[PDF] Monitoring and Control of a Process by SCADA via Grafcet and





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Coder du Grafcet en langage LADDER (Ressource) Coder du Grafcet en langage LADDER (Ressource)

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Programmable Logic Controller (PLC) via Grafcet and Ladder Diagram (LD) programming. The report explains the background and several methods to program a.



N H B C D E F G I J K L A M

25/06/1984 5.1-2 Graphic symbols specific to Grafcet language ... A graphic language Ladder language



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Du GRAFCET au Ladder - Automatic Solution

Il peut être intéressant dans certains cas de figure de pouvoir traduire un GRAFCET en langage LADDER (notamment quand l’automate ne prends pas en charge le langage GRAFCET) Les étapes de GRAFCET peuvent être considérées comme des fonctions mémoires



1 CONTENU DU DOCUMENT 1 3 EXEMPLES 2 CES - ERM Automatismes

Méthode à partir d’exemples de GRAFCET codés en langage LADDER à l’aide de Step7 (TIA PORTAL) Le codage reprend les 5 règles qui définissent le GRAFCET Extraits du programme TIA PORTAL : « Projet_coder_grafcet_ressource_x » 2 NORME 60848 GRAFCET (EXTRAIT) 4 5 Règles d'évolution

Comment traduire un grafcet en langage Ladder ?

On va voir dans ce qui suit comment traduire un GRAFCET en langage Ladder en se basant sur l’exemple d’illustration suivant : La première étape c’est de traduire le GRAFCET en équations logiques : Soit Xi l’étape i, Xi-1 l’étape qui la précède et Xi+1 l’étape qui la suit. Ti-1 et Ti les réceptivités associées aux transitions.

Comment lire un grafcet ?

Liaisons orientés : Le Grafcet se lit de haut en bas, autrement il est nécessaire d’indiquer son évolution avec des liaisons orientées constituées de flèche indiquant le sens. Action : L’action est associée à une étape, elle est active lorsque le cycle est arrivé sur l’étape.

Qu'est-ce que le Grafcet ?

C’est un modèle de représentation graphique des comportements dynamiques de la partie commande. Sa formulation est indépendante de toute technologie de réalisation (que celleci soit câblée ou programmée). Le GRAFCET permet de visualiser de façon particulièrement claire toutes les évolutions du système.

Quels sont les avantages de la méthode grafcet ?

La méthode est simple, reproductible, et permet dans une équipe d’avoir plusieurs programmeurs. L’analyse GRAFCET peut être conservée sur papier afin de structurer le programme, le codage devenant une simple reproduction systématique du GRAFCET. Title DPEA1000013

MonitoringandControlofa ProcessbySCADAviaGrafcetandLadder

DiagramProgramming

By

AHMADFAIZBINFAUZI

FINALPROJECTREPORT

Submittedto the Electrical & ElectronicsEngineeringProgramme inPartialFulfillmentoftheRequirements for theDegree

Bachelor ofEngineering(Hons)

(Electrical&ElectronicsEngineering)

UniversitiTeknologiPetronas

BandarSeriIskandar

31750Tronoh

PerakDarulRidzuan

©Copyright2007

by

AhmadFaizbinFauzi,2007

a

CERTIFICATIONOFAPPROVAL

Monitoring and Controlofa ProcessbySCADAviaGrafcetandLadder

DiagramProgramming

Approved:

A by

AhmadFaizbinFauzi

A project dissertation submittedto the

UniversitiTeknologiPETRONAS

in partial fulfilment of the requirementfor the

BachelorofEngineering(Hons)

(Electrical&ElectromcsEngineering)

DrNordinSaad

ProjectSupervisor

UNIVERSITITEKNOLOGIPETRONAS

TRONOH,PERAK

June2007

111

CERTIFICATIONOFORIGINALITY

This is to certifythat I amresponsiblefor the work submittedin this project,thatthe originalworkis my ownexceptas specifiedinthereferencesandacknowledgements, and that the original work contained herein have not been undertaken or done by unspecifiedsources or persons.

AhmadFaizbinFauzi

IV

ABSTRACT

Acquisition(SCADA)systemfor themonitoringandcontrol ofaprocessusing ProgrammableLogicController(PLC) via Grafcet and Ladder Diagram (LD) PLC. Whendealingwith aPLC,Grafcetisbecomingthepreferablemethodtowork withbecause ofitseasinessand theclearflowofprogram.In this work, theTidal Gate Control System (TGCS) is selected as a case study to investigate the advantages anddisadvantagesofGrafcetoverLD. Aliteraturereviewtotracktheachievements of researchers in using Grafcet and about Grafcet have been conducted. Procedure and toolsrequiredtodevelopTGCS areelucidated.Resultson theimplementationof theprojectarediscussed.Programmingthe PLC toimplementthemonitoringand control ofTGCSviaGrafcetismoreconvenientcomparedtoprogrammingvia LD. Therecommendationson the future works of thisprojectare also discussed.

ACKNOWLEDGEMENTS

Firstofall, mygreatestthankstoAllahS.W.Tfor Hisblessforgivingme a chanceto finish theproject. I would like to express warm gratitude to my FYP supervisor, Dr Nordin Saad upon closesupervision,mentoring and guidancethroughouttheproject commencement. Thank you to Mr. Azhar Zainal Abidin, UTPLaboratoryTechnologist,for full co-operationand guidance inOmronPLC.Heartiestappreciationsare also conveyed to Henry Choong, Juravic Sales Engineer, for his guidance in Automgen7 software. Thank you to Carl Swanepoel, AdroitSupportEngineer, for his assistance in the project may not be succeeded. Lastly, I would like to thank my family for giving consistent spiritual support all the way through. They have motivated me in completing the project. Special thanks to my colleagues, Syahril Izwan Baniram and Mohd Adzril Abd Razak for their assistance in designing the TGCS SCADA and also giving me the support that I needed towards thecompletionof the project. VI

TABLEOFCONTENTS

CERTIFICATIONOFAPPROVAL.....iii

CERTIFICATIONOFORIGINALITYiv

ABSTRACTv

ACKNOWLEDGEMENTSvi

TABLEOFCONTENTSvii

LISTOFFIGURESx

LISTOFTABLExi

LISTOFABBREVIATIONSxii

CHAPTER1:INTRODUCTION1

1.1Background1

1.2ProblemStatement3

1.3ObjectivesandScopeofStudy4

1.4TidalGateControlSystem5

1.4.1.1AutomaticControlMode7

1.4.1.2ManualControlMode9

1.4.1.3SCADAControlMode9

1.4.1.4PreloadsCondition9

CHAPTER2:LITERATUREREVIEWANDTHEORY10

2.1Introduction10

2.2Grafcet10

2.2.1GrafcetBlocks11

2.3 TheRelatedTechnologyonFloodMitigation-OpenChannel

Hydraulics-13

CHAPTER3:METHODOLOGY14

3.1ProcedureIdentification14

3.2 Tools Required14

3.2.1Automgen7.101Software15

3.2.2Cx-ProgrammerSoftware15

vii

3.2.3OPCServerSoftware15

3.2.4OPCClient,SCADA/HMISoftware16

3.2.5OmronPLCHardware16

CHAPTER4:RESULTSANDDISCUSSION17

4.1 Grafcetprogramming via Automgen717

4.1.11/Ossyntax and Symbols17

4.1.2ORandAND19

4.1.3Timer19

4.1.4Force-to-StopTechnique20

4.1.5Destinationand Source Steps,Destinationand Source

Transitions21

4.2 Communicationof Automgen7with Omron PLC22

4.3CommunicationofAdroit6withOmronPLC23

4.3.1 Adroit OmronSysmacProtocol Driver23

4.3.2KEPwareEnhancedOPC/DDEServer24

4.4TGCSDesignviaGrafcetandLD26

4.4.1AnalogInputs26

4.4.1.1 Analog Inputsvia Grafcet27

4.4.1.2 Analog Inputsvia LadderDiagram29

4.4.1.3 ComparisonbetweenGrafcet andLD30

4.4.2Auto/ManualControlMode30

4.4.2.2Auto/ManualControlModeviaLD33

4.4.2.3 ComparisonbetweenGrafcetand LD33

4.4.3SCADAControlMode34

4.4.3.1SCADAControlModeviaGrafcet35

4.4.3.2SCADAControlModeviaLD36

4.4.3.3 Comparisonbetween Grafcetand LD36

4.4.4 Gates Sequenceand Weir Sequence36

4.4.4.1 Gates Sequenceand Weir Sequencevia Grafcet 37

4.4.4.2 Gates Sequence andWeir Sequencevia LD 38

vm

4.4.4.3 Comparisonbetween GrafcetandLD40

4.4.5 10secondsdelay-to-close40

4.4.5.1 10secondsdelay-to-closevia Grafcet41

4.4.5.2 10secondsdelay-to-closevia LD41

4.4.5.3ComparisonbetweenGrafcetandLD42

4.4.6PreloadsCondition42

4.4.6.1PreloadsConditionviaGrafcet:42

4.4.6.2PreloadsConditionviaLD43

4.4.6.3ComparisonbetweenGrafcetandLD43

4.5TGCSDesign44

4.5.1SecurityLogin44

4.5.2TGCSMimics44

4.5.3Alarm45

4.5.4Event45

4.5.5Trend45

CHAPTER5:CONCLUSIONANDRECOMMENDATIONS46

5.1Conclusion46

5.2Recommendations47

REFERENCES48

APPENDICES49

APPENDIXA:FLOWCHARTSOFTGCSPROCESS50

APPENDIXB:TABLESOFTGCS1/OSANDCQM1H

ADDRESSES53

APPENDIXC:FIGURESOFAUTOMATICCONTROLMODE

FORGATE1AANDGATEIB55

APPENDIXD:FIGURESOFTGCSSCADA57

APPENDIXE:OMRONPLCCQM1HSYSMACWAY

COMMUNICATIONSETTINGS63

APPENDIXF:KEPWAREENHANCEDOPC/DDESERVER

COMMUNICATIONSETTINGS64

IX

LISTOFFIGURES

Figure2.1:Grafcetbuildingblocks11

Figure2.2:SelectivebranchinginGrafcet12

Figure2.3:ParallelbranchinginGrafcet12

Figure4.1:GrafcetwithdefaultI/Ossyntax18

Figure4.2:GrafcetwithassignedSymbols18

Figure4.3:Symbols18

Figure4.4:OR19

Figure4.5:AND19

Figure4.6:Timer19

Figure4.8:Jump-tooperationin Grafcet21

Figure4.10:Settingto makeOmronPLCacknowledgesdigitaloutputaddresses assignedatAutomgen722 Figure4.12:AssociatingAutomgenwordtothetargetedCQMIH analoginput 27

Figure4.15:ManualcontrolmodeviaGrafcet32

Figure4.16:SCADAcontrolmodein Grafcet35

Figure4.19: 10seconds delay-to-closefor Gatelavia LD41

LISTOFTABLE

Table4.1:MemoryareastructureofCQMIH25

XI

LISTOFABBREVIATIONS

SCADA SupervisoryControl and Data Acquisition

PLC ProgrammableLogicController

Grafcet Graphede CommandeEtape Transition

LDLadderDiagram

TGCSTidalGateControlSystem

FYPFinalYearProject

SFC Sequential Function Charts

LDLadderDiagram

FBDFunctionBlockDiagram

STStructuredText

ILInstructionList

I/OsInputs-Outputs

VDINsVirtual Digital Inputs

HRsHoldingRelays

AINAnalogInput

LTLevelTransmitter

xu

CHAPTER1

INTRODUCTION

1.1Background

More than two decades ago, a wide rangeofdififerentprogranimingtechniques hasbeenusedto writeprogramsforindustrialcontrolapplicationsand forProgrammable Logic Controllers (PLCs). Control applications have been developed inBASIC,FORTH, C,StructuredEnglish, InstructionList andnumerousotherlanguages.This contributed difficulties for people involved with such systems i.e. the technicians, maintenance personnel, system designers to plant managers to learn and to be trained in thedififerent controllanguages.In orderto solvethe problemIEC61131-3standardwas publishedin March 1993to provide standardthat definedthe way control systems such as PLCs could beprogrammed[1]. The IEC61131-3standardcurrentlydefinesfiveprogramminglanguagesfor PLCs: i. Sequential function chart (SFC) ii. Ladder diagram (LD) iii. Function block diagram (FBD) iv.Structuredtext(ST) v.Instructionlist (IL) SFC or also known as Grafcet is agraphicallanguage fordepictingsequential behaviorof acontrolsystem.LD is alsoagraphicallanguagethat is basedon the relay ladder logic.ThisparticularmethodtoprogramPLCsiscommonlyin theindustries[2]. FBDisgraphicallanguageaswell.It is usedfordepictingsignalanddataflowsthrough functionblocks. language.

1.2ProblemStatement

thesystemfaultcanbetracedandcorrected. To overcome the LD limitations, Grafcet has been proposed [2]

1.3 Objectives and ScopeofStudy

• Tounderstandthearchitectureanddesignof Grafcetprogramming • ToconstructaworkableprocesscontrolledviaGrafcetand LD programming

DataAcquisition(SCADA)

and LD programming.

1.4TidalGateControlSystem

.a Pu s x .a 3 (6 ft c* O m a) Si u O o 3 O as o c 2 a: o o oquotesdbs_dbs44.pdfusesText_44
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