TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
Giới thiệu công nghệ
Hình 1.1 Công nghệ dây chuyền tự động chế biến thức ăn chăn nuôi
Công nghệ dây chuyền tự động chế biến thức ăn chăn nuôi có công suất 5-
Dây chuyền sản xuất có công suất 7 tấn/giờ, hoạt động hoàn toàn tự động và được giám sát từ một trung tâm điều khiển Công nghệ dây chuyền tự động bao gồm 5 hệ thống khác nhau, đảm bảo hiệu quả và độ chính xác trong quá trình sản xuất.
1 Hệ thống Nạp nguyên liệu: Nguyên liệu được công nhân nạp, được phân loại theo kích cỡ xem có cần nghiền hay không Nguyên liệu cần được nghiền sẽ được đưa sang hệ thống nghiền liệu, nếu kích cỡ đủ nhỏ sẽ được đưa thẳng sang hệ thống phối trộn nguyên liệu
2 Hệ thống Nghiền nguyên liệu: Nguyên liệu sẽ được nghiền nhỏ tại đây sau đó sẽ được chuyển đến hệ thống phối trộn nguyên liệu
3 Hệ thống Phối trộn nguyên liệu: Nguyên liệu sau khi đạt kích cỡ yêu cầu sẽ được đưa vào các Silo chứa đã được quy định, đánh số trước Tùy vào công thức yêu cầu mà mỗi Silo sẽ chứa 1 loại nguyên liệu và có 1 thứ tự định trước Hệ thống sẽ cân lần lượt và sau đó trộn các nguyên liệu đó
4 Hệ thống Ép viên: Các nguyên liệu sau khi được trộn lẫn vào nhau được đưa qua dây chuyền ép viên hoặc đưa thẳng đến hệ thống đóng bao tùy vào yêu cầu đơn hàng
5 Hệ thống đóng bao: Các viên nguyên liệu hoặc nguyên liệu sau phối trộn sẽ được chuyển đến hệ thống đóng bao, kết thúc dây chuyền tại đây
Trong 5 hệ thống trên, hệ thống số 1, 2, 4, 5 có cấu trúc và cách thức vận hành đơn giản, sử dụng các loại máy tự động chuyên dụng; hệ thống số 3 là hệ thống có quá trình hoạt động phức tạp so với các hệ thống còn lại, đòi hỏi phải điều khiển phối hợp hoạt động giữa nhiều thiết bị, cách thức điều khiển các thiết bị cũng không theo trình tự và thời gian cố định mà tùy vào công thức Ngoài ra hệ thống số 3 cũng là hệ thống quan trọng nhất trong dây chuyền tự động chế biến thức ăn chăn nuôi do đó hệ thống này cần được vận hành ổn định và chính xác,được giám sát chặt chẽ trong quá trình hoạt động đồng thời cũng đảm bảo tính linh hoạt của hệ thống khi chuyển đổi sang phối trộn những công thức khác nhau.
Cấu trúc hệ thống phối trộn nguyên liệu
1.2.1 Cấu trúc phân cấp hệ thống
Hình 1.2 Các cấp hệ thống
Hệ thống được chia làm 3 cấp:
Phần mềm giám sát vận hành được cài đặt trên máy tính, kết nối với PLC và cân điện tử, giúp người vận hành dễ dàng kiểm soát quá trình cân Giao diện thân thiện cho phép cài đặt tham số, thao tác với công thức cân và nguyên liệu, đồng thời ghi lại dữ liệu của quá trình cân một cách hiệu quả.
Cấp điều khiển đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu và thực hiện điều khiển thông qua các I/O của PLC, giúp xử lý nhanh chóng theo thời gian thực và đáp ứng hiệu quả với công nghệ hiện đại.
Cấp cảm biến chấp hành bao gồm các thiết bị như silo, máy trộn, biến tần và cân, được kết nối với cấp điều khiển thông qua tủ điện hệ thống Các thiết bị này nhận lệnh điều khiển từ cấp điều khiển và đồng thời gửi tín hiệu về hai cấp trên.
Hình 1.3 Hệ thống phối trộn nguyên liệu
Hệ thống phối trộn nguyên liệu bao gồm:
1 Các ống dẫn nguyên liệu từ hệ thống nghiền và nạp liệu
4 Nơi đổ nguyên liệu thêm tay
Hệ thống có thể trộn tối đá 1,5 tấn trên 1 mẻ trộn Chu trình phối trộn diễn ra như sau:
Nguyên liệu được đưa vào các silo, mỗi silo chứa một loại nguyên liệu theo công thức đã xác định Các silo sẽ được mở theo thứ tự trong công thức, cho phép nguyên liệu chảy xuống cân tự động Hệ thống ghi lại các giá trị cân cho đến khi đủ số nguyên liệu cần thiết, sau đó chuyển nguyên liệu xuống bình trộn để trộn đều Sau khi trộn xong, nguyên liệu sẽ được xả ra và chuyển sang hệ thống tiếp theo Quá trình này lặp lại cho đến khi hoàn thành số mẻ đã đặt trước Thời gian trộn và xả được cài đặt trước, và khi hết thời gian, bình trộn sẽ tự động xả nguyên liệu để đưa sang hệ thống ép viên hoặc đóng bao.
Quá trình cân
Công thức tính toán khối lượng nguyên liệu chảy xuống theo lưu lượng như sau:
Cần xem xét thời gian trễ từ khi tín hiệu mở silo đến khi nguyên liệu được cân, cũng như thời gian từ khi đóng silo cho đến khi nguyên liệu trong đường dẫn chảy xuống hết Dựa trên các yếu tố này, chúng ta có thể vẽ đồ thị giá trị cân theo thời gian.
Hình 1.4 Đồ thị biểu diễn giá trị cân theo thời gian
ω1, ω2 là lưu lượng khối lượng với 2 loại nguyên liệu khác nhau chảy đến cân (ω2 > ω >0)
ωxả là lưu lượng khối lượng nguyên liệu xả cân (ωxả < 0)
t1, t2 là thời gian trễ do nguyên liệu chảy trong đường dẫn từ Silo đến cân của 2 loại nguyên liệu
Tín hiệu Enx: tín hiệu khi có bất kì Silo nào mở.
LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN
Cấp giám sát, vận hành
Sử dụng phần mềm Visual Studio để lập trình Winform cho phần mềm giám sát vận hành hệ thống, giúp đơn giản hóa việc xây dựng, thu thập, lưu trữ và quản lý dữ liệu hiệu quả.
Hình 2.5 Cấu trúc xây dựng phần mềm giám sát
Việc xây dựng cơ sở dữ liệu cho phần mềm sẽ được thực hiện thông qua Microsoft SQL Server Management Studio, nhằm tạo ra dữ liệu liên quan đến công thức và nguyên liệu phối trộn Ngoài ra, hệ thống cũng sẽ thu thập dữ liệu về quá trình cân và phối trộn, đồng thời thực hiện sao lưu cơ sở dữ liệu để khôi phục khi cần thiết.
Lưu đồ thuật toán tổng quát điều khiển cân và phối trộn tự động như sau:
Hình 2.6 Lưu đồ thuật toán vận hành hệ thống phối trộn tự động
Cấp điều khiển
2.2.1 Lựa chọn thiết bị cấp điều khiển
Sử dụng dòng PLC S7-1200 của hãng Siemems để thực hiện các yêu cầu điều khiển đáp ứng với quá trình công nghệ.
Ta có bảng tổng hợp tín hiệu điều khiển cho hệ thống như sau:
Bảng 2.1 Bảng tín hiệu điều khiển
Tín hiệu đầu vào ( 5 tín hiệu ) Tín hiệu đầu ra ( 20 tín hiệu ) Tín hiệu đóng cửa xả trộn 16 đầu ra điều khiển đóng mở 16 Silo
Tín hiệu mở cửa xả trộn Xả cân
Tín hiệu đóng cửa xả cân Xả trộn
Tín hiệu mở cửa xả cân Biến tần
Tín hiệu xác nhận trộn Báo đang trộn
Dựa vào yêu cầu công nghệ và các tín hiệu điều khiển vừa tổng hợp ta lựa chọn thiết bị cho cấp điều khiển như sau:
Bảng 2.2 Thiết bị cấp điều khiển
Tên thiết bị Số lượng Mã hiệu
8 ngõ ra relay cho PLC
2.2.2 Sơ đồ đấu nối cấp điều khiển
Sơ đồ đấu nối PLC S7-1200 vẽ trên phần mềm Autocad Electrical
Hình 2.7 Bản vẽ đầu vào PLC
Hình 2.8 Bản vẽ đầu ra PLC
Hình 2.9 Bản vẽ đầu ra Module mở rộng 1
Hình 2.10 Bản vẽ đầu ra Module mở rộng 2
Hình 2.11 Bản vẽ đầu ra Rơ le, Công tắc tơ
Hình 2.12 Bản vẽ đầu ra Rơ le, Công tắc tơ
Cấp cảm biến chấp hành
2.3.1 Phần mềm mô phỏng cân
Để phục vụ cho mục đích vận hành thử nghiệm, chúng tôi phát triển phần mềm mô phỏng hoạt động của cân bằng cách sử dụng Visual Studio và ngôn ngữ lập trình C# Phần mềm này sẽ tạo giao diện mô phỏng cân, kết nối với phần mềm giám sát và PLC Nó có khả năng đọc tín hiệu điều khiển từ đầu ra của PLC, bao gồm các tín hiệu mở, đóng các Silô và xả cân, đồng thời hiển thị và gửi tín hiệu về khối lượng cân đến phần mềm giám sát.
Hệ thống phối trộn được cấu thành từ 16 Silo chứa các nguyên liệu khác nhau, với cơ chế điều khiển mở và đóng từng Silo theo thứ tự, cho phép nguyên liệu chảy xuống cân Mô hình tính toán của cân trong hệ thống đã được thiết lập để đảm bảo quy trình hoạt động hiệu quả.
Hình 2.13 Mô hình tính toán của phần mềm mô phỏng cân
Đầu vào của hệ thống bao gồm các yếu tố ωx, tx, Enx (với x = 1, 2, 3, … 16), đại diện cho lưu lượng khối lượng, độ trễ chảy trong ống dẫn của nguyên liệu trong Silo và tín hiệu mở Silo Bên cạnh đó, ωx và Enxả là lưu lượng xả và tín hiệu xả cân, đóng vai trò quan trọng trong quá trình điều khiển và quản lý nguyên liệu.
Khối lượng nguyên liệu cân được của các Silo:Mx (với x = 1, 2, 3, … 16), Khối lượng nguyên liệu xả: Mxả
Đầu ra là tổng khối lượng nguyên liệu chảy xuống cân: M.
2.3.2 Mô phỏng các tác động cơ cấu chấp hành.
Utilize Siemens' TIA Portal software to simulate the effects on PLC inputs and observe how the monitoring software influences the PLC outputs through the Watch and Force Table feature.
GIỚI THIỆU VÀ XÂY DỰNG CÁC PHẦN MỀM
Giới thiệu về các phần mềm sử dụng
Phần mềm Visual Studio là công cụ hỗ trợ lập trình viên phát triển phần mềm từ Microsoft, được sử dụng để tạo ra ứng dụng cho Microsoft Windows, trang web, ứng dụng web và dịch vụ web Nó tích hợp nền tảng phát triển của Microsoft như Windows API, Windows Forms, Windows Presentation Foundation, Windows Store và Microsoft Silverlight, cho phép sản xuất cả mã máy và mã số quản lý.
Visual Studio hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, bao gồm C, C++, C++/CLI, VB.NET, C#, và F# từ phiên bản 2010 Ngoài ra, nó còn cho phép tích hợp các ngôn ngữ khác như J++/J#, Python và Ruby thông qua các dịch vụ cài đặt riêng Visual Studio cũng hỗ trợ XML/XSLT, HTML/XHTML, JavaScript và CSS, cung cấp công cụ biên tập mã và gỡ lỗi cho hầu hết các ngôn ngữ lập trình.
3.1.2 Ngôn ngữ lập trình C# (C Sharp)
C# (C sharp) là ngôn ngữ lập trình dễ sử dụng, được phát triển bởi nhóm kỹ sư của Microsoft vào năm 2000, với sự lãnh đạo của Anders Hejlsberg và Scott Wiltamuth.
C# là ngôn ngữ lập trình hiện đại, hướng đối tượng và nó được xây dựng trên nền tảng của hai ngôn ngữ mạnh nhất là C++ và Java
C# được phát triển nhằm phục vụ cho Common Language Infrastructure (CLI), bao gồm mã thực thi và môi trường chạy, cho phép sử dụng nhiều ngôn ngữ lập trình cấp cao trên các nền tảng và kiến trúc máy tính đa dạng.
C# với sự hỗ trợ mạnh mẽ của NET Framework giúp cho việc tạo một ứng dụng Windows Forms hay WPF (Windows Presentation Foundation), trở nên rất dễ dàng.
Ngôn ngữ C# có những đặc trưng tiêu biểu sau:
C# là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ và đơn giản, được xây dựng dựa trên nền tảng C++ và Java, đồng thời chịu ảnh hưởng từ Delphi và Visual Basic Nhờ vào việc kế thừa các ưu điểm và khắc phục những nhược điểm của các ngôn ngữ này, C# mang đến cú pháp tối ưu hơn, loại bỏ các phần thừa thãi, giúp lập trình viên dễ dàng sử dụng và phát triển ứng dụng hiệu quả.
C# là ngôn ngữ lập trình bậc cao, đa nền tảng, dễ tiếp cận và lý tưởng cho người mới bắt đầu Một ví dụ điển hình cho người mới học là câu lệnh in ra dòng chữ "Hello world", chỉ cần sử dụng một câu lệnh đơn giản: System.Console.WriteLine("Hello world").
C# là một ngôn ngữ lập trình đa năng và hiện đại, lý tưởng cho việc phát triển trong thời đại 4.0 Ngôn ngữ này phù hợp cho nhiều lĩnh vực như phát triển web, ứng dụng di động, game, học máy, trí tuệ nhân tạo, phát triển đám mây, IoT, blockchain và microservices.
C# là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng mạnh mẽ, đồng thời cũng hỗ trợ lập trình chức năng Ngôn ngữ này cung cấp các tính năng như biểu thức lambda, khớp mẫu, hàm, và thuộc tính bất biến, giúp lập trình viên dễ dàng áp dụng cả hai phương pháp lập trình.
C# là một ngôn ngữ lập trình gõ tĩnh và định kiểu mạnh, mang lại nhiều lợi ích như đảm bảo an toàn kiểu và tự động nhận diện lỗi cú pháp trong quá trình viết mã Khi kết hợp với IDE Visual Studio, C# được hỗ trợ bởi Visual Studio IntelliCode, một công cụ sử dụng trí tuệ nhân tạo, giúp tăng tốc độ và dễ dàng hơn trong việc viết code.
- C# là một ngôn ngữ ít từ khóa: C# có khoảng hơn 80 từ khóa.
Windows Form, hay còn gọi là WinForms, là một framework phát triển ứng dụng desktop cho Windows đầu tiên trên nền tảng NET Framework, vẫn được sử dụng phổ biến cho đến nay WinForms giúp đơn giản hóa việc lập trình giao diện đồ họa (GUI) và hỗ trợ thiết kế giao diện trực quan mà không cần viết mã Ngoài ra, nó còn nhận được sự hỗ trợ mạnh mẽ từ các nhà phát triển bên thứ ba như Devexpress, Syncfusion, Telerik và cộng đồng lập trình viên.
SQL, hay còn gọi là Ngôn ngữ Hỏi Có Cấu Trúc, là công cụ quan trọng để tổ chức, quản lý và truy xuất dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu Đây là một hệ thống ngôn ngữ với các câu lệnh được sử dụng để tương tác hiệu quả với cơ sở dữ liệu quan hệ.
Ngôn ngữ hỏi SQL không chỉ là một công cụ truy xuất dữ liệu trong các cơ sở dữ liệu, mà còn có khả năng vượt xa hơn thế Mặc dù SQL được phát triển với mục đích ban đầu là truy xuất dữ liệu, nhưng việc điều khiển các chức năng của hệ quản trị cơ sở dữ liệu cũng là một trong những chức năng quan trọng của nó.
SQL cho phép định nghĩa cơ sở dữ liệu, cấu trúc lưu trữ và tổ chức dữ liệu, cũng như mối quan hệ giữa các thành phần dữ liệu.
Với SQL, người dùng có khả năng thực hiện các thao tác truy xuất, bổ sung, cập nhật và loại bỏ dữ liệu một cách dễ dàng trong các cơ sở dữ liệu.
SQL cho phép kiểm soát và cấp phát quyền truy cập của người dùng đối với dữ liệu, đảm bảo an toàn cho cơ sở dữ liệu.
Xây dựng các phần mềm
Cả 2 phần mềm Giám sát và Mô phỏng cân mà ta xây dựng đều sử dụng Windows Forms, ngôn ngữ C# để lập trình Ta sẽ lần lượt khởi tạo 2 project tên
“Phần mềm giám sát” và “Phần mềm mô phỏng cân” Sau đây sẽ là cách khởi tạo
Bước 1: Mở phần mềm Visual Studio và chọn Create a new project
Hình 3.14 Cửa sổ Visual Studio
Bước 2: Chọn Windows Forms App(.NET Framwork) và ấn Next
Hình 3.15 Cửa sổ tạo project
Bước 3: Đặt tên project và ấn Create
Hình 3.16 Cửa sổ đặt tên project
Step 4: After creating a Windows Forms project, to enhance the software with multiple interfaces, add Windows Forms items to the project In the Solution Explorer window, right-click on the desired project, select "Add," and then choose "New Item."
Hình 3.17 Cửa sổ Add New Item cho project
Bước 5: Cửa sổ Add New Items hiện ra ta chọn Windows Form, đặt tên rồi ấnAdd để hoành thành việc thêm Windows Form cho Solution.
Hình 3.18 Thêm form vào project
Lần lượt tạo mới các Windows Form cho Project “Phần mềm giám sát” của Solution “Phần mềm giám sát” như hình sau.
Hình 3.19 Các windows forms được tạo trong project
3.2.2 Sử dụng phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio
Bước 1: Mở phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio ấn Connect để kết nối đến SQL Server
Hình 3.20 Kết nối với SQL Server
Bước 2: Click chuột phải và Database rồi chọn New Database
Hình 3.21 Tạo cơ sở dữ liệu mới
Bước 3: Cửa sổ New Database hiện lên, đặt tên cho Database rồi ấn OK Ở đây ta sẽ tạo 1 Database cho hệ thống tên là HeThongPhoiTron.
Hình 3.22 Cửa sổ New Database
Bước 4: Chọn Database vừa tạo, click chuột phải chọn New rồi chọn Table để thêm bảng vào cơ sở dữ liệu
Hình 3.23 Tạo một bảng dữ liệu trong cơ sở dữ liệu
Bước 5: Tạo các cột cho bảng và kiểu dữ liệu của cột đó.
Hình 3.24 Tạo cột và kiểu dữ liệu cho cột
Bước 6: Ấn Ctrl + S để lưu bảng, cửa sổ đặt tên bảng hiện lên, người dùng đặt tên cho bảng rồi ấn OK để hoàn thành tạo bảng.
Hình 3.25 Đặt tên cho bảng dữ liệu
Bước 7: Người dùng có thể nhấp chuột phải vào tên bảng để thực hiện các thao tác như chọn Design để chỉnh sửa cột hoặc chọn Edit Top 200 Rows để thêm dữ liệu vào bảng.
Hình 3.26 Các thao tác với bảng dữ liệu
3.2.3 Xây dựng dữ liệu đăng nhập
Mở phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio và tạo một bảng mới như đã hướng dẫn ở trên Điền các thông số của bảng như sau:
Hình 3.27 Bảng đăng nhập ấn Ctrl+S để lưu bảng, tên bảng sẽ được lưu là “Login” Sau đó ấn F5 (Refresh) để phần mềm cập nhật bảng lên Database.
Ví dụ về SQL Login:
3.2.4 Xây dựng dữ liệu về nguyên liệu
Mở Database “HeThongPhoiTron” tạo 1 bảng với các thông số như sau:
Để thiết kế bảng Nguyên liệu, bạn cần ấn Ctrl+S để lưu bảng với tên “nguyenlieu1” Sau khi lưu, hãy nhấn F5 để phần mềm cập nhật bảng lên cơ sở dữ liệu.
Ví dụ về SQL nguyên liệu:
3.2.5 Xây dựng dữ liệu về công thức
Mở Database “HeThongPhoiTron” tạo 1 bảng với các thông số như sau:
Để lưu bảng công thức phối trộn, bạn nhấn tổ hợp phím Ctrl+S, bảng sẽ được lưu với tên “congthuc” Sau đó, hãy nhấn F5 để phần mềm cập nhật bảng lên Database.
Ví dụ về SQL công thức:
Tiếp theo trong Database “HeThongPhoiTron” tạo các bảng có tên là số hiệu công thức với các thông số như sau:
Hình 3.33 Thông số của các bảng công thức
SQL công thức A1 chi tiết:
Hình 3.34 Công thức A1 chi tiết
SQL công thức A2 chi tiết:
Hình 3.35 Công thức A2 chi tiết
SQL công thức A3 chi tiết:
Hình 3.36 Công thức A3 chi tiết
3.2.6 Xây dựng dữ liệu phục vụ mục đích báo cáo thống kê
Tạo bảng dữ liệu tên “baocao1” với trong database “HeThongPhoiTron” với các thông số như hình sau:
Hình 3.37 Thông số của bảng “baocao1”
Ví dụ về SQL báo cáo:
Kết nối các phần mềm
3.3.1 Kết nối giữa phần mềm mô phỏng cân và phần mềm giám sát
Cách thức kết nối phần mềm giám sát và phần mềm mô phỏng cân được thực hiện như sau:
Hình 3.39 Giao tiếp giữa phần mềm giám sát và phần mềm mô phỏng cân.
- Đối với phần mềm giám sát (Server):
1 Tạo một đối tượng System.Net.Sockets.TcpListener để bắt đầu “lắng nghe” trên một cổng cục bộ
2 Đợi và chấp nhận kết nối từ client với phương thức AccepSocket(). Phương thức này trả về một đối tượng dùng để gửi và nhận dữ liệu: System.Net.Sockets.Socket
3 Thực hiện giao tiếp với client
4 Đóng Socket Thông thường quy trình này sẽ được đặt trong một vòng lặp để chấp nhận nhiều kết nối cùng lúc (sử dụng Thread) hoặc các kết nối lần lượt
- Đối với phần phềm mô phỏng cân (Client):
1 Tạo một đối tượng System.Net.Sockets.TcpClient
2 Kết nối đến server với địa chỉ và port xác định với phương thức TcpClient.Connect()
3 Lấy luồng giao tiếp: TcpClient.GetStream()
4 Thực hiện giao tiếp với server
3.3.2 Kết nối Database của SQL Server đến Visual Studio
Bước 1: Mở phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio, copy Server name.
Hình 3.40 Server name của SQL Server.
Bước 2: Mở Project C# muốn kết nối cơ sở dữ liệu SQL
Bước 3: Chọn View rồi chọn Server Explorer hoặc ấn Ctrl+Alt+S
Hình 3.41 Mở giao diện Server Explorer
Bước 4: Trong cửa sổ Server Explorer, click chuột phải vào Data Connections,chọn Add Connection để mở cửa sổ kết nối đến SQL Server.
Hình 3.42 Mở cửa sổ kết nối đến SQL Server
Bước 5: Chọn Microsoft SQL Server và ấn Continue
Hình 3.43 Cửa sổ để kết nối đến SQL Server
Bước 6: Thực hiện các thao tác sau
Hình 3.44 Kết nối đến cơ sở dữ liệu của SQL Server
3.3.3 Đọc và ghi dữ liệu từ chương trình C# đến cơ sở dữ liệu của SQL Server Để viết chương trình thao tác giữa chương trình C# và cơ sở dữ liệu của SQL Server ta sử dụng Không gian tên(NameSpace) là: System.Data.SqlClient
Các Lớp (Class) được sử dụng trong báo cáo:
Bảng 3.3 Các Class được sử dụng
SqlConnection Kết nối đến cơ sở dữ liệu
SqlCommand Thực hiện lệnh đến cơ sơ dữ liệu
SqlDataReader Đọc dữ liệu từ cơ sở dữ liệu
Lớp SqlConnection đại diện cho một phiên duy nhất kết nối đến nguồn dữ liệu SQL Server, tương đương với kết nối mạng trong hệ thống cơ sở dữ liệu máy khách/máy chủ SqlConnection kết hợp với SqlDataAdapter và SqlCommand để tối ưu hiệu suất khi làm việc với cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server Đối với các sản phẩm SQL Server của bên thứ ba và nguồn dữ liệu khác hỗ trợ OLE DB, nên sử dụng OleDbConnection.
Nếu SqlConnection vượt ra ngoài phạm vi, nó sẽ không bị đóng Do đó, bạn phải đóng kết nối một cách rõ ràng bằng cách gọi Close() hoặc Dispose().
SqlCommand có các phương pháp để thực thi các lệnh trong cơ sở dữ liệu SQL Server
Khi tạo một SqlDataReader, ta phải gọi phương thức ExecuteReader của đối tượng SqlCommand, thay vì trực tiếp sử dụng một hàm tạo
Khi SqlDataReader đang hoạt động, SqlConnection liên quan không thể thực hiện bất kỳ thao tác nào khác ngoài việc đóng nó, cho đến khi phương thức Close() của SqlDataReader được gọi Điều này có nghĩa là các tham số đầu ra không thể được truy xuất cho đến khi Close() được thực hiện.
Người dùng SqlDataReader có khả năng hiển thị các thay đổi trong kết quả được xác định bởi một quy trình hoặc chuỗi khác trong quá trình đọc dữ liệu.
3.3.4 Kết nối chương trình C# và PLC S7 1200 a) Thư viện
Sử dụng thư viện S7.net để kết nối chương trình C# đến PLC S7-1200
- Bước 1: Tải thư viện S7.net Truy cập đường dẫn sau để tải thư viện S7.net https://drive.google.com/file/d/1ndB-7o6XILVp4JTr-f7N0KzYfCfh8Nte/view
- Bước 2: Thêm thư viện S7.net vào Project
Mở Project cần thêm thư viện, chọn View rồi chọn Solution Explorer hoặc ấn tổ hợp phím Ctrl+Alt+L hiện lên cửa sổ Solution
Hình 3.45 Mở của sổ Solution của Project.
Trong cửa sổ Solution Explorer, Click chuột phải vào Reference rồi chọn Add Reference để thêm thư viện cho Project
Hình 3.46 Mở cửa sổ Reference Manager.
To add the S7.Net library to your project, open the Reference Manager window as shown below Click on "Browse," navigate to the location where the S7.net file was downloaded, select the S7.Net.dll file, and then click "OK" to complete the library addition.
Hình 3.47 Thêm thư viện S7.net cho Project. b) Viết chương trình C# kết nối với PLC S7-1200
1 Các Namespace (Không gian tên) được sử dụng là: S7.net và S7.net.Types
2 Khai báo PLC kết nối bao gồm: CpuType, địa chỉ IP, số rack, số slot Ví dụ: plc1 = new Plc(CpuType.S71200, txtPLC_IP.Text, 0, 0);
3 Mở kết nối đến PLC : plc1.Open();
4 Đóng kết nối đến PLC: plc1.Close();
5 Ngoài ra còn các có việc đọc và ghi các biến đến PLC từ chương trình C# mọi người có thể tham khảo trong mục 4.9 Chương trình code của các form
Giao diện hệ thống
Giao diện đăng nhập
Hình 4.48 Giao diện đăng nhập
Giao diện vận hành chính
Hình 4.49 Giao diện vận hành chính
Giao diện cài đặt tổng
Hình 4.50 Giao diện cài đặt tổng
Giao diện công thức main
Hình 4.51 Giao diện công thức main
Giao diện nguyên liệu
Hình 4.52 Giao diện nguyên liệu
Giao diện IO Test
Hình 4.53 Giao diện IO Test
Giao diện Auto Run
Hình 4.54 Giao diện Auto Run
Giao diện báo cáo
Hình 4.55 Giao diện báo cáo
Chương trình code của các form
Chương trình code có độ dài lớn do có nhiều form khác nhau, vì vậy không thể chia sẻ trực tiếp trong tài liệu Word Toàn bộ chương trình code đã được lưu trữ tại mục He_Thong_Phoi_Tron_TAGS_VS2019, bạn có thể truy cập theo đường dẫn sau: [Link đến thư mục](https://drive.google.com/drive/folders/1zOdEuUo1HtSAaxEGkILRUnKdFx8ehrNR?fbclid=IwAR3xgZUDQCFWR8jFXv3sfqc5D0EVKOvi5d9OCbeh8Wp4K2fFTLVRZHY47yc).
Hướng dẫn vận hành hệ thống
Đăng nhập hệ thống
Hình 5.56 Giao diện đăng nhập
Tên tài khoản và mật khẩu được thiết lập trên Table Login trong CSDL SQL Server
Sau khi nhập đúng tên tài khoản và mật khẩu, người dùng sẽ được phép đăng nhập vào hệ thống Lúc này, giao diện chính sẽ hiện ra cùng với thông báo “Đăng nhập thành công” trên MessageBox.
Hình 5.58 Đăng nhập thành công
Nếu thông tin trong hai ô Textbox UserName và Password không đúng hoặc trống, hệ thống sẽ từ chối đăng nhập và hiển thị cảnh báo “Kiểm tra lại UserName hoặc Password”.
- Lưu ý: UserName không phân biệt chữ hoa, chữ thường; Password có phân biệt chữ hoa chữ thường.
Hình 5.59 Đăng nhập thất bại
Giao diện vận hành chính
Hình 5.60 Giao diện vận hành chính
Giao diện vận hành chính có 7 nút ấn, mỗi nút ấn tương ứng với các chức năng sau:
1 Cài đặt: Cài đặt tổng thể mẻ trộn cho hệ thống
2 Công thức: Thiết lập công thức phối trộn
3 I/O Test: Kiểm tra đầu vào ra hệ thống điều khiển
4 Auto Run: Chế độ vận hành tự động của hệ thống
5 Báo cáo: Thống kê báo cáo dữ liệu lịch sử
6 Nguyên liệu: Cài đặt tên nguyên liệu
7 Thoát: Thoát khỏi chương trình.
Giao diện cài đặt tên nguyên liệu
Để đặt tên và điều chỉnh các loại nguyên liệu, bạn hãy nhấn vào nút “Nguyên liệu” trên màn hình giao diện vận hành chính Sau đó, cửa sổ cài đặt tên nguyên liệu sẽ xuất hiện.
Hình 5.61 Giao diện nguyên liệu
5.3.1 Thêm nguyên liệu: Để thêm nguyên liệu mới, ta làm các bước như sau Đầu tiên, nhập tên nguyên liệu mới vào ô “Nguyên liệu mới”, sau đó ấn nút “Thêm nguyên liệu” để hoàn thành quá trình thêm nguyên liệu mới.
5.3.2 Xóa nguyên liệu: Để xóa một nguyên liệu nào đó, nhấp chuột vào ô thuộc cột ngoài cùng bên trái ứng với dòng nguyên liệu cần xóa Sau đó, ấn nút “Xóa nguyên liệu” để hoàn thành.
5.3.3 Thoát khỏi chức năng cài đặt nguyên liệu: Ấn nút “Thoát” để thoát khỏi chức năng cài đặt nguyên liệu và trở về Giao diện vận hành chính.
Giao diện khai báo công thức
Hình 5.62 Giao diện công thức
Sau khi khai báo các nguyên liệu, bước tiếp theo là khai báo công thức Để thực hiện điều này, từ màn hình giao diện chính, bạn nhấn vào nút “Công thức” để mở màn hình khai báo công thức.
- Tích chọn “Thêm công thức”.
- Sau đó điền tên công thức vào ô “Tên công thức” và số hiệu công thức vào ô “Số hiệu công thức”.
- Tiếp đó ấn nút “OK” để chuyển sang nhập thông tin công thức.
Hình 5.64 Nhập thông tin công thức
+ Phần Si Lô gồm Si Lô 1 đến Si Lô 16
+ Tích chuột vào silo tương ứng chứa nguyên liệu trong công thức để hiện
Để thực hiện cân nguyên liệu, bạn hãy nhấn vào mũi tên để hiển thị số silo chính xác trong ô "Số silo" Tiếp theo, sử dụng chuột để kéo và chọn "tên nguyên liệu" đã được cài đặt Sau đó, nhập "Khối lượng" của nguyên liệu cần cân và xác định "Thứ tự cân" của silo ở các cột tương ứng.
+ Hoàn toàn tương tự cho phần thêm tay
+ Nhấn nút " Lưu " rồi nhấn nút " Quay về " để quay về màn hình chính.
Để chỉnh sửa công thức, hãy nhấp vào "Tên công thức" tương ứng cho đến khi mũi tên xuất hiện ở cột đầu tiên Tiếp theo, chọn mục “Sửa công thức” được đánh dấu màu xanh và nhấn nút “OK” để bắt đầu chỉnh sửa thông tin của công thức.
Hình 5.65 Chỉnh sửa công thức
Giao diện chỉnh sửa công thức:
Hình 5.66 Sửa thông tin công thức
Để chỉnh sửa silo, bạn chỉ cần tích chuột vào dòng cần thay đổi và điều chỉnh các giá trị như "Khối lượng", "thứ tự cân" và "tên nguyên liệu" Nếu cần, bạn có thể xóa hoàn toàn dòng đó và chuyển sang silo mới Các thao tác này tương tự như khi cài đặt công thức mới.
- Sau khi chỉnh sửa xong nhớ ấn nút " Lưu " để xác nhận các thay đổi đã thực hiện.
- Sau đó ấn “ Quay về ” để trở về Giao diện công thức.
Để xóa công thức, hãy nhấp vào hàng tương ứng cho đến khi mũi tên xuất hiện ở cột đầu tiên Sau đó, chọn mục "Xóa công thức" được đánh dấu màu xanh và nhấn nút "OK" để hoàn tất quá trình xóa.
5.4.4 Thoát khỏi chức năng khai báo công thức:
Sau khi đã khai báo các thông tin cần thiết, Ấn nút “ Thoát ” để thoát khỏi cửa sổ này và trở về giao diện chính.
Giao diện cài đặt tổng về tham số cân phối trộn
Hình 5.68 Giao diện cài đặt tổng
Trên giao diện chính, nhấn vào nút “Cài đặt tổng” để hiển thị các thông số phối trộn chính, từ đó bạn có thể nhập các thông số cần thiết.
Để cài đặt mã số công thức sản xuất, người dùng chỉ cần nhấp chuột vào ô mũi tên trỏ xuống Một danh sách các công thức sẽ hiện ra, cho phép lựa chọn công thức cần sản xuất một cách dễ dàng.
+ Tổng số mẻ trộn : Để cài đặt tổng số mẻ trộn cho công thức được chọn.
Ta nhập số mẻ cần trộn và ấn Enter.
Để thiết lập thời gian trộn cho từng mẻ, người dùng cần nhập thời gian mong muốn và nhấn Enter Thời gian trộn này sẽ được điều chỉnh dựa trên tính chất của nguyên liệu sử dụng.
+ Thời gian xả trộn : Để cài đặt thời gian xả nguyên liệu từ buồng trộn xuống buồng chứa
Khối lượng thêm tay là lượng nguyên liệu được bổ sung thủ công vào mẻ trộn, không được cân trên máy Các nguyên liệu này bao gồm Premix, DCP, sữa, khoáng, muối, dầu, mỡ và rỉ mật Thông tin về khối lượng này chỉ hiển thị theo công thức đã nhập và không thể chỉnh sửa.
+ Khối lượng mẻ : Tổng khối lượng mỗi mẻ trộn Số này cũng chỉ hiển thị chứ không sửa được.
Sau khi đã nhập xong các tham số ấn nút “ OK ” đế xác nhận và ấn nút “ Thoát ” để quay về giao diện chính.
Giao diện IO Test
Hình 5.69 Giao diện IO Test
- Dùng NettoPlcSim để kết nối đến PLC ảo
- Nhập địa chỉ IP của PLC ảo, Port kết nối sau đó nhấn “Kết nối PLC”
Hình 5.70 Kết nối thất bại
Hình 5.71 Kết nối thành công
Sau khi kết nối thành công với PLC, tiến hành kiểm tra IO bằng cách nhấn vào Checkbox tương ứng với từng Silo Khi Checkbox được thay đổi, đèn của từng Silo sẽ sáng lên và Logic đầu ra trên PLC cũng sẽ được điều chỉnh.
Hình 5.72 Thực hiện test IO
Giao diện vận hành tự động
Để kích hoạt chế độ cân tự động, người dùng cần nhấp vào nút “Auto Run” trên giao diện chính Sau khi thực hiện, màn hình sẽ hiển thị giao diện cân tự động với các thông số thiết lập công thức, cài đặt tổng thể, cùng với vị trí và trạng thái hoạt động của các Silo.
+ Khi đang ở màu xanh “ Xanh ”, đối tượng đang ở trạng thái không làm việc.
+ Khi làm việc, đối tượng sẽ nhấp nháy màu “ Đỏ ”.
5.7.1 Cho phép Cân/ Ngừng cân: Để cho phép cân và ngừng cân các cân tương ứng người vận hành ấn vào nút “Ngừng cân/ Cho phép cân”.
5.7.2 Cho xả trộn/ Ngừng xả trộn:
- Để cho phép xả trộn và ngừng xả trộn người vận hành ân vào nút “Cho xả trộn/Ngừng xả trộn”.
Khi cho phép xả trộn, nút ấn sẽ hiển thị "Cho xả trộn", trong khi khi ngừng xả trộn, nút sẽ chuyển thành "Ngừng xả trộn" Ở chế độ ngừng xả trộn, sau khi hoàn thành chu trình cân, hệ thống sẽ không cho phép xả trộn cho đến khi người vận hành chuyển sang chế độ cho xả trộn trong chu trình cân trộn tự động mới có thể tiếp tục.
5.7.3 Cho xả cân/ Ngừng xả cân:
- Để cho phép xả cân và ngừng xả cân người vận hành ân vào nút “ Cho xả cân/Ngừng xả cân ”.
Khi cho phép xả cân, nút ấn sẽ hiển thị là “Ngừng xả cân”, trong khi khi ngừng xả cân, nút ấn sẽ hiện “Cho xả cân” Trong chế độ ngừng xả cân, sau khi hoàn tất chu trình cân, hệ thống sẽ không cho phép xả cân cho đến khi người vận hành chuyển sang chế độ cho xả cân để tiếp tục chu trình cân trộn tự động.
Khi ấn nút “Thêm mẻ”, số lượng mẻ cân sẽ tăng lên 1 mẻ.
5.7.5 Thoát khỏi chương trình cân tự động:
Sau khi đã cân trộn xong các mẻ để thoát khỏi chương trình cân tự động ấn nút “Thoát” để quay về giao diện vận hành chính.
- Giao diện báo cáo với các tùy chọn
Hình 5.74 Giao diện báo cáo
- Ví dụ với tùy chọn: Báo cáo chi tiết
Sau khi bạn chọn tùy chọn “Báo cáo chi tiết”, màn hình sẽ hiển thị Form báo cáo chi tiết Để in báo cáo chi tiết các mẻ trộn của hệ thống, chỉ cần nhấn vào nút “In báo cáo”.
Hình 5.75 Báo cáo chi tiết
- Kết quả sau khi nhấn nút “In báo cáo”
- Ta có thể in báo cáo ra file PDF để dễ dàng quan sát lịch sử hoạt động của hệ thống
Hình 5.77 In thành file PDF
