Phân loại sản phẩm theo màu sắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: ThS PHẠM QUỐC PHƯƠNG Sinh viên thực hiện: MSSV: Lớp: Phạm Quang Trí 1711050100 17DTDA2 Trần Duy Hải 1711050092 17DTDA2 Trần Hồng Thịnh 1611050208 16DTDE1 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 BM01/QT05/ĐT-KT VIỆN KỸ THUẬT HUTECH PHIẾU ĐĂNG KÝ ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN/KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Hệ: CQ (CQ, LT, B2, VLVH) Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên đăng ký đề tài (sĩ số nhóm: ): (1) Trẩn Hồng Thịnh MSSV: 1611050208 Lớp: 16DTDE1 Điện thoại: 0775595060 Email: tranhongthinh020498@gmail.com (2) Phạm Quang Trí MSSV: 1711050100 Lớp: 17DTDA2 Điện thoại: 0971744876 Email: quangtri0799@gmail.com (3) Trần Duy Hải MSSV: 1711050092 Lớp: 17DTDA2 Điện thoại: 0394019538 Email: tranduyhaia599@gmail.com Ngành : Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành : Tự động hóa Tên đề tài đăng ký : Phân loại sản phẩm theo màu sắc Sinh viên hiểu rõ yêu cầu đề tài cam kết thực đề tài theo tiến độ hoàn thành thời hạn TP HCM, ngày Giảng viên hướng dẫn tháng năm 2021 Sinh viên đăng ký LỜI CAM ĐOAN Chúng em xin cam đoan đề tài “Phân loại sản phẩm theo màu sắc” cơng trình nghiên cứu độc lập hướng dẫn giảng viên hướng dẫn ThS Phạm Quốc Phương Ngồi khơng có chép người khác Đề tài, nội dung báo cáo sản phẩm mà chúng em nỗ lực nghiên cứu trình học tập trường Đại học Cơng nghệ TP.HCM Các số liệu, kết trình bày báo cáo hoàn toàn trung thực Chúng em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm, kỷ luật nhà trường đề có vấn đề xảy I LỜI CẢM ƠN Để đạt thành ngày hôm nay, chúng em chân thành cảm ơn sâu sắc đến tồn thể thầy (cơ) Viện kỹ thuật HUTECH Trường Đại Học Công Nghệ TP.HCM (HUTECH) tận tình dạy suốt trình học tập trường Đó kiến thức quý báu làm tảng cho việc hoàn thành đồ án đồng thời móng vững để sau tiếp tục học tập lao động xã hội Xin chân thành cảm ơn thầy Phạm Quốc Phương người hướng dẫn người tận tình bảo, góp ý định hướng cho chúng em suốt thời gian làm Đồ Án Tốt Nghiệp Xin chân thành cảm ơn người thân giúp đỡ động viên trình học tập thực đồ án tốt nghiệp Cuối kinh nghiệm kiến thức hạn chế, khả tiếp thu vấn đề giới hạn nên khơng thể tránh sai sót, chúng em mong nhận quan tâm giúp đỡ thầy (cô) để đồ án đầy đủ hoàn thiện Chúng em chân thành cảm ơn! TP Hồ Chí Minh, tháng 09 năm 2021 Nhóm sinh viên thực Phạm Quang Trí Trần Duy Hải Trần Hồng Thịnh II MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VII DANH MỤC CÁC BẢNG VIII DANH SÁCH CÁC HÌNH IX LỜI MỞ ĐẦU .1 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Tính cần thiết đề tài 1.2 Tình hình nghiên cứu 1.3 Mục đích nghiên cứu: 1.4 Nhiệm vụ nghiên cứu: .4 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.6 Kết cấu đồ án .5 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN GIẢI PHÁP 2.1 Giới thiệu sợ lược hệ thống phân loại sản phẩm 2.2 Hệ thống cung cấp sản phẩm: 2.3 Hệ thống xử lý kiểm tra phần mềm 2.4 Bộ phận phân loại sản phẩm .9 2.4.1 Bộ phận phát sản phẩm 2.4.2 Nguyên lý hoạt động 10 2.4.3 Bộ phận thực thi phân loại sản phẩm .10 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 12 III 3.1 Sơ lược xử lý ảnh .12 3.2 Nguyên lý làm việc xử lý ảnh 13 3.2.1 Phần thu nhận ảnh (Image Acquisition) 13 3.2.2 Tiền xử lý ảnh (Image Processing) 13 3.2.3 Phân vùng ảnh (Segmentation) 13 3.2.4 Biểu diễn ảnh (Image Representation) .13 3.2.5 Nhận dạng nội suy ảnh (Image Recognition and Interpretation) 14 3.2.6 Cơ sở tri thức (Knowledge Base) .14 3.2.7 Mô tả (biểu diễn ảnh) .14 3.3 Phần mềm Labview 17 3.3.1 Đôi nét Labview 17 3.3.2 Các điểm mạnh Labview 18 3.4 Phương pháp xử lý ảnh với Labview 19 3.4.1 Phần mềm xử lý ảnh Vision Development Module 19 3.4.1.1 Phần mềm Vision Development Module 19 3.4.1.2 Giải thuật xử lý ảnh 20 3.4.2 Nguyên lý thu thập hình ảnh dùng camera 23 3.4.2.1 Tool xử lý ảnh sử dụng: 23 3.5 Phần mềm TIA PORTAL V15 24 3.5.1 Giới thiệu phần mềm 24 3.5.2 Tính phần mềm TIA PORTAL V15.1 25 3.6 Giao thức kết nối MODBUS 27 3.6.1 Sơ lược MODBUS 27 3.6.2 MODBUS TCP 28 IV CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ MƠ HÌNH 29 4.1 Thiết kế khí .29 4.1.1 Thiết kế vẽ 3D 29 4.1.2 Các thiết bị sử dụng 32 4.1.2.1 Băng tải .32 4.1.2.2 Cảm biến 33 4.1.2.3 Xy lanh 35 4.1.2.4 Các phận khí 36 4.2 Thiết kế hệ thống điều khiển 36 4.2.1 Sơ đồ kết nối 36 4.2.2 Bản vẽ mạch điều khiển động lực .37 4.2.3 Các thiết bị sử dụng 37 4.2.3.1 PLC S7-1200 .37 4.2.3.2 Nút nhấn 41 4.2.3.3 Đèn báo .42 4.2.3.4 Nguồn tổ ong .42 4.2.3.5 Relay trung gian (relay kiếng) 43 4.2.3.6 Aptomat: 44 CHƯƠNG 5: THI CƠNG MƠ HÌNH .46 5.1 Thi công 46 5.2 Giải thuật điều khiển .49 5.3 Nguyên lý làm việc 50 5.4 Phần mền điều khiển giám sát 51 5.5 Chạy thử, hoàn thiện sản phẩm .52 V 5.7 Chương trình xuất số liệu fie Excel Hình 5.15: Giao diện hình excel 5.8 Kết vận hành Hệ thống vận hành ổn định với đầy đủ chức phân loại sản phẩm theo màu sắc loại táo bao gồm táo đỏ, táo xanh, táo vàng Kết nối camera với máy tính ổn định Máy tính thu hình ảnh với độ phân giải 720p với đầy đủ màu sắc, hồn tồn sử dụng hình ảnh để phân loại táo Kết nối Labview TIA PORTAL ổn định, hai phần mềm giao tiếp tín hiệu chiều ổn định Kết nối phần mềm PLC hoàn toàn ổn định Kết nối thiết bị INPUT bình thường truyền tín hiệu tốt Các thiết bị đèn, xylanh, động hoạt động ổn định có tín hiệu Mơ hình đạt mục tiêu nghiên cứu mà đề tài đồ án đề ban đầu 57 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐÁNH GIÁ 6.1 Ưu điểm mơ hình - Tủ điện điều khiển kết nối ổn định với phận chấp hành bao gồm động băng tải, xylanh điện cảm biến tiệm cận - Tủ điện hoạt động ổn định đạt tiêu chí đề ban đầu - Mơ hình sau hồn thành đạt đầy đủ tiêu, thiết bị đề phần thiết kế để phân loại loại táo - Giá thành để hoàn thành rẻ phù hợp mức độ nghiên cứu - Mơ hình hoạt động ổn định đưa vào sử dụng cho giải thuật điều khiển 6.2 Nhược điểm mơ hình - Tính thẩm mỹ mơ hình chưa cao - Độ bền thiết bị không cao - Bộ phận cung cấp sản phẩm phải thực thủ cơng - Mơ hình dừng lại mức nghiên cứu - Dễ bị bắt ánh sáng làm thay đổi phân khúc ảnh 6.3 Hướng phát triển mơ hình Với tính ứng dụng mà mục tiêu đề tài đề mơ hình nghiên cứu hồn tồn phát triển thành sản phẩm công nghiệp sử dụng làm khâu phân loại sản phẩm dây chuyền sản xuất phân loại sản phẩm với nhiều loại sản phẩm khác với nhiều màu sắc, kích thước hình dáng khác cách thêm vào phận cung cấp sản phẩm tự động đóng hộp tự động sau trình phân loại hồn thành 58 Mơ hình thay đổi kết cấu giải thuật xử lý ảnh để phân loại nhiều sản phẩm khác dây chuyền công nghiệp barcode sử dụng kho trang thương mại điện tử siêu thị, phân loại chai lọ sử dụng công nghiệp sản xuất nước giải khát, sản phẩm bị lỗi kết cấu hình dáng khí… Với tính ứng dụng cao cơng nghiệp sản xuất việc ứng dụng mơ hình phân loại sản phẩm dựa vào phân tích quang phổ màu việc nâng cấp thành sản phẩm thương mại với giá thành rẻ vào việc sản xuất nông nghiệp cho vùng nông thôn, vùng sâu xa đem lại nhiều lợi ích cho việc phát triển ngành nơng nghiệp Việt Nam Đồng thời góp phần kích thích tinh thần nghiên cứu phát triển sản phẩm có ích cho nước nhà sinh viên Việt Nam 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO A Tài liệu Việt Nam 1.Đại học công nghệ Tp.HCM (2016) Scada, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hồ Chí Minh 2.Đại học cơng nghệ Tp.HCM (2016) Lập trình PLC, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hồ Chí Minh 3.Đại học cơng nghệ Tp.HCM (2016) Hệ thống nhúng, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hồ Chí Minh 4.Đại học cơng nghệ Tp.HCM (2016) Lập trình đồ họa, Bộ Giáo dục Đào tạo, Hồ Chí Minh B Tài liệu nước ngồi 1.NI company NI Vision2019 for LabVIEW Help, 7/2020, https://zone.ni.com/reference/en-XX/help/370281AG-01/TOC57.htm 2.NI company Machine vision, 7/2020, https://zone.ni.com/reference/en- XX/help/370281AG-01/TOC67.htm 3.NI company Datalogging and Supervisory ControlModule,7/2020, https://zone.ni.com/reference/enXX/help/371618K01/lvdscconcepts/dsc_module_de fa/ 60 PHỤ LỤC A Code PLC 61 62 63 64 65 66 67 68 B Code Labview 69 C Chương trình xuất liệu qua Excel 70 71