SCADA

BỘ CÔNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH

ĐIỀU KHIỂN GIÁM SÁT DÂY CHUYỀN MẠ CROM SỬ DỤNG INTOUCH WONDERWARE W ONDERWARE

Sinh viên:

Lớp: Lớp: GVHD:

TRẦN ĐÌNH TRỌNG TRỌNG ĐẶNG VĂN CHÍ TÂM TÂM TRẦN DUY LĨNH LĨNH PHAN TIỂU LEM LEM LÊ HOÀI CẢM CẢM DHDKTD9A THS. NGUYỄN ĐỨC TOÀN

13018311 13042901 13053861 13052111 13056391

TP. HCM, NĂM 2017

Đồ án tốt nghiệ p

Trường ĐHCN TP HCM

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH 1.

Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài đề tài (1): Trần Đình Trọng, MSSV: 13018311 (2): Đặng Văn Chí Tâm, MSSV: 13042901 (3): Trần Duy Lĩnh, MSSV: 13053861 (4): Phan Tiểu Lem, MSSV: 13052111 (5): Lê Hoài Cảm, MSSV: 13056391

2.

Tên đề tài đề tài ĐIỀU ĐIỀU KHIỂ KHIỂN GIÁM SÁT DÂY CHUYỀ CHUY ỀN MẠ CROM SỬ SỬ DỤNG INTOUCH WODERWARE

3.

Nội dung Đây là mô hình quy trình mạ crom bao gồm các công đoạn: – mạ – sấy – sấy (Có cài đặt thời gian nhúng, nhiệt độ - Cấp phôi vào để nhúng rửa – mạ sấy) – Phân loại hàng tốt hoặc lỗi bằng cách xử lý ảnh dùng phần mềm Labview điều khiển card NI. - Cất sản phẩm tốt vào 3 kho chứa, sản phẫm lỗi rớt vào khay. Điều khiển và giám sát bằng máy tính thông qua phần mềm Intouch Truyền thông giữa card NI và S7 -1200 bằng phần mềm OPC NI (Cũng là của OPC kepserver) tích hợp trong Labview. Truyền thông giữa máy tính và S7 -1200 bằng phần bằng phần mềm OPC Kepserver

4.

K ết quả quả

Hoàn thành và vận hành được mô hình phần cứng dây chuyền mạ crom Lập trình S7-1200 điều khiển vị trí Servo MR -J2S– mạ – -J2S-10A cấp phôi để nhúng rửa – mạ sấy – phân phân loại và cất hàng vào kho. Lập trình truyền thông S7-1200 và Card NI MyRio bằng OPC analog bằng Card Ni MyRio Lập trình xử lý ảnh phân loại sản phẩm và đọc tín hiệu analog bằng Lập trình giám sát SCADA thiết kế giao diện 3D bằng 3D bằng phần mềm Intouch với các chức năng User, Report, Alarm. Giảng viên hướng dẫn

Tp. HCM, ngày

tháng năm 20..

Sinh viên

GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

2


Trường ĐHCN TP HCM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. .... ........................... ........................................ ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. ....

Tp. Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2017

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


3


Trường ĐHCN TP HCM NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

.......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................

Tp .Hồ Chí Minh, ngày…..tháng…..năm 2017

GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN


4


Trường ĐHCN TP HCM LỜI NÓI ĐẦU

Trong quá trình công nghiệ p hóa - hiện

đại hóa đất nướ c, t ự động hóa là yếu t ố không

thể thiếu trong một nền công nghiệ p hiện

đại. Hiện nay, công nghiệ p xi mạ đã trở

thành một trong những ngành phát triển mạnh mẽ trên thế giớ i nói chung. Riêng ở Việt Nam, các ngành công nghiệ p ph ụ tr ợ đang

đượ c chú tr ọng đầu tư phát triển, trong đó

có ngành công nghiệp gia công, sơn kim loại, hay gọi là công nghiệ p xi mạ. Mạ kim loại là hình thức ph ổ bi ến trong công nghiệ p m ạ, loại

vì đa số các sản ph ẩm kim

đều c ần ph ải có lớ p b ề mặt bảo v ệ, tính thẩm m ỹ và đảm b ảo ch ất lượ ng cho sản

phẩm. Công nghệ ngành xi mạ có các hình th ức mạ

khác nhau như: mạ điện, mạ hóa

học, mạ nhúng nóng.

Do đó, việc xây dựng nên một dây chuyền mạ sản phẩm đượ c tự động hóa là một việc cần thiết hiện nay. Nắm

đượ c tầm quan tr ọng đó, chúng em đã làm đề tài: “Điều

khiển giám sát dây chuyền mạ Crom”.


5


Trường ĐHCN TP HCM LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đề tài này thì trướ c hết chúng em xin cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại H ọc Công Nghiệ p Thành phố H ồ Chí Minh, các thầy cô trong Khoa Điện và các thầy cô bộ

môn đã tạo điề u kiện cho chúng em đượ c học tập và đã truyền đạt

nhiều ki ến thức cho chúng em làm n ền t ảng h ọc v ấn. Chúng em vô cùng cảm

ơn thầ y

Nguyễn Đứ c Toàn, ngườ i thầy đã trực tiếp định hướng và hướ ng dẫn chúng em nghiên cứu m ột

lĩnh vực khá là r ộng và mớ i mẻ, v ớ i kh ối lượ ng công việc l ớn đối vớ i

chúng em. Và c ảm

ơn tất c ả b ạn bè đã giúp đỡ và động viên trong suốt quá trình làm

đồ án. Trong quá trình thực hiện còn gặ p nhiều khó khăn. Đó là tài liệ u tham khảo cho vấn đề

này đang rất ít và hạn hẹ p. Mặc dù đã rấ t cố gắng nhưng khả năng và thờ i gian có hạn và đồng thờ i kinh nghiệm chưa nhiều nên không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy chúng em r ất mong sự

đóng góp ý kiến bổ sung của thầy cô để đồ án này đượ c hoàn

thiện hơn.


6


Trường ĐHCN TP HCM LỤ C M ỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH ...................................................2 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ..........................................................3 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN .............................................................4 LỜI NÓI ĐẦU ..............................................................................................................5 LỜI CẢM ƠN ...............................................................................................................6 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ ...................................................................................10 DANH S ÁCH CÁC BẢNG .........................................................................................14 CHƯƠNG 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................ 15 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ ............................................................ 17 2.1. Danh mục các thiết bị cơ khí. ...................................................................17 Các thiết bị khí nén ...................................................................................18 2.2. Danh mục các thiết bị điện ....................................................................... 20 2.3.

2.4.

Servo MR-J2S-10A ................................................................................... 23 2.4.1. Thông số kỹ thuật ................................................................................................ 23 2.4.2. Điều chỉnh thông số Parameter ...........................................................................23 2.4.2.1. Cài đặt thông số Electronic Gear ......................................................... 23 2.4.2.2. Sơ đồ k ết nối động cơ .......................................................................... 25

Sơ đồ kết nối nếu sử dụng 1 pha 220V đến 230V AC. .............................................. 25 CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ CARD NI MYRIO VÀ PHẦN MỀM LABVIEW ..... 28 3.1. Giới thiệu về LabVIEW ............................................................................ 28 3.1.1. LabVIEW là gì? .................................................................................................. 28

3.1.2. 3.1.3. 3.1.5. 3.1.6. 3.1.7. 3.1.8.

3.2.

Các khả năng chính của LabVIEW ................................................................... 28 Môi trường phát triển LabVIEW .................................................................. 28 Phân tích ........................................................................................................... 29 Hiển thị .............................................................................................................29 Giao tiếp với thiết bị ngoại vi .......................................................................... 30 Những khái niệm cơ bản của LabView ......................................................... 31 3.1.8.1. VI (Vitual Instrument) - Thiết bị ảo .................................................. 31 3.1.8.2. Front Panel và Block Diagram . ........................................................... 31 3.1.8.3. Front Panel ........................................................................................... 31 3.1.8.4. Block Diagram ..................................................................................... 32

Giới thiệu về card NI MYRIO 1900 ......................................................... 32 3.2.1. Sơ lược vềCard NI-MYRIO 1900 .................................................................... 32 3.2.2. Kết Nối Và Tạo myRIO Project ....................................................................... 36


7



3.2.3. Khối chức năng xử lý ảnh ................................................................................. 46 3.2.3.1. Khối vision acquisition ...................................................................... 46 3.2.3.2. Khối vision assistant .......................................................................... 47 3.2.3.3. Các Hàm, Khối Sử Dụng Lập Trình ....................................................... 49

3.3. 3.3.1.

ng dụng card NI vo khâu xử l nh phân loi sn phm li .............54 Giao tiếp LabVIEW với PLC - SI E ME NS S7-1200 .................................54 CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7 -1200 .......................................................... 56 4.1. Sơ lược về ứng dụng PLC trong công nghiệp .................................................. 56 4.2. Phm vi ứng dụng PLC .....................................................................................56 4.3 . Cấu Trúc Phần Cứng PLC Của Hãng Siemens ...................................57 4.4. Các Thiết Bị V Lệnh Cơ Bn ...........................................................................58 Khái Niệm ........................................................................................................... 58 4.4.1.1 . Khái Niệm Một Chương Trình .............................................................. 58 4.4.1.2 Các Thiết Bị Cơ Bản Dùng Trong Lập Trình .......................................... 59 4.4.2 Các Tập Lệnh Cơ Bản Của Lập Trình Instruction Và Ladder ....................59 4.4.1

CHƯƠNG 5: GIỚ I THI Ệ U V Ề MÔ HÌ NH TRUY Ề N THÔNG SCADA, PH Ầ N M Ề M I NTOUCH V À KE PSE RVE R V5 ...................................................................69

5.1. SCADA ................................................................................................................. 69 5.1.1 Khái ni ệm SCADA ............................................................................................69 5.1.2. C ấu trúc cơ bn c ủa một hệ thố ng SCADA ....................................................69 5.2. Mô Hình Truyền Thông Của Hệ Thống ............................................................ 70 5.2.1. Giới thiệu mô hình truyền thông của hệ thống. ............................................ 70 5.2.2. ng dụng kết nối không dây cho ton bộ hệ thống: ..................................... 71 5.3. I ntouch (Wonderware) ........................................................................................73 5.3.1.

Các thành phần của Intouch ............................................................................... 73

5.3.2. Intouch Application Manager ............................................................................. 74 5.3.3. WindowMaker .................................................................................................. 74 5.3.4. WindowViewer ................................................................................................. 75 5.3.5.

Các công cụ thiết kế giao diện của Intouch ......................................................75

5.3.6. Tagname Dictionary ......................................................................................... 78

5.4. Phần mềm OPC KepserverEx V5 ...................................................................... 79 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ................................................................. 82 6.1. Sơ đồ kết nối ..............................................................................................82 6.1.1. Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị ................................................................... 82 6.1.2. Sơ đồ k ết nối động cơ servo vớ i PLC và Driver ................................................ 83


8



6.1.3. Sơ đồ kết nối card NI và các thiết bị ................................................................ 84 6.1.4.

Sơ đồ kết nối các thiết bị trên tủ điện ................................................................ 86

6.2.

Danh sách biến .........................................................................................90 6.3. Lưu đồ gii thuật ..............................................................................................93 6.3.1. Lưu đồ chính .................................................................................................... 93 6.3.2. Lưu đồ chương trình Auto .................................................................................. 94 6.3.3. Lưu đồ mạ sản phẩm ......................................................................................... 95 6.3.4. Lưu đồ quy trình mạ bao gồm: Gắp – Di chuyển – Nhúng .............................. 97 6.3.5. Lưu đồ gắp sản phẩm ........................................................................................ 98 6.3.6 Lưu đồ nhúng sản phẩm .....................................................................................99 6.3.7. Lưu đồ phân loại và cất sản phẩm ...................................................................100 6.3.8. Lưu đồ cất sản phẩm ......................................................................................... 101

6.4.

Lập trình PLC S7 -1200 điều khiển hệ thống. .......................................103 6.4.1. Thiết lập cấu hình cho PLC bằng phần mềm TIA PORTAL .......................... 103 6.4.2. Thiết lập phát xung PTO điều khiển Servo ..................................................... 105

6.5.

Lập trình xử l nh phân loi sn phm bng phần mềm Labview .... 109 6.5.1. Tiến hành tạo khối lập trình .............................................................................. 109

Kết nối truyền thông gia Labview v PLC S7 -1200 qua phần mềm 6.6. OPC Kepware V5 Bước 1: Sau khi khởi động phần mềm OPC kepware. Ta thiết lập kênh cho phần mềm kepware ............................................................................ 115 6.7. Thiết kế giao diện SCADA bng phần mềm Intouch ............................ 121 Phân quyền v đăng nhập cho hệ thống. .............................................. 127 6.8. 6.9. Alarm....................................................................................................... 129 6.10. R eport...............................................................................................................132 Chương 7 TỔNG KẾT ............................................................................................. 133 7.1. Nhng kết qu đt được. ........................................................................ 133 7.2. Nhng kết qu chưa đt được. ............................................................... 133 7.3. Nhng vấn đề cần gii quyết. .......................................................................... 133 7.4. Hướng phát triển đề ti. .................................................................................... 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................134


9


Trường ĐHCN TP HCM DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 2. 1 Trục vít ..........................................................................................................17 Hình 2. 2 Băng tải ..........................................................................................................17 Hình 2. 3 Kho cất ...........................................................................................................18 Hình 2. 4 Pittong ............................................................................................................18 Hình 2. 5 Cơ cấu ............................................................................................................19 Hình 2. 6 Pittong đẩy .....................................................................................................19 Hình 2. 7 Van 5/2 ..........................................................................................................19 Hình 2. 8 Công tắc hành trình .......................................................................................20 Hình 2. 9 Cảm biến tiệm cận .........................................................................................20 Hình 2. 10 Cảm biến từ .................................................................................................21 Hình 2. 11 Cảm biến LM35 ...........................................................................................21 Hình 2. 12 Cảm biến quang ...........................................................................................21 Hình 2. 13 Nguồn DC ....................................................................................................22 Hình 2. 14 Động cơ AC .................................................................................................22 Hình 2. 15 servo motor ..................................................................................................23 Hình 2. 16 Ví d ụ 1 về hệ số Electronic Gear .................................................................24 Hình 2. 17 Ví dụ 2 về hệ số Electronic Gear ................................................................. 24 Hình 2. 18 Sơ đồ k ết nối động cơ Servo MR -J2S-10A khi đấu 220V 1 pha ................25 Hình 2. 19 Sơ đồ chân CN1A , CN1B và CN2 .............................................................26 Hình 2. 20 Sơ đồ k ết nối Driver ....................................................................................26 Hình 2. 21 Sơ đồ k ết nối Servo J2S vớ i PLC S7-1200 1212 DC/DC/DC ....................27

Hình 3. 1 Khả năng hiển thị của phần mềm Labview ...................................................30 Hình 3. 2 Khả năng giao tiế p của phần mềm ................................................................30 Hình 3. 3 Front Panel của chương trình Labview .........................................................31 Hình 3. 4 Block diagram của chương trình Labview ....................................................32 Hình 3. 5 Card NI myRIO -1900 ....................................................................................33 Hình 3. 6 Sơ đồ k ết nối chân của cổng A và B .............................................................36 Hình 3. 7 Hộ p thoại NI myRIO-1900 USB ...................................................................37 Hình 3. 8 Bảng kiểm tra thiết bị ....................................................................................37 Hình 3. 9 Cửa sổ LabVIEW Getting Started Window ..................................................38 Hình 3. 10: Cửa sổ Create Project ................................................................................. 38 Hình 3. 11 Hộ p thoại chọn kiểu k ết nối.........................................................................39 Hình 3. 12 Hộ p thoại Untiled Project ............................................................................40 Hình 3. 13 Front Panel và Block Diagram ....................................................................40 Hình 3. 14 Thư viện của myRIO ...................................................................................41 Hình 3. 15 Khở i tạo Targets and Devices .....................................................................42 Hình 3. 16 Chọn loại card ứng vớ i FPGA .....................................................................43 Hình 3. 17 Tạo New FPGA Target ................................................................................43 Hình 3. 18 Tạo một New VI mớ i...................................................................................44 Hình 3. 19 Thư viện riêng của FPGA............................................................................44 GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

10



Hình 3. 20 Lựa chọn máy chủ biên dịch .......................................................................45 Hình 3. 21 Khở i tạo các File trung gian ........................................................................45 Hình 3. 22 Bắt đầu quá trình khở i tạo cấu hình.............................................................46 Hình 3. 23 Vision Acquisition .......................................................................................46 Hình 3. 24 Vision Assistant ...........................................................................................47 Hình 3. 25 While loop ...................................................................................................49 Hình 3. 26 While loop ...................................................................................................50 Hình 3. 27 Ví dụ 1 .........................................................................................................51 Hình 3. 28 Ví dụ 2 .........................................................................................................51 Hình 3. 29 Digital input .................................................................................................52 Hình 3. 30 Digital output ...............................................................................................52 Hình 3. 31 Analog input ................................................................................................53 Hình 3. 32 Khối boolean ...............................................................................................53 Hình 3. 33 Khối Comparison.........................................................................................53 Hình 3. 34 Sơ đồ kêt nối 1 .............................................................................................54 Hình 3. 35 Sơ đồ k ết nối 2 .............................................................................................55

Hình 4. 1 Cấu trúc phần cứng của siemens ................................................................... 57 Hình 4. 2 PLC SIEMENS S7-1200 ...............................................................................57 Hình 4. 3 Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_Power ..............................................63 Hình 4. 4 Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_MoveRelative .................................65 Hình 4. 5 Biểu đồ thể hiện chức năng khối lệnh MC_MoveJog ...................................68

Hình 5. 1 Cấu Trúc truyền thông của hệ thống .............................................................70 Hình 5. 2 Module phát wifi ...........................................................................................72 Hình 5. 3 Mô tả phương thức truyền thông ...................................................................72 Hình 5. 4 Mở giao diện Intouch .................................................................................... 74 Hình 5. 5 Intouch application manager .........................................................................74 Hình 5. 6 Giao diện WindowMaker ..............................................................................75 Hình 5. 7: phần mềm kepware V5 .................................................................................79 Hình 5. 8 Giao diện chính OPC KEPWARE V5 ..........................................................80

Hình 6. 1 Sơ đồ k ết nối PLC vớ i các thiết bị .................................................................82 Hình 6. 2 Sơ đồ k ết nối phần cứng servo vớ i driver .....................................................83 Hình 6. 3 Sơ đồ k ết nối chân CN1B ..............................................................................83 Hình 6. 4 Sơ đồ k ết nối PLC vớ i chân CN1A ...............................................................84 Hình 6. 5 Port A, B c ủa card NI ....................................................................................84 GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

11



Hình 6. 6 Sơ đồ k ết nối Port A vớ i các thiết bị .............................................................85 Hình 6. 7 Sơ đồ k ết nối card NI port B v ớ i các thiết bị .................................................85 Hình 6. 8 Sơ đồ k ết nối card NI port C v ớ i các thiết bị .................................................86 Hình 6. 9 Sơ đồ k ết nối mặt tủ điện ..............................................................................86 Hình 6. 10 Bên trong t ủ điện .........................................................................................87 Hình 6. 11 Mặt tủ điện ...................................................................................................88 Hình 6. 12 Mô hình hoàn chỉnh .....................................................................................89 Hình 6. 13 Lưu đồ giải thuật chương trình chính ..........................................................93 Hình 6. 14 Lưu đồ chương trình auto ............................................................................94 Hình 6. 15 Lưu đồ mạ sản phẩm 1 ................................................................................95 Hình 6. 16 Lưu đồ mạ sản phẩm 2 ................................................................................96 Hình 6. 17 Lưu đồ quy trình mạ ....................................................................................97 Hình 6. 18 Lưu đồ quy trình Gắ p sản phẩm ..................................................................98 Hình 6. 19 Lưu đồ nhúng sản phẩm ..............................................................................99 Hình 6. 20 Lưu đồ phân loại và cất sản phẩm .............................................................100 Hình 6. 21 Lưu đồ cất sản phẩm 1 ...............................................................................101 Hình 6. 22 Lưu đồ cất sản phẩm 2 ...............................................................................102 Hình 6. 23 Lưu đồ cất sản phẩm 3 ...............................................................................103 Hình 6. 24 Giao diện phần mềm Tia Portal .................................................................103 Hình 6. 25 Thêm thiết bị PLC .....................................................................................104 Hình 6. 26 Giao điện PLC đã thêm .............................................................................105 Hình 6. 27 Thiết lậ p chân PTO ....................................................................................105 Hình 6. 28 Thiết lậ p kiểu phát xung cho PTO1 ...........................................................106 Hình 6. 29 Lựa chọn kiểu điều khiển ..........................................................................106 Hình 6. 30 Chọn phương thức phát xung ....................................................................106 Hình 6. 31 Lựa chọn xung ở ngõ A hay B ..................................................................107 Hình 6. 32 Khối Motion Control .................................................................................107 Hình 6. 33 Tạo khối chương trình con Funtion ...........................................................108 Hình 6. 34 Chương trình PLC hoàn chỉnh...................................................................108 Hình 6. 35 Giao diện lậ p trình LabVIEW ...................................................................109 Hình 6. 36 Thao tác t ạo Project mớ i ............................................................................109 Hình 6. 37 Giao diện lậ p trình và giám sát ..................................................................110 Hình 6. 38 Tạo khối vision acquisition .......................................................................110 Hình 6. 39 Điều chỉnh độ phân giải .............................................................................111 Hình 6. 40 Giao diện chương trình khối camera .........................................................111 Hình 6. 41 Lấy khối vision assistant ...........................................................................112 Hình 6. 42 Khối vision assistant được tạo ...................................................................112 Hình 6. 43 Tạo 3 color macthing .................................................................................113 Hình 6. 44 Chương trình ..............................................................................................114 Hình 6. 45 Giao diện xử lý ảnh ...................................................................................114 Hình 6. 46 Tạo kênh ....................................................................................................115 Hình 6. 47 Cấu hình kênh ............................................................................................ 115 Hình 6. 48 Cấu hình kênh ............................................................................................ 116 Hình 6. 49 Địa chỉ IP PLC..........................................................................................116 Hình 6. 50 Thông tin thiết bị .......................................................................................117 Hình 6. 51 Tạo Tag ......................................................................................................117 GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

12



Hình 6. 52 Tạo Tag ......................................................................................................118 Hình 6. 53 Tag k ết nối truyền thông............................................................................118 Hình 6. 54 Cấu hình trên labview ................................................................................119 Hình 6. 55 Cấu hình trên labview ................................................................................119 Hình 6. 56 Cấu hình trên labview ................................................................................120 Hình 6. 57 Thư viện k ết nối.........................................................................................120 Hình 6. 58 Chương trình truyền thông trong labview .................................................121 Hình 6. 59 Khơi động intouch .....................................................................................121 Hình 6. 60 Đườ ng dẫn lưu project ...............................................................................122 Hình 6. 61 Đườ ng dẫn lưu project ...............................................................................122 Hình 6. 62 Đặt tên dự án mớ i ......................................................................................123 Hình 6. 63 Thư mục chưa file lậ p trình .......................................................................123 Hình 6. 64 Vào WindowMaker ...................................................................................124 Hình 6. 65 Giao diện lậ p trình .....................................................................................124 Hình 6. 66 Tạo Window ..............................................................................................124 Hình 6. 67 Hoàn thành và bắt đầu lậ p trình .................................................................125 Hình 6. 68 Vẽ và ghép từng khối đa giác lạ i ...............................................................125 Hình 6. 69 Thiết lậ p hiệu ứng, I/O ..............................................................................126 Hình 6. 70 Giao diện cài đặ t các thông số ...................................................................126 Hình 6. 71 Giao diện giám sát điề u khiển chính .........................................................127 Hình 6. 72 Tạo button phân quyền ..............................................................................127 Hình 6. 73 Code hiên thị login khi nhấn vào...............................................................128 Hình 6. 74 Giao diện phân quyền ................................................................................128 Hình 6. 75 Giao diện đăng nhậ p hoàn chỉnh ...............................................................129 Hình 6. 76 Mở giao diện Winzard selection ................................................................129 Hình 6. 77 Tạo bảng Alarm .........................................................................................130 Hình 6. 78 Thiết lậ p hiển thị Alarm ............................................................................130 Hình 6. 79 Thiết lậ p hiển thị ngày giờ trong Alarm ....................................................131 Hình 6. 80 Tag biến alarm ...........................................................................................131 Hình 6. 81 Thiết k ế giao diện Alarm ...........................................................................132 Hình 6. 82 Giao diện Report........................................................................................132


13



DANH SÁCH CÁC BẢNG Bảng 2. 1 Thông số k ỹ thuật MR-J2S-10A ...................................................................23 Bảng 2. 2 Parameter Electronic Gear ............................................................................24

Bảng 4. 1 Tiế p điểm thường đóng và thưở ng hở ...........................................................59 Bảng 4. 2 Cuộn dây thường đóng và thườ ng hở ...........................................................60 Bảng 4. 3 Lệnh MC_Power ...........................................................................................61 Bảng 4. 4 Tham s ố của lệnh MC_Power .......................................................................63 Bảng 4. 5 Lệnh MC_MoveRelative...............................................................................64 Bảng 4. 6 Các tham s ố cho lệnh MC_MoveRelative ....................................................65 Bảng 4. 7 Các tham s ố cho lệnh MC_MoveJog ............................................................ 67

Bảng 6. 1 Danh sách bi ến ..............................................................................................92


14



CHƯƠNG 1: LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong xã hội toàn cầu nói chung cũng như Việt Nam nói riêng, với một nền văn hóa phát triển tiến tiến, hiện đại, và theo đó thì kinh tế, công nghiệp phát triển, và nhu cầu sử dụng các thiết bị, vật liệu kim loại không những ưa chuộng mà còn sử dụng rộng rãi và không thể thiếu. Song như chúng ta đều biết kim loại có tính ăn mòn, rỉ sét rất cao, nhất là đối với các đất nước gần khí hậu nhiệt đới, và tiếp giáp với biển như Việt Nam, thì khả năng ăn mòn kim loại rất cao. Bên cạnh đó với xã hội phát triển, luôn yêu cầu thẫm mỹ, nên các sản phẩm, kể cả sản phẩm bằng kim loại cũng yêu cầu có một bề mặt đẹp. Chính vì vậy xử lý bề mặt kim loại là một quá trình công nghệ hay được sử dụng và đồng thời đó cũng là trách nhiệm của nhà sản xuất. Như đã nói trên xử lý bề mặt kim loại là một khâu quan trọng trong quá trình sản xuất hầu hết các vật dụng bằng kim loại. Tùy thuộc vào bản chất của việc xử lý, bề mặt kim loại có thể được hoàn thiện theo các cách khác nhau. Nó có thể được cải thiện về độ bền ăn mòn hoặc bào mòn; Có thể là một bề măt có tính xúc tác; Hoặc có thể được làm tăng vẻ đẹp của bề mặt. Vì vậy ngành công nghiệp xi mạ kim loại cũng theo đó mà phát triển, đi kèm với đó là các hệ thống máy móc, xưởng sản xuất, nhà máy cũng phát triển. Và cùng với sự phát triển chung của công nghiệp hiện đại, cũng như yêu cầu khắt khe, độ chính xác cao của ngành xi mạ, thì việc ứng dụng hệ thống tự động là điều bắt buộc. Đặc điểm chung của hệ thống xi mạ là hệ thống dây chuyền trải dài, qua nhiều công đoạn và nhiều phân xưởng khác nhau, để hoàn thành sản phẩm. Để giải quyết bài toán tự động cho một hệ thống như vậy, cần một hệ thiết kế tối ưu, không những đảm bảo hoạt động một cách tự động, an toàn, độ chính xác cao, mà còn tối thiểu bài toán kinh tế. Vì những lẽ trên chúng em đã chọn đề tài “Điều khiển và giám sát dây chuyền mạ Crom sử dụng Intouch Wonderware ”. Trong quá trình thực hi ện sót khi chúng em

đề tài, sẽ có nhiều sai sót mắc ph ải. Đặc bi ệt là những thiếu

chưa có kinh nghiệm th ực t ế. Mong quý thầy cô sẽ t ận tình chỉ b ảo,

để t ạo ra một mô hình hoàn thiện hơn, phù hợ p v ớ i thực t ế, để t ừ đó t ạo nên một môi


15



trường đào tạo chất lượ ng. Góp phần xây dựng vào công cuộc công nghiệ p hóa, hiện đại hóa của đất nướ c vớ i những k ỹ sư đại tài. Nhiệm vụ đặt ra: 

Điều khiển cánh tay tự động lấy sản phẩm mạ, sấy và cất sản phẩm vào kho.



Xử lý ảnh Labview phân loại sản phẩm tốt hoặc lỗi để cất kho.



Thiết k ế giao diện điều khiển giám sát và thu thậ p dữ liệu.



Làm nên một mô hình thu nhỏ mô phỏng.


16



CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU CÁC THIẾT BỊ 2.1.

Danh mục các thiết bị cơ khí . Bộ tr ục vít di chuyển cánh tay robot nhúng sản phẩm. Tr ục vít quay nhờ truyền

động từ động cơ servo, đưa bộ cánh tay dịch chuyển qua lại.

Hình 2. 1 Tr ục vít Băng tải: Băng tải dùng để di chuyển sản phẩm từ khâu xử lý ảnh sang khâu cất. Đượ c dẫn động bằng motor 220VAC

Hình 2. 2 Băng tải Bộ tr ục vít di chuyển sản phẩm đến các vị trí cất. Tr ục vít quay nhờ truyền động từ động cơ servo.


17



Hình 2. 3 Kho cất 2.2.

Các thiết bị khí nén Cơ cấu khí di chuyển cánh tay lên xuống. Đượ c giớ i hạn bở i 2 cảm biến tiệm

cận. Chiều dài giớ i hạn

Hình 2. 4 Pittong

Cơ cấu khí gắ p nhả hàng


18



Hình 2. 5 Cơ cấu

Pitton đẩy hàng cất kho.

Hình 2. 6 Pittong đẩy Van khí nén 5/2: khi cấp điện thì khí sẽ dẫn từ nguồn khí ra đầu B, khi mất điện sẽ dẫn

khí ra đầu A

Áp suấ t hoạt động: 0.15-0.8 MPa. Loại van 3 cử a 2 vị trí. Nhiệt độ hoạt động: -20~70oC.

Điện Áp: 24V. Thời gian đáp ứ ng 0.05s.

Hình 2. 7 Van 5/2


19

Đồ án tốt nghiệ p 2.3.


Danh mục các thiết bị điện Công tắc hành trình

Hình 2. 8 Công tắc hành trình Công tắc hành trình trướ c tiên là cái công t ắc, tức là làm chức năng đóng mở mạch điện, và nó được đặt trên đườ ng hoạt động của một cơ cấu nào đó sao cho khi cơ cấu đến 1 vị trí nào đó sẽ tác động lên công tắc. Hành trình có thể là tịnh tiến hoặc quay.

Cảm biến tiệm cận Một C ảm biế n tiệm cận (còn đượ c gọi là “Công t ắc tiệm cận” hoặc đơn giản là

“ PROX”) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trườ ng hợ p, khoảng cách này chỉ là vài mm.

Đượ c gắn ở đầu và cuối Pittong để làm mốc giớ i hạn và báo tín hiệu về. Loại cảm biến dùng trong mô hình:

Hình 2. 9 Cảm biến tiệm cận Cảm biến t Cảm biến từ là một thiết bị nhậ n biết đối tượng là vật thể kim loại không tiếp xúc. Cảm biến tiệm cận cảm ứng từ khoảng cách 0>8mm. Khi có vật bằng kim loại


20



đến gần trong mức giớ i hạn thì cảm biến sẽ xuất tín hiệu. Ta dùng tín hiệu đó để điều khiển. Model: LJ12A3-4-Z/BX

Phát hiện: kim loại Nguồn: 6 - 36VDC Dòng tiêu thụ: 300mA Hình 2. 10 Cảm biến từ

Khoảng cách: 0>8mm Ng ra: NPN cực thu hở Đường kính:12mm

Cảm biến LM35: Cảm biến nhiệt độ LM35 là một loại cảm biến tương tự đượ c ứng dụng trong các ứng dụng đo nhiệt độ thờ i gian thực. Nhiệt độ được xác định bằng cách đo hiệu điệ n thế ngõ ra của LM35.

Thông số kỹ thuật: Điện áp vào từ 4V đến 30V. Điện áp ra: -1V đến 6V Công suất tiêu thụ là 60µA Độ phân giải điện áp đầu ra : 10mV/oC Độ chính xác cao ở 25oC là 0,5C

Hình 2. 11 Cảm biến LM35

Độ chính xác thực tế: ¼ oC ở nhiệt độ phòng, ¾ oC khoảng 55oC đến 150oC. Cảm biến quang điện CX-421. Nhận biết vật cản ở gần nó. Thông số kỹ thuật: Khoảng đo: 30 ± 5 mm Nguồn cấp: 5 VDC – 10% to 24 VDC +10%, gợ n sóng (p-p): 10% max (p-p): 10% max.

Ng ra: NPN cực thu hở. Nguồn sáng:

LED hồng ngoại

Kiểu kết nối: Cáp dài 5 m. Bảo vệ vọt áp, ngắn mạch, phân cực ngược, nhiễu giao thoa.


Hình 2. 12 Cảm biến quang 21



Nguồn sử dụng trong mô hình

Hình 2. 13 Nguồn DC - Điện Áp Đầu Vào: AC 220V (Chân L và N) - Điện Áp Đầu Ra: DC 24V 5A (Chân dương V+ , Chân Mass-GND : V- ) - Công Suất: 120W - Điện áp ra điều chỉnh: +/-10% - Phạm vi điện áp đầu vào: 85 ~ 132VAC / 180 ~ 264VAC - Dòng vào: 2.6a / 115V 1.3a / 230V - Rò rỉ: <1mA / 240VAC - Bảo vệ quá tải - Bảo vệ quá áp - Bảo vệ nhiệt độ cao - Khả năng chống sốc: 10 ~ 500Hz, 2G 10min. / 1 chu k ỳ, thờ i k ỳ cho 60 phút mỗi tr ục. - Nhiệt độ hoạt động và độ

ẩm: -10 ℃ ~ + 60 ℃, 20% ~ 90% RH

- Nhiệt độ bảo quản, nhiệt độ: -20 ℃ ~ + 85 ℃, 10% ~ 95RH - Kích thướ c: 199 * 98 * 38mm - Trọng lượ ng: 0.52Kgs

Động cơ AC dùng để kéo băng tải.

Hình 2. 14 Động cơ AC


22



Loại động cơ sử dụng trong mô hình:

Đây Động cơ AC loại 220V khởi động cùng vớ i tụ bù, có tốc độ quay là 200 vòng/phút.

2.4.

Servo MR-J2S-10A

2.4.1. Thông số kỹ thuật -

Điện áp vào: 1 pha 220V đế n 230VAC hoặc 3

pha 220V đến 230VAC. -

Tần số 50hz.

-

Tốc độ tối đa: 3000r/min.

-

Công suất: 100W.

-

Momen xoắn định mức: 0.16N.

Hình 2. 15 servo motor

Bảng 2. 1 Thông số k ỹ thuật MR-J2S-10A

2.4.2. Điều chỉnh thông số Parameter 2.4.2.1.

Cài đặt thông số Electronic Gear

Thông số Electronic Gear như là một hộp số ảo, nó được tao ra để người dùng cài đặt và điều động cơ mà không cần quan tâm đến cơ khí bên ngoài. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

23



No.

Symboy

Name

Initial

3

CMX

Electronic gear numerator

1

4

CDV

Electronic gear denominator

1

Bảng 2. 2 Parameter Electronic Gear

Hình 2. 16 Ví d ụ 1 về hệ số Electronic Gear - Nhìn hình trên ta có thể thấy đượ c vai trò của Electronic Gear trong MRJ2S10A -

Để làm r hơn về hệ số Electronic Gear ta thông qua một ví dụ như sau:

Ví dụ: Cho một hệ thống gồm 1 động cơ điều khiển 1 trục vít với một bánh vít trên trục có thông số:

Hình 2. 17 Ví dụ 2 về hệ số Electronic Gear -

Pb: Bướ c ren là 10(mm)

-

n= Tỉ lệ giữa 2 bánh răng (NL/NM) là 1/2.

-

Pt: Số xung trên một vòng (mặc định 8192 xung/vòng).

-

∆ℓ : Chiều dài tức thờ i vật di chuyển trong một xung (10mm/xung).


24



∆S : Quảng đườ ng tức thờ i vật di chuyển trong một vòng.

-

Ta có công thức tình quy đổi hệ số hộp số thực tế về hệ số ảo như sau:  

= ∆ℓ ×  

 ∆S

mà ∆S = Pb × n : Vì tỉ lệ 2 bánh răng là 1/2.

= ∆ℓ ×

 Pb × n

= 10 × 10−3 ×

8192 1/2 × 10

=

2048 125

Sau khi ta tính ra được hệ số CMX và CDV và ta cài vài Parameter ở No.3 và No.4 của driver và điều khiển động cơ không cần quan tâm đến hệ số trục thực tế. Chúng ta nạp thông số này vào bằng cách dùng phần mềm Misubishi Servo Configuration Software. (Kết nối máy tính với driver servo).

2.4.2.2.

Sơ đồ k ết nối động cơ Sơ đồ k ết nối nếu sử dụng 1 pha 220V đến 230V AC.

Hình 2. 18 Sơ đồ k ết nối động cơ Servo MR -J2S-10A khi đấu 220V 1 pha Động cơ Servo MR -J2S-10A cho phép chúng ta dử dụng với điện áp 1 pha hoặc 3 pha. Nếu muốn sử dụng điện áp 1 pha, chúng ta sẽ đâu như hình trên. Sơ đồ kết nối chần điều khiển của CN1A, CN1B và CN2 ( Encoder) :


25



Hình 2. 19 Sơ đồ chân CN1A , CN1B và CN2 Tùy vào phương thức điều khiển chúng ta có thể sử dụng các chân cho phù hợp. Với các CN1A là chân điều khiển cấp xung, chân CN1B là chân báo lỗi hoặc các chân

khởi động Servo , dừng khẩn cấp CN2 là chân Encoder với chân này ta phải đấu

đúng với quy định của nhà sản xuất.

Hình 2. 20 Sơ đồ k ết nối Driver Sơ đồ k ết nối Servo vớ i PLC S7-1200. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

26



Hình 2. 21 Sơ đồ k ết nối Servo J2S vớ i PLC S7-1200 1212 DC/DC/DC 3.1.4. Các tín hiệu đo đượ c vớ i LabVIEW Nhiệt độ, sức căng, độ rung, âm thanh, điện áp, dòng, tần số, ánh sáng, điện trở, xung, thời gian (giai đoạn), tín hiệu số, thu thập tín hiệu từ các thiết bị bên ngoài như cảm biến nhiệt độ, hình ảnh từ webcam, vận tốc của động cơ, ...


27



CHƯƠNG 3: TÌM HIỂU VỀ CARD NI MYRIO VÀ PHẦN MỀM LABVIEW 3.1.

Giớ i thiệu về LabVIEW

3.1.1. LabVIEW là gì? LabVIEW (Laboratory Virtual Instrumentation Engineering Workbench) là

một phần mềm máy tính được phát triển bởi National Instruments. LabVIEW dùng trong hầu hết các phòng thí nghiệm, lĩnh vực khoa học kỹ thuật như tự động hóa, điều khiển, điện tử, cơ điện tử, hàng không, hóa sinh, điện tử y sinh ở các nước đặc biệt là Mỹ, Hàn quốc, Nhật Bản. Ngôn ngữ lưu đồ đồ họa của LabVIEW hấp dẫn các kỹ sư và nhà khoa học trên toàn thế giới như một phương pháp trực giác hơn trong việc tự động hóa các hệ thống đo lường và điều khiển. Ngôn ngữ lưu đồ kết hợp với I/O gắn liền và điều khiển giao diện người sử dụng tương tác cùng đèn chỉ báo làm cho LabVIEW trở thành một sự lựa chọn lý tưởng cho kĩ sư và nhà khoa học.

3.1.2. Các khả năng chính của LabVIEW LabVIEW được biết đến như là một ngôn ngữ lập trình với khái niệm hoàn toàn khác so với các ngôn ngữ lập trình truyền thống như ngôn ngữ C, Pascal. Bằng cách diễn đạt cú pháp thông qua các hình ảnh trực quan trong môi trường soạn thảo, LabVIEW đã được gọi với tên khác là lập trình G (viết tắt của Graphical). Hiện tại ngoài phiên bản LabVIEW cho các hệ điều hành Window, Linux, hãng NI đã phát triển các modul LabVIEW cho máy hỗ trợ cá nhân (PDA). 3.1.3. Môi trường phát triển LabVIEW Phát triển nhanh với công nghệ Express: sử dụng Express VIs và I/O nhanh chóng tạo ra các ứng dụng đo lường phổ biến mà không cần lập trình. Hàng nghìn chương trình minh họa, kiểu module và phân cấp, trợ giúp tích hợp, thư viện giao diện người sử dụng kéo và thả hàng nghìn chức năng lập sẵn, ngôn ngữ được biên dịch để thực hiện nhanh hơn. Đến phát triển lớn, theo hướng nhóm (team -oriented): Ngôn ngữ mở, gỡ rối bằng đồ họa tích hợp, phân phối ứng dụng đơn giản, nhiều công cụ phát triển cấp cao, công cụ phát triển nhóm, điều khiển mã nguồn, quản lý đích. Thu thập, phân tích và hiển thị lập sẵn. Thu thập: môi trường LabVIEW mở tương thích với mọi


28



phần cứng đo với các trợ giúp tương tác, tạo mã nguồn và khả năng kết nối tới hàng nghìn thiết bị giúp tập hợp dữ liệu dễ dàng. Vì LabVIEW cung cấp tính kết nối tới hầu hết mọi thiết bị đo, nên bạn có thể dễ dàng kết hợp những ứng dụng LabVIEW mới vào các hệ thống hiện tại. Bất chấp mọi yêu cầu của phần cứng, LabVIEW cung cấp một giao diện để kết nối tới I/O một cách dễ dàng. Thông tin chi tiết có tại trang web ni.com/labVIEWtools.

3.1.5. Phân tích Tính năng phân tích mạnh mẽ, dễ sử dụng là điều không thể thiếu cho ứng dụng phần mềm. LabVIEW có hơn 500 chức năng lập sẵn để trích xuất thông tin hữu ích từ dữ liệu thu nhận được, phân tích các phép đo và xử lý tín hiệu. Các chức năng phân tích tần số, phát tín hiệu, toán học, chỉnh lý đường cong, phép nội suy cho phép bạn nhận được số liệu thống kê quan trọng từ dữ liệu của mình. Dù thuật toán cơ bản có phức tạp đến đâu đi nữa thì công cụ phân tích LabVIEW vẫn rất dễ sử dụng. Hơn 15 Express VIs làm giảm độ phức tạp của việc phân tích phép đo trong ứng dụng của bạn qua hộp thoại cấu hình tương tác để xem trước kết quả phân tích. Mô phỏng và xử lý các tín hiệu thu nhận được để phục vụ các mục đích nghiên cứu hay mục đích của hệ thống mà người lập trình mong muốn. 3.1.6. Hiển thị

Xây dựng các giao diện người dùng một cách nhanh chóng và thẩm mỹ hơn nhiều so với các ngôn ngữ khác như Visual Basic, Matlab. Hiển thị dữ liệu bao gồm các chức năng: trực quan, tạo báo cáo và quản lý dữ liệu. LabVIEW bao gồm các công cụ trực quan giúp hiển thị dữ liệu hấp dẫn, trong đó có các tiện ích vẽ biểu đồ và đồ thị cùng các công cụ trực quan 2D, 3D cài sẵn. Nguời sử dụng có thể nhanh chóng cấu hình lại các thuộc tính của phần hiển thị như màu sắc, kích cỡ phông, kiểu đồ thị, quay, phóng to thu nhỏ và quay quét (pan) đồ thị khi đang chạy. Thêm vào đó, ta có thể xem và điều khiển VIs qua Internet bằng LabVIEW. Đối với việc tạo báo cáo, NI cung cấp


29



một số tùy chọn như công cụ tạo tài liệu, báo cáo dạng HTML, báo cáo dạng Word/Excel và báo cáo tương tác với NI DIA.

Hình 3. 1 Khả năng hiển thị của phần mềm Labview LabVIEW đã tích hợp nhiều công cụ và tính năng hơn giúp kỹ sư điều khiển tự động dễ dàng thực hiện các bài toán về điều khiển. Cho phép thực hiện các thuật toán điều khiển như PID, Logic mờ (Fuzzy), một cách nhanh chóng thông qua các chức năng tích hợp sẵn trong LabVIEW. Cho phép kết hợp với nhiều ngôn ngữ truyền thống như C, C++. 3.1.7. Giao tiếp vớ i thiết bị ngoại vi Giao tiếp với các thiết bị ngoại vi thông qua nhiều chuẩn giao tiếp thông qua các cổng giao tiếp: RS232, RS485, USB, PCI, Enthernet.

Hình 3. 2 Khả năng giao tiế p của phần mềm


30



3.1.8. Nhữ ng khái niệm cơ bản của LabView 3.1.8.1. VI (Vitual Instrument) - Thiết bị ảo Lập

trình Labview đượ c thực hiện trên cơ sở là các thiết bị ảo (VI). Các đố i

tượ ng trong các thiết b ị ảo đượ c s ử d ụng để mô phỏng các thiết b ị th ực, nhưng chúng đượ c thêm vào bở i phần mềm. Các VI tương tự như các hàm trong lậ p trình bằng ngôn ngữ.

3.1.8.2. Front Panel và Block Diagram Một

chương trình trong LabView gồ m hai phần chính: một là giao diện vớ i

ngườ i sử dụng (Front Panel) hai là giao di ện dạng sơ đồ khối cung cấ p mã nguồn (Block Diagram và các biểu tượ ng k ết nối (Icon/Connector).

3.1.8.3. Front Panel Front panel là một

panel tương tự như panel của thiết bị thực tế. Ví dụ các nút

bấm, nút bật, các đồ thị và các bộ điều khiển. Từ Front Panel ngườ i dùng chạy và quan sát k ết quả có thể dùng chuột, chạy

bàn phím để đưa dữ liệu vào sau đó cho chương trình

và quan sát. Front Panel thườ ng g ồm các bộ điều khiển (Control) và các b ộ hi ển

thị (Indicator).

Control là các đối tượng được đặ t trên Front Panel để cung cấ p dữ liệu cho chương trình. Nó tương tự như đầu vào cung cấ p d ữ li ệu. Indicator là đối tượng đượ c đặt trên Front Panel dùng để hiện thị k ết quả, nó tương tự như bộ phận đầu ra của chương trình.

Hình 3. 3 Front Panel của chương trình Labview


31



3.1.8.4. Block Diagram Block diagram của một VI là một LabVIEW, nó có thể gồm nhiều lệnh

sơ đồ đượ c xây dựng trong môi trườ ng

đối tượng và các hàm khác nhau để tạo các cấu trúc

để chương trình thực hi ện. Block Diagram là m ột mã nguồn đồ h ọa c ủa một VI.

Các đối tượ ng trên Front Panel đượ c thể hiện bằng các thiết bị đầu cuối trên Block Diagram, không thể lo ại b ỏ các thiết b ị

đầu cu ối trên Block Diagram. Các thiết bị đầu

cuối chỉ mất đi sau khi loạ i bỏ đối tượng tương ứng trên Front panel. Cấu trúc của một Block Diagram gồm các thiết bị

đầu cuối (Terminal), nút

(Node) và các dây nối (wire).

3.2.

Giớ i

Hình 3. 4 Block diagram của chương trình Labview

thiệu

về card NI MYRIO 1900 3.2.1.

Sơ lượ c vềCard NI-MYRIO 1900 NI myRIO là một nền tảng có cấu trúc giống các thiết bị nổi tiếng của

National Instruments (NI) được sử dụng trong công nghiệp của NI như NI CompactRIO và các sản phẩm BoardRIO đơn lẻ. NI myRIO ra đời với mục đích hỗ trợ sinh viên nghiên cứu với hiệu năng Realtime và có khả năng cấu hình lại các chân ngõ vào/ra. Với thiết kế nhỏ gọn, khả năng di động cao cùng với khả năng chạy độc lập, nên dù mới ra đời trong năm 2013 nhưng thiết bị đã trở thành sản phẩm bán chạy nhất của hãng NI ở thời điểm hiện tại. Bằng sức mạnh đó, MyRIO mang đến cho sinh viên và giảng viên sự đa dạng và tiện dụng trong thực hành và nghiên cứu kỹ thuật. MyRIO-1900

được hãng NI (National Instruments) sản xuất. Người dùng có

thể sử dụng để thiết kế điều khiển robot, các hệ thống cơ điện tử. NI myRIO tích hợp GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

32



chứa một bộ xử lý ARM li kép và chip nhúng FPGA của Xilinx.Ng giao tiếp ngoài như Analog In, I2C, PWM, SPI, UART, ng ra tương tự, ng âm thanh,.... Những thông số sau chỉ được đảm bảo khi card NI hoạt động ở tầm nhiệt độ từ 0o

đến 40o

Hình 3. 5 Card NI myRIO-1900

Bộ vi xử lý: Loại vi xử lý

Xilinx Z-1010

Tốc độ xử lý

667 MHz

Lõi vi xử lý

2

Bộ nhớ

256 MB

Loại FPGA

Xilinx Z-1010

Bộ nhớ

FPGA

Các đặc tính kết nối không dây Tần số GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

ISM 204 GHz 33


Trường ĐHCN TP HCM Độ rông kênh

20 MHz

Kênh

USA 1-11, International 1-13

Phạm vi kết nối

Lên đến 150m ( không có vật cản)

Cổng USB Kết nối máy tính

USB 2.0 Hi-Speech

Kết nối với các thiết bị

USB 2.0 Hi-Speech

Ng vào tương tự Cổng kết nối A và B Từ 0 đến +5V

Phạm vi hoạt động Cổng kết nối C

Từ -10V đến 10V

Phạm vi hoạt động Ngõ vào Audio Phạm vi hoạt động

+/- 2.5V

Ng ra tương tự Cổng kết nối A và B Phạm vi

Từ 0 đến 5V

Dòng điện

3 mA

Cổng kết nối C Phạm vi hoạt động

+/- 10V

Dòng điện

2 mA

Ng vào/ra số Mỗi cổng A và B đều

Cổng kết nối A và B

có 16 ngõ để kết nối Cổng C thì có 8 ng để

Cổng kết nối C

kết nối Mỗi ng I/O sử dụng

Kết nối điều khiển

như ng vào hoặc ng ra Ngõ vào 5V, Ngõ ra

Mức logic

3,3V

Tần số cao nhất cho các


34


Trường ĐHCN TP HCM chức năng sau PWM

100 kHz

Tốc độ truyền tải

230,400 bps

Bit dữ liệu

5, 6, 7, 8

Số trục

3

Phạm vi

+/- 8 g

UART

Gia tốc kế

Nguồn ng ra +5 V nguồn ngõ ra 4.75 V đến 5.25 V

Điện áp ngõ ra Dòng điện tối đa trong

100 mA

mỗi kết nối +3.3 V nguồn ngõ ra

3.0 V đến 3.6 V

Điện áp ngõ ra Dòng điện tối đa trong mỗi kết

150 mA

nối +15 V nguồn ngõ ra Điện áp ngõ ra

k +15 V đến +16 V

Dòng điện tối đa trong mỗi kết

32 mA( 16mA trong

quá trình khởi động)

nối

-15 V nguồn ngõ ra Điện áp ngõ ra

-15 V đến -16 V

Dòng điện tối đa trong mỗi kết

32 mA( 16mA trong quá trình khởi động)

nối Công suất ngõ ra

500 mW

Yêu cầu nguồn Phạm vi nguồn cung cấp

6-16 VDC

Công suất tiêu thụ tối đa

14 W


35



Công suất tiêu thụ khi không

2,5 W

hoạt động

Tóm tắt Card NI MYRIO -1900 có 3 cổng kết nối vào ra là A,B,C:

Hình 3. 6 Sơ đồ k ết nối chân của cổng A và B Hình trên là sơ đồ chân kết nối của cổng A (trong NI myRIO -1900 ta có cổng A và B là tương tự nhau). Trong đó có tất cả là 34 chân kết nối cụ thể là: 

Có 16 chân vào ra số từ DIO0 đến DIO15



Có 4 chân vào tương tự từ AI0 đến AI3 và có 2 chân ra tương tự là AO0,



Ngoài ra trên cổng A và B còn có tích hợp sẵn 2 nguồn +5vdc và

AO1

+3.3vdc, các chân chung số DGND và chung tương tự AGND; các chân chuyên dụng để nhận tín hiệu từ encorder và PWM và các chuẩn giao tiếp với thiết bị ngoại vi như UART, I2C.

Cổng C có tất cả 20 chân kết nối, trong đó có 8 chân vào ra số từ DIO0 đến DIO7, 4 chân vào tương tự và 2 chân ra tương tự. Ngoài ra, cổng C còn có sẵn nguồn +5VDC, +15VDC, -15VDC các chân chung DGND và AGND.

3.2.2. K ết Nối Và Tạo myRIO Project


36



Hộp thoại NI myRIO -1900 USB Monitor bao gồm số Serial, địa chỉ IP và 4 tùy chọn để lựa chọn.



Hình 3. 7 Hộ p thoại NI myRIO-1900 USB Launch the Getting Started Wizard: Với Getting Started Wizard, ta có thể

nhanh chóng kiểm các tình trạng, kiểm tra kết nối của gia tốc kế, bật và tắt đèn Led trên bo mạch, và kiểm tra các nút nhấn. Go to LabVIEW 2014: Tùy chọn này sẽ chạy cửa sổ Getting Started LabVIEW. 

Launch the I/O Monitor: kiểm tra kết nối.



Configure NI myRIO: Tùy chọn này sẽ mở ra các Web trình duyệt dựa trên cấu

hình tiện ích của thiết bị NI myRIO -1900.

Hình 3. 8 Bảng kiểm tra thiết bị


37

Đồ án tốt nghiệ p 


Do Nothing: Tùy chọn này sẽ đóng hộp thoại NI myRIO USB Monitor lại.

Từ LabVIEW Getting Started Window, chọn Create Project.

Hình 3. 9 Cửa sổ LabVIEW Getting Started Window Chọn myRIO từ Templates.

Hình 3. 10: Cửa sổ Create Project


38



Cửa sổ bên phải bây giờ cho ra 3 tùy chọn: Blank Project, myRIO Project, và myRIO Custom FPGA Project. 

Sử dụng các mẫu

myRIO Project để tạo ra một dự án vớ i mặc định FPGA

personality. 

Sử dụng các mẫu

myRIO Custom FPGA Project để thiết lậ p một FPGA

personality trên thiết bị NI myRIO

Hình 3. 11 Hộ p thoại chọn kiểu k ết nối 

Chọn myRIO project và nhấn next, một hộ p thoại mớ i xuất hiện.



Chọn Plugged into USB để k ết nối card vớ i máy tính bằng dây cắm USB.



Chọn Connected over WiFi để k ết nối card v ớ i máy tình bằng Wifi.



Chọn Finish để hoàn thành thiết lậ p.


39

Đồ án tốt nghiệ p 


Sau khi hoàn thành thiết lậ p, cửa sổ Untiled Project hiện ra.

Hình 3. 12 Hộ p thoại Untiled Project 

Cửa s ổ giao diện Front Panel và Block Diagram c ủa LabVIEW myRIO sẽ xu ất

hiện. nhấn Ctrl+T để cân bằng hai môi trườ ng làm việc.

Hình 3. 13 Front Panel và Block Diagram GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

40



Thư Viện Của NI myRIO

Hình 3. 14 Thư viện của myRIO Thư viện myRIO chứa các Default FPGA Personality. Analog In: Đọc tín hiệu vào tương tự. Analog Out: Xuất tín hiệu ra tương tự. Digital In: Đọc các tín hiệu vào kỹ thuật số. Digital Out: Xuất các tín hiệu ra kỹ thuật số. Button: Đọc giá trị từ Button lên NI myRIO. LED: Báo tín hiệu trạng thái hoạt động. Accelerometer : Đọc giá trị gia tốc kế theo trục X,Y,Z.

PWM: Là một đầu ra kỹ thuật số và có thể được sử dụng để điều khiển nhiều thứ như độ sáng của đèn, tốc độ của một động cơ,… Encoder: Dùng để đọc và giải mã tín hiệu vào từ encoder. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

41



SPI (Serial Peripheral Bus) : Đọc hoặc xuất dữ liệu cho thiết bị theo chuẫn giao

tiếp SPI. SPI là một chuẩn truyền thông nối n ối tiếp tốc độ cao. I2C: Đọc và xuất dữ liệu cho thiết bị theo chuẫn giao tiếp I2C (Inter-Integrated Circuit) là một chuẩn truyền thông nối tiếp đa chíp chủ. UART:

Đọc và xuất dữ liệu cho thiết bị UART là một chuẩn giao tiếp truyền

thông nối tiếp đồng bộ hoặc không đồng bộ. Kết nối và tạo project FPGA Cũng làm tương tự như tạo một myRIO project nhưng đến đoạn tạo New thì ta chọn Targets and Devices.

Hình 3. 15 Khở i tạo Targets and Devices Tiếp đến ở phần myRIO Chassis nó sẽ hiện ra loại NI đang kết nối, thường thì chỉ có 2 loại NI myRIO -1900 và myRIO-1950, và chỉ có các kết nối với máy tính thì nó mới hiện nên, nếu không có thì sẽ báo lỗi.


42



Hình 3. 16 Chọn loại card ứng vớ i FPGA Tiếp theo, ta kích chọn vô Chassis(myRIO -1900) và chọn New > FPGA Target.

Hình 3. 17 Tạo New FPGA Target Sau đó nó sẽ hiện ra FPGA Target (RIO0, myRIO -1900)>New>VI. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

43



Hình 3. 18 Tạo một New VI mớ i

Giao diện làm việc của FPGA cũng tương tự như giao diện làm việc của LabVIEW nhưng có bổ sung thêm thư viện riêng của FPGA, và cũng có hạn chế một số thư viện không cần thiết.

Hình 3. 19 Thư viện riêng của FPGA


44



Sau khi viết lập trình xong thì ta ấn vào nút RUN để chạy chương trình, khi đó sẽ hiện ra một cái bảng thông báo lựa chọn kểu máy chủ để khởi tạo cấu hình, sẽ có 3 lựa chọn: 

Use the local compile server: được sử dụng cho mọi máy chủ.



Connect to a network compile server: chỉ những máy được kết nối với

nhau mới được phép truy cập. 

Connect to LabVIEW FPGA compile cloud service: chỉ có máy chủ thiết

kế LabVIEW FPGA mới được phép truy cập.

Hình 3. 20 Lựa chọn máy chủ biên dịch

Hình 3. 21 Khở i tạo các File trung gian


45



Hình 3. 22 Bắt đầu quá trình khở i tạo cấu hình Quá trình này tốn rất nhiều thời gian do phải thiết lập cấu hình, và biện dịch mã qua chíp FPGA, và nhanh hay chậm là do tốc độ xử lý của máy chủ. 3.2.3. Khối chức năng xử lý ảnh 3.2.3.1.

Khối vision acquisition

Hình 3. 23 Vision Acquisition Chức năng: Tạo và sửa đổi các dạng hình ảnh đang sử dụng NI Vision Acquisition Express.

Khi ta muốn sử dụng NI Vision Acquisition ta theo đường dẫn Vision and Motion/Vision Express/Vision Acquisition đặt vào giao diện Block Diagram. Lựa chọn nguồn ảnh và cấu hình hình ảnh sử dụng bằng camera hoặc ta cũng có thể lựa chọn hình ảnh trong các file. Sau khi kết thúc phần thu thập hình ảnh thì ta Double Click vào khối Vision Acquisition để chỉnh sửa lại hình ảnh để ta có thể sử dụng. Khi GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

46



quá trình chình sửa xong, ta sẽ chọn các khối Controls và Indicates để phục vụ cho việc lập chương trình. 3.2.3.2.

Khối vision assistant

Hình 3. 24 Vision Assistant

Chức năng: Khi sử dụng NI Vision Assistant ta có thể tạo lập, sửa đổi và sử dụng các thuật toán để phục vụ chương trình của chúng ta. Tương tự như khối Vision Acquisition khi ta cần phải đặt khối Vision Assistant vào giao diện Block Diagram. Tùy theo mục đích sử dụng ta Double Click để có thể lựa chọn và sửa đổi các chức năng hay thuật toán phù hợp sử dụng. Khi chọn xong thì ta có thể chọn khối Controls và Indicates để tiếp tục việc lập trình. Các hàm con dùng để xử lý ảnh có trong hàm vision assistant: Image: Các chức năng xử lý ảnh -

Histogram:

Đếm tất cả các điểm ảnh trong từng ảnh khi đã qua

Grayscale chuyển về một màu và sửa đổi chúng -

Hiển th ị giá tr ị

Line Profile:

điểm ảnh d ọc theo đườ ng thẳng trong

ảnh -

Measure:

Tính toán đo lườ ng thống kê khu vực đượ c giớ i hạn

trong ảnh mà ta mu ốn xử lý -

3D-View:

-

Brightness:

Hiển thị cường độ ánh sáng trong không gian ba chiều

Điều chỉnh các hệ số brightness, contrast và gamma

cho ảnh


47

Đồ án tốt nghiệ p -

Trường ĐHCN TP HCM Xây dựng một khu vực mà chúng ta chỉ quan tâm

Image Mask:

đến ảnh trong khung đó -

Geometrical:

-

Image Buffer:

Có xoay ảnh ở bất kì góc độ hình học nào

Lưu chúng trong bộ lưu trữ và khi cần có thề lấy

chúng ra

Get Image: Mở ảnh trong một thư mục ra -

Hiệu chình

Image Cabliration:

ảnh để tính toán bằng đơn vị ngoài

thực tế -

Sửa

Image Correction:

đổi các sai lệch khi hiệu chỉnh thành các

ảnh chính xác hơn -

Overley:

Chèn các đườ ng viền, hình ảnh hay chữ viết vào ảnh mà

không làm ảnh hưởng đến ảnh

Color: Xử lý màu sắc: Trình bày các thuật toán và mức logic của ảnh

-

Color Operator:

-

Color Plane Extraction:

Rút ra 3 mã số (RGB, HSV, or HSL) từ

ảnh -

Color Threshold:

Cung cấp

ngưỡ ng cho 3 mã s ố trong (RGB,

HSV, HSL, hoặc HSI) và đưa ra là ả nh 8-bit -

Color Classfication:

-

Color Segmentation:

-

Color Matching:

Phân loại các màu trong ảnh màu

Phân đoạn ảnh màu Ghi nhớ màu sắc c ủa m ột khu vực và so sánh nó

vớ i màu sắc trong khu vực khác


48


Trường ĐHCN TP HCM Xác định vị trí màu sắc trong ảnh màu.

-

Color Location:

-

Color Pattern Matching:

Kiểm tra sự hiện diện của khu vực quan

tâm cần xử lý trong tổng thể ảnh màu.

Chức năng đo đạt: Phát hiện các cạnh trong hình ảnh có màu xám.

-

Edge Detector:

-

Find Straight Edge:

Tìm một cạnh thẳng trong một khu vực quan

tâm. -

Max Clamp:

Đo khoảng cách tối đa từ hai cạnh của đối tượ ng.

Indentification: Chức năng nhận biết: -

OCR/OCV:

Đọc các kí t ự trong một khu vực đượ c chọn trong ảnh

thu đượ c. -

Particle Classification:

Phân loại hình dạng trong một khu vực đượ c

chọn trong ảnh thu đượ c.

3.2.3.3.

Đọc mã vạch 1D

-

Barcode Reader:

-

2D Barcode Reader:

Đọc mã vạch ma tr ận, mã vach 2D

Các Hàm, Khối Sử Dụng Lập Trình

. Cấu trúc, hoạt động của vòng lặp While Loop

Hình 3. 25 While loop


49



Giống như vòng lặp Do Loop hoặc Repeat – Until Loop trong ngôn ngữ văn bản. Vòng lặp While Loop lµ một cấu trúc lặp thực hiện sơ đồ bên trong nó cho đến khi giá trị boolean đưa tới conditional terminal (một terminal đầu vào) là trùng với điều kiện được thiết lập để thực hiện vòng lặp. để truy cập while loop ta chọn menu: functions structures

 while

loop.

Sau đó sử dụng con trỏ kích và

kéo tạo ra vùng mong muốn mà bạn muốn lặp. Biểu tượng của while loop được minh hoạ ở hình dưới đây.

Hình 3. 26 While loop VI kiểm tra Conditional Terminal tại cuối mỗi vòng lặp, do đó While Loop luôn thực hiện ít nhất một lần. Iteration Terminal là một Terminal đầu ra mà đưa ra số lần vòng lặp thực hiện được. Việc tính số lần lặp luôn được bắt đầu từ 0. Vì vậy, nếu vòng lặp chạy một lần thì Iteration Terminal đưa ra kết quả 0. Việc thực hiện vòng lặp có thể được xác định thông qua Conditional Terminal. Tại Conditional Terminal,ta có thể chọn các điều kiện: + Stop if true. + Continue if true.

Việc xác định điều kiện để thực hiện vòng lặp tại Conditional Terminal rất quan trọng vì nếu không xác định đúng thì vòng lặp có thể rơi vào vòng lặp vô hạn. Trong sơ đồ khối ví dụ 1 sau hoạt động của vòng lặp While Loop hoạt động cho đến khi giá trị đầu ra từ subVI là bé hơn 10 hoặc điều khiển Enable là FASLE.


50



Đầu ra của hàm AND là TRUE chỉ khi hai đầu vào là TRUE, ngoài ra khi một trong các đầu vào là FASLE đầu ra là FASLE.

Hình 3. 27 Ví dụ 1 Bạn có thể thay đổi các hành vi và các điều kiện bằng cách kích chuột phải vào terminal hoặc đường viền của cấu trúc While Loop và chọn biểu tượng Stop if true. Khi điều kiện của một terminal là Stop if true, cấu trúc lặp của vòng lặp While Loop hoạt động trong sơ đồ của nó cho đến khi điều kiện nhận được giá trị là TRUE được mô tả như hình ví dụ 2.

Hình 3. 28 Ví dụ 2 Vòng lặp While Loop chỉ dừng lại khi giá trị của subVI là lớn hơn hoặc bằng 10 và điều khiển Enable của hàm AND được ấn (TRUE).


51



Digital Input Express VI ( Ngõ vào số )

Cổng A ( INPUT ): Xử lý tính hiệu từ công tắc hành trình, cảm biến trong hệ thống

Hình 3. 29 Digital input Cổng B ( OUTPUT ): Điều khiển các van khí , băng tải ,đóng mở lò xấy, truyền thông...

Hình 3.1: Digital output

Hình 3. 30 Digital output


52



Analog Input Express VI ( Ngõ vào tương tự )

Đọc nhiệt độ thu được từ cảm biến LM35

Hình 3. 31 Analog input 

Khối Boolean

Boolean: Đại số Boole, chỉ mức logic 0,1.

Hình 3. 32 Khối boolean 

Comparison( So Sánh )

Hình 3. 33 Khối Comparison GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

53


3.3.


Ứng dụng card NI vào khâu xử lý ảnh phân loại sản phẩm lỗi

3.3.1. Giao tiếp LabVIEW vớ i PLC- SIEMENS S7-1200 Phần mềm LabVIEW và PLC – SIEMENS S7-1200 là hai thiết bị hoàn toàn khác nhau về hãng sản xuất, cũng như về giao thức của nó hoàn toàn khác nhau.Nên việc giao tiếp giữa hai thiết bị phần cứng và phần mềm này cực kỳ khó khăn.Để miểu tả r hơn về vấn đề này ta hay xem hình bên dưới. MÔI TRƯỜNG THỰC TẾ

MÁY TÍNH (PC)

TCP/IP J45

PLC SIEMENS

LABVIEW 2015

Hình 3. 34 Sơ đồ kêt nối 1

Nhưng vấn đề ở đây là ta chỉ giao tiếp PLC được với máy tính,nhưng việc giao tiếp đến phần mềm LabVIEW 2014 ta phải cần một giao thức để LabVIEW hiểu r ngô ngữ lập trình của PLC. Cho nên hãng National Instruments đã tạo ra một phần mềm đi kèm cho phép ta giao tiếp vói các thiết bị của hãng khác. Để miểu tả r hơn về vấn đề này ta hay xem hình bên dưới.


54



MÔI TRƯỜNG THỰC TẾ

PLC SIEMENS

MÁY TÍNH (PC)

TCP/IP J45

KEPServerEX 5 Configuration

DATA

LABVIEW 2015

Hình 3. 35 Sơ đồ k ết nối 2 Như vậy hai thiết bị đã hiễu r ngôn ngữ của nhau thông qua một phần mềm trung gian là NI-OPC-SERVERS 2014.


55



CHƯƠNG 4: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 4.1. Sơ lượ c về ứ ng dụng PLC trong công nghiệp Ngày nay với sự phát triển của khoa học kĩ thuật sự đa dạng của các linh kiện điện tử số, các thiết bị điều khiển tự động. Các công nghệ cũ đang dần dần được thay thế bằng các công nghệ hiện đại. Các thiết bị công nghệ tiên tiến với hệ thống điều khiển lập trình vi điều khiển, vi xử lý, PLC… các thiết bị điều khiển từ xa. Đang được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp, các dây truyền sản xuất ngành tự động đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển tự động. Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh nhất và có khả năng phục vụ rộng rãi là bộ điều khiển PLC. Các họ PLC phát triển từ loại độc lập, chỉ với 20 ng vào/ra và dung lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các họ PLC có cấu trúc module mở rộng dễ để thêm chức năng chuyên dùng như: 

Xử lý tín hiệu liên tục.



Điều khiển động cơ servo, động cơ bướ c.



Truyền thông.



Bộ nhớ mở r ộng.

Với cấu trúc module cho phép mở rộng hay nâng cấp một hệ thống điều khiển PLC với chi phí và công suất thấp nhất. 4.2. Phạm vi ứ ng dụng PLC Dùng để điều khiển Robot: ví dụ như gắp phôi từ băng tải bỏ qua bàn gia công của máy CNC, hay điều khiển Robot đưa vật liệu thiết bị vào bang tải, thực hiện các việc đóng hộp, dán tem nhãn,… Ngoài ra, PLC có thể ứng dụng để giám sát các quá trình trong các nhà máy mạ dây chuyền lắp ráp linh kiện điện tử, dây chuyền kiểm tra sản phẩm… bằng c ác sensor, công tắc hành trình.


56



4.3 . Cấu Trúc Phần Cứ ng PLC Của Hãng Siemens POWER SUPPY

CENTRAL PROCESSING UNIT (CPU)

INPUT INTERFACE

OUTPUT INTERFACE

MEMORY Hình 4. 1 Cấu trúc phần cứng của siemens

Đặc tính kỹ thuật của S7-1200 Với thiết kế theo dạng module, tính năng cao, SIMATIC S7-1200

thích hợp với nhiều ứng

dụng tự động hóa khác nhau, cấp độ từ nhỏ đến trung bình. Đặc điểm nổi bật là S7 -1200 được tích hợp sẵn cổng truyền thông Profinet (Ethernet), sử dụng chung một phần mềm Simatic Step 7 Basic cho việc lập trình P LC và các màn hình HMI. Điều này giúp cho việc thiết kế, lập trình, thi công hệ thống điều khiển được Hình 4. 2 PLC SIEMENS S7-1200

nhanh chóng, đơn giản. S7-1200

bao gồm các họ CPU 1211C, 1212C, 1214C. Mỗi loại CPU có đặc

điểm và tính năng khác nhau, thích hợp cho từng ứng dụng của khách hàng. Dưới đây là tóm tắt các tính năng nổi bật của SIMATIC S7 -1200: Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn: -

Dùng để k ết nối máy tính, vớ i màn hình HMI hay truyền thông PLC-

PLC. Dùng k ết nối vớ i các thiết bị khác có hỗ tr ợ chuẩn Ethernet mở.


57

Đầu nối RJ45

Đồ án tốt nghiệ p với


tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo. Tốc độ truyền 10/100 Mbits/s. Hỗ tr ợ 16

k ết nối ethernet. TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol. -

Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình: 6 bộ

đếm t ốc độ cao (high speed counter) dùng cho các ứng dụng đếm và đo lườ ng, trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 b ộ đếm 30kHz. 2 ng ra PTO 100kHz để điều khiển t ốc độ và vị trí động cơ bướ c hay bộ lái servo (servo drive). Ng ra điề u r ộng xung PWM, điều khiển tốc độ động cơ, vị trí valve, hay điều khiển nhiệt độ...16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển (auto-tune functionality). -

Thiết k ế linh hoạt: M ở r ộng tín hiệu vào/ra bằng board tín hiệu m ở r ộng

(signal board), gắn tr ực tiếp

phía trướ c CPU, giúp mở r ộng tín hiệu vào/ra mà không

thay đổi kích thướ c hệ điều khiển. Mỗi CPU có thể k ết nối 8 module mở r ộng tín hiệu vào/ra. Ngõ vào analog 0-10V đượ c tích hợ p trên CPU -

3 module truyền thông có thể k ết nối vào CPU mở r ộng khả

năng truyền

thông, vd module RS232 hay RS485. 50KB work memory, 2MB load memory Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần r ộng b ộ nh ớ cho

CPU, copy chương trình ứ ng d ụng hay

khi cậ p nhật firmware. Chẩn đoán lỗi online / offline.

Module truyền thông Bên cạnh tuyền

thông ethernet đượ c tích hợ p sẵn, CPU s7-1200 có thể mở

r ộng

đượ c 3 moulde truyền thông khác nhau, giúp cho việc k ết nối đượ c linh hoạt. Tại

thời

điểm giớ i thiệu S7-200 ra thị trườ ng, có các module RS232 va RS485, h ỗ tr ợ các

protocol truyền thông như modbus, USS…

4.4. Các Thiết Bị Và Lệnh Cơ Bản 4.4.1 Khái Niệm 4.4.1.1. Khái Niệm Một Chương Trình Chương trình là một chuỗi các lệnh nối tiếp nhau được viết theo một ngôn ngữ mà PC có thể hiểu được. Có 3 dạng chương trình: INSTRUCTION, LADDER, SFC/STL. Instruction: hệ thống gồm những dòng lệnh nhập liên tiếp nhau. Ladder: phương pháp xây dựng chương trình dạng đồ họa dùng các ký hiệu logic dạng role. SFC/STL: chương trình dạng lưu đồ. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

58



4.4.1.2Các Thiết Bị Cơ Bản Dùng Trong Lập Trình Có 6 thiết bị cơ bản dùng trong lập trìn h. 

I: ngõ vào vật lý gắn tr ực tiế p vào PC.



Q: ngõ ra nối tr ực tiế p từ PC



T: thiết bị định thì trong PC



C: thiết bị đếm trong PC



M: dùng như là các cờ hoạt động bên trong PC

Các thiết bị này có hai tr ạng thái ON hoặc OFF hay 1 ho ặc 0.

4.4.2 Các Tập Lệnh Cơ Bản Của Lập Trình Instruction Và Ladder Tiếp điểm LAD Tiếp điểm thường hở và thường đóng LAD

SCL

Mô tả

IF in THEN

Tiếp điểm thường hở và thường đóng: Bạn có thể

Lệnh thực thi;

kết nối tiếp điểm này với tiếp điểm khác và tạo ra chuỗi logic của riêng bạn. Nếu bit ng vào sử dụng

ELSE

Lệnh thực thi;

memory identifier I (input) hay Q (output), thì giá

trị bit sẽ được đọc từ thanh ghi quá trình – hình ảnh.

END_IF;

Tín hiệu tiếp điểm vật lý trong quá trình điều khiển IF

NOT

(in)

THEN

Lệnh thực thi; ELSE

Lệnh thực thi; END_IF;

của bạn được nối dây vào đầu I trên PLC. Bộ xử lý CPU quét tín hiệu ng vào và liên tục cập nhật trạng thái trong thanh ghi quá trình – hình ảnh.

Bạn có thể xác định giá trị đọc tức thời của ng vào vật lý nhờ sử dụng “:P” sau giá trị bù của I (ví dụ: “%I3.4:P”). Để có giá trị đọc tức thời, giá trị dữ liệu bit phải được đọc trực tiếp từ ng vào vật l ý thay vì hình ảnh quá trình.

Bảng 4. 1 Tiếp điểm thường đóng và thưởng hở Cuộn dây và tiếp điểm


59



LAD và FBD là 2 kiểu lập trình rất hiệu quả khi xử lý mức logic Boolean. Dù SCL chuyên dùng để tính toán toán học phức tạp và các cấu trúc điều khiển dự án, thì bạn vẫn có thể sử dụng SCL để xử lý logic Boolean LAD

FBD

Mô tả

SCL

Out := < biểu thức Trong lập trình FBD, cuộn dây LAD được biến đổi thành khối chỉ định (=

boolean >;

Out := NOT < biểu và /=) ở đó bạn xác định địa chỉ bit cho khối ng ra. Ng vào và ng ra

thức boolean >;

của khối được kết nối với khối logic khác hoặc bạn có thể thêm địa chỉ bit vào đó. Bạn có thể xác định giá trị viết tức thời của ng ra vật lý nhờ sử dụng “:P” sau giá trị bù của Q (ví dụ: “%Q3.4:P”). Để có giá trị viết tức thời, các giá trị dữ liệu bit sẽ được viết vào ng ra hình ảnh quá trình và trực tiếp vào ng ra vật lý. Bảng 4. 2 Cuộn dây thường đóng và thườ ng hở

Tập lệnh Montion Control. 

Lệnh MC_Power (mở/ đóng trục)

Lưu ý: Nếu trục bị ngưng lại do có lỗi, nó sẽ tự động mở lại sau khi lỗi được xác định và loại bỏ. Để làm được như vậy cần có tham số ng vào Enable phải giữ nguyên trạng thái TRUE trong suốt quá trình hoạt động.


60



Lệnh MC_Power LAD/FBD

Mô tả

SCL

Lệnh điều khiển chuyển động MC_Power có tác dụng mở hay đóng trục. Trước khi bạn có thể mở hay đóng trục, cần đảm bảo các điều kiện sau: -

Công nghệ phải được

cấu hình đúng. -

Không có lỗi gì ngăn

cản Việc

thực

thi

lệnh

MC_Power không thể bị huỷ bỏ bởi lệnh điều khiển chuyển động. Việc đóng trục (tham số ng vào Enable = FALSE) sẽ huỷ bỏ tất cả lệnh điều khiển chuyển động cho công nghệ. Bảng 4. 3 Lệnh MC_Power

Tham số của lệnh MC_Power Tham số và loại

Loại dữ

Mô tả

liệu Axis

IN

TO_Axis_1

Trục

Enable

IN

Bool

-

FALSE (mặc định): tất cả lệnh hoạt động đều bị

huỷ bỏ dựa trên "StopMode" và trục bị đóng -


TRUE: điều khiển chuyển động sẽ cố mở Trục

61


Trường ĐHCN TP HCM lại

StopMode

IN

Int

-

0: Dừng khẩn cấp: Nếu có yêu cầu đóng trục,

trục sẽ hãm lại với một gia tốc định trước. Trục sẽ ngưng hoàn toàn khi về trạng thái đứng yên -

1: Dừng ngay: Nếu có yêu cầu đóng trục, trục sẽ

dừng ngay mà không cần giảm tốc. Ng ra xung bị dừng ngay lập tức - 2: Dừng khẩn cấp có điều khiển jerk: Nếu có yêu

cầu đóng trục, trục sẽ hãm lại với gia tốc định trước. Nếu có điều khiển jerk được kích hoạt, jerk sẽ được áp dụng ở đây. Trục ngưng hoàn toàn khi về trạng thái đứng yên. Status

OUT Bool

Trạng thái của trục: - FALSE: trục bị đóng

+ Trục không thực thi lệnh điều khiển chuyển động và không chấp nhận thêm lệnh mới (ngoại trừ lệnh: MC_Reset) + Trục sẽ không homing +

Khi trục đóng, trạng thái sẽ không đổi sang

FALSE cho tới khi trục đứng yên hoàn toàn. - TRUE: trục được mở

+ Trục sẵn sàng thực thi lệnh điều khiển chuyển động + Khi trục mở, trạng thái sẽ không đổi sang TRUE cho tới khi có tín hiệu "Drive ready". Nếu "Dr ive

ready" không đượ cấu hình từ trước đó,

trạng thái sẽ đổi sang TRUE ngay lập tức Busy

OUT Bool

FALSE: MC_Power không hoạt động TRUE: MC_Power hoạt động

Error

OUT Bool


FALSE: Không lỗi

62


Trường ĐHCN TP HCM TRUE: Lỗi xảy ra trong lệnh điều khiển chuyển động "MC_Power" hay trong đối tượng công nghệ. Nguyên nhân xem ở ErrorID và ErrorInfo

ErrorID

OUT Word

Nguyên nhân lỗi

ErrorInfo

OUT Word

Nguyên nhân lỗi

Bảng 4. 4 Tham s ố của lệnh MC_Power



Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_Power

Hình 4. 3 Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_Power


63





Lệnh MC_MoveRelative (Định vị trục tương đối) Lệnh MC_MoveRelative

LAD/FBD

Mô tả

SCL Sử

dụng

lệnh

MC_MoveRelative

để

định vị trục theo một khoảng tương đối. Để sử dụng lệnh này, trục phải mở Bảng 4. 5 Lệnh MC_MoveRelative

STEP 7 tự động tạo DB khi bạn đưa lệnh vào. Trong ví dụ SCL, "MC_MoveRelative_DB" là tên của khối DB. Các tham số cho lệnh MC_MoveRelative Tham số và loại

Kiểu dữ

Mô tả

liệu Axis

IN

TO_Axis_1

Trục

Execute

IN

Bool

Khởi động lệnh với 1 xung dương (mặc định: False)

Position

IN

Real

Di chuyển một đoạn bằng với position (mặc định: 0.0) Giới hạn: -1.0e12 ≤ Position ≤ 1.0e12

Velocity

IN

Real

Tốc độ trục (mặc định: 10.0) Tốc độ này không ổn định như trên do có sự tăng tốc và giảm tốc trong cấu hình của bạn và vị trí của mục tiêu cần đi tới Giới hạn: Tốc độ start/stop ≤ velocity ≤ tốc độ cực đại

Done

OUT Bool

TRUE = đã tới đích

Busy

OUT Bool

TRUE = lệnh đang được thực thi


64



CommandAborted OUT Bool

TRUE = trong lúc thực thi, lệnh bị huỷ bỏ bởi lệnh khác

Error

OUT Bool

TRUE = có lỗi xảy ra trong quá trình thực thi lệnh. Nguyên nhân xem ở ErrorID và ErrorInfo

ErrorID

OUT Word

Nguyên nhân lỗi (mặc định: 0000)

ErrorInfo

OUT Word

Nguyên nhân lỗi (mặc định: 0000)

Bảng 4. 6 Các tham s ố cho lệnh MC_MoveRelative 

Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_MoveRelative

Hình 4. 4 Biểu đồ biểu diễn chức năng lệnh MC_MoveRelative


65



Lệnh MC_MoveJog: Di chuyển tr ục ở chế độ chạy rong

Lệnh MC_MoveJog điều khiển di chuyển trục liên tục ở tốc độ quy định trong chế độ chạy rong. Ta sử dụng lệnh điều khiển chuyển động này để chạy thử nghiệm và vận hành thử hoặc các mục đích khác như lập trình cho chạy về vị trí ban đầu. Tham số

Axis

Khai

Kiểu dữ

Giá trị

báo

liệu

ban đầu

INPUT

TO_Axi

Mô tả

-

Đối tượng công nghệ trục

FALSE

Nếu tham số là TRUE, trục di chuyển

s_1

JogForward

INPUT

BOOL

theo hướng tích cực ở vận tốc quy định tại tham số "Velocity ". (Dấu hiệu của các giá trị trong tham số "Velocity" được bỏ qua) JogBackward INPUT

BOOL

FALSE

Nếu tham số là TRUE, trục di chuyển ngược hướng tích cực ở vận tốc quy định tại tham số "Velocity ". (Dấu hiệu của các giá trị trong tham số "Velocity" được bỏ qua)

Nếu cả hai tham số đồng thời là TRUE, trục dng lại với sự giảm tốc đã được cấu hình. Một lỗi được chỉ định trong thông số "ERROR", "ErrorID", và "errorInfo". Velocity

INPUT

REAL

Vận tốc cài sẵn cho chế độ chạy rong

10.0

Giá trị giới hạn: Start/stop velocity ≤ |Velocity| ≤ maximum velocity

InVelocity

OUTPU

BOOL


FALSE

66

TRUE

Vận tốc định trong tham số


Trường ĐHCN TP HCM "Velocity" đã đạt được.

T

Busy

OUTPU

BOOL

FALSE

TRUE

Các nhiệm vụ đang thực hiện

BOOL

FALSE

TRUE

Trong quá trình thực hiện nhiệm

T

CommandAb

OUTPU

orted

T

vụ đã bị hủy bỏ bởi công việc khác.

Error

OUTPU

BOOL

FALSE

TRUE

Một lỗi đã xảy ra trong quá trình thực hiện nhiệm vụ.

T

Nguyên nhân của lỗi này có thể được tìm thấy trong các thong số "ErrorID" và "errorInfo" ErrorID

OUTPU

WORD

0000

Lỗi ID cho tham số "Error"

WORD

0000

Thông báo lỗi ID cho tham số "ErrorID"

T

ErrorInfo

OUTPU T

Bảng 4. 7 Các tham s ố cho lệnh MC_MoveJog


67



Biểu đồ thể hiện chức năng khối lệnh MC_MoveJog

Hình 4. 5 Biểu đồ thể hiện chức năng khối lệnh MC_MoveJog


68



CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU VỀ MÔ HÌNH TRUYỀN THÔNG SCADA, PHẦN MỀM INTOUCH VÀ KEPSERVER V5 5.1. SCADA 5.1.1 Khái niệm SCADA SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống thu thậ p dữ liệu, giám sát và điề u khiển các quá trình từ xa. Ngườ i vận hành có thể nhận biết và

điều khiển ho ạt động các thiết b ị thông qua máy tính và mạng truyền thông. Nói cách khác, SCADA thường được dùng để chỉ t ất c ả các hệ thống máy tính đượ c thiết k ế để thực hiện các chức năng sau: * Thu thậ p dữ liệu từ các thiết thiết bị công nghiệ p hoặc các cảm biến. * Xử lý và thực hiện các phép tính trên các d ữ liệu thu thập đượ c. * Hiển thị các dữ liệu thu thập đượ c và k ết quả đã xử lý. * Nhận các lệnh từ người

điều hành và tiến hành xử lý gửi các lệnh đó đến các

thiết bị của nhà máy. * Thực thi và xử lý các lệnh

điều khiển tự động hoặc bằng tay một cách k ị p

thờ i và chính xác.

5.1.2. Cấu trúc cơ bản của một hệ thống SCADA Một hệ thống

SCADA cơ bản có các thành phần chính là: MTU, RTU và

thành phần truyền thông.

MTU ( Master Terminal Unit) MTU là trung tâm của m ột h ệ th ống SCADA, trong thực t ế

nó thườ ng là một

hệ máy tính công nghiệ p. Nhiệm vụ của MTU bao g ồm: * Cậ p nhật dữ liệu từ các thiết bị RTU và nhận lệnh từ người điều hành. * Xuất dữ liệu đến các thiết bị thi hành RTU. * Hiển th ị các thông tin cần thiết về

các quá trình cũng như trạ ng thái của các

thiết bị lên màn hình giúp cho người điều hành giám sát và điề u khiển.

* Lưu trữ, xử lý các thông tin và giao tiế p vớ i các hệ thống thông tin khác. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

69



RTU (Remote Terminal Unit) RTU thu nhận thông tin từ

xa, thường đặt tại nơi làm việc để thu nhận dữ li ệu

và thông tin từ các thiết bị hiện trường như các valve, các cả m biến, các đồng hồ đo… gửi đến MTU để xử lý và thông báo cho người điề u hành biết tr ạng thái hoạt động của các thiết bị hiện

trườ ng. Mặt khác, nó nhận lệnh hay tín hiệu từ MTU để điều khiển

hoạt động của các thiết bị theo yêu cầu.

Khối truyền thông Là môi trườ ng truyền thông giữa các khối thiết bị vớ i nhau, bao gồm phần cứng và phần mềm.

5.2. Mô Hình Truyền Thông Của Hệ Thống 5.2.1. Giớ i thiệu mô hình truyền thông của hệ thống.

Hình 5. 1 Cấu Trúc truyền thông của hệ thống

Kiến trúc giao thứ c TCP/ IP TCP/IP ( Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) là kết quả nghiên cứu và phát triển giao thức trong mạng chuyển mạch gói thử nghiệm mang tên Arpanet do ARPA thuộc bộ quốc phòng Hoa Kì tài trợ. Khái niệm TCP/IP dùng để chỉ cả 1 tập giao thức và dịch vụ truyền thông được công nhận thành chuẩn Internet. Cho đến nay, GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

70



TCP/IP đã xâm nhập tới rất nhiều phạm vi ứng dụng khác nhau trong đó có các mạng máy tính cục bộ và mạng truyền thông công nghiệp. Khác với OSI, thực ra không có 1 mô hình giao thức nào được công bố chính thức cho TCP/IP. Tuy nhiên dựa vào các chuẩn giao thức đã được phát triển, ta có thể sắp xếp các chức năng truyền thông cho TCP/IP thành 5 lớp là lớp ứng dụng, lớp vận chuyển, lớp Internet, lớp truy nhập và lớp vật lý. Nếu tách riêng TCP và IP thì đó là những chuẩn riêng về giao thức truyền thông, tương đương với lớp vận chuyển và lớp mạng trong mô hình OSI. Nhưng người ta cũng dùng TCP/IP để chỉ 1 mô hình truyền thông ra đời trước khi có chuẩn OSI. Lớp ứng dụng: thực hiện các chức năng hỗ trợ cần thiết cho nhiều ứng dụng khác nhau. Với mỗi loại ứng dụng cần 1 modun riêng biệt, ví dụ FTP cho chuyển giao file, TELNET cho làm việc với trạm chủ từ xa… Lớp vận chuyển: cơ chế đảm bảo dữ liệu được vận chuyển 1 cách đáng tin cậy hoàn toàn không phụ thuộc vào đặc tính của các ứng dụng sử dụng dữ liệu. Chính vì thế cơ chế này được sắp xếp vào 1 lớp độc lập để tất cả các ứng dụng khác nhau có thể sử dụng chung. Lớp internet: có chức năng chuyển giao dữ liệu giữa nhiều mạng được liên kết với nhau. Lớp truy cập mạng: liên quan đến việc trao đổi dữ liệu giữa 2 trạm thiết bị trong cùng 1 mạng. Các chức năng bao gồm việc kiểm soát môi trường truyền dẫn, kiểm lỗi và lưu thông dữ liệu. Lớp vật lí : đề cập đến giao diện vật lí giữa 1 thiết bị truyền dữ liệu vớ i môi trường truyền dẫn hay mạng. Trong đó có đặc tính tín hiệu, chế độ truyền, tốc độ truyền và cấu trúc cơ học các phích cắm/ giắc cắm. 5.2.2. Ứ ng dụng k ết nối không dây cho toàn bộ hệ thống: Như đã giới thiệu ở phần trước, toàn bộ kết nối truyền thông trong mô hình đều được sử dụng theo giao thức truyền thông Protocol suites TCP/IP. Mỗi máy sẽ có riêng một địa chỉ và truyền thông đều sử dụng sóng Wifi của một bộ phát Hub với các địa chỉ được quy định (do người dùng cài đặt trước)


71

như sau:



o

PLC- S7-1200 có địa chỉ IP : 192.168.2.20

o

Máy tính chủ có địa chỉ IP: 192.168.2.110

o

Máy tính tớ có địa chỉ IP : 192.168.2.105

Hình 5. 2 Module phát wifi Trên thực tế, bộ phát sóng Wifi này có r ất nhiều ứng dụng và đóng nhiều vai trò khác nhau trong nhiều loại ứng dụng. Tuy nhiên, vai trò chính của nó trong mô hình này chỉ là một bộ chuyển kênh.

Các máy tính đượ c k ết nối vớ i nhau theo hình thức chủ-tớ (Master-Slave) bao gồm một máy chủ điều khiển và giám sát toàn bộ hệ thống và một máy tớ có nhiệm vụ

như một tr ạm đọc thẻ và biển số xe từ xa.

Hình 5. 3 Mô tả phương thức truyền thông Ngoài ra, trong máy chủ của hệ thống còn đượ c tích hợ p sẵn một hệ thống giao diện SCADA phục vụ cho tương tác thông qua màn hình HM I.


72



5.3. Intouch (Wonderware) Phần mềm Intouch được biết tới như một phần mềm chuyên dụng trong lĩnh vực thiết kế và điều khiển trên nền tảng SCADA. Trên thực tế, Intouch hiện đang được sử dụng trong 1/3 các nhà máy công nghiệp trên thế giới, và được biết tới hầu như ở tất cả các nước và các ngành công nghiệp. Có được sự ứng dụng rộng rãi như trên là do Intouch có những đặc điểm và tính năng ưu việt sau: 

Khả năng đồ họa với độ phân giải cao.



Môi trường phát triển ứng dụng có xu hướng tạo điều kiện cho nhiều

người sử dụng, góp phần nâng cao năng suất cũng như kỹ thuật cộng tác trong công việc. 

Các ký hiệu đồ họa mang tính độc lập mạnh mẽ với việc viết code và kết

nối phần cứng được tích hợp, có chức năng trong việc duy trì hoạt động kỹ thuật thông qua tái sử dụng và tiêu chuẩn hóa. 

Thao tác linh hoạt với tính năng viết lệnh và đồ họa hoàn hảo cho phép

các kỹ sư trong quá trình vận hành và giám sát có thể nhanh chóng thay đổi chức năng ứng dụng. 

Môi trường ứng dụng của Intouch cho phép quản lý tập trung đồng thời

triển khai từ xa ứng dụng HMI tại các trạm vận hành. 

Bên cạnh đó, Intouch còn có tính năng xử lý và giám sát dữ liệu bên



Quan trọng nhất đó là các đặc tính vận hành, cung cấp, giám sát r ràng,

trong.

chính xác, có khả năng mở rộng dữ liệu thông tin. 5.3.1. Các thành phần của Intouch Intouch gồm 3 chương trình chính: Intouch Application Manager là nơi chứa các ứng dụng mà chúng ta đã tạo ra và cũng là nơi để đặt cấu hình cho WindowViewer và WindowMaker. Mở các tiện ích DBDump databases và DBLoad databases.

WindowMaker là môi trường phát triển các ứng dụng của Intouch. Đây là nơi người dùng thiết kế giao diện mong muốn, liên kết các hình ảnh ứng dụng với các thiết bị ngoại vi và các ứng dụng khác của Window.


73



WindowViewer là môi trường chạy các ứng dụng mà người dùng tạo ra trong WindowMaker.

5.3.2. Intouch Application Manager Đầu tiên khởi động Intouch : Vào Start/ Programs/ Wonderware/ Intouch :

Hình 5. 4 Mở giao diện Intouch Màn hình khởi động Intouch application manager hiện lên:

Hình 5. 5 Intouch application manager Trong cửa sổ Intouch - Application Manager đã có sẵn các ứng dụng đã được tạo trước đó. 5.3.3. WindowMaker Để thiết kế được giao diện ta phải vào của sổ làm việc Window Maker:


74



Click chuột phải vào tên ứng dụng cần thiết kế, chọn WindownMaker hoặc double click chuột trái vào ứng dụng vừa tạo ra, để vào môi trường thiết kế WindowMaker.

Cửa sổ Window Maker hiện ra:

Hình 5. 6 Giao diện WindowMaker 5.3.4. WindowViewer Là ứng dụng cho phép giao diện được tạo ra trong WindowMaker có thể chạy. Menu File 

Open window : mở một cửa sổ trong WindowMaker



Close window: đóng một cửa sổ đang mở .



WindowMaker: tr ở về WindowMaker.

Menu LOGIC 

Start Logic : Chạy các QuickScript



Hall Logic : Dừng tất cả QuickScript

Menu SPECIAL 

Start Uninitiated Conversations : khởi động các mối liên k ết I/O. Khi

mớ i vào, Window Viewer sẽ tự động xử lý các yêu c ầu ban đầu hoặc các giá tr ị đầu. 

Reinitialize I/O : khởi động lại các mối liên k ết I/O.

5.3.5. Các công cụ thiết kế giao diện của Intouch


75



Line:

Là công cụ để vẽ đoạn thẳng Có 3 loại: 

Line:



H/V Line:

dùng để tạo một đoạn thẳng theo phương bất kì. dùng để tạo các đoạn thẳng theo phương ngang hoặc

phương đứng. 

dùng để tạo ra các đường ziczac( nếu muốn kết thúc

PolyLine:

đường vẽ thì double click chuột. -

Fill Shapes: Là công cụ để tạo các hình ảnh 2 chiều, có các loại như sau: dùng để tạo các hình chữ nhật.



Rectangle:



Round Rectangle:



Elipse:



Polygon:

dùng để tạo các hình chữ nhật có đỉnh tròn.

dùng để tạo các hình elipse. dùng để tạo đa giác bất kì( kết thúc bằng cách double

click chuột). 

Text: Là công cụ dùng để tạo chuỗi ký tự trên 1 dòng, công cụ này thường

được dùng để tạo các chú thích. 

là công cụ để chèn hình ảnh vào ứng dụng.

Bitmap:

Cách chèn hình:

Click vào biểu tượng Bitmap rồi rê thành hình chữ nhật trên form, click chuột phải vào đối tượng và chọn Import Image. Sau đó, chọn hình ảnh muốn chèn vào khoảng trống. 

Button:

Nút nhấn 3 chiều có thể tạo vớ i bất k ỳ

kích thướ c mong

muốn nào bằng cách sử d ụng công cụ Button trên thanh công cụ WindowMaker Draw Object. Nhiều loại liên k ết

đượ c g ắn v ới Button như: action scripts, key scripts giá trị


76



liên k ết ngõ vào/ra analog hay discrete. Nếu liên k ết vào/ra đượ c gắn vớ i button thì giá tr ị hiển thị trên button như một chuỗi text.

Trends: có hai công cụ là trend hiển thị d ữ li ệu thờ i gian thực và trends



hiển th ị d ữ li ệu quá khứ. C ả hai loại

này để có thể biểu di ễn đồ th ị theo thờ i gian cho

nhiều tagname.

Symbol: là sự k ết h ợ p c ủa nhiều đối tượng cơ bản và nó đượ c xem

-

như một đối tượng đơn. Bấ t kì sự thay đổi thuộc tính nào đối vớ i symbol (thay đổi thuộc tính tĩnh trong WindowMaker hay thay đổ i thuộc tính động trong WindowViewer) sẽ ảnh

hưởng đến t ất cả các đối tượ ng thành phần của Symbol.

Symbol không chứa các bitmap, các button các cell các alarm hay trend.

Cell: một cell là một tậ p hợ p của hai hay nhi ều đối tượ ng, các

-

symbol, các cell khác mà chúng đượ c liên k ết vớ i nhau hình thành một đơn vị đơn. Cell chứa mối quan hệ không gian cố định giữa các phần tử riêng lẻ, mỗi một thành phần của cell có thể có những liên k ết của dụng

chính nó. Các ô đượ c sử

để t ạo các thiết b ị th ực t ế như bộ điều khiển slide. Các thu ộc tính của các

thành phần

trong cell được thay đổi trong WindowMaker bở i thao tác c ủa các

mối liên k ết. -

Wizard:

các wizard giúp chúng ta tiết kiệm đáng kể thờ i gian thiết k ế

giao diện phát triển ứng d ụng Chúng ta r ất dễ sử dụng và dễ

đặt cấu hình. Chúng ta sẽ

đề cậ p chi tiết sau. -

ActiveX controls : WindowMaker hỗ tr ợ các ActiveX controls mà hình

thức đơn giản nhất là các ứng dụng mini dùng để trao đổi hay chạy bên trong ứng dụng của chúng ta. Tất c ả các sự kiện

các ActiveX controls đều có các thuộc tính, các phương pháp và

liên quan đế n chúng. Ta có th ể liên k ết một thuộc tính của ActiveX

controls vớ i một tagname của dữ liệu tương ứng. Ta có thể thực hiện các phương pháp ActiveX thông qua các hàm InTouch QuickScript . Chúng ta có thể k ết hợ p ActiveX event với ActiveX event Script để thực hiện khi sự kiện xảy ra.


77


Symbol Factory

Trường ĐHCN TP HCM là m ột t ậ p h ợ p các wizard và g ần

300 bitmap tương

đối phức t ạp để s ử d ụng trong InTouch. Điều này giúp chúng ta truy cậ p d ễ dàng vào các wizard và các đối tượng đồ họa. Symbol Factory gồm 4 loại: 5.3.6. Tagname Dictionary Tagname Dictionary (runtime database ) là “trái tim” của InTouch. Khi ứng dụng data chứa tất cả các giá trị hiện tại của item trong database. Để tạo Tagname, InTouch yêu cầu khai báo các biến khi được sử dụng. Mỗi biến phải có tên và loại dữ liệu. InTouch có hai công cụ giúp chúng ta tạo ra Tagname Dictionary: DBDump và DBLoad. DBDump cho phép bạn xuất Tagname Dictionary ra tập tin văn bản, có thể sử dụng bởi các ứng dụng khác. DBLoad cho phép tạo Tagname Dictionary từ ứng dụng khác như Excel hoặc từ DBDump file của các ứng dụng InTouch khác. 

Các loại tagname:

Khi bạn khai báo một tagname trong InTouch database, bạn phải gán cho tagname một loại nào đấy. Ví dụ: nếu tagname dùng để đọc hay ghi một giá trị từ I/O server phải là loại I/O tagname.

Memory Type Tagname Memory tagname chứa trong ứng dụng InTouch của bạn. Bạn có thể sử dụng các hằng số hệ thống, tạo các biến để tính toán. 

Memory Discete: giá tr ị 0 ( False, Off) và 1 (True, On).



Memory Integer: số nguyên 32 bit có d ấu: từ -2147483648 đến

2147483647. 

Memory Real: số thực từ -3.4e38 đến 3.4e38.



Memory Message: kiểu chuỗi dài 131 kí tự.

I/O Type Tagnames Các tagname dùng để đọc hay ghi giá trị thông qua các ứng dụng Windows

khác là I/O type, I/O tagnames truy xuất thông qua các giao thức giao tiếp như Microsoft Dynamic Data Exchange (DDE) hoặc Wonderware SuiteLink.


78



Khi các giá trị I/O type tagname thay đổi thì giá trị sẽ được cập nhật vào ứng dụng ngay tức thì. Mặc định tất cả các giá trị I/O tagname được thiết lập ở chế độ đọc hoặc ghi. Tuy nhiên bạn có thể thiết lập trạng thái chỉ đọc trong hộp hội thoại Tagname Dictionary.

Có 4 loại I/O tagname: 

I/O Discrete: vớ i giá tr ị 0 ( False, Off) và 1 (True , On).



I/O integer: số nguyên 32 bit có dấu từ -2147483648 đến 2147483647.



I/O Real: số thực: từ -3.4e38 đến 3.4e38.



I/O Message: kiểu chuỗi dài 131 kí tự

Hỗ trợ tagname mở rộng Trong phiên bản tìm hiểu này chỉ là demo nên chỉ cho phép sử dụng 32 tagnames. 

Để định nghĩa một tagname mớ i:

Trên thanh menu

Special, click Tagname Dictionary thì hộp hội thoại

Tagname Dictionary xuất hiện. Click New: để tạo một tagname mới Tagname: tên tagname Click Type: hộp hội thoại Tagname Types sẽ xuất hiệ n Chọn loại cho tagname và click OK . Click Group để gán cho tagname một Alarm Group mặc định là $System. Với loại tagname I/O Read Only chỉ cho phép đọc. Với loại tagname I/O Write Only chỉ cho phép ghi. Click Close. 5.4. Phần mềm OPC K epserverEx V5

Hình 5. 7: phần mềm kepware V5 GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

79



OPC Kepserver

là "thông dịch viên" để kết nối các hãng khác nhau lại với

nhau. Ví dụ ta có PLC của Mitsubishi nhưng SCADA lại của được viết trên WinCC của Siemens vậy thì làm sao kết nối được? Đó chính là nhờ OPC. Hoặc nếu sử dụng PLC S7-1200

firmware 3.0 trở xuống thì chắc chắn là không kết nối trực tiếp được từ

WinCC (kể cả WinCC Pro). Vậy giải pháp ở đây chính là OPC. OPC nhiều hãng viết và các hãng đều có những ưu điểm riêng của mình. Vậy nhưng để có một OPC hoàn hảo, dễ dàng cài đặt, sử dụng thì không phải ai khác mà chính OPC Kepserver.

Có nhiều phần mềm OPC của các hãng khác nhau kể cả Simatic NET nhưng rối rắm, khó cài đặt, khó sử dụng mà lại hỗ trợ quá ít drive r và không có hãng nào thuận tiện và dễ dàng như Kepware. Phần mềm này cần có bản quyền nhưng vẫn có thể sử dụng bản miễn phí. Mỗi lần chạy nó cho ta 2 tiếng đồng hồ và sau hai tiếng đó thì chỉ cần stop runtime và chạy lại là các bạn lại có tiếp hai tiếng nữa. OPC từ lâu đã là một cầu nối không thể thiếu giữa các dòng máy tính và các dòng PLC. Trong mô hình

hiện tại, OPC cũng đóng vai trò là một đầu truyền dữ liệu

từ máy tính chủ và máy tính tớ đến PLC cùng với ứng dụng của mạng không dây.

Hình 5. 8 Giao diện chính OPC KEPWARE V5 GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

80



Để kết nối một máy với OPC, ta chỉ cần khai báo biến/ địa chỉ tương ứng với trong PLC để có thể truyền tín hiệu điều khiển như ý muốn. Toàn bộ địa chỉ sử dụng đều đượ c lấy từ các biến của PLC và khai báo tương

ứng vớ i bên của Intouch.


81



CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 6.1. Sơ đồ k ết nối 6.1.1. Sơ đồ k ết nối PLC vớ i các thiết bị

Hình 6. 1 Sơ đồ k ết nối PLC vớ i các thiết bị


82



6.1.2. Sơ đồ k ết nối động cơ servo vớ i PLC và Driver

Hình 6. 2 Sơ đồ k ết nối phần cứng servo vớ i driver

Hình 6. 3 Sơ đồ k ết nối chân CN1B


83



VDD: Cấp nguồn 24V COM: Chân chung

ALM: Cho phép cảnh báo, báo hiệu EMG: Dừng khẩn cấp SON: Cho phéo servo ON

LSP/LSN: Dừng xoay thuận/nghịch khi công tắc hở Sơ đồ k ết nối PLC vớ i chân CN1A

Hình 6. 4 Sơ đồ k ết nối PLC vớ i chân CN1A

6.1.3. Sơ đồ k ết nối card NI và các thiết bị

Hình 6. 5 Port A, B c ủa card NI


84



Hình 6. 6 Sơ đồ k ết nối Port A vớ i các thiết bị

Hình 6. 7 Sơ đồ k ết nối card NI port B v ớ i các thiết bị


85



Hình 6. 8 Sơ đồ k ết nối card NI port C v ớ i các thiết bị

6.1.4. Sơ đồ kết nối các thiết bị trên tủ điện

Hình 6. 9 Sơ đồ k ết nối mặt tủ điện


86



Hình 6. 10 Bên trong tủ điện


87



Hình 6. 11 Mặt tủ điện


88



6.1.5. Thi công mô hình

Hình 6. 12 Mô hình hoàn ch ỉnh


89

Đồ án tốt nghiệ p 6.2. STT


Danh sách biến Kiểu Tên biến dữ liệu

Chức năng

Kết nối phần cứng

Kết nối

1

I0.0

Bool

CTHT 1

I0.0

Input

2

I0.1

Bool

CTHT 2

I0.1

Input

3

I0.2

Bool

Cảm biến có SP ban đầu

I0.2

Input

4

I0.3

Bool

Cảm biến có SP trên cánh tay

I0.3

Input

5

I0.4

Bool

I0.4

Input

I0.5

Input

Cảm biến vị trí ban đầu cánh tay

Cảm biến vị trí ban đầu kho

6

I0.5

Bool

7

I0.6

Bool

CTHT 3

I0.6

Input

8

I0.7

Bool

CTHT 4

I0.7

Input

9

Q0.0

Bool

Xuất xung servo cánh tay

Q0.0

Output

10

Q0.1

Bool

Đảo chiều servo cánh tay

Q0.1

Output

11

Q0.2

Bool

Xuất xung servo kho cất

Q0.2

Output

12

Q0.3

Bool

Đảo chiều servo kho cất

Q0.3

Output

13

Q0.4

Bool

Van gắp sản phẩm

Q0.4

Output

14

Q0.5

Bool

Van lên xuống cánh tay

Q0.5

Output

cất

A11/DIO0

15

M50.0

Bool

CB tiệm cận cánh tay gắp ở

(Cách ly bằng

trên

relay 24-

Input

5VDC) A13/DIO1

16

M50.1

Bool

CB tiệm cận cánh tay gắp ở

(Cách ly bằng

dưới

relay 24-

Input

5VDC)

17

M50.2

Bool


CB tiệm cận pittong lò sấy đóng.

90

A15/DIO2 (Cách ly

bằng

relay24-5VDC)

Input


Trường ĐHCN TP HCM A17/DIO3

18

M50.3

Bool

CB tiệm cận pittong lò sấy

(Cách ly bằng

mở.

relay 24-

Input

5VDC)

19

M50.4

Bool

Cb tiệm cận của pittong hứng sp đẩy ra

A19/DIO4(Các

h ly bằng relay

Input

24-5VDC) A21/DIO5

20

M50.5

Bool

Cb tiệm cận của pittong hứng

(Cách ly bằng

sp thu về

relay 24-

Input

5VDC) A23/DIO6

21

M50.6

Bool

Cb tiệm cận của pittong đẩy

(Cách ly bằng

sp đẩy ra

relay 24-

Input

5VDC) A25/DIO7

22

M50.7

Bool

Cb tiệm cận của pittong đẩy

(Cách ly bằng

sp thu về

relay 24-

Input

5VDC)

23

M51.0

Bool

START

C14/DIO3

Input

24

M51.1

Bool

STOP

C15/DIO4

Input

25

M51.2

Bool

Cảm biến có sp kho cất

C16/DIO5

Input

B11/DIO0

26

M51.4

Bool

Van đóng mở của lò sấy

(Cách ly bằng relay 5-

Output

24VDC) B13/DIO1

27

M51.5

Bool

Van nhận sản phẩm đúng

(Cách ly bằng relay 524VDC)


91

Output


Trường ĐHCN TP HCM B15/DIO2

28

M51.6

Van cất sản phẩm đúng

Bool

(Cách ly bằng relay 5-

Output

24VDC) B17/DIO3(Các

29

M51.7

Bóng đèn sấy.

Bool

h ly bằng relay 5-24VDC)

Output

B19/DIO4

30

M52.0

Động cơ kéo băng tải

Bool

(Cách ly bằng

Output

relay5-24VDC)

31

M53.0

Bool

Camera nhận diện sản phẩm

Input

đúng

(USB)

Camera nhận diện sản phẩm

32

M53.1

Bool

33

M53.2

Bool

Say xong

34

M53.3

Bool

Reset counter

35

M53.4

Bool

Bắt đầu sấy

36

MD100

Dword

Input tín hiệu từ NI về PLC 1

37

MD150

Dword

Input tín hiệu từ NI về PLC 2

38

MD104

Dword

sai

Output tín hiệu từ PLC xuống NI A7/AI3 CB

39

MD108

Dword

Cảm biến đọc nhiệt độ lò sấy

tiệm cận

Input

(LM35)

pittong lò sấy

Analog

đóng. C11/EncoderA

40

MD114

Dword

Encoder

và C13/Encoder B

Bảng 6. 1 Danh sách bi ến


92



6.3. Lưu đồ giải thuật 6.3.1. Lưu đồ chính

Hình 6. 13 Lưu đồ giải thuật chương trình chính


93



6.3.2. Lưu đồ chương trình Auto

Hình 6. 14 Lưu đồ chương trình auto


94



6.3.3. Lưu đồ mạ sản phẩm

Hình 6. 15 Lưu đồ mạ sản phẩm 1


95



Hình 6. 16 Lưu đồ mạ sản phẩm 2


96



6.3.4. Lưu đồ quy trình mạ bao gồm: Gắp – Di chuyển – Nhúng

Hình 6. 17 Lưu đồ quy trình mạ


97



6.3.5. Lưu đồ gắp sản phẩm

Hình 6. 18 Lưu đồ quy trình Gắ p sản phẩm


98



6.3.6 Lưu đồ nhúng sản phẩm

Hình 6. 19 Lưu đồ nhúng sản phẩm


99



6.3.7. Lưu đồ phân loại và cất sản phẩm

Hình 6. 20 Lưu đồ phân loại và cất sản phẩm


100



6.3.8. Lưu đồ cất sản phẩm

Hình 6. 21 Lưu đồ cất sản phẩm 1


101





102




6.4.

Lập trình PLC S7-1200 điều điều khiể khiển hệ hệ thố thống.

6.4.1. Thiết lập cấu hình cho PLC bằng phần mềm TIA PORTAL Bướ c 1: Tạo một Project mớ i Khởi động phần mềm TIA PORTAL V13 → Chọn “Creat new project” →

Đặt tên và chọn nơi lưu trữ cho project → “Creat”.

Bướ c 2: Thiết lậ p cấu hình cho PLC sau khi tạo đượ c project mớ i ta có giao diện Portal view.

Hình 6. 24 Giao diện phần mềm Tia Portal


103



Có thể chuyển gi ữa 2 chế

độ xem “Project view” và “Portal view” bằng cách

click vào 1 trong 2 vùng khoanh tròn trong Hình 7.24 Ch ọn module và version c ủa PLC hiện có, trong project này“Configure

a device” → “Add new device” →

“PLC”→“SIMATICS7 -1200”→“CPU”→“CPU 1212C DC/DC/DC” → “6ES7 212 1AE31-0XB0” → Version “v3.0” 11 Đặt lại tên cho PLC t ại ô “Device name” chọn

“Add” để thêm PLC v ừa tạo vào project.

Hình 6. 25 Thêm thiết bị PLC


104



3: Thiết lập địa chỉ IP cho PLC, sau khi thêm PLC m ớ i vào project ta có Bướ c 3: giao diện.

Hình 6. 26 Giao điện PLC đã thêm

6.4.2. Thiết lập phát xung PTO điều khiển Servo

Để sử dụng để khối hàm Motion Control chúng ta thiết lập cấu hình như sau: Bước 1: Click đúp chuột trái lên CPU, xuất hiện hộp thoại:

Hình 6. 27 Thiết lậ p chân PTO

Trong hộp thoại tìm đến dòng Pulse generators (PTO/ PWM), nhấp chuột trái lên nó, xuất hiện 4 dòng kế: PTO/PWM1, PTO/PWM2, PTO/PWM3, PTO/PWM4 Ở đây chúng ta chỉ sử dụng 2 kênh là: PTO/PWM1, PTO/PWM2 Nhấp chuột trái lên từng kênh xuất hiện hộp thoại:


105



Hình 6. 28 Thiết lậ p kiểu phát xung cho PTO1

Bước 2: Chúng ta tích vào ô Enable this pulse generator. Signal type: chọn (PTO pulse A and direction B) Kênh 2 làm tương tự như trên. Bước 3: Tiếp theo ta thêm 2 khối hàm trong mục Technology object như sau: Trong

hộp thoại tại mục Technology object chọn Add new object, xuất hiện

hộp thoại:

Hình 6. 29 Lựa chọn kiểu điều khiển

Trong hộp thoại chọn TO_Positioning Axis rồi chọn OK xuất hiện hộp thoại:

Hình 6. 30 Chọn phương thức phát xung


106



Trong hộp thoại chọn mục General Unit of measurement

Position unit: mặc định là mm, ta chọn là pulse. Xuất hiện hộp thoại ta chọn yes để thay đổi đơn vị đo khoảng cách, quay trở lại hộp thoại trước, ta chọn mục Driver.

Hình 6. 31 Lựa chọn xung ở ngõ A hay B

Trong hộp thoại tại mục: Select pulse generator: chọn pulse như hình trên. Bước 4: Ta vào main và lập trình với các khối hàm Motion Control

Hình 6. 32 Khối Motion Control


107



Bước 5: Tạo khối chương trình con Function

Hình 6. 33 Tạo khối chương trình con Funtion

Hình 6. 34 Chương trình PLC hoàn chỉnh


108

Đồ án tốt nghiệ p 6.5.


Lập trình xử lý ảnh phân loại sản phẩm bằng phần mềm Labview

6.5.1. Tiến hành tạo khối lập trình Bước 1: Click vào biểu tượng

trên màng hình destop

ta được giao

diện.

Hình 6. 35 Giao diện lậ p trình LabVIEW

Tiếp theo ta chọn Create Project để tạo dự án mới. Sau khi tạo xong ta được như hình.

Bước 2: Tạo giao diện lập trình.

Hình 6. 36 Thao tác t ạo Project mớ i


109



Thực hiện tao tác như hình để tạo giao diện.Ta sẽ có giao diện như sau:

Hình 6. 37 Giao diện lậ p trình và giám sát

Gồm 2 giao diện: Bên tay trái là giao diện lập trình còn bên phải là giao diện giám sát . Bước 3: Lấy khối vision acquisition -

Sử dụng khối này để thu nhận ảnh từ webcam về.

Hình 6. 38 Tạo khối vision acquisition

Bướ c 6: Kiểm tra hình ảnh webcam gửi về trong vision acquisition, test camera. Bướ c 7: Chọn continuous acquisition with inline processing


110



Bướ c 8: Điều chỉnh chọn độ phân giải thích hợ p, sáng tối và độ tương phản trong mục bringtness và contrast để hình ảnh r nét hơn

Hình 6. 39 Điều chỉnh độ phân giải

-

Bướ c 9: Sau khi cài đặ t chọn webcam, độ phân giải và lấy nét xong ta

chọn finish, ta được như giao diệ n sau

Hình 6. 40 Giao diện chương trình khối camera


111



Bướ c 10: Lấy khối vision assistant để thiết lậ p hàm xử lý ảnh và ta k ết nối vớ i hàm vision acquisition

Hình 6. 41 Lấy khối vision assistant

Hình 6. 42 Khối vision assistant được tạo -

Bướ c 11: Ta tiến hành chạy chương trình và quan sát image out bên

giao diện Front Panel.

Sau khi đã thu đượ c ảnh như mong muốn ta dừng chương trình


112



và mở giao diện Block Diagram. Ta nhấn

đúp chuột vào khối vision asistant và tiến

hành xử lý ảnh. -

Bướ c 12: ta chọn vào khối xử lý màu sắc processing functions: color

Color macthing ta đượ c giao diện như sau Bướ c 13: Ta sẽ tạo nhiều phân vùng color macthing nhận diện trên sản phẩm lấy làm mẫu, lấy càng nhiều phân vùng color macthing thì chương trinh nhận diện càng chính xác. Sau đây là cách để tạo một phân vùng nhận diện. Trong giao diện color macthing setup ta s ẽ tạo một phân vùng như sau: Ta chọ n create template ( t ạo mẫ u) ta rê chuột tạo phân vùng ảnh m ẫu vùng nhận diện

sau đó chọn OK và lưu lại. Sau khi lưu xong ta rê chuộ t trong

để tạo một phân vùng nhận diện ( chú ý là b ản tr ạng thái csript bên

dướ i là pass ). Sau đó nhấn OK Để tạo color macthing khác ta làm tương tự như trên. Sau khi đã tạo 3 color macthing

Hình 6. 43 Tạo 3 color macthing

Sau đó ta chọn select control để lập trình logic. Chú ý rằng, cách thức viết đường dẫn trên myRIO (dùng hệ điều hành Linux) khác với cách viết đường dẫn trên Windows. Và thế là xong. Bạn đã có thể chạy được chương trình của mình trên NI myRIO


113



Hình 6. 44 Chương trình

Nối vào ng ra khối Image Out để có thể bằng Webcam mà ta kết nối với myRIO.

Hình 6. 45 Giao diện xử lý ảnh


114


6.6.


Kết nối truyền thông giữa Labview và PLC S7 -1200 qua phần mềm OPC

Kepware V5 Bướ c 1: Sau khi khởi động phần mề m OPC kepware. Ta thi ế t l ậ p kênh cho phần mề m kepware

Hình 6. 46 Tạo kênh

Bước 2: Ta chọn chuẩn TCP/IP và thiết bị là Siemens TCP/IP Ethernet.

Hình 6. 47 Cấu hình kênh


115



Bước 3: Chọn card của bộ phát wifi

Hình 6. 48 Cấu hình kênh

Các thông số còn lại để mặc định Bước 4: add device, đặt tên và chọn PLC s71200, nhập địa chỉ I P của PLC

Hình 6. 49 Địa chỉ IP PLC

Các thông số còn lại để mặc định. GVHD: THS. Nguyễn Đức Toàn

116



Hình 6. 50 Thông tin thiết bị

Thiết lập địa chỉ IP cho thiết bị sử dụng. Bước 4: Tạo Tag name mà ta muốn truyền thông giữa PLC và MYRIO 1900

Hình 6. 51 Tạo Tag


117



Hình 6. 52 Tạo Tag

Ta có thể truyền thông nhiều kiểu dữ liệu: bool , word ,Dword .....

Hình 6. 53 Tag k ết nối truyền thông

Để xem OPC Kepsever đã kết nối với PLC chưa, ta nhấn vào Quick Silent để xem trạng thái của các biến, nếu GOOD là xem như đã kết nối thành công Thiết

lập

cấu

hình

cho

MYRIO

1900

trên

LADVIEW

2014

Bước 1: Sau khi đã mở chương trình ladview 2014. Ta tạo MYRIO Project: create


118



project → myRIO → myRIO project → chọn Next → chọn myRIO 1900(172.22.11.2)

→chọn finish. Bước 2: Kết nối Labview 2014 với OPC Kepware. Trên giao diện project myRIO ta nhấn chuột phải vào myRIO chọn new

→ I/O sever

kepware.KEPSeverEX5 → ok

Hình 6. 54 Cấu hình trên labview



119

→ OPC Client →




Bước 3: sau khi chọn ok myRIO project sẽ add thư viện OPC Kepware . ở đây thư viện có tên Untitled Library 1

Hình 6. 57 Thư viện k ết nối

Ta nhấp chuột phải vào Thư Viện chọn Create Bound Variables... → add những biến trong OPC kepware và tiến hành lập trình truyền thông.


120



Hình 6. 58 Chương trình truyền thông trong labview

6.7.

Thiết k ế giao diện SCADA bằng phần mềm Intouch

Tạo project Bước 1 :Màn hình khởi động Intouch application manager hiện lên:

Hình 6. 59 Khơi động intouch


121



Bước 2: Click vào biểu tượng New trên thanh công cụ. Giao diện Create New Application thứ nhất sẽ hiện ra:

Hình 6. 60 Đườ ng dẫn lưu project

Nhập đường dẫn đến thư mục chứa ứng dụng vào ô Text, hoặc nhấn nút Browse để chọn đường dẫn. Tên thư mục chứa ứng dụng có thể mặc định hoặc thay đổi theo ý muốn.

Click Next, giao diện

Creat New Application thứ hai hiện ra:

Hình 6. 61 Đườ ng dẫn lưu project


122



Bước 3 :Đặt tên cho thư mục chứa ứng dụng, click Next giao diện Creat New Application thứ ba hiện ra:

Hình 6. 62 Đặt tên dự án mớ i

Bước 5 : Vào tên thư mục vưa tạo.

Hình 6. 63 Thư mục chưa file lậ p trình

Bước 6 : Để thiết kế ta vào WindowMaker:


123



Hình 6. 64 Vào WindowMaker

Ta được của sổ WindowMaker như sau:

Hình 6. 65 Giao diện lậ p trình

Bước 7 : Tạo Window

Hình 6. 66 Tạo Window


124



Sau khi đặt xong click Ok ta có cửa sổ sau:

Hình 6. 67 Hoàn thành và bắt đầu lậ p trình

Bước 8 : 8 : Click vào biểu tượng

để vẽ các hình đa giác tạo hình 3D

Hình 6. 68 Vẽ và ghép từng khối đa giác lại


125



Bước 2 : Thiết lập lập I/O cho các hình vừa tạo.

Hình 6. 69 Thiết lậ p hiệu ứng, I/O

Sau khi vẽ xong ta được giao diện như sau :

Hình 6. 70 Giao diện cài đặ t các thông s ố


126



Hình 6. 71 Giao di ện giám sát điề u khiển chính

6.8.

Phân quyền và đăng nhập cho hệ thống.

Bước 1 : Tạo hình vẽ như hình:

Hình 6. 72 Tạo button phân quyền


127



Bước 2 : Click Double vào biểu tượng Configure Users nhập lênh code vào

Hình 6. 73 Code hiên thị login khi nhấn vào

Bước 3 : Phân quyền và tạo User

Hình 6. 74 Giao diện phân quyền


128



Hình 6. 75 Giao diện đăng nhậ p hoàn chỉnh

6.9.

Alarm

Bước 1 :Ta click vào Winzard selection

và chọn Alarm Display.

Hình 6. 76 Mở giao diện Winzard selection


129



Bước 2: Thiết lập hiển thị Alarm

Hình 6. 77 Tạo bảng Alarm Ta double click vào hình trên và ta được giao diện.

Hình 6. 78 Thiết lậ p hiển thị Alarm


130



Ở mục này ta thiết lập ẩn hiện các thanh công cụ.

Hình 6. 79 Thiết lậ p hiển thị ngày giờ trong Alarm

Ở mục này ta thiết lập kiêu ngày giờ để hiển thị. Bước 3 : Thiết lập Alarm cho các biến.

Hình 6. 80 Tag biến alarm


131



Hình 6. 81 Thiết k ế giao diện Alarm

6.10. Report Tạo bảng ghi lại lịch sử hoạt động các biến

Hình 6. 82 Giao diện Report


132



Chương 7 TỔNG KẾT 7.1.

Nhữ ng k ết quả đạt đượ c. Hoàn thành và v ận hành đượ c mô hình phần cứng dây chuyền mạ crom Lậ p trình S7-1200

điều khiển vị trí Servo MR-J2S-10A cấ p phôi để nhúng

r ửa – mạ – sấy – phân loại và cất hàng vào kho. Lậ p trình truyền thông S7-1200 và Card NI MyRio b ằng OPC Lậ p trình xử lý ảnh phân loại sản phẩm

và đọc tín hiệu analog bằng Card Ni

MyRio Lậ p trình giám sát SCADA thi ết k ế giao diện 3D bằng phần m ềm Intouch vớ i các chức năng User, Report, Alarm.

7.2.

Nhữ ng k ết quả chưa đạt đượ c.

Trục vít qua lại di chuyển chậm do phần cơ khi chưa tốt Mô hình phần cứng chưa chắc chắn do tự đi tìm các thiết bị cũ thiết kế lắp ráp 7.3. Nhữ ng vấn đề cần giải quyết. - Xây dựng mô hình với các thiết bị chuẩn công nghiệp.

Bám sát với quy trình công nghệ mạ thực tế. - Sử dụng mạng internet tốc độ cao. - Nguồn điện ổn định.

7.4. Hướ ng phát triển đề tài. Mở rộng phần cất sản phẩm thành nhiều tầng. Sự dụng màn hình HMI Hệ thống thông báo sự cố thông qua tin nhắn điện thoại. Thiết kế giao diện Web Server hoàn chỉnh đầy đủ các tính năng người dùng.


133

SCADA

Recommend Documents