªn
H H T
dông cho SLC 500 Fixed, SLC 5/01 vµ SLC 5/02.
• DTAM: ata able ccess odule (initiator/responder), mét thiÕt
D T A M
bÞ dïng ®Ó gi¸m s¸t trùc tiÕp d÷ liÖu ngay t¹i hiÖn tr-êng.
Tuy nhiªn çc thiÕt bÞ trªn cÇn ph¶i cã thªm giao diÖn m¹ng, b¶n th©n
trªn çc module CPU cña SLC 500 còng cã çc cæng truyÒn th«ng. V× vËy çc
thiÕt bÞ ®iÒu khiÓn nµy chØ cÇn nèi qua çc bé chuyÓn ®æi ( Converter ) lµ cã
thÓ nèi m¹ng ®-îc, vÝ dô nh- 1747-PIC (Personal Interface Converter), 1746-
AIC isolated link coupler for DH-485 1761-NET-AIC (Advanced Interface
,
Converter) xem h×nh 1.6 )
(

–
®éng
17
H×nh 1.6 ThiÕt bÞ giao tiÕp m¹ng 1747-AIC
Ngoµi ra çc thiÕt bÞ trong m¹ng cã thÓ lµ çc module truyÒn th«ng, hay
card truyÒn th«ng. B¶ng 1.5 liÖt kª ra çc thiÕt bÞ truyÒn th«ng trong m¹ng
DH-485
B¶ng 1.5 Çc thiÕt bÞ ®-îc sö dông trong m¹ng DH-485
Catalog
Number
/S¶n phÈm
Chøc n¨ng
Giao diÖn truyÒn
th«ng
Tèc ®é truyÒn
th«ng (kbit/s)
1746-BAS
Module
BASIC
§Ó ch¹y nh÷ng ch-¬ng tr×nh viÕt
trªn BASIC kh«ng phô thuéc vµo
CPU
3 cæng:
• 1 DH-485
• 2 cæng ®Æt cÊu
h×nh theo RS-
422, RS485 hoÆc
t-¬ng thÝch víi
RS-232/423
0,3-0,6-1,2-
2,4-4,8-9,6-
19,2

–
®éng
18
1747-PIC
Personal
Interface
Converter
Cung cÊp giao diÖn gi÷a DH-485 vµ
RS-232
Hai cæng:
• RS-232
• DH-485
0,3-0,6-1,2-
2,4-4,8-9,6
19,2
1747-AIC
Isolated Link
Counpler
Cung cÊp viÖc kÕt nèi gi÷a SLC 500
vµ thiÕt bÞ kh¸c trong m¹ng DH-485
§Ó kÕt nèi tõng
®«i mét
Kh«ng cã
1747-KE
Module giao
diÖn RS-232-
C/DH-485
Cung cÊp giao diÖn kh«ng c¸ch ly
DH-485 gi÷a SLC 500 vµ m¸y chñ
th«ng qua RS232 víi giao thøc DF1
full hoÆc half duplex. Cã thÓ lËp
tr×nh tõ xa cho SLC 500 th«ng qua
phÇn mÒm nh- RSLogix 500. Lý
t-ëng víi c¸c øng dông
RTU/SCADA chi phÝ thÊp.
3 cæng:
• 1 DH-485
• 1 DF1
• 1 Dïng tù do
®Ó ®Æt cÊu h×nh
Cæng DF1 vµ
cæng tù do cã thÓ
lµ RS-422, RS-
485, RS232/423
• DH-485:
1,2-2,4-4,8-
9,6-12,9
• Hai cæng
kia lµ: 0,3-
0,6-0,9-1,2-
19,2
1761-NET-
AIC
AIC+
Advanced
Interface
Converter
Cung cÊp giao diÖn gi÷a DH-485 vµ
RS-232
3 cæng:
• 2 RS-233
• 1 DH-485
0,6-1,2-2,4-
4,8-9,6-14,4-
19,2
1784-KTX
Card giao diÖn
truyÒn th«ng
Cung cÊp giao diÖn lËp tr×nh gi÷a
bus ISA/EISA 16 bit cña PC víi
PLC trªn m¹ng DH-485, DH+
• DH-485
• DH+
DH-485: 1,2-
2,4-4,8-9,6-
12,9
1784-KTXD
Card giao diÖn
truyÒn th«ng
Cung cÊp giao diÖn m¹ng ®Ó
workstation giao tiÕp víi nhiÒu PLC
trªn nhiÒu m¹ng cïng mét lóc
• DH-485
• DH+
DH-485: 1,2-
2,4-4,8-9,6-
12,9

–
®éng
19
1784-PCMK
Giao diÖn
truyÒn th«ng
Gióp viÖc lËp tr×nh cho SLC 500
th«ng qua RSLogix 500 trªn PC.
Víi SLC 5/01,
5/02, 5/03 th×
dïng çp 1784-
PCM4, cßn thiÕt
bÞ kh¸c sö dông
1747-AIC
Isolated Link
Couplers
DH-485: 1,2-
2,4-4,8-9,6-2,9
1784-KR
Module giao
diÖn PCDH-
485
Khi sö dông phÇn mÒm lËp tr×nh
cho PLC nã c¶i tiÕn tèc ®é truyÒn
th«ng vµ kh«ng dïng ®Õn bé
chuyÓn ®æi giao tiÕp riªng 1747-
PIC. Standard Driver cho phÐp viÕt
ch¬ng tr×nh “C” cho øng dông thu
thËp d÷ liÖu.
Cung cÊp mét
cæng çch ly
DH485 phÝa sau
m¸y tÝnh.
1,2-2,4-4,8-
9,6-12,9
1785-KA5
Module truyÒn
th«ng ®Ó nèi
hai m¹ng
DH+/DH-485
Module kÕt nèi gi÷a DH+ vµ DH-
485
Hai cæng:
• DH+
• DH-485
DH+: 57,6
DH-485: 0,3-
0,6-1,2-2,4-
4,8- 9,6-19,2
1770-KF3
Giao diÖn
truyÒn th«ng
DH-485
Mét giao diÖn kh«ng ph¶i lµ chuÈn
®Ó kÕt nèi gi÷a m¸y chñ vµ SLC
500 th«ng qua RS-232-C trong
m¹ng DH-485
2 cæng ngo¹i vi:
• 1 cæng RS-
232
• 1 cæng DH-
485 ®-îc çch ly
vÒ ®iÖn
0,3-0,6-1,2-
2,4-4,8-9,6-
19,2
Çp truyÒn m¹ng DH-485 lµ Belden-9842. Lo¹i çp nµy gåm cã hai cÆp
d©y xo¾n. Khi sö dông trong m«i tr-êng c«ng nghiÖp lo¹i çp nµy cã kh¼ n¨ng
lµm gi¶m thiÓu sù t¸c ®éng cña nhiÔu ®iÖn tõ vµo hÖ thèng.

–
®éng
20
KÕt nèi gi÷a m¹ng DH+ vµ m¹ng DH-485
M¹ng DH+ lµ sù ph¸t triÓn cña m¹ng DH-485 trªn c¬ së sö dông c¶ hai
lo¹i PLC lµ PLC-5 vµ SLC500 cña A-B. M¹ng DH+ cã mét sè ®Æc tr-ng c¬
b¶n sau:
• Sè nót lín nhÊt lµ 64.
• KiÓu truyÒn th«ng peer- -peer.
to
• §iÒu khiÓn truy nhËp b»ng ph-¬ng ph¸p Token Passing.
• §é dµi lín nhÊt lªn tíi 3048m.
• Tèc ®é tèi ®a 230.4 Kilobaud (57.6, 115.2, 230.4).
KÕt nèi gi÷a hai m¹ng DH+ vµ DH-485 lµ hÕt søc quan träng khi cÇn
ph¶i n©ng cÊp hÖ thèng. §iÒu nµy ®-îc thùc hiªn t-¬ng ®èi ®¬n gi¶n khi sö
dông c¸c thiÕt bÞ lµm cÇu nèi gi÷a chóng, vÝ dô nh- module truyÒn th«ng
1785-KA5 hoÆc cã thÓ trùc tiÕp dïng SLC 5/04. H×nh 1.7 sÏ minh ho¹ ®iÒu
nµy.
H×nh 1.7 Liªn kÕt gi÷a m¹ng DH-485 vµ DH

–
®éng
21
1.2 RSVIEW32 vµ tæ chøc hÖ SCADA
1.2.1 Kh¸i qu¸t vÒ hÖ SCADA
HÖ SCADA ( Supervisory Control And Data Acquisition ) lµ mét hÖ
thèng ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t vµ thu thËp d÷ liÖu nh»m hç trî con ng-êi trong
viÖc gi¸m s¸t vµ ®iÒu khiÓn tõ xa. Trong mét hÖ thèng SCADA, ng-êi vËn
hµnh cã thÓ theo dâi toµn bé ho¹t ®éng cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt mét çch chi
tiÕt vµ liªn tôc ngay t¹i phßng ®iÒu khiÓn trung t©m.
Çc thµnh phÇn trong mét hÖ SCADA :
• Çc tr¹m ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t trung t©m :
- Tr¹m kü thuËt ( Engineering Station - ES )
- Tr¹m vËn hµnh ( Operator Station - OS )
- Tr¹m chñ ( Server station - SS )
• Çc tr¹m thu thËp d÷ liÖu trung gian :
- Remote Terminal Unit ( RTU )
- Data Collection Unit ( DCU ) : PLC, PC, I/O…
• HÖ thèng truyÒn th«ng :
- M¹ng truyÒn th«ng c«ng nghiÖp.
- M¹ng viÔn th«ng ( v« tuyÕn, h÷u tuyÕn ).
- Çc thiÕt bÞ chuyÓn ®æi, dån kªnh ( Modem, Mux…
).
• Çc c«ng cô ph¸t triÓn øng dông :
- Çc tr¹m ®iÒu khiÓn gi¸m s¸t trung t©m víi giao diÖn ng-êi
m¸y HMI ( Human Machine Interface ) cã thÓ x©y dùng b»ng
çc ng«n ng÷ bËc cao nh- Visual C++, Visual Basic ( cã h¹n
chÕ ë chç khi muèn më réng øng dông ta ph¶i biªn dÞch l¹i
ch-¬ng tr×nh ) hay b»ng çc c«ng cô phÇn mÒm SCADA
chuyªn dông nh- WinCC, RSView 32…Nh÷ng c«ng cô nµy
tá ra rÊt tiÖn lîi cho viÖc ph¸t triÓn çc øng dông.

–
®éng
22
• Giao diÖn ng-êi m¸y HMI ( Human Machine Interface ) :
- S¬ ®å hÖ thèng, s¬ ®å c«ng nghÖ
- HiÓn thÞ çc biÕn qu¸ tr×nh qua çc “thiÕt bÞ ¶o”
- §å thÞ thêi gian thùc, ®å thÞ d÷ liÖu tÜnh
- Çc phÝm thao t¸c, nót ®iÒu khiÓn…
• Hç trî trao ®æi th«ng tin ( Messaging ), xö lý sù kiÖn ( Event ) hay sù
cè ( Alarm ).
• Hç trî viÖc thèng kª vµ lËp b¸o ço ( Reporting ).
• PhÇn mÒm kÕt nèi víi çc nguån d÷ liÖu kh¸c nhau ( driver cho PLC,
çc module I/O, cho çc hÖ thèng bus tr-êng ).
• C¬ së d÷ liÖu qu¸ tr×nh, d÷ liÖu cÊu h×nh hÖ thèng.
Tr-íc ®©y SCADA th-êng ®-îc hiÓu lµ mét hÖ thèng m¹ng vµ thiÕt bÞ cã
nhiÖm vô thuÇn tuý lµ thu thËp d÷ liÖu tõ çc tr¹m ë xa vµ truyÒn vÒ trung t©m
®Ó xö lý do ®ã hÖ thèng truyÒn th«ng ®-îc ®Æt lªn hµng ®Çu vµ çc thiÕt bÞ
phÇn cøng ®-îc quan t©m nhiÒu h¬n. Nh-ng ngµy nay th× quan ®iÓm trªn ®·
cã nh÷ng thay ®æi , ®Æc biÖt lµ nh÷ng vÊn ®Ò sau :
• Kh¶ n¨ng hç trî cña phÇn mÒm ®Ó thiÕt kÕ çc mµn h×nh giao diÖn cã
chÊt l-îng víi çc c«ng cô ®å ho¹ cã s½n.
• Kh¶ n¨ng truy cËp vµ çch thøc kÕt nèi d÷ liÖu tõ çc qu¸ tr×nh kü
thuËt ( trùc tiÕp tõ sensor, actuator, module I/O qua PLC hoÆc qua hÖ
thèng bus tr-êng ).
• KiÕn tróc më, cã kh¶ n¨ng t-¬ng t¸c gi÷a çc thµnh phÇn cña mét hÖ
thèng hay gi÷a çc hÖ thèng víi nhau. Kh¶ n¨ng thay thÕ, më réng
hÖ thèng vµ chuÈn ho¸ çc giao diÖn qu¸ tr×nh.
• Kh¶ n¨ng hç trî x©y dùng çc trao ®æi tin tøc ( Messaging ), xö lý sù
kiÖn vµ sù cè ( ( Event and Alarm ). L-u tr÷ th«ng tin ( Archive and
History ) vµ lËp b¸o ço ( Reporting ).

–
®éng
23
• TÝnh n¨ng thêi gian thùc, t¨ng c-êng hiÖu suÊt trao ®æi th«ng tin.
• Gi¸ thµnh tæng thÓ cña hÖ thèng.
1.2.2 HÖ SCADA cña Rockwell Automation
HÖ SCADA ph¸t triÓn bëi Rockwell Automation, mét h·ng rÊt cã uy tÝn
trªn thÕ giíi, víi çc thiÕt bÞ vµ giao thøc kh¸ ®a d¹ng cho ng-êi sö dông chän
lùa. Cã thÓ sö dông tr¹m chñ vµ tr¹m tõ xa ( Remote Station ) víi çc giao
thøc cña çc h·ng kh¸c nhau nh- : Teledyne Brown Control Application (
–
CA ),
Modbus, DNP 3.0. Çc thiÕt bÞ trong hÖ SCADA cã thÓ lµ Logix 5550 TM,
–
PLC-5, SLC 5/03, SLC 5/04, SLC 5/05, MicroLogix 1000…
cïng çc phÇn
mÒm tiÖn dông nh- RSView 32, RSLinx 2.0, RSLogix, Module Logix 5550
phèi hîp víi module truyÒn th«ng Ethernet, Control Net hoÆc DH+ cã thÓ
thÝch hîp lµm tr¹m chñ nhá hoÆc tr¹m tõ xa. Víi çc tr¹m võa vµ lín h¬n cã
thÓ chän Enhanced PLC-5 víi 6 cÊp bé nhí. Çc thiÕt bÞ nµy ®· ®-îc tÝch hîp
s½n phÇn hç trî truyÒn th«ng nèi tiÕp thËm chÝ PLC-5 hay SLC 5/05 cßn cã
kh¶ n¨ng kÕt nèi m¹ng Ethernet th«ng qua giao thøc phæ biÕn TCP/IP. Ngoµi
ra, Rockwell Automation cßn cã giao thøc AB DF1 víi mét sè ®Æc ®iÓm
–
næi bËt sau :
• Kh«ng cÇn viÕt ch-¬ng tr×nh tõ tr¹m chñ ®Ó ®äc d÷ liÖu tõ çc tr¹m
khi çc tr¹m cã d÷ liÖu míi mµ chÝnh b¶n th©n çc tr¹m sÏ tù ®éng
thu thËp d÷ liÖu thµnh çc Block ®Ó s½n sµng truyÒn ®Õn trung t©m
khi ®-îc hái ®Õn.
• Thùc hiÖn truyÒn th«ng gi÷a çc tr¹m tõ xa víi nhau th«ng qua trung
t©m mµ kh«ng cÇn mét gi¶n ®å logic ®Æc biÖt t¹i tr¹m chñ vµ kh«ng
lµm t¨ng thêi gian thùc hiÖn ch-¬ng tr×nh.
• LËp tr×nh cho çc tr¹m tõ xa qua m¹ng truyÒn th«ng (çp, sãng radio )
mµ kh«ng lµm gi¸n ®o¹n ho¹t ®éng b×nh th-êng cña tr¹m chñ còng
nh- viÖc thu thËp d÷ liÖu.

–
®éng
24
Printer
OCM
OCM
DDE SERVER
Microsoft
EXCEL
PC
RSVIEW32
SLC 5/03
Remote
Qu¸ tr×nh 1
A S
PIC
1747AIC
1747AIC
I/O
SLC 5/03
..
SLC 5/03
Remote
Qu¸ tr×nh 2
A S
1747AIC
I/O
SLC 5/03
..
SLC 5/03
Remote
Qu¸ tr×nh n
A S
1747AIC
I/O
SLC 5/03
..
Back-up PLC Back-up PLC Back-up PLC
Link coupler
DH 485
...
LAN
Configuration module
Operator work station
Main PLC Main PLC Main PLC
LAN
H×nh 1.8 S¬ ®å tæng qu¸t hÖ SCADA tr¹m x©y dùng trªn c¬ së
SLC500 vµ DH485.
Rockwell Automation cã thÓ cung cÊp mét tËp hîp ®Çy ®ñ çc thiÕt bÞ
®Ó thiÕt kÕ mét hÖ SCADA hoµn chØnh bao gåm : ThiÕt bÞ truyÒn th«ng d÷ liÖu
( Data Communication Equipment DCE ), tr¹m chñ giao tiÕp vËn hµnh
–
( Operation Interface ) vµ çc tr¹m tõ xa ( Local Remote Station ).
Çc topology, mode truyÒn, thiÕt bÞ kÕt nèi ®a d¹ng t¹o cho ng-êi thiÕt
kÕ hÖ thèng dÔ dµng trong viÖc chän lùa.
M¹ng PLC cña Allen Bradley gåm cã m¹ng DH-485, DH, DH+
–
• M¹ng DH ®-îc sö dông ®Ó tæ chøc m¹ng PLC-5.
• M¹ng DH-485 ®-îc sö dông ®Ó tæ chøc m¹ng SLC-5.

–
®éng
25
• M¹ng DH+ cã thÓ tæ chøc ®ång thêi cho c¶ m¹ng PLC-5
vµ SLC500 ( SLC 5/04, SLC 5/05 ).
1.2.3 PhÇn mÒm c«ng cô SCADA RSView32
RSView32 lµ mét thµnh phÇn kh«ng thÓ thiÕu ®-îc trong çc hÖ
SCADA cña Rockwell Automation, nã thùc hiÖn chøc n¨ng giao diÖn ng-êi-
m¸y HMI Human Machine Interface ).§©y lµ mét trong sè nhiÒu s¶n phÈm
(
cña Rockwell Sofware ®-îc viÕt ®Ó ch¹y trªn nÒn Windows 9.x hay Windows
NT.
Trong RSView32 ®-îc chia thµnh hai phÇn:
• RSview32 works : thùc hiÖn chøc n¨ng so¹n th¶o, ph¸t triÓn vµ ch¹y
ch-¬ng tr×nh.
• RSview32 Runtime: chØ thùc hiÖn chøc n¨ng ch¹y ch-¬ng tr×nh ®·
ph¸t triÓn trªn RSview32 Works.
Çc ch-¬ng tr×nh ®-îc x©y dùng bëi RSView32 ®-îc gäi lµ çc dù ¸n
(project). Mét project lµ mét th- môc ®-îc chøa trªn æ cøng cña m¸y tÝnh mµ
nã cã thÓ cã nh÷ng th- môc con nh- sau:
• Çc file øng dông (*.rsv).
• Tag folder
• Danh môc çc file phôc vô truyÒn th«ng ( Communications profile
folder )
• Danh môc çc file l-u tr÷ ( Cache folder )
File .rsv chøa nh÷ng th«ng tin nh- danh s¸ch çc thµnh phÇn cña mét
project vµ th- môc con, phiªn b¶n cña ch-¬ng tr×nh. MÆc ®Þnh çc thµnh phÇn
cña project ®-îc chøa trong th- môc cã tªn cña project nh-ng còng cã thÓ
®-îc chøa trong th- môc kh¸c hoÆc chøa trong th- môc kh¸c cña m¸y tÝnh
kh¸c.

–
®éng
26
B¶ng 1.6 B¶ng çc file, th- môc mÆc ®Þnh do RSView32 t¹o ra
Th- môc
(§-êng dÉn
mÆc ®Þnh)
Néi dung
Tªn files më
réng
Tªn Präject
Files øng dông trong RSview32.çc files
b¶o mËt vµ çc file cña ng-êi sö dông
cïng çc danh môc d-íi®©y
.rsv, act, .sec
Actlog Çc files nhËt ký thao t¸c .dbf
Almlog Çc files nhËt ký c¶nh b¸o .dbf
Als Çc filesc¶nh b¸o .alf
Cache Çc files l-u tr÷ .ctl, .dat, .idx
Compre
Çc files th«ng tin vÒ kªnh, nót, vµ chu
tr×nh quÐt sè liÖu
.csv, .ctl
Dlglog
Çc d÷ liÖu kiÓu b¶n ghi( nhËt ký)
Çc files d÷ liÖu nhËt ký
Th«ng tin vÒ file hiÖn t¹i
Th«ng tin vÒ file qu¸ khø
.mdf
.dbf
.dns
.dlg
Dts
Çc files nhËn ®-îc tag( tªn gäi logic cho
mét biÕn cho mét thiÕt bÞ hoÆc bé nhí
RAM)
.dts
Eds Çc files vÒ sù kiÖn .eds
Gfx Çc files ®å ho¹ .gfx
Key Çc files kho¸ .key
Mcr Çc files Macro lÖnh .mcr
Par Çc files tham sè .par
Rcp Çc files çc gi¸ trÞ ®Þnh tr-íc .rcf
Tag
Çc files vÒ c¬ së d÷ liÖu cña tag
File l-u tr÷ tag
.db, .ctl, .dat
.cac
Tgs Çc files vÒ tag mµn h×nh .tgs
Vba
Çc files m·(code) cña VBA trong
RSview32
.vba

27
H×nh 1.9 C¸c thµnh phÇn chøc n¨ng trong RSView32
RSView32
§å thÞ
thêi gian
thùc
L-u tr÷
NhËt ký
C¶nh b¸o
§å ho¹
thêi gian
thùc
OD
§Þnh
d¹ng
dbaseIV
NhËt
ký d÷
liÖu
NhËt
ký vËn
hµnh
NhËt ký
c¶nh
b¸o
Ghi
nhËn
c¶nh
b¸o
ThiÕt
lËp c¸c
c¶nh
b¸o
Khu«n
d¹ng vµ
hiÓn thÞ
c¶nh
b¸o
H×nh
¶nh qu¸
tr×nh
Tr¹ng
th¸i hÖ
thèng
Giao
diÖn
vËn
hµnh

–
®éng
28
Trong RSView32 çc tr¹m (Node) cã thÓ lµ çc thiÕt bÞ th«ng th-êng
(
lµ çc PLC ) ®-îc sö dông trong m¹ng hoÆc çc øng dông kh¸c trong
Windows. Çc tr¹m liªn l¹c víi çc thiÕt bÞ kh¸c trong m¹ng th«ng qua tr×nh
®iÒu khiÓn (driver) hay DDE server còng nh- OPC server. DDE server cã thÓ
lµ RSServer - mét s¶n phÈn cña Rockwell Sofware - hay cã thÓ lµ øng dông
trªn nÒn Windows nh- Excel.
M« t¶ giao tiÕp DDE (Dynamic Data Exchange) vµ OPC (OLE for
Process Control) trong RSView32 nh- 1.10 vµ 1.11 :
h×nh
H×nh 1.10 M« t¶ giao tiÕp DDE trong RSView32
RSView32
RSView32 DDE module
Remote
computer-
RSView32
OPC server
RSServer
PLC network
Third party
DDE Server
Network or
third-party
communication
link
CF_Text or
XL Table
AdvanceDDE
CF_Text or
AdvanceDDE
PC runing RSView32
Modicon, GE,
Siemens, or other
Programmable
controller
Other non-Allen-
Bradley device

–
®éng
29
1.3 Tæ chøc bé ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500
1.3.1 CÊu tróc vßng ®iÒu khiÓn trªn PLC
Trong c«ng nghiÖp bé ®iÒu khiÓn PID cã thÓ lµ çc thiÕt bÞ khÝ nÐn,
thuû lùc hoÆc lµ mét chip vi ®iÒu khiÓn cã cµi ®Æt thuËt to¸n PID. Bé ®iÒu
khiÓn PID trong SLC 500 lµ mét bé ®iÒu khiÓn c«ng nghiÖp ®-îc tæ chøc dùa
trªn çc module CPU vµ çc module vµo/ra analog cïng víi lÖnh PID, trong
®ã ng-êi dïng chØ viÖc khai b¸o çc tham sè cña bé ®iÒu khiÓn còng nh- mét
sè tham sè kh¸c cña hÖ thèng.
H×nh 2.7. M« t¶ giao tiÕp DDE trong RSView32 DDE
RSView32
RSView32 OPC client module
RSServer Third party
OPC Server
Remote
computer
Rslink
OPC server
Remote
computer
RSView32
OPC server
Remote
computer
3 -party
rd
OPC server
Non-Allen-Bradley
programmable
controller
Non-Allen-
Bradley
device
OPC network link via DCOM PLC network
Network or
third-party
communication
link
H×nh 1.11 M« t¶ giao tiÕp OPC trong RSView32
Third-party
application
with OPC
server
support

–
®éng
30
H×nh 1.12 lµ mét minh häa cho cÊu tróc ®iÒu khiÓn PID trong SLC 500.
ThuËt to¸n PID cã ®Çu vµo lµ sai lÖch E gi÷a gi¸ trÞ thùc ®o ®-îc cña biÕn ®iÒu
khiÓn PV (Process Variable) vµ gi¸ tri ®Æt SP ( Set Point ). §Çu ra cña bé ®iÒu
khiÓn lµ tÝn hiÖu CV ( Control Variable ) ®-îc tÝnh theo thuËt PID nh- sau :
 








  dt
PV
d
T
Edt
T
E
K
Output D
I
C
1
(1.1)
TÝn hiÖu s¬ cÊp cña c¶m biÕn ®o (®· qua chuyÓn ®æi) còng nh- tÝn hiÖu
®-a ra ®iÒu khiÓn thiÕt bÞ chÊp hµnh sÏ lµ nh÷ng tÝn hiÖu ®iÖn theo çc chuÈn
trong c«ng nghiÖp nh- 0 VDC, 4 20mA..t-¬ng øng víi çc gi¸ trÞ sè ( kiÓu
10 
nguyªn ) trong bé nhí cña PLC, cô thÓ çc kho¶ng gi¸ trÞ biÕn ®æi cã thÓ xem
trong b¶ng 1.2 vµ 1.3(phÇn ®Æc ®iÓm biÕn ®æi cña çc module vµo ra t-¬ng
tù ).
Çc tÝn hiÖu vµo/ra cña bé ®iÒu khiÓn PID cÇn ph¶i ®-îc thang ho¸
(scale ) ®Ó phï hîp víi ®¬n vÞ çc ®¹i l-îng ®o kh¸c nhau trong xö lý sè liÖu.
 PID
Set Point
Error
C¶m biÕn ®o

bias
ThiÕt bÞ chÊp hµnh
Process
Variable
Control
Output
H×nh 1.12 Mét vßng ®iÒu khiÓn PID trong SLC 500
CV

–
®éng
31
Trong SLC500, lÖnh SCL cho ta thùc hiÖn thang ho¸ theo ph-¬ng tr×nh m« t¶
quan hÖ y=ax +b víi c¸c tham sè nh- sau :
y : scaled value lµ gi¸ trÞ ®· ®-îc thang ho¸.
–
x : input value lµ ®¹i l-îng vµo cÇn ®-îc thang ho¸.
–
a : rate lµ hÖ sè thang ho¸ ( ®é dèc ).
–
b : offset.
Ta cã : Scaled Value = ( Input Value *Rate ) + Offset
Tõ ®ã suy ra
)
*
( Rate
InputMin
ScaleMin
Offset
InputMin
InputMax
ScaleMin
ScaleMax
Rate





(1.2)
Hai th«ng sè Rate vµ Offset ®-îc tÝnh theo c«ng thøc (1.2) vµ tuú thuéc vµo
®Æc tÝnh c¸c ®¹i l-îng ®o ( input value ) vµ ®Æc tÝnh cña ®¹i l-îng ra.
H×nh 1.13 Khai b¸o lÖnh SCL (Scale) trong SLC 500
Trong ®ã:
• Source lµ ®Þa chØ chøa gi¸ trÞ vµo
( Input Value cã gi¸ trÞ tõ -32768 32767 )

• Rate cã thÓ lµ h»ng sè hoÆc gi¸ trÞ cña mét tõ nhí
(cã gi¸ trÞ tõ 32,768 32,767 )
– 
• Offset cã thÓ lµ h»ng sè hoÆc gi¸ trÞ cña mét tõ nhí

–
®éng
32
• Dest lµ ®Þa chØ chøa kÕt qu¶ lµ gi¸ trÞ ®· ®-îc thang ho¸
(Scaled Value cã gi¸ trÞ tõ -32768 32767)

3277
( Input Min )
16384
( Input Max )
16383
( Scaled Max )
0
( Scaled Min )
Input Value
Scaled Value
H×nh 1.14 Thang ho¸ tÝn hiÖu ®Çu vµo 4-20mA
§Ó tr¸nh phô thuéc vµo thêi gian cña mét vßng quÐt ch-¬ng tr×nh chÝnh
c¸c bé PID cÇn ph¶i ®-a ra quyÕt ®Þnh ®iÒu khiÓn phï hîp víi thêi gian c¾t
mÉu th× míi cã ý nghÜa do ®ã vÊn ®Ò ®Æt ra lµ ph¶i cËp nhËt ngay sè liÖu vµo tõ
PV, nh- thÕ lÖnh IIM (vµo sè liÖu trùc tiÕp ph¶i ®-îc dïng tr-íc lÖnh PID.
)
T-¬ng tù lÖnh IOM ( ®-a kÕt qu¶ ra trùc tiÕp ) ph¶i ®-îc ®Æt sau lÖnh PID (
xem h×nh 1.14 )
Trong ®ã:
• Slot : vÞ trÝ khe c¾m module Analog Input/Analog Output, vÝ dô I:1.0
nghÜa lµ module Analog Input ®-îc c¾m t¹i slot sè 1, ®Þa chØ lµ cña
word sè 0.

–
®éng
33
• Mask : mÆt n¹ ®Ó che nh÷ng bit kh«ng truyÒn cña word 16 bit
• Length chØ sè word ®-îc truyÒn
:
H×nh 1.15 Khai b¸o lÖnh IOM vµ IIM trong SLC 500
1.3.2 Çc khai b¸o tham sè bé ®iÒu khiÓn PID
Có ph¸p lÖnh PID nh- sau :
H×nh 1.16 Khai b¸o lÖnh PID trong SLC 500.
Trong ®ã :
• Control Block lµ mét file l-u chøa d÷ liÖu ®Ó lÖnh PID ho¹t ®éng ®-îc.
§é dµi ( ) cña file lµ cè ®Þnh 23 words vµ ®Þa chØ
Control Block Length
çc file ph¶i lµ sè nguyªn. VÝ dô nÕu ®Þa chØ Control Block ®-îc nhËp lµ
N10:0 th× çc phÇn tö trong file lµ tõ N10:0 N10:22. Chó ý lµ çc ®Þa

chØ trong file kh«ng ®-îc dïng lµm biÕn kh¸c trong ch-¬ng tr×nh, nÕu
kh«ng sÏ dÉn ®Õn çc kÕt qu¶ kh«ng mong muèn. Çc kÕt nèi d÷ liÖu
víi DDE server nh»m môc ®Ých hiÖu chØnh, ®¸nh gi¸ chÊt l-îng PID
®Òu thùc hiÖn th«ng qua Control Block.

–
®éng
34
• Process Variable (PV) lµ mét ®Þa chØ cña mét word chøa gi¸ trÞ cña
biÕn ®iÒu khiÓn qu¸ tr×nh. §Þa chØ nµy cã thÓ lµ word cña analog input
n¬i chøa kÕt qu¶ biÕn ®æi ®Çu vµo cña A/D nÕu nh- ch-¬ng tr×nh kh«ng
cã lÖnh SCL. Trong vÝ dô trªn N10:28 lµ ®Þa chØ ®· ®-îc thang ho¸.
PV
• Control Variable (CV) lµ thµnh phÇn ®Þa chØ chøa gi¸ trÞ ®Çu ra t¸c
®éng ®iÒu khiÓn cña lÖnh PID. Kho¶ng gi¸ trÞ ®Çu ra lµ tõ 0 16383 víi

16383 lµ gi¸ trÞ 100%CV. Gi¸ trÞ nµy lu«n lµ gi¸ trÞ nguyªn ®Ó cã thÓ
thang ho¸ kho¶ng gi¸ trÞ ®Çu ra cña PID thµnh kho¶ng gi¸ trÞ analog
phôc vô cho môc ®Ých cô thÓ.
§Ó khai b¸o trùc tiÕp çc tham sè ®iÒu khiÓn ta vµo nh- h×nh
Setup Screen
1.16
H×nh 1.17 Khai b¸o çc tham sè trong lÖnh PID cña SLC 500
Çc tr-êng ph¶i nhËp vµo ®-îc miªu t¶ ë b¶ng 1.7

–
®éng
35
B¶ng 1.7 Miªu t¶ c¸c tr-êng ph¶i nhËp vµo khi khai b¸o lÖnh PID
Controller
Gain KC
Lµ hÖ sè tû lÖ, KC=0,1 25,5 víi CPU 5/02 vµ K
 C=0327,67 víi CPU 5/03,
5/04, 5/05
Reset TI
( 1/TI )
Lµ hÖ sè tÝch ph©n tÝnh theo phót, TI=0,1 25,5 víi CPU 5/02 vµ

TI=0327,67 víi CPU 5/03, 5/04, 5/05
Rate TD
Lµ hÖ sè vi ph©n tÝnh theo phót, TD=0,1 25,5 (víi CPU 5/02 ) vµ

TD=0327,67 (víi CPU 5/03, 5/04, 5/05 ). Th-êng chän TD=1/8TI
Loop Update
Kho¶ng thêi gian gi÷a c¸c lÇn tÝnh cña PID, th-êng th× nã nhanh gÊp 5 10

lÇn chu kú dao ®éng cña hÖ thèng. Víi chÕ ®é ng¾t STI th× LoopUpdate
b»ng kho¶ng thêi gian thùc hiÖn ng¾t.
TÝnh b»ng gi©y, cã gi¸ trÞ tõ 0,1 25,5 (s) ®èi víi CPU 5/02 vµ tõ

0,01 10,24 (s) ®èi víi CPU 5/03, 5/04, 5/05.

Control
Mode
Lùa chän gi÷a hai chÕ ®é ( Reverse Acting )-chÕ ®é nµy phï
E=SP-PV
hîp cho qu¸ tr×nh ®iÒu khiÓn nhiÖt ®é khi mµ PV nhá h¬n SP th× CV sÏ
t¨ng. ChÕ ®é cßn l¹i lµ ( Direct Acting )- chÕ ®é nµy phï hîp
E=PV-SP
cho qu¸ tr×nh lµm l¹nh khi mµ PV lín h¬n SP th× CV sÏ t¨ng
PID Control
Lùa chän gi÷a vµ . ChÕ ®é Auto chØ r»ng PID ®ang ®iÒu
Auto Manual
khiÓn ®©u ra, cßn chÕ ®é Manual chØ r»ng ng-êi dïng ®ang thiÕt lËp gi¸ trÞ
®Çu ra
Time Mode
Lùa chän gi÷a chÕ ®é vµ . Trong chÕ ®é Timed th× gi¸ trÞ ra
Timed STI
®-îc cËp nhËt trong kho¶ng thêi gian Loop Update, ë chÕ ®é nµy th× thêi
gian quÐt ®Ó xö lý Ýt nhÊt ph¶i nhanh gÊp 10 lÇn thêi gian Loop Update ®Ó
tr¸nh t×nh tr¹ng xö lý sai kÕt qu¶. Víi chÕ ®é STI, gi¸ trÞ ra ®-îc cËp nhËt
t¹i thêi ®iÓm nã ®-îc quÐt

–
®éng
36
Limit Output
CV
Lùa chän gi÷a hoÆc . NÕu chän Yes th× ®Çu ra sÏ giíi h¹n gi÷a gi¸
Yes No
trÞ nhá nhÊt vµ gi¸ trÞ lín nhÊt, cßn ng-îc l¹i th× ®Çu ra sÏ kh«ng bÞ giíi
h¹n
Deadband
DB
Lµ gi¸ trÞ më réng trªn vµ d-íi cña SP. NÕu cã thang ho¸ th× DB n»m tõ
0 Scaled Max, ng-îc l¹i DB n»m tõ 0 16383
 
Setpoint
SP
Cã gi¸ trÞ tõ 1 16383 nÕu kh«ng thang ho¸, cßn nÕu cã thang ho¸ th× n»m

trong gi¸ trÞ gi÷a Scaled Max vµ Scaled Min. §©y chÝnh lµ gi¸ trÞ mong
muèn cña PV
Setpoint Max
( Smax )
Cã gi¸ trÞ trong kho¶ng -16383 16383 víi CPU 5/02, tõ -32768 32767
 
®èi víi CPU 5/03, 5/04, 5/05. NÕu SP tÝnh theo ®¬n vÞ kü thuËt nh- m,
PSI,…
th× gi¸ trÞ nµy ®Æt theo ®¬n vÞ kü thuËt øng víi PV cã gi¸ trÞ lµ 16383
Setpoint Min
( Smin )
Cã gi¸ trÞ trong kho¶ng -16383 16383 víi CPU 5/02, tõ -32768 32767
 
®èi víi CPU 5/03, 5/04, 5/05. NÕu SP tÝnh theo ®¬n vÞ kü thuËt nh- m,
PSI…
th× gi¸ trÞ nµy ®Æt theo ®¬n vÞ kü thuËt øng víi PV cã gi¸ trÞ lµ 0
Process
Variable PV
§©y lµ gi¸ trÞ cña PV ®· ®-îc thang ho¸
Control
Output
CV(%)
Khi ë chÕ ®é th× cã gi¸ trÞ trong kho¶ng 0 16383. Gi¸ trÞ nµy cho
Manual 
phÐp thay ®æi % cña tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn
Output Min
(CV%)
NÕu lµ ®©y lµ gi¸ trÞ nhá nhÊt cña CV, ng-îc l¹i
Limit Output CV Yes
gi¸ trÞ nhËp vµo ®Ó x¸c ®Þnh khi tÝn hiÖu ra nhá h¬n giµ trÞ nµy th× sÏ cã
c¶nh b¸o
Output Max
(CV%)
NÕu lµ ®©y lµ gi¸ trÞ lín nhÊt cña CV, ng-îc l¹i gi¸
Limit Output CV Yes
trÞ nhËp vµo ®Ó x¸c ®Þnh khi tÝn hiÖu ra lín h¬n gi¸ trÞ nµy th× sÏ cã c¶nh
b¸o
Scaled Error
SE
Gi¸ trÞ sai lÖch ®· ®-îc thang ho¸

–
®éng
37
B¶ng 1.8 C¸c tõ nhí trong khèi d÷ liÖu ®iÒu khiÓn ( Control Block )
PID Sub Error Code (MSB) 1
Setpiont SP 2
Gain Kc 3
Reset Ti 4
Rate Td 5
Feed Forward Bias 6
Setpoint Maximum (Smax) 7
Setpoint Minimum (Smin) 8
Deadband 9
INTERNAL USE DO NOT CHANGE
– 10
Output Max 11
Output Min 12
Loop Update 13
Scaled Process Variable 14
Scaled Error SE 15
Output CV% (0 100%)
 16
LSW Integral Sum 5/03/ LSW Integral Sum 17
MSW Integral Sum 5/03/ MSW Integral Sum 18
INTERNAL USE DO NOT CHANGE
– 19-22
15 14 13 12 11 10 09 08 07 06 05 04 03 02 01 00 Word
EN DN PV SP LL UL DB DA TF SC RG OL CM AM TM 0

–
®éng
38
1.3.3 ThuËt to¸n ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 500
Khi lÖnh PID thùc hiÖn th× bé ®iÒu khiÓn cÇn cËp nhËt trùc tiÕp tÝn hiÖu
ra y(t) cña hÖ thèng (®¹i l-îng cÇn ®iÒu khiÓn) còng nh- tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn
u(t) ®Ó ph¶n ¸nh ®óng tr¹ng th¸i cña hÖ thèng t¹i thêi ®iÓm ®ã. Tuy nhiªn
trong thùc tÕ c¸c ®¹i l-îng cÇn ®iÒu khiÓn bao giê còng cã giíi h¹n, vÝ dô nh-
nhiÖt ®é cña mét lß nhiÖt hay ¸p suÊt h¬i qu¸ nhiÖt cña nåi h¬i...ChÝnh v× thÕ
y(t) lu«n ph¶i ®-¬c kiÓm tra víi c¸c ng-ìng ®Æt tr-íc ®Ó ®-a ra c¶nh b¸o kÞp
thêi. Do ®ã qu¸ tr×nh tÝnh to¸n PID sÏ thùc hiÖn sau khi nã kiÓm tra xong ®iÒu
kiÖn cho phÐp cña ®¹i l-îng cÇn ®iÒu khiÓn.
RSLogix
500
§èi t-îng
Module
Analog Input
1746-NI4
Slot 1
Module
Analog Output
1746-NO4I
Slot 2
PID
Ladder
I:1.0
B¶ng Input
image
O:2.0
B¶ng Output
image
Module
CPU 5/03
Slot 0
DH-485
H×nh 1.18 S¬ ®å tæ chøc ®iÒu khiÓn PID trªn SLC 5/03

–
®éng
39
§äc trùc tiÕp sè liÖu vµ y(t)
y(t)<LL
B¾t ®Çu
C¶nh b¸o
y(t)>HH
C¶nh b¸o
-Thang ho¸ tÝn hiÖu vµo
-Khai b¸o tham sè PID
TÝnh to¸n PID
TÝnh to¸n xong
PID ?
§-a sè liÖu ra trùc tiÕp u(t)
Thang ho¸ tÝn hiÖu ra
KÕt thóc
§óng
Sai
Sai
§óng
§óng
Sai
CËp nhËt d÷ liÖu vµo Control Block
H×nh 1.19 Nguyªn t¾c ho¹t ®«ng cña bé ®iÒu khiÓn PID c«ng
nghiÖp trªn c¬ së SLC 500

–
®éng
40

39
–
®éng
Ch-¬ng 2 : Chia sÎ d÷ liÖu gi÷a RSVIEW32 víi DDE Server ............. 40
2.1 RSLINX vµ kÕt nèi d÷ liÖu ®éng trªn nÒn Windows ........................... 40
2.1.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm RSLinx ......................................................... 40
2.1.2 Liªn kÕt víi DDE ( Dynamic Data Exchange ) server .................. 43
2.2 Microsoft Excel vµ chia sÎ d÷ liÖu víi RSView32................................. 51
2.3 §¸nh gi¸ chÊt l-îng PID qua d÷ liÖu trªn Microsoft Excel................ 54

40
–
®éng
Ch-¬ng 2 : Chia sÎ d÷ liÖu gi÷a RSVIEW32 víi DDE Server
2.1 RSLINX vµ kÕt nèi d÷ liÖu ®éng trªn nÒn Windows
2.1.1 Giíi thiÖu phÇn mÒm RSLinx
RSLinx lµ mét hä phÇn mÒm truyÒn th«ng 32 bit lµm nhiÖm vô cung
cÊp th«ng tin tíi rÊt nhiÒu øng dông kh¸c nhau. RSLinx hç trî çc phÇn mÒm
cña Rockwell vµ c«ng cô lËp tr×nh cña Allen-Bradley, MMI, vµ mét sè phÇn
mÒm thµnh phÇn kh¸c. RSLinx cho phÐp trao ®æi d÷ liÖu ®éng ( DDE ) víi çc
øng dông client nh- Microsoft Excel and Access. Ngoµi ra, ch-¬ng tr×nh nµy
cã kh¶ n¨ng thu thËp d÷ liÖu thêi gian thùc göi tíi çc øng dông ®Ó hiÓn thÞ,
®o l-êng, vÏ ®å thÞ ... H¬n n÷a RSLinx còng hç trî mét lo¹t çc øng dông
c«ng nghiÖp ®-îc ph¸t triÓn bëi OEMS, VARS…
H×nh 2.1 RSLinx liªn kÕt çc thiÕt bÞ trong m¹ng

41
–
®éng
Khi khëi ®éng RSLinx xuÊt hiÖn mµn h×nh sau:
PhÇn viÖc quan träng vµ ph¶i lµm ®Çu tiªn lµ cÊu h×nh m¹ng b»ng çch
khai b¸o çc tr×nh ®iÒu khiÓn ( ) cña çc thiÕt bÞ trong m¹ng. §iÒu nµy
driver
®-îc thùc hiÖn trong CommunicationsConfigure Driver…
trªn thanh menu,
mät hép tho¹i xuÊt hiÖn nh- sau:

42
–
®éng
Khi ®ã ta ph¶i khai b¸o çc th«ng sè thiÕt bÞ nh-: tªn tr¹m, tèc ®é
truyÒn, vÞ trÝ trong tr¹m (Sation Number) víi tèi ®a lµ cã 32 tr¹m (0 31). Hép

tho¹i khai b¸o xuÊt hiÖn nh- sau:
Khi khai b¸o hÕt cÊu h×nh m¹ng th× ta cã thÓ gi¸m s¸t ®-îc çc ho¹t
®éng trªn m¹ng nh- tham sè çc bé ®iÒu khiÓn…
, xem minh ho¹ ë h×nh d-íi
®©y.

43
–
®éng
2.1.2 Liªn kÕt víi DDE ( Dynamic Data Exchange ) server
Dynamic Data Exchange-DDE thùc sù lµ mét nghi thøc truyÒn tin cho
phÐp çc øng dông trªn Microsoft Windows t-¬ng thÝch DDE dÔ dµng chia sÎ
d÷ liÖu víi çc øng dông kh¸c. Ta cã thÓ sö dông DDE ®Ó truyÒn d÷ liÖu ®· cã
s½n hoÆc d÷ liÖu hiÖn thêi b»ng çch cËp nhËt liªn tôc nh÷ng th«ng tin míi
nhÊt. §Ó hiÓu râ vÒ DDE tr-íc tiªn ta cÇn ph¶i hiÓu mét sè thuËt ng÷ DDE sau
• Conversation ( giao tiÕp ) : ChÝnh lµ sù trao ®æi d÷ liÖu gi÷a hai øng
dông Windows cã sö dông DDE.
• Channel ( kªnh truyÒn ) : Nh÷ng giao tiÕp DDE lu«n ®-îc truyÒn trªn
çc kªnh, çc kªnh nµy chÝnh lµ nh÷ng kÕt nèi gi÷a çc øng dông víi
nhau.
• Client Application : Lµ nh÷ng øng dông DDE khëi x-íng viÖc giao tiÕp
víi mét øng dông kh¸c, nã sÏ thu nhËn d÷ liÖu tõ server.
• Server Application : Lµ nh÷ng øng dông DDE mµ nã sÏ ®¸p øng çc yªu
cÇu giao tiÕp cña DDE client. Nã sÏ truy cËp vµ cung cÊp çc d÷ liÖu
cho çc øng dông kh¸c
• Application names ( tªn øng dông ) : Mçi øng dông trªn nÒn Windows
cã hç trî DDE cã 1 tªn øng dông DDE duy nhÊt, th-êng chÝnh lµ tªn
cña file ch¹y øng dông mµ bá qua phÇn ®u«i EXE. Tªn øng dông
th-êng ®-îc sö dông ë nh÷ng lÖnh DDE tham chiÕu ®Õn øng dông ®ã.
Sau ®©y lµ mét sè tªn cña çc øng dông DDE th«ng dông :
Microsoft Access MSAccess
Microsoft Excel Excel
Microsoft FoxPro FoxPro
Microsoft Project Project
Microsoft Word for Windows WinWord

44
–
®éng
• Task identification number ( task ID ) : Lµ mét con sè dïng ®Ó nhËn
d¹ng mét b¶n sao nµo ®ã trong khi cã mét vµi b¶n sao cña øng dông ®ã
®ang ch¹y ®ång thêi. Task ID ®-îc g¾n thªm vµo tªn øng dông ®Ó chØ
râ lµ cña øng dông nµo, vÝ dô Word5661.
• Item : Mét DDE item ®-îc hiÓu lµ mét gãi d÷ liÖu cã thÓ chuyÓn ®-îc
gi÷a hai øng dông khi chóng dù ®Þnh thùc hiÖn mét giao tiÕp DDE.
• Topic : Mét DDE topic chÝnh lµ th«ng tin chñ ®¹o cña mét giao tiÕp
DDE. Topic sÏ ®-a ra mét sè d÷ liÖu h÷u Ých cho giao tiÕp DDE server.
• System : Lµ mét topic ®Æc biÖt mµ rÊt nhiÒu øng dông chÊp nhËn.
Kh«ng gièng nh- çc øng dông kh¸c cã thÓ ch¹y hay kh«ng tuú thuéc
vµo file cña øng dông cã më hay kh«ng, topic hÖ thèng lu«n lu«n s½n
sµng cung cÊp danh s¸ch çc topic ®ang ch¹y vµ çc th«ng tin kh¸c vÒ
çc øng dông.
Çc øng dông dïng DDE kh«ng quan t©m tíi lo¹i d÷ liÖu mµ RSLinx ®-a ra
mµ chØ biÕt ®ã lµ kÕt nèi DDE vµ kÕt nèi nµy sÏ cung cÊp d÷ liÖu.
DDE Links :
Cã 3 lo¹i DDE link ®ã lµ Hot Link, Warm Link vµ Cold Link.
• Hot Link: lµ mét lo¹i kÕt nèi ®Ó server cËp nhËt client vµo bÊt kú lóc
nµo server thÊy d÷ liÖu thay ®æi. Mçi lÇn thiÕt lËp, lo¹i kÕt nèi nµy sÏ
kh«ng thay ®æi cho ®Õn khi ch-¬ng tr×nh bÞ t¾t. §Æc ®iÓm cña Copy to
Clipboard cña RSLinx dïng ®Ó thiÕt lËp hot links mét çch nhanh chãng
tíi çc øng dông cã hç trî Paste Link.
• Warm Link : Khi sö dông Warm Link, server lµm nhiÖm vô hiÓn thÞ d÷
liÖu vµ khi d÷ liÖu thay ®æi server chØ göi tÝn hiÖu b¸o cho client vÒ sù
thay ®æi nµy chø kh«ng göi d÷ liÖu thùc. T¹i thêi ®iÓm nµy client sÏ cã
lùa chän xem cã yªu cÇu d÷ liÖu thùc sù hay kh«ng. HiÖn thêi RS Linx
kh«ng hç trî warm link.

45
–
®éng
• Cold Link : ®-îc thµnh lËp dùa trªn çc yªu cÇu vÒ thu thËp d÷ liÖu, mçi
lÇn yªu cÇu ®-îc thùc hiÖn xong th× viÖc kÕt nèi sÏ bÞ ph¸ vì. D÷ liÖu
yªu cÇu ë thêi ®iÓm tiÕp theo th× viÖc kÕt nèi tõ client tíi server ph¶i
®-îc thiÕt lËp l¹i. VÝ dô nh- macro cña Microsoft Excel cã thÓ ®-îc
dïng ®Ó thiÕt lËp Cold Link. TÊt c¶ çc DDE write ®-îc thùc hiÖn qua
Cold Link. Mçi khi ch-¬ng tr×nh øng dông, vÝ dô nh- Microsoft Excel,
yªu cÇu vÒ d÷ liÖu th× RSLinx chê øng dông ®Ó yªu cÇu vÒ d÷ liÖu tõ bé
xö lý. Mçi yªu cÇu vÒ d÷ liÖu xuÊt hiÖn th× RSLinx x©y dùng lªn gãi
truyÒn tin cÇn thiÕt ®Ó thu thËp d÷ liÖu vµ b¾t ®Çu truyÒn.
DDE project
RSLinx DDE project vÒ c¬ b¶n lµ container l-u tr÷, gi÷ l¹i çc topic cña
RSLinx DDE.
Khi t¹o project, ta ph¶i t¹o container chøa sè çc topic. MÆc dï cã thÓ
t¹o ra nhiÒu project nh-ng ë mét thêi ®iÓm chØ ch¹y ®-îc duy nhÊt mét
project mµ th«i.
DDE Tip
§Ó viÖc di chuyÓn d÷ liÖu mét çch nhanh chãng vµ cã hiÖu qu¶ nh- lµ
cã thÓ, cã mét sè ®Ò nghÞ:
• NÕu cã thÓ, ®Æt cÊu tróc bé xö lý cña b¹n nh- lµ ®Þa chØ b¶ng d÷ liÖu ®Ó
viÖc ®äc tõ ®ã còng nh- viÕt tíi ®ã qua DDE lµ kÒ nhau. §©y lµ ®iÒu
quan träng duy nhÊt b¹n cã thÓ lµm ®Ó b¶o vÖ th«ng l-îng d÷ liÖu. Yªu
cÇu cña DDE lµ ph¶i tèi gi¶n kÝch th-íc cña gãi highway/ network. NÕu
d÷ liÖu ®-îc s¾p xÕp kÒ nhau sÏ rÊt cã lîi khi cho phÐp khèi ®äc hoÆc
khèi viÕt ®-îc sö dông ®Ó tËp hîp d÷ liÖu. §iÒu nµy cã hiÖu qu¶ nhiÒu
h¬n viÖc ®äc hoÆc viÕt r¶i r¸c sè ®Þa chØ cña b¶ng d÷ liÖu. VÝ dô ®Ó ®äc
10 sè interger tõ PLC-5 th× nªn ®äc N7:0, L10 h¬n lµ 10 tõ interger

46
–
®éng
riªng biÖt nh- lµ N7:1, N10:100, N21:0, N22:3, N23:10, N11:0,
N27:23, N33:45, N37:302, N44:7.
• Sö dông nhiÒu h¬n mét topic khi dïng hot link ®Ó ®äc d÷ nhiÒu liÖu mµ
kh«ng cÇn thiÕt ph¶i ®äc tÊt c¶ mét lÇn. Mçi topic cã thÓ ®-îc cÊu h×nh
cho tèc ®é hái theo thø tù kh¸c nhau.
• Dïng khèi ®äc vµ khèi viÕt khi nµo cã thÓ. Khèi ®äc vµ viÕt sÏ hiÖu qu¶
nhiÒu h¬n so víi viÖc ®äc vµ viÕt riªng lÎ.
Yªu cÇu vÒ ®Þa chØ DDE
SÏ kh«ng cã vÊn ®Ò nÕu ch-¬ng tr×nh ®-îc dïng v¬i RSLinx ®-îc x¸c
®Þnh ®Þa chØ trong khu«n khæ thùc hµnh. B¹n ph¶i cho RSLinx biÕt bé xö lý,
®Þa chØ (®Þa chØ khèi) nµo vµ c¸ch thu nhËp d÷ liÖu mµ b¹n muèn. §Þa chØ cña
DDE item chØ ra nh- sau:
address < , L##><,C##><,R##>
 
Trong ®ã :
item chøa ®ùng trong dÊu ngoÆc chØ ra tr-êng ®ßi hái vÒ ®Þa chØ phï hîp víi
bé xö lý chØ ra trong topic
<>: item chøa ®ùng trong dÊu ngoÆc nµy chØ ra khèi ®äc tïy ý hay khèi lÖnh
format.
L##: x¸c ®Þnh tæng ®é dµi (kÝch cì block), hoÆc sè item ®-îc ®äc.
C##: chØ ra sè cét trong khu«n khæ d÷ liÖu, môc ®Ých lµ ®Ó hiÓn thÞ trong client
øng dông.
R##: chØ ra sè hµng trong khæ d÷ liÖu, môc ®Ých lµ ®Ó hiÓn thÞ trong client øng
dông
##: x¸c ®Þnh sè gi¸ trÞ ph¶i ®-îc ®Þnh vÞ sau khi viÖc chän ®-îc chØ ®Þnh.
Ph-¬ng ph¸p tËp hîp d÷ liÖu (Data Collection Mode)
Khi ®Æt sù trao ®æi, viÖc cÇn thiÕt lµ ph¶i chØ ra c¸ch tËp hîp d÷ liÖu.
Cã hai ph-¬ng ph¸p tËp d÷ liÖu :

47
–
®éng
• Polled Mode: trong Polled mode, RSLinx ph¸t ra yªu cÇu vÒ d÷ liÖu.
Ph-¬ng ph¸p nµy t¹o ra mét gãi d÷ liÖu míi ë mäi thêi ®iÓm. §iÒu
thuËn lîi cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ DDE sÏ thùc hiÖn tÊt c¶ çc c«ng viÖc
chÝnh v× vËy nã dÔ dµng thay ®æi vµ ®iÒu khiÓn viÖc truyÒn tin vµ kh«ng
®ßi hái ch-¬ng tr×nh xö lý ph¶i ®Æt trong héi tho¹i. Trong ph-¬ng ph¸p
nµy d÷ liÖu cã thÓ ®-îc ®äc tõ bé xö lý hoÆc viÕt tíi ®ã mét çch riªng
lÎ hay trong block. §iÒu kh«ng thuËn lîi ë ph-¬ng ph¸p nµy lµ nã lµm
t¨ng kh¶ n¨ng qu¸ t¶i ë ch-¬ng tr×nh øng dông bëi v× DDE lu«n ph¶i
t×m kiÕm d÷ liÖu tõ ch-¬ng tr×nh xö lý.
• Unsolicited Mode: Trong ph-¬ng ph¸p nµy d÷ liÖu ®-îc göi tíi RSLinx
b»ng lÖnh message trong bé xö lý. DDE ®îi gãi d÷ liÖu tíi vµ d÷ mèi
liªn l¹c gi÷a viÖc göi d÷ liÖu xuèng. Sù thuËn lîi cña ph-¬ng ph¸p nµy
lµ ®o¹n ch-¬ng tr×nh chØ ®-îc ph¸t ra khi cã yªu cÇu, do vËy gi¶m ®-äc
kh¶ n¨ng qu¸ t¶i trong ch-¬ng tr×nh øng dông trªn Window vµ trªn
m¹ng. §©y lµ mét ph-¬ng ph¸p tèt cho viÖc truyÒn th«ng tin trªn diÖn
réng mµ Ýt x¶y ra sù thay ®æi vÒ d÷ liÖu. Trong ph-¬ng ph¸p nµy d÷ liÖu
cã thÓ ®-îc viÕt tõ bé xö lý tíi RSLinx trong ®o¹n ch-¬ng tr×nh riªng lÎ
hay trong mét khèi block. Nh-îc ®iÓm cña ph-¬ng ph¸p nµy lµ khi thiÕt
lËp hoÆc thay ®æi nã ®ßi hái ph¶i lËp tr×nh ladder.
Block Read Size
Khi muèn ®äc nhiÒu gi¸ trÞ ë cïng mét thêi ®iÓm, h·y dïng ®Þnh d¹ng
khèi block read b»ng çch thªm chiÒu dµi vµ chØ ra sù ®Þnh d¹ng cña nã. Khi
sö dông khèi nµy ph¶i cho biÕt kÝch cì lín nhÊt cña khèi. Sù giíi h¹n vÒ kÝch
cì ®-îc x¸c ®Þnh bëi ®é dµi cña gãi d÷ liÖu göi, vµ nã sÏ thay ®æi dùa trªn
thiÕt bÞ ph¸t ra gãi d÷ liÖu ®ã. NÕu ®ang dïng polled mode th× RSLinx sÏ
ta
t¹o ra gãi d÷ liÖu ®ã. NÕu dïng Unsolicited message th× bé xö lý sÏ t¹o ra gãi
d÷ liÖu nµy.

48
–
®éng
KÝch cì lín nhÊt cña block dùa trªn hai vÊn ®Ò: Thø nhÊt, cì lín nhÊt
cña byte ®-îc dÞch chuyÓn trong gãi d÷ liÖu göi. Thø hai, khi viÖc ®ßi hái d÷
liÖu ®-îc thiÕt lËp tÊt c¶ c¸c sè phÇn tö cña b¶ng d÷ liÖu gãi sÏ ®-îc truy cËp.
Sè phÇn tö lín nhÊt cã thÓ ®-îc ®äc víi gãi truyÒn tin riªng lÎ ®-îc ®Ò cËp
trong b¶ng 2.1
B¶ng 2.1 Sè phÇn tö lín nhÊt cã thÓ ®-îc ®äc víi gãi truyÒn tin riªng lÎ
Data Type PLC-5 SLC-500 SLC5/03 or SLC5/04
Binary 100 40 100
ASCII 100 100
Outputs 100 100
Inputs 100 100
Status 100 40 100
Interger 100 40 100
Times 33 13 33
Counter 33 13 33
Control 33 13 33
Floating point 50 50
BCD
High-older Interger
100 100
String pointer 2 2

49
–
®éng
Polled Block Read mode
• PLC-5 Pollde Block Read Mode RSLinx tÝnh to¸n tÊt c¶ çc block
:
read dùa trªn kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn tíi 100 tõ d÷ liÖu trong gãi ®¬n.
KÝch cì file ®Çu vµo, ®Çu ra, vµ file tr¹ng th¸i ®-îc x¸c ®Þnh bëi lo¹i
PLC-5 ®ang sö dông vµ cÊu h×nh ch¹y cña nã.
• SLC500 Polled Block Read Mode: RSLinx tÝnh to¸n tÊt c¶ çc block
read dùa trªn kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn tíi 100 tõ d÷ liÖu trong gãi ®¬n.
Trong bé xö lý SLC500, ta kh«ng thÓ ®äc trùc tiÕp ®Çu vµo/ ra thùc mµ
ph¶i viÕt ladder logic chuyÓn gi¸ trÞ vµo ra nµy tíi çc file interger hay
binary ®Ó ®äc.
Block Write Size
Ta cã thÓ ghi block d÷ liÖu tíi bé xö lý th«ng qua RSLinx. ViÖc khai
b¸o ®Þnh khæ gièng nh- block read. ®©y cã sù kh¸c nhau c¬ b¶n giøa viÖc
ë
®äc vµ viÖc viÕt lµ: block read (trong polling mode) ph¶i nhá h¬n hoÆc b»ng
víi kÝch cì lín nhÊt so víi danh s¸ch trªn. Block write cã thÓ cã kÝch cì bÊt
kú phï hîp víi bé xö lý vµ nã lµ kÝch cì file. VÝ dô ta chØ cã thÓ ®äc 33 gi¸ trÞ
tÝnh to¸n cña bé Timer víi DDE block read, nh-ng l¹i viÕt tíi 1000 gi¸ trÞ
preset cña timer víi DDE item.
Sè phÇn tö lín nhÊt cã thÓ ®-îc ghi víi gãi truyÒn tin riªng lÎ ®-îc ®Ò
cËp trong b¶ng 2.2
B¶ng 2.2 Sè phÇn tö lín nhÊt cã thÓ ®-îc ghi víi gãi truyÒn tin riªng lÎ
Bytes per packet 40
Binary 100 40 100
ASCII 100 100

50
–
®éng
Outputs 100 100
Inputs 100 100
Status 100 40 100
Interger 100 40 100
Times 33 13 33
Counter 33 13 33
Control 33 13 33
Floating point 50 50
BCD
High-older Interger
100
String pointer 2 1
Tuy nhiªn b¶ng nµy kh«ng mang ý nghÜa r»ng kh«ng thÓ viÕt nhiÒu h¬n
sè l-îng çc phÇn tö trong danh s¸ch. Nã chØ cã ý nghÜa r»ng nÕu ta muèn sè
phÇn tö nhiÒu h¬n th× sÏ ph¶i dïng nhiÒu sè phÇn tö truyÒn th«ng h¬n. KÕt qu¶
lµ thêi gian DDE cã thÓ quay l¹i ch-¬ng tr×nh øng dông lµ dµi h¬n vµ cã thÓ
xuÊt hiÖn lçi.
SLC500 Polled block Read Mode: RSLinx tÝnh to¸n tÊt c¶ çc block
read dùa trªn kh¶ n¨ng dÞch chuyÓn tíi 100 tõ d÷ liÖu trong gãi ®¬n. Trong bé
xö lý SLC500, ta kh«ng thÓ viÕt trùc tiÕp tíi ®Çu vµo/ra thùc ph¶i viÕt tíi
mµ
çc file interger hoÆc binary vµ viÕt ch-¬ng tr×nh ladder logic ®Ó chuyÓn gi¸ trÞ
®ã tíi ®Çu vµo/ ra thùc.

51
–
®éng
Data Conversion ( sù chuyÓn ®æi d÷ liÖu)
Tr-íc khi d÷ liÖu ®-îc truyÒn tõ bé xö lý trong m«i tr-êng nµo ®ã, cã
thÓ lµ ch-¬ng tr×nh øng dông trªn Windows NT, nã ph¶i ®-îc biÕn ®æi thµnh
d¹ng phï hîp víi øng dông ®ã. Ph-¬ng ph¸p biÕn ®æi dïng ph-¬ng ph¸p tËp
hîp d÷ liÖu theo polled hoÆc Unsolicited lµ t-¬ng tù nhau, nh-ng kh¸c nhau vÒ
sù ®Þnh d¹ng.
Bé xö lý l-u tr÷ d÷ liÖu trong bé nhí cña chóng nh- lµ mét chuçi çc byte. Sù
quy ®Þnh vÒ kiÓu d÷ liÖu gãi gäi lµ lËp tr×nh, ®©y chÝnh lµ phÇn mÒm cña bé xö
lý hay cña thiÕt bÞ truyÒn th«ng víi bé xö lý. VÝ dô T4:0 chØ ra r»ng byte nµy
cã ®Þa chØ trong bé nhí lµ mét timer. Lo¹i file lµ T, sè file lµ 4, vµ sè phÇn tö
lµ 0. VÞ trÝ vËt lý cña viÖc l-u tr÷ d÷ liÖu ®-îc chØ ra bëi mét bé timer. NÕu ®Þa
chØ lµ A4:0 th× byte ®-îc dÞch nh- lµ d÷ liÖu ASCII .
Chó ý b¶n th©n d÷ liÖu th× kh«ng kh¸c nhau nÕu kiÓu filelµ T hoÆc A,
chØ kh¸c nhau lµ phÇn mÒm dÞch çc byte ®ã. D÷ liÖu l-u d÷ trong çc byte
t-¬ng tù nhau, phÇn mÒm sÏ hiÓn thÞ nã kh¸c nhau tïy thuéc vµo kiÓu flie.
NÕu kiÓu file chØ ra lµ timer th× d÷ liÖu sÏ hiÓn thÞ nh- lµ mét sè. NÕu d÷ liÖu
®-îc chØ ra lµ d÷ liÖu ASCII th× sÏ ®-îc hiÓn thÞ nh- lµ mét chuçi çc kÝ tù vµ
sè. Trong tr-êng hîp kh¸c, néi dung cña çc byte lµ t-¬ng tù nhau nh-ng
ph-¬ng ph¸p dÞch nh÷ng byte ®ã lµ kh¸c nhau.
2.2 Microsoft Excel vµ chia sÎ d÷ liÖu víi RSView32
§Ó hç trî report vµ kh¶ n¨ng tÝnh to¸n trong hÖ SCADA ta cã thÓ sö
dông Microsoft Excel th«ng qua giao tiÕp DDE. PhÇn mÒm Excel lµ mét trong
nh÷ng phÇn mÒm th«ng dông trong bé Office nh- mét d¹ng b¶ng tÝnh ®ång
thêi Excel hç trî rÊt nhiÒu cho kü thuËt vËn hµnh :
• Excel cã kh¶ n¨ng liªn kÕt víi phÇn mÒm kh¸c ®Ó nhËn d÷ liÖu tõ bÊt kú
mét ch-¬ng tr×nh hay bÊt kú mét ®èi t-îng ®iÒu khiÓn nµo, vµ hiÓn thÞ
d÷ liÖu ®ã d-íi d¹ng b¶ng tÝnh. §iÒu nµy gióp cho ng-êi vËn hµnh cã

52
–
®éng
thÓ quan s¸t, t¹o b¸o ço vÒ çc d÷ liÖu nhËt ký vµ d÷ liÖu thêi gian
thùc.
• Mét ®iÒu thuËn lîi lµ c«ng thøc cÊp cho b¶ng tÝnh Excel cã ®ñ søc
m¹nh ®Ó so s¸nh, chän lùa, tÝnh to¸n, lËp l¹i vµ xãa bá d÷ liÖu mµ ta
nhËp vµo. Ngay c¶ sau khi t¹o ra mét c«ng thøc, ta vÉn cã thÓ tù do thay
®æi tham sè «. Excel ®iÒu chØnh nh÷ng thay ®æi nµy vµ tÝnh l¹i theo
c«ng thøc ®· thay ®æi. V× vËy, ta cã thÓ söa ®æi néi dung tïy thÝch: thay
®æi thõa sè vµ cËp nhËt kÕt qña mµ kh«ng ph¶i nhËp l¹i c«ng thøc. Bªn
c¹nh ®ã, Excel cßn cã chøa çc hµm sè, tøc lµ çc c«ng thøc ®-îc thµnh
lËp ®Ó ng-êi dïng cã thÓ tÝnh tæng, biÕn ®æi, tÝnh to¸n mét çch tù ®éng
tÊt c¶ çc gi¸ trÞ trªn b¶ng tÝnh. §iÒu nµy hç trî nhiÒu cho viÖc tÝnh to¸n
chØ tiªu ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l-îng cña hÖ thèng khi sè liÖu thay ®æi.
• Víi kÕt qu¶ tÝnh to¸n thu ®-îc trong qu¸ tr×nh, tõ Microsoft Excel cã
thÓ thay ®æi trùc tiÕp tíi çc biÕn qu¸ tr×nh th«ng qua viÖc sö dông çc
Macro lÖnh.
• Microsoft Excel hiÓn thÞ d÷ liÖu d-íi d¹ng hµng, cét vµ ®å thÞ nªn thÝch
hîp cho viÖc thiÕt lËp çc b¸o ço.
§Ó nhËn d÷ liÖu tõ çc biÕn qu¸ tr×nh vµo b¶ng tÝnh Excel phôc vô cho
viÖc tÝnh to¸n çc tham sè bé ®iÒu khiÓn ta sö dông viÖc liªn kÕt d÷ liÖu theo
ph-¬ng thøc Hotlink cña DDE.
Cã 4 b-íc c¬ b¶n ®Ó thiÕt lËp DDE hotlink:
• CÊu h×nh Driver
• CÊu h×nh cña mét topic
• Copy ®-êng kÕt nèi tíi Clipboard (vïng l-u tr÷ t¹m thêi cña bé nhí)
• ThiÕt lËp hot link víi paste link.
CÊu h×nh driver
thiÕt lËp cÊu h×nh driver trong mµn h×nh chÝnh cña RSLinx lùa chän:
§Ó

53
–
®éng
Communication> Configure Drivers
- KÝch vµo driver mong muèn kÕt nèi tõ danh s¸ch Available Driver
Types vµ kÝch vµo Add New.
- Chän tªn cho driver míi kÝch vµo O.K
- §iÒn ®Çy c¸c th«ng tin yªu cÇu trong hép cÊu h×nh Drivers vµ kÝch OK
ThiÕt lËp Topic
Trong menu chÝnh lùa chän DDE>Topic Configuration mµn h×nh hiÓn
thÞ nh- sau:
• §Ó thªm vµo mét topic
-Trong DDE/ OPC Topic Configuration kÝch vµo New. §-a vµo mét tªn
toipc míi trong Topic List (giíi h¹n lµ 49 ký tù). §-a vµo bÊt kú mét th«ng tin
riªng nµo cho topic nãi trªn.
-KÝch Apply ®Ó thªm vµo toipc míi
-Khi ®· hoµn thµnh viÖc thªm topic, kÝch vµo Done ®Ó ®ãng DDE/ OPC
Topic Configuration.
• §Ó so¹n th¶o mét topic ®ang tån t¹i
- Trong DDE/ OPC Topic Configuration, lùa chän DDE topic b¹n muèn
so¹n th¶o tõ Topic List
- Thùc hiÖn c¸c thay ®æi cÇn thiÕt tíi topic vµ kÝch Apply.
- KÝch Yes khi cã th«ng b¸o.
- Khi ®· hoµn thµnh viÖc thªm topic, kÝch vµo Done ®Ó ®ãng DDE/
OPC Configuration.
Coppy DDE link
Lùa chän Edit > Copy DDE link to Clipboard trong menu chÝnh, mµn
h×nh hiÓn thÞ:

54
–
®éng
T¹i môc Data Table Address ta ghi ®Þa chØ « nhí chøa d÷ liÖu qu¸ tr×nh
nh- : sai sè SE N10:15 ), gi¸ trÞ ®Æt Setpoint, ®¹i l-îng ®Çu ra Y, tham sè b
( é
®iÒu khiÓn PID trong SLC500...
§-a vµo d÷ liÖu b¶ng tÝnh Excel
Sau khi ®· thiÕt lËp liªn kÕt DDE hotlink, më file DDE.xls ®-îc qui
®Þnh chøa d÷ liÖu phôc vô cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n çc tham sè. Trong
worksheet1 chän « cã ®Þa chØ (cét 2, hµng 32) chøa gi¸ trÞ cña biÕn SE cã ®Þa
chØ trong vïng nhí N10:15, L1,C1. Sau ®ã thùc hiÖn lÖnh Paste Special trong
Edit Menu. Ngoµi th«ng tin vÒ sai lÖch ta còng cã thÓ sö dông hotlink ®Ó thu
thËp rÊt nhiÒu th«ng sè kh¸c nhau cña bé ®iÒu khiÓn PID .
2.3 §¸nh gi¸ chÊt l-îng PID qua d÷ liÖu trªn Microsoft Excel
§èi víi mét hÖ thèng ®iÒu khiÓn, ngoµi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn ( tÝn hiÖu cã
Ých ) bao giê còng ph¶i chÞu ¶nh h-ëng cña nhiÔu c¶ tõ ®Çu vµo lÉn ®Çu ra. V×
çc t¸c ®éng cña nhiÔu lµ mang tÝnh ngÉu nhiªn nªn lu«n xuÊt hiÖn mét dao
®éng ngÉu nhiªn liªn tôc ë ®Çu ra ( biÕn ®iÒu khiÓn ) do ®ã sai sè hÖ thèng
còng lµ mét hµm ngÉu nhiªn theo thêi gian, v× vËy kh«ng thÓ dïng nh÷ng
ph-¬ng ph¸p trùc tiÕp ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña hÖ v× tÝnh bÊt ®Þnh cña nã.
Do ®ã, ta cÇn ph¶i sö dông ph-¬ng ph¸p thèng kª ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt l-îng cña
hÖ thèng.
XuÊt ph¸t tõ viÖc lùa chän ®¸nh gi¸ thèng kª lµm chØ tiªu chÊt l-îng
®iÒu khiÓn, ®èi víi hiÖu chØnh th«ng sè cña thuËt ®iÒu khiÓn PID ta cã thÓ
chän chØ tiªu chÊt l-îng sau :
Qj = ̂ 
2
+ 

m  min (2.1)
 
Trong ®ã :
i (i = 1,2,..) : lµ gi¸ trÞ sai lÖch tÜnh lÊy mÉu t¹i çc thêi ®iÓm gi¸n ®o¹n i.
mi = m̂  (i) =
i
1


i
n
n
1
 lµ gi¸ trÞ trung b×nh cña sai lÖch. (2.2)

55
–
®éng
mi = mi-1+
i
1
( i - mi-1) víi i = 2,3…
vµ m1= 1 (2.3)

ˆ
2
i
= 
ˆ
2
[i] =
1
1

i
)
m
(
1

 


i
n
n
2
lµ gi¸ trÞ cña ph-¬ng sai. (2.4)

2
i
=
1
2


i
i
 i-1+
i
1
( i - mi-1)2
víi i = 2,3…
vµ  1
2
= 0 (2.5)
 : HÖ sè ®¸nh gi¸, thÓ hiÖn quan hÖ gi÷a hai thµnh phÇn lµ ph-¬ng sai vµ
sai sè tÜnh, 0 cho tr-íc
 
Nh- ®· nãi ë trªn Microsoft Excel lµ mét c«ng cô m¹nh cho phÐp ph©n
tÝch thèng kª do ®ã ta cã thÓ sö dông Excel lµm nhiÖm vô thèng kª çc tham
sè cña bé ®iÒu khiÓn PID nh- sai lÖch, gi¸ trÞ ®Æt…
Sau ®ã ta cã thÓ lËp tr×nh
macro ngay trong b¶ng tÝnh ®Ó tÝnh to¸n gi¸ trÞ cña phiÕm hµm chØ tiªu chÊt
l-îng Q nh»m ®¸nh gi¸ chÊt l-îng cña bé ®iÒu khiÓn PID víi çc bé tham sè
kh¸c nhau. B»ng çc ph-¬ng ph¸p hiÖu chØnh tham sè kh¸c nhau ta sÏ ®-a ra
gîi ý cho ng-êi vËn hµnh bé tham sè míi. Khi ®-îc quyÒn thay ®æi tham sè
míi cña PID ta sÏ hiÓn thÞ çc gi¸ trÞ cña chØ tiªu chÊt l-îng Q cho phÐp ng-êi
vËn hµnh dÔ dµng quan s¸t ®Ó chøng tá r»ng bé tham sè míi sau khi ®-îc hiÖu
chØnh tèt h¬n bé tham sè cò.
Sau khi thiÕt lËp hot link gi÷a Excel vµ RS Linx, më file DDE.XLS lµ
file ®-îc quy ®Þnh ®Ó thiÕt lËp çc tÝnh to¸n tham sè PID, thao t¸c paste link
vµo « B32 lËp tøc gi¸ trÞ sai lÖch sÏ xuÊt hiÖn ë « B32 vµ ®-îc cËp nhËt liªn tôc
mçi khi cã sù thay ®æi vÒ gi¸ trÞ sai lÖch. Ta sö dông Macro ®-îc lËp tr×nh
ngay trong file DDE.XLS cña Excel ®Ó ®iÒu khiÓn sao cho gi¸ trÞ sai lÖch t¹i
thêi ®iÓm tr-íc sÏ ®-îc ®Èy tuÇn tù lªn hµng trªn theo nhÞp truyÒn d÷ liÖu gi÷a
Excel vµ RS Linx ®· ®-îc thiÕt lËp ë trªn, nh- vËy t¹i thêi ®iÓm bÊt kú ta lu«n
cã mét cét 30 gi¸ trÞ sai lÖch t¹i 30 thêi ®iÓm kh¸c nhau. D÷ liÖu sai lÖch thu
®-îc sÏ phôc vô cho qu¸ tr×nh tÝnh to¸n çc chØ tiªu chÊt l-îng thèng kª nh-
kú väng to¸n häc, ph-¬ng sai…

56
–
®éng
L-u ®å thuËt to¸n ®-îc tr×nh bµy ë h×nh 2.2
H×nh 2.2 L-u ®å thuËt to¸n tÝnh to¸n chØ tiªu chÊt l-îng Q
Ngoµi ra, víi çc d÷ liÖu thu thËp ®-îc ta cã thÓ vÏ çc biÓu ®å, b¶ng biÓu…
nh»m theo dâi çc th«ng sè quan träng cña bé ®iÒu khiÓn PID như hnh 2.3
vµ h×nh 2.4
START
G¸n e0= e1 = 0
M(0) = M(1) = 0
[x(i) = e(i)]
i=2
§äc y(i)
x(i) = e(i) = y0
y(i)
–
M(i)=M(i-1) +
i
1
[x(i) M(i-1)]
–
(i)= -1) +
(i
i
1
[M(i)– -1)]
(i
(i) =
1
2


i
i
(i-1) +
i
1
[x(i) M(i-1)]
– 2
i= i + 1
i= N ?
Q = 2
(i) + M(i)

No Yes

57
–
®éng
ChØ tiªu chÊt l-îng Q
-50,00
-30,00
-10,00
10,00
30,00
50,00
70,00
90,00
0 5 10 15 20 25 30
H×nh 2.3 BiÓu ®å thÓ hiÖn qu¸ tr×nh tÝnh håi qui gi¸ trÞ cña hµm
chØ tiªu chÊt l-îng Q t¹i 30 ®iÓm lÊy mÉu liªn tôc
H×nh 2.4 BiÓu ®å thÓ hiÖn qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña hÖ thèng
qu¸ tr×nh qu¸ ®é cña hÖ thèng
4000
4100
4200
4300
4400
4500
4600
4700
4800
4900
5000
0 5 10 15 20 25 30
PV
SP

58
–
®éng
B¶ng 2.3 B¶ng tÝnh thu thËp d÷ liÖu tõ Control block cña SLC500

3.1 Ph-¬ng ph¸p tù chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p thèng kª
3.1.1 Néi dung ph-¬ng ph¸p
Bé ®iÒu khiÓn PID x©y dùng trªn c¬ së SLC 500 cña h·ng ALLEN-
BRADLEY thùc hiÖn t¸c ®éng ®iÒu khiÓn theo sai lÖch, ®-îc m« t¶ bëi hµm
liªn tôc nh- sau:
u(t) = Kp 






 
t
d
i
t
T
dt
T
t
0
)
(
.
1
)
( 

  (3.1)
Trong ®ã = y
 0
– y, sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ ®Æt (setpoint) vµ biÕn ®iÒu khiÓn, çc
tham sè Kp, Ti, Td lµ nh÷ng tham sè cña bé ®iÒu khiÓn cÇn ph¶i lùa chän phô
thuéc vµo tõng ®èi t-îng ®iÒu khiÓn.
ThuËt to¸n PID ( 1) khi thùc hiÖn bëi SLC 500 ë d¹ng ®iÒu khiÓn sè
3.
víi çc phÇn tö d÷ liÖu 16 bit vµ chu kú c¾t mÉu sè liÖu ®o (biÕn ®iÒu khiÓn) 
kh«ng lín h¬n thêi gian trÔ cña ®èi t-îng ®iÒu khiÓn. §èi víi nh÷ng ®èi t-îng
kh«ng trÔ, chu kú c¾t mÉu kh«ng lín h¬n h»ng sè thêi gian cña hÖ thèng T
 0
Çc tham sè Kp, Ti, Td cña bé ®iÒu khiÓn PID cã thÓ ®-îc lùa chän ban
®Çu theo ph-¬ng ph¸p Ziegler-Nichols. §Ó thuËn lîi cho viÖc tù chØnh çc
tham sè tèi -u c bé ®iÒu khiÓn PID ( ®· ®-îc lùa chän ban ®Çu theo ph-¬ng
ña
ph¸p Ziegler-Nichols) dông tiªu chuÈn b×nh ph-¬ng cùc tiÓu sai sè vµ sö
sö
dông ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh ®èi víi çc tham sè cña PID.
Ph-¬ng tr×nh (3.1) cã thÓ ®-a vÒ d¹ng sè PID theo kiÓu sau:
ui = a1 i + a2 i-1
+a3 i-2 víi i=1,2... (3.2)
Trong ®ã u(t)= ui , k = 0, k=0,-1
Trong ph-¬ng tr×nh ( 2)
3. i , i-1, i-2lµ sai sè cña biÕn ®iÒu khiÓn so víi
setpoint t¹i çc thêi ®iÓm c¾t mÉu i, (i-1), (i-2) tøc lµ 
i = y0
– yi
Vµ a
 p = (a1, a2, a3 ) lµ çc th«ng sè biÕn d¹ng cña bé ®iÒu khiÓn PID
sè

HÖ sè a
 p cã quan hÖ ®¬n trÞ víi çc hÖ sè Kp, Ti, Td cña bé ®iÒu khiÓn
trªn SLC 500 nÕu tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:
0.2
  0 hoÆc 0.5T
  0 nÕu 0 =0
Quan hÖ ®¬n trÞ ®ã nh- sau






















d
p
d
i
p
d
i
p
T
K
a
T
T
K
a
T
T
K
a
3
2
1
)
3
2
(
)
1
(
(3.3)
Hay ng c l i:
ượ ạ

























)
2
(
2
2
)
2
(
3
2
1
3
2
1
3
2
1
3
3
2
1
a
a
a
a
a
a
T
a
a
a
a
T
a
a
a
K
i
d
p
(3.4)
Chó ý r»ng, do kh«ng biÕt chÝnh x¸c ph-¬ng tr×nh m« t¶ ®èi t-îng ®iÒu khiÓn
vµ ph-¬ng ph¸p lùa chän ban ®Çu tham sè lµ ph-¬ng ph¸p thùc nghiÖm
Ziegler- Nichols nªn çc hÖ sè Kp,Ti, Td th-êng lµ gi¸ trÞ gÇn ®óng víi gi¸ trÞ
tèi -u. H¬n n÷a, trong nhiÒu tr-êng hîp, vÝ dô nh- lo¹i bá thµnh phÇn vi ph©n
trong ph-¬ng tr×nh ( 1) (nghÜa lµ chØ ®iÒu khiÓn theo luËt PI), gi¸ trÞ K
3. p thay
®æi theo c«ng thøc Kp =
)
2
( 0
0
0



K
T
phô thuéc vµo ®é trÔ cña ®èi t-îng, do
®ã çc th«ng sè a
 p = (a1 , a2, , a3 ) trong tr-êng hîp chung cã thÓ xem nh- lµ
nh÷ng gi¸ trÞ ban ®Çu gÇn ®óng víi gi¸ trÞ tèi -u, ®¶m b¶o æn ®Þnh cña hÖ ®iÒu
khiÓn sö dông thuËt PID ( 2).
3.
ThuËt ®iÒu khiÓn PID ®-îc thùc hiÖn trªn SLC 500 cña h·ng Allen-
Bradley víi çc th«ng sè ban ®Çu ®-îc chän Kp
0
, Ti
0
, Td
0
, (t-¬ng øng víi a10 ,

a20 , a30 ) b»ng ph-¬ng ph¸p Ziegler- Nichols. Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®iÒu
khiÓn cña m×nh, SLC ghi nhËn l¹i sai lÖch gi÷a gi¸ trÞ ®Æt vµ biÕn ®iÒu khiÓn
t¹i tõng thêi ®iÓm c¾t mÉu. Gi¸ trÞ i chiÕm mét tõ d÷ liÖu 16 bit trong file d÷
liÖu Interger (N7:?) cßn gi¸ trÞ chu kú c¾t mÉu ®-îc x¸c ®Þnh vµ dùa vµo SLC
ë hai d¹ng: Tõ d÷ liÖu N7:? Trong tr-êng hîp PID ho¹t ®éng ë TIME MODE
hoÆc thêi gian ng¾t ch¹y ch-¬ng tr×nh PID ë chÕ ®é ng¾t thêi gian STI. Sai
lÖch i ®-îc SLC 500 truyÒn qua DH485 trong mçi nhÞp chu kú lÊy mÉu ®Õn
PC. T¹i ®©y sÏ thùc hiÖn tÝnh to¸n çc chØ tiªu chÊt l-îng ®iÒu khiÓn ®Ó quyÕt
®Þnh hiÖu chØnh hay kh«ng ®èi víi çc tham sè cña bé ®iÒu khiÓn PID.
3.1.2 ChØ tiªu chÊt l-îng ®iÒu khiÓn th«ng qua çc ®¸nh gi¸ thèng kª.
§èi víi çc hÖ thèng ®iÒu khiÓn, ngoµi tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn (tÝn hiÖu cã
Ých) bao giê còng cã t¸c dông nhiÔu, thËm chÝ nÕu kh«ng cã t¸c ®éng nhiÔu tõ
bªn ngoµi th× b¶n th©n thiÕt bÞ còng cã nhi u tõ bªn trong. V× t¸c ®éng nhiÔu
ễ
vÒ b¶n chÊt lµ çc hµm ngÉu nhiªn theo thêi gian, do ®ã cho dï ®èi víi cÊu
tróc ®iÒu khiÓn nµo ®i n÷a th× hÖ thèng ®Òu sinh ra dao ®éng ngÉu nhiªn liªn
tôc ë biÕn ®Çu ra (biÕn ®iÒu khiÓn), vµ sai sè hÖ thèng i (t) còng lµ mét hµm
ngÉu nhiªn cña thêi gian, v× vËy kh«ng thÓ dïng trùc tiÕp ®Ó ®¸nh gi¸ ®é chÝnh
x¸c cña hÖ v× tÝnh bÊt ®Þnh cña nã. V× vËy, cÇn ph¶i sö dông gi¸ trÞ trung b×nh
ngÉu nhiªn nµo ®ã. Tuy trong nhiÒu tr-êng hîp kh«ng quan t©m ®Õn gi¸ trÞ
dÊu cña sai sè hÖ thèng, cho nªn cã thÓ ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cña hÖ thèng
b»ng çch sö dông kú väng to¸n häc b×nh ph-¬ng sai sè.
 
M [
= 2
(t)] (3.5)
Gi¸ trÞ thÓ hiÖn moment bËc 2 cña sai sè hÖ thèng. C¨n bËc hai cña th-êng
 
®-îc gäi sai sè b×nh ph-¬ng trung b×nh. HÖ thèng ®-îc gäi lµ tèi -u theo tiªu
chuÈn cùc tiÓu hãa ®-îc gäi lµ hÖ sè tèi -u theo tiªu chuÈn b×nh ph-¬ng cùc

tiÓu sai sè.

Tiªu chuÈn b×nh ph-¬ng cùc tiÓu sai sè lµ tiªu chuÈn ®¬n gi¶n nhÊt xÐt
tõ gãc ®é thuËt to¸n vµ tõ ®ã th-êng ®-a ra nh÷ng ph-¬ng ph¸p ®¬n gi¶n ®Ó
x¸c ®Þnh hÖ thèng tèi -u. §èi víi nhiÒu bµi to¸n nã lµ chØ tiªu phï hîp ®Ó xÐt
tèi -u hÖ thèng. MÆt kh¸c moment bËc 2 cña sai sè cã thÓ biÓu hiÖn th«ng qua
kú väng to¸n häc vµ ph-¬ng sai cña sai sè. Tiªu chuÈn b×nh ph-¬ng cùc tiÓu
sai sè ®-îc tæng qu¸t hãa nh- sau:
F(M , D ) = extremum (
  3.6)
M : Gi¸ trÞ trung b×nh cña sai sè .
 
D  : Ph-¬ng sai cña sai sè .

Và được gọi là tiêu chuẩn bình phương cực tiểu sai số tổng quát được N.I.
Andrew đưa ra dẫn đến các điều kiện cần và đủ để xác định hệ tối ưu đối với
hệ thống bất kỳ và đưa ra lời giải chung cho bài toán xác định hệ tối ưu tuyến
tính.
Xuất phát từ lựa chọn đánh giá thống kê làm chỉ tiêu chất lượng điều
khiển, đối với hiệu chỉnh thông số của thuật điều khiển PID ta có thể chọn chỉ
tiêu chất lượng dạng sau:
3
2
1 ,
,
2
min
ˆ
ˆ
a
a
a
j m
Q 

 
 
 (3.7)
Chỉ tiêu trên không những tính đến phương sai của các sai số, mà còn
cả sai số tĩnh trên từng khoảng thời gian, và là hệ số đánh giá quan hệ giữa

hai thành phần phương sai và sai số tĩnh, 0 và cho trước. Để tính toán các
 
đánh giá hệ thống trong thành phần của biểu thức ( 7), sử dụng phương pháp
3.
tính hồi qui các giá trị thống kê trong điều kiện nhiễu ngẫu nhiên không kiểm
soát được khi giải các bài toán tối ưu tĩnh và động trong thời gian thực. Trong
phương pháp hồi qui tính các đánh giá thống kê, chấp nhận sai số so với
phương pháp chính xác, nhưng tăng tốc độ tính toán lên hai lần, tiết kiệm thời
gian tính đối với các tham số của bộ điều chỉnh, do đó đảm bảo tính thời gian
thực của hệ tự chỉnh tham số của PID xây dựng trên cơ sở PC PLC. Các số
-

liệu phục vụ cho phương pháp hồi qui tính các đánh giá thống kê cho ở dạng
gián đoạn i , i =1,2.. với i=1 là điểm khởi đầu của chuỗi dữ liệu trong vòng
tính mới sau khi kết thúc vòng tính cũ.
Biểu thức đánh giá giá trị trung bình 






 

i
n
n
i
i
i
m
m
1
1
)
(
ˆ 

mi =mi-1+ )
(
1
1

 i
i m
i
 v i i=2,3 .. v
ớ à m1=1 (3.8)
Biểu thức tính phương sai:

2
i
   











2
1
2
1
1
1
2
i
i
i m
i
i
i

 , i=2,3.. 0
2
1 
 (3.9)
Trong đó mi-1 tính theo (3.8)
Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n sÏ dõng l¹i khi chØ sè hiÖu qu¶ cña ®¸nh gi¸ thèng kª ®èi
víi gi¸ trÞ trung b×nh nhá h¬n chØ sè hiÖu qu¶ cho phÐp
efm [i] e
 f0 ( 10)
3.
efm [i] = 2
2
i
i


v i i T 2 ( 11)
ớ   3.
Trong đó 2
i
 =  
i
m
2
 là phương sai của giá trị trung bình mi
 
 
2
1
2
1
2
1
2
1
1


 



 i
i
i
i
i m
i



 i=1,2,.. 0
2
1 
 ( 12)
3.
   




i
n
m
i n
m
i
i
m
1
ˆ
1
ˆ 

 là giá trị trung bình của mi
 
1
1
1

 

 i
i
i
i m
i


 i=2,3,..1=1 ( 13)
3.
3.1.3 Ph-¬ng ph¸p tù chØnh tham sè PID b»ng ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh
Sö dông ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh ®Ó hiÖu chØnh c¸c tham sè PID tho¶ m·n
chØ tiªu chÊt l-îng theo tiªu chuÈn b×nh ph-¬ng cùc tiÓu sai sè tæng qu¸t d¹ng
( 7) cã thÓ thùc hiÖn ®-îc v× hÖ thèng tho¶ m·n ®iÒu kiÖn gÇn tÜnh, tøc lµ tèc
3.
®é dÞch chuyÓn cña ®iÓm tèi -u cña chØ tiªu d¹ng ( 7) d-íi t¸c ®éng cña
3.
nhiÔu nhá h¬n nhiÒu so víi tèc ®é cña qu¸ tr×nh qu¸ ®é, sinh ra bëi ®éng häc

cña qu¸ tr×nh nhiÖt. Ph-¬ng ph¸p ®¬n h×nh rÊt hiÖu qu¶ trong çc tr-êng hîp
thiÕu m« t¶ to¸n häc cña çc ®èi t-îng ®iÒu khiÓn vµ khi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c
cña ®iÓm tèi -u kh«ng cao (çc tham sè PID cã thÓ xª dÞch quanh ®iÓm tèc
-u) vµ khèi l-îng thÝ nghiÖm trªn ®èi t-îng ®iÒu khiÓn bÞ h¹n chÕ.
PhÐp x©y dùng ®¬n h×nh ®-îc x©y dùng theo çch sau: Trong kh«ng
gian ba chiÒu cña ba tham sè PID lµ a1, a2, a3 x©y dùng ®¬n h×nh bao gåm tø
diÖn víi bèn ®Ønh kh«ng thuéc mÆt ph¼ng to¹ ®é nµo cña kh«ng gian t¹o ®é a1,
a2, a3 vµ ®¬n h×nh cã tÝnh chÊt ®¬n h×nh ®Òu nghÜa lµ çc c¹nh cña ®¬n h×nh
gi÷a çc ®Ønh kÒ nhau b»ng nhau. C¬ së ®Ó sö dông ®¬n h×nh khi chuyÓn ®éng
®Õn ®iÓm tèi -u lµ ®Æc tÝnh sau: Ma trËn, x¸c ®Þnh täa ®é çc ®Ønh cña hai ®¬n
h×nh kÕ tiÕp nhau, cã chung mét mÆt, chØ kh¸c nhau bëi mét dßng, t-¬ng øng
víi to¹ ®é cña ®Ønh ®èi xøng qua mÆt chung ®ã. Nh- vËy, tõ bÊt kú mét ®¬n
h×nh nµo cã thÓ nhËn ®-îc ®¬n h×nh míi b»ng çch bá ®i mét trong çc ®Ønh,
thay vµo ®Ønh míi ®èi xøng víi ®Ønh bÞ bá ®i qua mÆt chung. Cô thÓ trong
tr-êng hîp tù chØnh tham sè PID theo tiªu chuÈn ( 7), ®¬n h×nh chuyÓn ®éng
3.
®Õn ®iÓm tèi -u (a*1, a*2, a*3) b»ng çch lo¹i çc ®iÓm cã gi¸ trÞ hµm môc tiªu
lín nhÊt vµ x©y dùng ®¬n h×nh víi ®Ønh míi ®èi xøng víi ®Ønh bÞ lo¹i bá qua
mÆt ph¼ng ®èi diÖn. Khi ®ã t©m cña ®¬n h×nh sÏ dÞch chuyÓn vÒ h-íng, n¬i
mµ gi¸ trÞ cña hµm môc tiªu bÐ nhÊt.
NÕu ®Ønh míi cña ®¬n h×nh cã gi¸ trÞ hµm môc tiªu lín so víi ®iÓm lo¹i
bá. Khi ®ã cÇn quay trë l¹i ®¬n h×nh cò vµ x©y dùng ®¬n h×nh míi víi c¹nh
cña ®¬n h×nh nhá h¬n mét nöa so víi gi¸ trÞ cò xung quanh ®Ønh cã gi¸ trÞ hµm
môc tiªu bÐ nhÊt. Çch thøc nµy ¸p dông cho tr-êng hîp gi¸ trÞ to¹ ®é cña
®Ønh míi v-ît ra ngoµi miÒn giíi h¹n cña tham sè PID.
§¬n h×nh ban ®Çu cã t©m ®iÓm n»m ë to¹ ®é A 0
(a10, a20, a30). To¹ ®é
çc ®Ønh cña ®¬n h×nh Aj (j = 1 4) ®-îc x¸c ®Þnh b»ng çch céng h×nh häc

çc vect¬ Aj (j = 1 4) cña ®¬n h×nh mµ t©m cña nã ®-îc chuyÓn dÞch vÒ gèc

to¹ ®é, víi vect¬ A0

Aj = Aj + A0
j = 1 4 ( 14)
,  3.
§¬n h×nh víi t©m ®iÓm chuyÓn vÒ gèc to¹ ®é Aj , j = 1 ®-îc x©y dùng nh-
 4
sau : §Ønh A j n»m ë trªn môc a3 t¹i ®iÓm R3 cßn çc ®Ønh cßn l¹i ®èi xøng
qua trôc to¹ ®é vµ mÆt ph¼ng to¹ ®é. To¹ ®é cña çc ®Ønh cña ®¬n h×nh ®ã
®-îc x¸c ®Þnh bëi ma trËn kÝch th-íc (4x3) theo çch thøc sau



































3
3
2
3
2
1
3
2
1
4
1
0
0
0
.
.
.
R
r
R
r
r
R
r
r
r
l
A
A
A ( 15)
3.
Trong ®ã l lµ chiÒu dµi c¹nh cña ®¬n h×nh.
ri =
)
1
(
2
1

i
i
(3.16)
Ri =
)
1
(
2 
i
i
i= 3
,
1
Thùc hiÖn trùc tiÕp trªn m« h×nh, tÝnh to¸n hµm môc tiªu ®èi vãi tÊt c¶ çc
®iÓm cña ®¬n h×nh, sau ®ã x¸c ®Þnh ®Ønh tåi nhÊt. Trong tr-êng hîp tÝnh
“ ”
®iÓm Min th× ®Ønh tåi nhÊt cã gi¸ trÞ hµm môc tiªu lín nhÊt so víi çc ®Ønh
“ ”
cßn l¹i.
As = arg max Q (Aj) víi 1 4 (
 j  3.17)
Vµ ®Ønh tèt nhÊt
“ ”
Ap = arg min Q (Aj) víi 1 m+1
 j  ( 18)
3.

D u hi u k t thó
ấ ệ ế c đi m c c tr l
ể ự ị à :





2
1


G
d
d l Ých th c c
à k ướ ạnh đơn h×nh
d= 


3
1
2
)
(
i
pi
si A
A ( 19)
3.
G là đại l ng t ng v i gÝa tuy
ượ ương đươ ớ trị ệt đối c a gradien
ủ
G=
d
A
Q
A
Q p
s )
(
)
( 
( 20)
3.
NÕu dÊu hiÖu





2
1


G
d
tho¶ m·n th× kÕt thóc t×m kiÕm theo phÐp ®¬n h×nh vµ
Api = { api } , i= 3
,
1 lµ ®iÓm tèi -u.
L-u ®å thuËt to¸n :

94
–
®éng
Ch-¬ng 4 « pháng hÖ thèng vµ kÕt qu¶ thùc hiÖn
: M
4.1 X©y dùng hÖ thùc nghiÖm
Giíi thiÖu bé m« pháng ®èi t-îng KI-101
H×nh 4.1 Bé m« pháng ®èi t-îng KI-101
Bé m« pháng ®èi t-îng model -101 (xem h×nh 4.1 lµ thiÕt bÞ m«
KI )
pháng ®éng häc cña hai ®èi t-îng ®éc lËp theo kiÓu nèi tÇng hoÆc song song.
ThiÕt bÞ nµy cã thÓ m« pháng ®-îc hÇu hÕt c¸c ®Æc tÝnh ®éng häc cña nhiÒu
®èi t-îng trong c«ng nghiÖp b»ng phÇn cøng nhê sö dông mét m¹ch vi xö lý.
Do ®ã KI-101 rÊt phï hîp trong c«ng t¸c gi¶ng d¹y, nghiªn cøu, ph¸t triÓn vµ
kiÓm tra m« h×nh ®èi t-îng trong c¸c qu¸ tr×nh c«ng nghiÖp.
TÝn hiÖu vµo/ra cña bé m« pháng lµ tÝn hiÖu t-¬ng tù víi d¶i ®iÖn ¸p tõ
0 5VDC, tÝn hiÖu t-¬ng tù nµy ®-îc trÝch mÉu víi chu kú T=16ms. MÆt tr-íc
cña thiÕt bÞ cung cÊp mét sè nót chøc n¨ng gióp cho ng-êi sö dông dÔ dµng
cµi ®Æt cÊu h×nh hoÆc thay ®æi ®èi t-îng.

95
–
®éng
S¬ ®å khèi cña KI-101 ® c thÓ hiÖn trªn h×nh 4.2 :
-î
H×nh 4.2 S¬ ®å khèi cña KI-101.
§èi t-îng A trªn KI-101 gåm çc çc khèi ®-îc tr×nh bµy ë b¶ng 4.1
B¶ng 4.1 Çc khèi ®éng häc cña ®èi t-îng A
Khèi Unit
Time Scaling
FAST MED SLOW
Delay
0 NONE NONE NONE
1 0,1[s] 0,2[s] 0,5[s]
2 0,2[s] 0,4[s] 1,0[s]
5 0,5[s] 1,0[s] 2,5[s]
10 1,0[s] 2,0[s] 5,0[s]
Gain
0,5 0,5 0,5
0,75 0,75 0,75
1 1 1
1,5 1,5 1,5
2 2 2

96
–
®éng
Lag
OFF NONE NONE NONE
1
s

1
1
s
2
1
1
 s
5
1
1

2
 2
1
1
s
  2
2
1
1
s
  2
5
1
1
s

4
 4
1
1
s
  4
2
1
1
s
  4
2
1
1
s

Lag
(coupling)
OFF NONE NONE NONE
1
s

1
1
s
2
1
1
 s
5
1
1

2
 2
1
1
s
  2
2
1
1
s
  2
5
1
1
s

Complex
Pole
OFF NONE NONE NONE
I 2
25
,
0
1
1
s
s 
 2
4
5
,
0
1
1
s
s 
 2
25
25
,
1
1
1
s
s 

II 2
1
1
s
s 
 2
4
2
1
1
s
s 
 2
25
5
1
1
s
s 

Unstable
Zero/Pole
OFF NONE NONE NONE
I s

1 s
2
1 s
5
1
II s
5
,
0
1 s

1 s
5
,
2
1
III
s
1
s
2
1
s
5
1
IV
s

1
1
s
2
1
1
 s
5
1
1

Load
C¸c hµm step, sine vµ random víi biªn ®é lµ 10% toµn
thang ®o
Noise Biªn ®é cùc ®¹i lµ 1%, 2%, 5% vµ 10% toµn thang

Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf

Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf

Similar to Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nâng cao chất lượng bộ điều khiển PID trong công nghiệp.pdf