He thong phan loai san pham loi bang hinh anh va ung dung

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hoá Đề tài Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm Lỗi Ứng Dụng Xử Lý Ảnh Labview Hà Nội, tháng 1 năm 2020 TÓM TẮT Trong đề tài này, nhóm đã tìm hiểu và nghiên cứu nhiều phương pháp phân loại sản phẩm lỗi, nhưng việc phân loại sản phẩm lỗi bằng xử lý ảnh mang đến hiệu quả khả thi nhất, từ đó nhóm đã thiết kế thành công hệ thống phân loại sản phẩm lỗi ứng dụng xử lý ảnh Labview Hệ.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐẠO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hoá Đề tài: Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm Lỗi Ứng Dụng Xử Lý Ảnh Labview Hà Nội, tháng năm 2020 TÓM TẮT Trong đề tài này, nhóm tìm hiểu nghiên cứu nhiều phương pháp phân loại sản phẩm lỗi, việc phân loại sản phẩm lỗi xử lý ảnh mang đến hiệu khả thi nhất, từ nhóm thiết kế thành cơng hệ thống phân loại sản phẩm lỗi ứng dụng xử lý ảnh Labview Hệ thống có khả nhận dạng lỗi sản phẩm bị thiếu, cấn móp, kiểm tra mã sản phẩm barcode sai bị nhăn, mờ, bị rách Từ giúp hệ thống phân loại sản phẩm lỗi sản phẩm đạt chuẩn Nhóm thiết kế xây dựng hoàn thiện phần cứng, sử dụng PLC S7-1200 để điều khiển hệ thống, xây dựng chương trình xử lý ảnh dựa Labview để xây dựng chương trình điều khiển giám sát hệ thống thông qua Webserver PLC, thiết kế thành công sơ đồ nối dây hệ thống, giao diện giám sát điều khiển cho hệ thống MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv TÓM TẮT v DANH MỤC HÌNH ẢNH x DANH MỤC BẢNG BIỂU xiv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT xv CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới hạn đề tài 1.4 Nội dung đề tài CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan hệ thống 2.1.1 Hệ thống phân loại sản phẩm .3 2.1.2 Các lỗi phân loại thường gặp thực tế [2] 2.2 Tổng quan xử lý ảnh .8 2.2.1 Khái niệm ảnh [3] .9 2.2.2 Phần mềm Labview 2.2.3 Xử lí ảnh labview .11 2.3 Truyền thông OPC 16 2.3.1 Khái niệm 16 2.3.2 Nguyên lí hoạt động 17 2.3.3 Lợi ích sử dụng tiêu chuẩn OPC 17 2.4 Giao diện giám sát webserver 18 2.4.1 Ngôn ngữ HTML 18 2.4.2 CSS 18 2.4.3 Phương pháp truy xuất liệu[10] 18 2.5 Tổng quan phần cứng 19 2.5.1 PLC 19 2.5.2 Van khí nén .23 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ .26 3.1 Tính tốn thiết kế phần cứng .26 3.1.1 Yêu cầu hệ thống 26 3.1.2 Bản thiết kế hệ thống Solidworks 31 3.2 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống .36 3.3 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống 37 3.3.1 Bộ xử lý trung tâm 37 3.3.2 Nguồn cấp cho hệ thống 38 3.3.3 Động băng tải .40 3.3.4 Xilanh khí nén 42 3.3.5 Cảm biến quang cảm biến áp suất 43 3.3.6 Van solenoid 5/2 .45 3.3.7 Camera logitech C270 Camera Sky A870 46 3.3.8 Các thiết bị hỗ trợ khác .48 3.4 Sơ đồ nối dây hệ thống 54 3.5 Lưu đồ giải thuật 57 CHƯƠNG KẾT QUẢ PHẦN CỨNG VÀ PHẦN MỀM 59 4.1 Kết thi công phần cứng .59 4.2 Chương trình điều khiển hệ thống TIA PORTAL V15 64 4.3 Chương trình nhận diện sản phẩm mã barcode 65 4.4 Giao diện giám sát Webserver 70 4.5 Cấu hình truyền thơng OPC KEPServerEX 71 CHƯƠNG KẾT QUẢ CHẠY THỰC NGHIỆM 74 5.1 Kết giao diện điều khiển 74 5.2 Kết giao diện giám sát .79 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 83 6.1 Kết luận 83 6.2 Hướng phát triển 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 86 Code PLC 86 Code Webserver 92 DANH MỤC HÌNH Ả Hình Hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch[1] .4 Hình 2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng [1] Hình Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc[1] Hình Lỗi thành phần sản phẩm .6 Hình Các thành phần bị hỏng hư hại .6 Hình Vật thể bị biến dạng Hình Tính tồn vẹn dấu niêm phong .7 Hình Tính tồn vẹn bao bì thành phẩm Hình Phần mềm Labview 10 Hình 10 Khối IMAQ Create VI 11 Hình 11 Khối IMAQ ExtractSingleColorPlane VI 11 Hình 12 Khối Vision Acquisition thu thập ảnh .13 Hình 13 Khối Vision Assistant xử lý ảnh 13 Hình 14 Cú pháp truy xuất liệu 19 Hình 15 Cấu tạo PLC .20 Hình 16 Nguyên lý hoạt động PLC 22 Hình 17 Trước sau cấp khí nén[12] 24 Hình 18 Trước sau cấp khí nén[12] 25Y Hình Phơi dùng để phân loại 26 Hình Khối hộp để đựng phơi .27 Hình 3 Mã barcode (bên trái) mã barcode sai (bên phải) 28 Hình Sản phẩm lỗi sai mã barcode 28 Hình Sản phẩm lỗi sai số lượng 29 Hình Sản phẩm lỗi sai hai .29 Hình Sản phẩm đạt chuẩn 30 Hình Mơ hình thiết kế băng tải hệ thống (Hình chiếu bằng) 31 Hình Mơ hình thiết kế băng tải hệ thống (Hình chiếu cạnh) 31 Hình 10 Thiết kế gá cảm biến 32 Hình 11 Thiết kế gá xilanh 32 Hình 12 Tổng quan hệ thống sau ghi gắn cảm biến xilanh 33 Hình 13 Thiết kế máng trượt sản phẩm 33 Hình 14 Thiết kế gá đỡ camera .34 Hình 15 Tổng quan thiết kế hệ thống .34 Hình 16 Tổng quan thiết kế hệ thống .35 Hình 17 Tổng quan thiết kế hệ thống .35 Hình 18 Sơ đồ khối hệ thống 36 Hình 19 PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC .37 Hình 20 Nguồn tổ ong 24V 5A .39 Hình 21 Nguồn tổ ong 12V 5A .40 Hình 22 Động giảm tốc JGB37-3530 24V 41 Hình 23 Xilanh khí nén TBDA 10X70 42 Hình 24 Cảm biến quang NPN E3F-DS30C4 43 Hình 25 Cảm biến áp suất PS1000-R07L .44 Hình 26 Sơ đồ đấu chân dạng NPN PNP [13] 44 Hình 27 Cụm van solenoid SMC SY3140-5H 45 Hình 28 Camera logitech C270 46 Hình 29 Camera điện thoại Sky A870L 47 Hình 30 Relay MY2N (bên trái) LY2N (bên phải) Omron 24VDC 48 Hình 31 Cầu dao pha MCB PS45N-C16 .49 Hình 32 Nút bật tắt hệ thống 50 Hình 33 Nút dừng khẩn cấp 51 Hình 34 Động bơm khí 52 Hình 35 Đèn báo Stop (bên trái) Start (bên phải) .53 Hình 36 Sơ đồ kết nối nguồn tổ ong với điện lưới 54 Hình 37 Sơ đồ ngõ vào input PLC 55 Hình 38 Sơ đồ ngõ output PLC đến relay trung gian 55 Hình 39 Sơ đồ nối từ tiếp điểm relay tới thiết bị .56 Hình 40 Lưu đồ giải thuật hệ thống Hình Mơ hình hệ thống 59 Hình Mơ hình hệ thống 60 Hình Mơ hình tủ điện 61 Hình 4 Mơ hình tủ điện 61 Hình Tổng quan mơ hình hệ thống 62 Hình Tổng quan mơ hình hệ thống 63 Hình Chương trình TIA Portal V15 64 Hình Các biến tag TIA Portal V15 64 Hình Mẫu template Labview lấy để xử lý 65 Hình 10 Cấu hình phương pháp nhận diện ảnh Pattern Matching 66 Hình 11 Mã vạch EAN 13[14] 67 Hình 12 Cấu hình phương pháp nhận diện mã barcode 68 Hình 13 Chương trình nhận diện số sản phẩm mã vạch .69 Hình 14 Giao diện giám sát Labview 69 Hình 15 Giao diện giới thiệu đề tài 70 Hình 16 Giao diện tổng quan đề tài 70 Hình 17 Giao diện giám sát hệ thống 71 Hình 18 Cấu hình OPC Labview .72 Hình 19 Data Transfer PLC .72 Hình 20 Cấu hình OPC KEPServerEX Hình Giao diện điều khiển Labview hệ thống dừng .74 Hình Giao diện điều khiển Labview hệ thống hoạt động 75 Hình Giao diện điều khiển Labview nhận diện barcode .76 Hình Giao diện điều khiển phân loại sản phẩm sai barcode 76 Hình 5 Giao diện điều khiển phân loại sản phẩm sai số lượng .77 Hình Giao diện điều khiển phân loại sản phẩm sai hai 77 Hình Giao diện điều khiển phân loại sản phẩm đạt chuẩn 78 Hình Giao diện giám sát hệ thống dừng 79 Hình Giao diện giám sát hệ thống hoạt động 79 Hình 10 Giao diện giám sát hệ thống lỗi mã vạch 80 Hình 11 Giao diện giám sát hệ thống lỗi số lượng 80 Hình 12 Giao diện giám sát hệ thống lỗi hai 81 Hình 13 Giao diện giám sát sản phẩm đạt chuẩn 81 DANH MỤC BẢNG BI Bảng Thông số kỹ thuật PLC S7-1214C DC/DC/DC 34 Bảng Thông số kỹ thuật nguồn tổ ong 24V 5A .35 Bảng 3 Thông số kỹ thuật nguồn tổ ong 12V 5A .36 Hệ thống xem khâu kiểm tra hệ thống lớn, việc tối ưu hoá cần cải thiện hơn, từ tốc độ phân loại, việc nhận diện hoàn toàn tự động TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Công ty Cổ phần Ứng dụng Công nghệ &CNC Việt Nam Dây chuyền phân loại sản phẩm [2] Công ty TNHH Mettler Toledo Việt Nam Kiểm tra tính tồn vẹn sản phẩm [3].Nguyễn Thanh Hải (2014) Khái niệm Giáo trình Xử lý ảnh, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, Hồ Chí minh [4] Nguyễn Bá Hải (2013) Lập trình Labview, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP.Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh [5] Đào Minh Quân, Vương Đức Phúc (2014) Thu thập xử lý ảnh dùng phần mềm Labview Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Hàng hải, tạp chí số 39, trang 110-112 [6] National Instruments (2003) Pattern Matching NI vision concept manuals, Austin, xem 12/1/2021 – 12/7/2021 [7] OPC server gì? Nguyên lí hoạt động OPC server, , xem 24/6/2021 [8] HTML, < https://vi.wikipedia.org/wiki/HTML>, xem 24/6/2021 [9] CCS gì?, < https://topdev.vn/blog/css-la-gi/ > , xem 24/6/2021 [10] Siemens (2014) Examples for the Simatic S7-1200/S7-1500 Web Server Cung cấp Siemens AG [11] Cấu tạo PLC, < https://mesidas.com/cau-tao-nguyen-ly-phan-loai-uu-nhuocdiem-plc/>, xem 24/6/2021 [12] Van khí nén 84 [13] Datasheet Cảm biến áp suất [14] Tìm hiểu barcode [15] Tham khảo thiết kế Webserver https://www.w3schools.com 85 PHỤ LỤC Code PLC 86 87 88 89 90 91 Code Webserver 92 93 94 95 96 97 ... cảm biến 2.5.2 Van khí nén 2.5.2.1 Khái niệm Trong lĩnh vực tự động khí hóa , van khí nén dược sử dụng để tạo dịng chảy tự động thơng qua việc đóng mở van Van khí nén (pneumatic valve) sử dụng... hay đóng phụ thuộc vào thiết kế khí van cụ thể ứng dụng sử dụng 2.5.2.2 Phân loại  Van 3/2 23 - Cấu tạo van 3/2 tương đối giống 2/2 có thân van coil điện Thân van có vị trí truyền động cửa: cửa... dòng điện vào van, coil điện sinh từ trường tạo lực để tác động đến thân van làm đảo chiều Cửa khí van thông với cửa số 2, cửa số bị chặn lại dịng khí qua cửa van số 1, lên cửa qua van Khi ngắt