Nghiên ứu, xây dựng phần mềm ho ân điện tử ông nghiệp đoàn thị hương giang

Lựa chọn các thông số và thiết bị cho một trạm cân điện tử công nghiệp21T .... Mở đầu Trong các nhà máy lớn, nhập và xuất nguyên nhiên vật liệu là công đoạn tất yếu, vì vậy rất cần đến h

Bộ giáo dục và đào tạo Trờng đại học bách khoa Hà Nội

- 1 -

Mục lục

Trang21TMục lục 121T 21TChơng 1 521 T 21TPhần Mở đầu 521 T 21T1.1 Mở đầu 521T 21T1.2 Nhợc điểm của cân công nghiệp khi không sử dụng phần mềm 621T

21T1.3 Yêu cầu đối với luận văn 21 T 7

21TChơng 2 1021 T 21TTổng quan về hệ thống cân điện tử công nghiệp 1021T 21T2.1 Sơ đồ nguyên lý của hệ thống cân điện tử công nghiệp 1021T 21T2.2 Đầu đo 21T 11

21T2.2.1 Đầu đo ASC - C3 30t - SI Technologies Company Hà lan21T 13

21T2.2.2 Đầu đo SDB 30 1421T 21T2.2.3 Đầu đo Metler Toledo SD 1521T 21T2.2.4 Đầu đo loại RC3- 50T của Hãng The Scale Company (Hà Lan)21T 16

21T2.2.5 Đầu đo CPR 35t – BILANCIAI 1621 T 21T2.3 Hộp nối 1721T 21T2.3.1 Hộp nối AJB 1821T 21T2.3.2 Hộp nối KA-4 1921T 21T2.4 Một số loại thiết bị thu thập dùng cho hệ thống cân điện tử công nghiệp.21T 19

21T2.4.1 Bộ R321 1921T 21T2.4.2 Thiết bị Metler Toledo 2421 T 21T2.4.3 Thiết bị D500 2821 T 21T2.4.4 Thiết bị DWT800 21 T 30

- 2 -

21T2.4.5 Thiết bị D800 3121T 21T2.4.6 Thiết bị FT-02 3421 T 21TMàn hiển thị 3721T 21T2.5 Lựa chọn các thông số và thiết bị cho một trạm cân điện tử công nghiệp21T 37

21T3.1 Lựa chọn công cụ để xây dựng phần mềm 21 T 42

21T3.2 Nhiệm vụ của phần mềm21T 43

21T3.3 Phân tích các quá trình thu thập dữ liệu cân 4321 T 21T3.3.1 Cân nhập: 4421 T 21T3.3.2 Cân xuất: 4421 T 21T3.3.3 Cân dịch vụ: 21T 44

21T3.3.4 Quản lý và thống kê số liệu 4421T 21T3.4 Xây dựng cấu trúc của phần mềm 4521 T 21T3.5 Form setting21T 47

21T3.5.1 Setting comport 4721T 21T3.5.2 Setting Local host server 5021T 21T3.6 Xây dựng các form bảng mã 5121T 21T3.7 Xây dựng form cân nhập, cân xuất và cân dịch vụ 5621 T 21T3.7.1 Cân nhập 5621 T 21T3.7.2 Cân xuất 5921T 21T3.7.3 Cân dịch vụ 6021T 21T3.8 Xây dựng form in lại phiếu21 T 62

21T4.2 Cơ sở dữ liệu SQL server 2000 7821T 21T4.2.1 Một số khái niệm cơ bản 7821T 21T4.2.2 Mô hình truy cập cơ sở dữ liệu 7921T 21T4.2.3 Database của SQL server 2000 8021T 21T4.3 Xây dựng mô hình cơ sở dữ liệu21T 81

21T4.4 Thiết kế hệ cơ sở dữ liệu cho luận văn21T 82

21T4.4.1 Bảng các bảng danh mục về xe 8221T 21T4.4.2 Bảng loại hàng 8221T 21T4.4.3 Bảng khách hàng 8221 T 21T4.4.4 Bảng dữ liệu cân nhập, cân xuất, cân dịch vụ 21T 82

21T4.4.5 Bảng ngày 8321 T 21T4.4.6 Các View 8321T 21TChơng 5 8621 T 21Tchạy thử nghiệm và đánh giá 8621T 21T5.1 Thực hiện các thao tác cho một quy trình cân nhập hàng 8621 T 21T5.1.1 Mô hình của mô hình mô phỏng 8621T 21T5.1.2 Nhập các thông số danh mục 8721T 21T5.1.3 Thực hiện một quy trình cân nhập 9421T 21T5.2 Thực hiện các thao tác in biểu mẫu cho hàng nhập 9921T 21T5.3 Thực hiện các thao tác thống kê số liệu cho hàng nhập21 T 102

- 4 -

21T5.4 §¸nh gi¸ kÕt qu¶ ch¹y thö nghiÖm 10721T 21TKÕt luËn 10921T 21TTµi liÖu tham kh¶o: 11121 T

- 5 -

Chơng 1 Phần Mở đầu

1.1 Mở đầu

Trong các nhà máy lớn, nhập và xuất nguyên nhiên vật liệu là công đoạn tất yếu, vì vậy rất cần đến hệ thống cân điện tử công nghệp, nó có thể là: các cân ô tô, cân tàu hoả, cân băng tải, cân đóng bao, cân xilô,à ác khối lợng Ccần thực hiện thao tác cân này là rất lớn và với số lợng rất nhiều Do đó, việc thao tác và quản lý số liệu, thống kê số liệu là quan trọng và cần thiết

Trớc đây, nớc ta thờng phải mua các cân điện tử ngoại nhập Ngoài việc giá thành cao (cỡ tiền tỷ), một nhợc điểm lớn là chúng ta không chủ

động về công nghệ, khi thiết bị hỏng hóc hay trục trặc thì phải mời chuyên gia của hãng sản xuất đa sang nên gặp rất nhiều khó khăn, không chủ động về thời gian và tiến độ Vì vậy, việc nghiên cứu, thiết kế và chế tạo cân điện tử công nghiệp trong nớc là vấn đề đặt ra rất cấp bách và cần thiết từ nhiều năm nay

Thời gian qua, trong nớc ta đã có rất nhiều các cơ sở trong và ngoài nớc tiến hành nghiên cứu và chế tạo các cân điện tử công nghiệp nh:

- Viện máy và dụng cụ công nghiệp (IMI holding)

- 6 -

Trớc đây, khi không sử dụng máy tính để thực hiện các quá trình cân thì

số liệu cân đợc các cán bộ nhà cân quan sát và ghi chép lại bằng sổ sách Sau

đó, các phòng ban quản lý khác, khi muốn lấy số liệu về để điều tiết, giám sát, quản lý, thống kê thì sẽ phải tự nhập các số liệu này về thông qua một hệ thống sổ sách để ghi chép lại

Công việc này không thể tránh khỏi sai sót khi sao chép dữ liệu Đề tài luận văn tốt nghiệp là “Nghiên cứu, xây dựng phần mềm cho các cân điện tử công nghiệp” nhằm mục đích giúp cho các trạm cân thu thập, quản lý, thống

kê số liệu và truyền các dữ liệu lên các cấp quản lý và giám sát cao hơn nh các phòng điều khiển, kế hoạch tổng hợp, giám đốc

Chính vì vậy, khi máy tính trở nên phổ biến, và cùng với sự phát triển của công nghệ mạng Trong các nhà máy xí nghiệp đều đợc trang bị máy tính ở các cấp điều khiển, giám sát, quản lýà Và các máy tính đều đợc nối mạng LAN với nhau Do vậy việc sử dụng máy tính cho các trạm cân điện tử là rất cần thiết Cùng với sự trang bị thêm máy tính cho các trạm cân này là phần mềm để có thể thực hiện các yêu cầu trên tại các trạm cân

1.2 Nhợc điểm của cân công nghiệp khi không sử dụng phần mềm

 Do quan sát kết quả từ các thiết bị hiển thị là trực quan nên có thể sảy

ra việc thay đổi, thêm bớt số liệu của trạm cân Vì vậy, không đảm bảo

về tính trung thực của dữ liệu

 Việc lu trữ số liệu rất phức tạp, kồng kềnh do phải sử dụng đến hệ thống sổ sách

 Khi muốn thống kê hay kiểm tra số liệu thì phải mất rất nhiều thời gian và độ chính xác không cao

 Không thể thực hiện in ấn đợc dữ liệu trực quan theo yêu cầu riêng của từng trạm cân

 Tính tự động hoá và tính liên kết giữa các khâu trong một quy trình sản suất của một nhà máy cha cao và rất hạn chế về việc chuyển

- 7 -

thông tin giữa các khâu, các bộ phận trong một quy trình sản xuất của nhà máy

 à

1.3 Yêu cầu đối với luận văn

Để khắc phục những nhợc điểm trên của các trạm cân điện tử công nghiệp cũ Luận văn này sẽ xây dựng một phần mềm có thể xử dụng rất hiệu quả trong việc chống thất thoát hàng hoá trong các nhà máy Các quá trình cân, quản lý số liệu cân, thống kê, in ấn số liệu bằng máy tính và nó có thể góp phần là một thành phần trong hệ thống điều khiển, quản lý, giám sát hiện

đại ngày nay (nh DCS, à) Phần mềm này cho phép truyền dữ liệu qua hệ thống mạng trong nhà máy

Phần mềm xây dựng cho các trạm cân điện tử phải tiến hành thu thập dữ liệu từ các thiết bị thu thập về qua đờng RS232 từ các đầu đo một cách tự

động, xử lý số liệu cân, loại hàng xuất nhập, tự động lu trữ số liệu Sau đó xử

lý, in ấn, thống kê tuỳ theo yêu cầu Các thông số mà mỗi một trạm cân cần quản đợc quản lý một cách có hệ thống và khoa học, và thông thờng phần mềm bao gồm các khâu sau:

 Nhập các thông tin riêng của từng cơ quan nh: tên cơ quan, địa chỉ liên hệ của cơ quanà

 Cân và quản lý khối lợng cả bì và hàng, khối lợng bì, khối lợng hàng

 Nhập và quản lý các thông số nh: biển số thiết bị chở hàng (bì), tên loại hàng, tên khách hàng, mã cân

 Quản lý về thời gian cân nh: ngày/tháng/năm, giờ cân

 Quản lý tên cán bộ vận hành cân

 Chuyển dữ liệu cân về trung tâm

 à

 Có thể thực hiện các thao tác thống kê, in ấn dữ liệu

 Có khả năng cho phép các máy tính khác ở các cấp quản lý khác đọc dữ liệu trạm cân mà không cần xuống trạm cân do khả năng cho phép truyền dữ liệu về các máy khác thông qua mạng LAN

Qua phân tích ở tên, dề tài của luận văn tốt nghiệp là “Nghiên cứu, xây dựng phần mềm cho các trạm cân điện tử công nghiệp”, Luận văn nhằm mục

đích xây dựng một phần mềm hoàn thiện để giúp cho các trạm cân thu thập, quản lý, thống kê số liệu và truyền các dữ liệu lên các cấp quản lý và giám sát cao hơn iảm thiểu các thao tác cho ngời cán bộ vận hành, quản lý và thống , g

kê số liệu, giữa các khâu và trong cả hệ thống của nhà máy Luận văn gồmnăm chơng phụ lục và tài liệu tham khảo, với những nội dung chính sau đây:

 21TChơng 1: Phần mở đầu

 21TChơng 2: Tổng quan về hệ thống cân điện tử công nghiệp

 21TChơng 3: Nghiên cứu và xây dựng công cụ phần mềm để thu thập và quản lý dữ liệu của một trạm cân điện tử

 21TChơng 4: Xây dựng cơ sở dữ liệu

 21TChơng 5: Chạy thử nghiệm và đánh giá

Luận văn đã đạt đợc các kết quả sau:

1 Phân tích, tìm hiểu tổng quan hệ thống cân điện tử công nghiệp cũng nh tìm hiểu về đặc điểm của một số các thiết bị trong cả hệ thống cân điện tử công nghiệp

- 9 -

2 Nghiên cứu về công cụ lập trình phầm mền Visual Basic phiên bản 6.0

và SQL Server 2000 và sự kết hợp hai công cụ này để viết chơng trình ứng dụng thực hiện thao tác thu nhận số liệu từ thiết bị ngoại vi

và lu trữ, quản lý, thống kê số liệuà cho các ứng dụng công nghiệp

3 Trên cơ sở phân tích hệ thống về cân điện tử công nghiệp, viết chơng trình phần mềm sử dụng hai công cụ trên để thực hiện các thao tác thu thập số liệu cho các quá trình cân của trạm cân, lu trữ, quản lý, thống

kê số liệu này tại một máy chủ và thực hiện các thao tác in ấn số liệu của các lần cân cũng nh số liệu thống kê của trạm cân

- 10 -

Ch¬ng 2 Tæng quan vÒ hÖ thèng c©n ®iÖn tö c«ng

- 11 -

 Khi cân dùng 6 đầu đo thì sử dụng cấu trúc cân 2 môđun

 Khi cân dùng 8 đầu đo thì sử dụng cấu trúc cân hai môđun hoặc 3 môđun

Các đầu đo đợc đặt ở gầm cân Tín hiệu từ các đầu đo (Load cell) đa ra dới dạng dòng điện, sau khi ra khỏi đầu đo nó sẽ đợc đa về một hộp nối để cộng tín hiệu trớc khi đa về bộ chỉ thị (Indicator) xử lý tín hiệu Sau đó hiển thị số liệu của khối lợng cần đo lên màn hiển thị và đa dữ liệu về máy tính Ngoài ra, số liệu ra mà bộ chỉ thị này sau khi xử lý có thể đợc đa thẳng

ra máy in qua cổng nối tiếp (serial) hoặc có thể đợc đa về máy tính cá nhân (PC) qua đờng truyền RS232 Sau đó, tín hiệu lại từ PC có thể đợc quản lý truyền sang các máy tính khác, truyền dữ liệu về máy tính trung tâm và đa ra máy in qua đờng nối tiếp hoặc song song (serial or paralel) hoặc đờng mạng

 Hãng SI Technologies Company của Hà Lan, địa chỉ liên hệ:

 Trang web: 21TUhttp://www sitechnologies.com U21T

 Hãng “Schenck” của Đức, địa chỉ liên hệ:

 Web: http://www.schenck usa.com-

 Mail: idtensohn@schenck-usa.com

 Điện thoại: (631) 242 4010 hoặc (248) 377 2100-

 Hãng “Leon engineering” của Hy Lạp

 Trang web: http://www.leon-engineering.com

 Mail: leon@leon-engineering.com

 Điện thoại: 30 1 7770 936

 Fax: 7758925

 Hãng “Mettler Toledo” của Trung Quốc

 Trang web: http://www.mt.com hoặc tại địa chỉ sau: http://balance.balances.com

 Mail:indinfo@mt.com

 Điện thoại: (86) 519 6642040

 Fax:(978) 374 5568 Thông thờng, các đầu đo khi đa ra thờng có năm (05) đờng tín hiệu

đó là:

- 13 -

 Đờng dơng nguồn: +Vcc (hay +Input)

 Đờng âm nguồn: -Vcc (hay -Input)

 Đờng dơng tín hiệu: +Singnal (hay +Output)

 Đờng âm tín hiệu: Signal- (hay - Output)

 Đờng đất đợc bọc kim: Shield

Hình vẽ minh hoạ cho các đờng tín hiệu của đầu đo nh sau

Hình 2.2: Các đờng truyền tín hiệu của đầu đo

Các đầu đo là một phần không thể thiếu trong hệ thống cân điện tử công nghiệp này Sau đây là phần trình bày chi tiết về một số loại đầu đo của một số hãng nói trên

2.2 1 Đầu đo ASC - C3 30t SI Technologies Company Hà lan -

 Đợc chế tạo đặc biệt dùng trong các môi trờng:

 Tải trọng Max cho phép tác động lên mỗi đầu đo: 30 tấn

 Đặc tính đầu đo: Sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế OIML – R60 và tiêu chuẩn EU

 Tự cân bằng nhờ sử dụng bộ gá đầu đo tự cân bằng kiểu ASC-799863

 Vật liệu chế tạo: Thép hợp kim không gỉ

 Độ nhạy: 2mV/V à 0.02%

- 14 -

 §iÖn ¸p kÝch thÝch: 5 ÷ 20VDC

 §iÖn trë ®Çu vµo : 700 à 35 Ω

 §iÖn trë ®Çu ra: 700 ± Ω 7

 §é trÔ gi¸ trÞ c©n( trong 30 phót): 0.025%

 §iÖn trë ®Çu vµo: 772 4 à Ω

 §iÖn trë ®Çu ra: 700 à 1 Ω

 §é trÔ gi¸ trÞ c©n( trong 30 phót) 0.02%:

 T¶i träng qu¸ t¶i cho phÐp: 150%

 CÊp b¶o vÖ kÝn níc, bôi: IP67

- 15 -

 C¸c tÊm l¾p ®îc phñ kÝn Nike, c¸c modul ®îc lµm kÝn chèng Èm

 L¾p r¸p vµ thao t¸c nhanh chãng

 S¶n xuÊt theo tiªu chuÈn quèc tÕ ISO 9001

2.2.3 §Çu ®o Metler Toledo SD

 Dïng trong c¸c m«i trêng:

 VËt liÖu chÕ t¹o: ThÐp hîp kim

 §o tèi ®a khèi lîng 30tÊn

 §é nh¹y: 2mV/V à 0,002

 §iÖn ¸p kÝch thÝch: 5 15V ÷

 §iÖn trë ®Çu vµo: 381 à 4Ω

 §iÖn trë ®Çu ra: 350 à 1Ω

 T¶i träng qu¸ t¶i cho phÐp: 150%

 CÊp b¶o vÖ kÝn níc, bôi: IP67

 C¸c tÊm l¾p ®îc phñ kÝn Nike, c¸c modul ®îc lµm kÝn chèng Èm

 L¾p r¸p vµ thao t¸c nhanh chãng

- 16 -

 Sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế ISO 9001

2.2 4 Đầu đo loại RC3 50T của Hãng The Scale Company (Hà Lan) -

 Đợc chế tạo đặc biệt dùng trong môi trờng:

 Điện áp kích cung cấp cho các đầu đo là 10V

2.2 5 Đầu đo CPR 35t – BILANCIAI

 Đợc chế tạo đặc biệt dùng trong môi trờng:

 Hoá chất ăn mòn

 Nhiều bụi

 Độ ẩm cao

 Thay đổi nhiệt độ lớn

 Đặc tính kỹ thuật: tải trọng Max cho phép tác động lên mỗi đầu đo :35 tấn, đầu đo có các đặc tính sau:

 Dạng Multi – colum, vật liệu chế tạo bằng thép không gỉ

 Độ nhạy: 2mV/V à 0.02%

 Điện áp kích thích: 5 ữ 15VDC

 Điện trở đầu vào :700 à 35Ω

 Điện trở đầu ra: 705 à 7Ω

 Độ trễ giá trị cân( trong 30 phút): à 0.025%

 Tải trọng quá tải cho phép: 150%

 Cấp bảo vệ kín nớc, bụi IP66/IP68

 Sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế OIML – R60 năm 1991

và tiêu chuẩn EU

2.3 Hộp nối

Hộp nối đợc sử dụng với mục đích để cộng tín hiệu từ các load cell

đa về sau đó đa về bộ chuyển đổi và thực hiện chỉnh góc Thông thờng, các hộp nối đợc chế tạo có số đầu vào và đầu ra là bằng nhau và có ký hiệu tơng tự nhau, đó là:

 Dơng nguồn: +Vcc

 Âm nguồn: -Vcc

 Đờng dơng tín hiệu: +signal

 Đờng âm tín hiệu: -Signal

 Đất: Gnd

 Đờng dơng cảm biến: + Sense

 Đờng âm cảm biến: -Sense

Sau đây là hình vẽ của vỏ hộp nối:

- 18 -

Hình 2.3: Vỏ của một hộp nối

Sơ đồ nguyên lý của cấu trúc bên trong hộp nối:

Hình 2.4: Sơ đồ nguyên lý của một hộp nối

Trên mỗi hộp nối có ghi kí hiệu để ngời sử dụng có thể phân biệt đợc

đầu vào và đầu ra Sau đây là một số loại hộp nối hay sử dụng trong thực tế

2.3 1 Hộp nối AJB

 Đặc điểm cơ bản

 Có thể nối với từ 1 đến 10 load cell

 Cấp bảo vệ kín nớc và bụi: IP67

 Thiết bị có dải quá độ rộng

 Dễ dàng cắt bỏ thông qua điện trở hoặc phân điện áp

 Các phơng án lựa chọn sử dụng hộp nối với:

 4 load cell vỏ hộp làm bằng thép bóng

 Có 6 đầu tín hiệu ra ra và 6 đờng tín hiệu vào hộp nối.

 Cấp bảo vệ IP66

2.4 Một số loại thiết bị thu thập dùng cho hệ thống cân điện tử công nghiệp

2.4.1 Bộ R321

Bộ thu thập và hiển thị R321 này là một trong những thiết bị trong họ thiết bị hiển thị R300 của hãng SI technologies Company Hà Lan Thiết bị này cho phép hiển thị số một cách chính xác bằng cách sử dụng AD loại mới Sigma Delta có số bít chuyển đổi cao, tốc độ chuyển đổi tơng đối nhanh, hơn nữa nó còn tích hợp các bộ lọc số nên thiết bị có khả năng chống nhiễu rất tốt Sau đây là một số các thông số của bộ hiển thị này:

1 Đặc tính kỹ thuật của R321

 Nguồn cung cấp :

 Nguồn đầu vào cấp cho đầu nối với load cell chuẩn: 12 24VDC ữ(2,5VA max)

 Nguồn cấp cho thiết bị AC: 110/240VAC 50/60Hz ->12VDC 0,5A

 ắc quy: 4xAA

 Độ tuyến tính: < 20ppm

 Độ nhạy : min 0,25 V/1độ chiaà

 Hệ số nhiệt độ của span : ≤ 8ppm/ 0C

- 20 -

 Hệ số nhiệt độ của zero : ≤ 0,1mV/ C 0

 Cập nhật 20 lần /1s

 Khoảng điều chỉnh dải : 0,1 ữ 3,0 mV/V

 Nhiễu đầu vào: 0,2 àVp-p

 Bộ biến đổi A/D :

 24bit Sigma Delta có 8388608 bộ đếm trong

 Tốc độ chuyển đổi: 20Hz với bộ lọc số pha tuyến tính (FIR)

 Có hệ thống 5 phím bấm: ZERO, TARE, GROSS/NET, RINT, fP

 Hiển thị bằng màn hình LCD chiều cao 20mm

 Cài đặt và calib bằng hệ thống phím bấm hoặc bằng chơng trình phần mềm có kèm theo thiết bị

 Thiết bị này có thể truyền tín hiệu ra ngoài nối tiếp thông qua một cable nối với máy tính bằng cổng RS232 Tốc độ chuyển đổi có thể là: 2400,

4800, 9600 baud Với cấu trúc định dạng của cổng COM đặt là: “Tốc

độ cổng”.None.8.1

2 Cách nối dây:

 Nối tín hiệu từ Load cell với thiết bị:

 Thiết bị này có thể hiển thị tín hiệu có độ nhạy mV/V

 Có thể nối tín hiệu từ đầu đo vào thiết bị bằng 4 dây hoặc 6 dây nh hình vẽ sau:

 Với những khoảng cách yêu cầu đi dây ngắn thì có thể sử dụng nối 4 dâu nh hình vẽ sau:

- 21 -

Hình2.5 : Sơ đồ nối 04 dây với load cell của bộ chỉ thị R321

 Trong đó:

 Signal+: đầu dơng của tín hiệu vào

 Signal : đầu âm của tín hiệu vào

- Excitation+: đầu dơng nguồn cấp cho đầu đo

 Excitation- : đầu âm nguồn cấp cho đầu đo

 Với những khoảng cách nối dài thì nên sử dụng sơ đồ nối 6 dâu nh sau:

Hình 2.6 : Sơ đồ nối 6 dây với load cell của bộ chỉ thị R321

- 22 -

 Sense- : đờng âm cảm biến

 Nguồn cấp cho load cell là 5V

 Với loại 4 dây thì có thể dùng đợc len tới 4x350Ω

 Với loại 6 dây thì có thể đạt đợc 6x700 Ω

 Tổng trở của load cell lớn nhất là 1000 Ω

 Nối thiết bị hiển thị này với máy tính hoặc thiết bị phụ trợ khác

Có hai cách nối dây đợc thực hiện nh sau:

 Nối với com 1_DB9:

Hình 2.7 : Sơ đồ nối từ R321 đến máy tính bằng cổng 9 chân

 Nối với com 2_ DB25:

Để đảm bảo độ an toàn và ổn định của tín hiệu thì cáp nối phải đợc thực hiện theo sơ đồ sau:

- 23 -

Hình2.9 : Sơ đồ nối cáp an toàn của R321

3 Mặt điều khiển của R321: Mặt trớc của R321

Màn hình hiển thị gồm 6 số, hiển thị khối lợng, thông tin cài đặt, trạng thái lỗi và cảnh báo, hiển thị đơn vị cân, và một số trạng thái hiển thị chỉ dới bảng sau:

- 24 -

2.4.2 Thiết bị Metler Toledo

Bộ chỉ thị số Mettler Toledo dùng cho các cân sử dụng đầu đo (load cell) kiểu sức căng Thiết bị này cho phép hiển thị khối lợng tới 6 chữ số Thiết bị đợc đặt trong một lớp vỏ nhựa và có thể đặt trên bàn Tuỳ chọn đầu

ra tạo khả năng phát đi những thông tin về khối lợng đến một thiết bị phụ trợ tơng thích ở dạng mã ASCII nối tiếp, kiểm tra chẵn lẻ, RS - 232C hoặc RS-

422 Tốc độ truyền có thể chọn ở 1200, 2400, 4800 và 9600 đối với chế độ liên tục

- 25 -

 Hiển thị khối lợng tải và khối lợng hàng bằng đơn vị Kg

 Màn hình 7 ký tự kiểu huỳnh quang chân không

 Lớp vỏ chống bụi

 01 cổng DB 09 chân nối với “load cell”

 COM1 và COM 2 là loại jack 25 chân để nối với máy tính, cổng này dùng để truyền thông nối tiếp với máy tính và máy in

 Duy trì không tự động đối với những biến đổi khối lợng trong khoảng

± 2% hoặc ± 20% của dải cân

 Nút ấn qui “0” và nút ấn trừ bì

 Định dạng cổng COM để thực hiện truyền tin với máy in bằng khung dữ liệu ASCII 0 bít cho mỗi khung trong đó: 1 khởi đầu, 7 bít dữ liệu, 1

1 bít parity (có thể là none, odd, even) và 1 bit stop

 Định dạng cổng COM để thực hiện truyền tin với máy tính bằng khung dữ liệu ASCII 10 bít cho mỗi khung trong đó: 1 khởi đầu, 7 bít dữ liệu,

1 bít parity (even) và 1 bit stop

- 26 -

• Màu sắc của Mettler Toledo là mầu than chì với màn hình mầu xanh da trời và kính che mầu đen Kích thớc vật lý của thiết bị: rộng 230mm x cao 172 mm Chiều sâu của màn hình hiển thị thiết bị là 157mm

2 Các chức năng:

Bộ chỉ thị Mettler Toledo chứa đựng những bộ phận điện tử cần thiết để tính toán và hiển thị khối lợng Thiết bị tiếp nhận tín hiệu V từ đầu đo, àkhuếch đại nó, sau đó lọc và biến đổi nó thành một tín hiệu số trong các phần

tử tích hợp

 Hiển thị:

Màn hình mầu xanh, là loại huỳnh quang chân không, hiển thị đợc 6 ký tự (

6 con số hoặc 5 con số với dấu âm ) với dấu chấm thập phân Có những dấu phát sáng ở trên những chữ Zero, Kg, Gross, Net , Psc và Dyn

 Các thao tác trên Mettler Toledo

Hoạt động của Mettler Toledo đợc thực hiện thông qua các phím bấm Mặt trớc của Mettler Toledo ta thấy có 6 phím bấm và một màn hình hiển thị huỳnh quang Trong màn hình bao gồm các chữ số và đèn led Chữ số chỉ số

Kg, còn đèn led chú giải các trạng thái tơng ứng của cân

Màn hình hiển thị số 07 số Màn hình hiển thị sẽ hiển thị khối lợng Nếu ở trong chế độ cài đặt thông số thì nó sẽ hiển thị menu cài đặt Khi có lỗi xảy ra thì thiết bị sẽ hiển thị bản thông báo lỗi

 Các chú giải hiển thị:

  0 : Báo khối lợng hiện thời ở trong khoảng à1/4 của dải khối lợng cho phép quy 0 > có thể qui 0., -

 Cân không ổn định ( ): Ký hiệu này chỉ ra rằng khối lợng cân cha ~

ổn định Thông báo này sẽ mất đi khi khối lợng cân ổn định

 Gross : Báo khối lợng hiển thị là khối lợng tổng gồm cả bì

 Net : Báo khối lợng hiển thị là khối lợng hàng đã trừ bì

- 27 -

 Pcs : Báo khối lợng đang cân tĩnh thông thờng

 Dyn : Báo đang cân khối lợng động vật

 Kg : Báo khối lợng hiển thị ở đơn vị kg.

3 Kết nối đầu đo:

Jắc nối 9 chân nh dới đây đợc dùng để nối từ bộ hiển thị Mettler Toledo đến hộp nối các đầu đo tơng tự: (Jắc LoadCell phía sau bộ hiển thị)

Hình 2.12: Đầu nối DB9 đấu với load cell của bộ Toledo

Sơ đồ các đờng tín hiệu của jack nối với đầu đo nh sau:

- 28 -

Độ dài lớn nhất của cáp nối từ load cell tơng tự với thiết bị này là tuỳ thuộc vào tổng điện trở của cáp (TSR-Total Scale Resistance) và đợc tính bằng công thức sau:

loadcell

loadcell N

R TSR =

Trong đó:

 RR loadcell R: là điện trở đầu vào của load cell (Ω)

 NR loadcell R: là tổng số load cell Sơ đồ các đờng tín hiệu của COM1 nh sau:

Chân Mô tả

2 TxD (RS232)

7 Signal ground Sơ đồ các đờng tín hiệu của COM2 nh sau:

 Cổng nối tiếp RS 232C FULL DUPLEX

 Cổng nối tiếp 20mA dòng vòng FULL DUPLEX

 Độ nhạy: min 0,35 àV/số

 Khoảng Full scale: 0,1 ữ 3,0 mV/V

 Khuếch đại đầu vào:

 Tự động qui "0"

 Nhiễu đầu vào 0,5 àV p-p

 Lọc tơng tự 2 cực 5 Hz

 Bộ biến đổi A/D:

 Tích phân 3 pha hai sờn dốc

 Thời gian tích phân: 20 ữ 100 msec, có thể lập trình bằng phím bấm

 Số vạch max là 130.000

 Độ tuyến tính: lớn hơn 0,01% của full scale

 Hệ số nhiệt độ của span: ≤ 2ppm/ 0C

 Hệ số nhiệt độ của zero: ≤ 3ppm/ 0C

 Độ phân dải hiển thị: 100.000 vạch max/6000 vạch đối với lắp đặt có kiểm định

Khối lợng của cân: 6 chữ số, cao 14 mm

 Quá dải trên hiển thị

 Quá dải dới hiển thị

Đèn "NO MOTION" : đèn này sáng báo hiệu cân ở trạng thái ổn định

Đèn NET: đèn này sáng báo hiệu khối lợng hiển thị là khối lợng thực của hàng

- 31 -

 Nguồn cung cấp:

 Xoay chiều: 85 265V (AC), tần số 50/60(Hz)ữ

 Nguồn một chiều là: 12 ữ 24 Vdc

 Công suất nguồn lớn nhất là: 50W

 Trở kháng nhỏ nhất: 29(Ω) (đối với một đầu vào tơng tự)

 Nguồn cung cấp cho đầu đo tơng tự: 10Vdc

 Nguồn cung cấp đầu đo số vào số: 10 ữ 18 Vdc

 Độ phân giải lớn nhất là: 1000 vạch chia

 Tín hiệu đầu vào lớn nhất là: 23mV

 Độ nhậy 0,75 V/1vạch chia (ứng với đầu đo số)à

 Tiếp xúc đầu ra: Tiếp xúc cơ khí

 Khoá điện áp: 110Vac/dc

 Khoá dòng điện: 200mA

 Bàn phím: tơng thích với PS2

 3 Cổng Serial Ports( Cổng song song hoàn toàn ) để đa dữ liệu sang

PC và máy in

 Vỏ che gọn, đẹp bảo vệ bụi và phun nớc cho mặt phím phía trớc

 Sản xuất theo tiêu chuẩn CE (class III)

2.4.5 Thiết bị D800

1 Đặc điểm chung

 Là bộ cân chỉ thị số cho phép cân với độ chính xác cao

 Điện áp nguồn là 110/220 VAC

 Có thể nối với bàn phím và PC bên ngoài

 Nguồn cung cấp: 85 ữ 265 VAC tần số 50/60Hz , nguồn một chiều là

12 ữ 24 Vdc,

 Công suất nguồn lớn nhất là 40W

 Nguồn cung cấp cho đầu đo tơng tự: 10Vdc

 Nguồn cung cấp đầu đo số vào số: 10 ữ 18 Vdc

 Độ phân giải lớn nhất là 1000 vạch chia

 Tín hiệu đầu vào lớn nhất là 23mV

 Độ nhậy 0,75 V/ 1vạch chia ( ứng với đầu đo số)u

 Độ ổn định ở đầy thang: <5ppm/0C

 Tiếp xúc đầu ra: Tiếp xúc cơ khí

 Khoá điện áp : 110Vac/dc

 Khoá dòng điện: 200mA

 Bàn phím : tơng thích với PS2

 Điện trở đầu đo nhỏ nhất là 29Ω

 Bộ chuyển đổi A/D có tốc độ chuyển đổi cao 100 chuyển đổi/giây

 Bộ nhớ không đổi để lu 10.000 giá trị cân

 Dùng đờng truyền RS 232 để đa dữ liệu sang máy tính, máy in

- 2 điểm cách ly 24Vdc/100mA và 1 đầu vào cách ly

 Bộ vi điều khiển cho phép thiết bị sử dụng phần mềm để thực hiện tất cả các chức năng đo, vào/ra, điều khiển tự động và các hoạt động cần thiết của hệ thống cân định lợng

 Mọi thiết lập để phù hợp với yêu cầu của hệ thống và môi trờng làm việc đợc thực hiện thông qua bàn phím

2 Đặc tính kỹ thuật

 MCU 89C51RD, 64Kb Flash ROM, 1Kb RAM, 32Kb EEPROM

 Tự chuẩn đoán phần cứng, phần mềm, MCU, lỗi bộ nhớ, lỗi vào/ra, và

có thể kiển tra chơng trình phần mềm nạp cho thiết bị

- 35 -

 Truyền thông cổng nối tiếp

o Cổng : RS232 full duplex, tốc độ 2400 bit/giây1 , 7 data bits/even parity hoặc 8 data bits/no parity

o Cổng 2: RS 485 Haft duplex, tốc độ 2400(bít/giây) đến 57600(bít/giây), 7 hoặc 8 bít dữ liệu, no parity hoặc even parity

 Hiển thị: Màn hiển thị LCD 6 chữ số, chiều cao chữ số là 16mm Ngoài ra còn có các ký hiệu Net, No Motion, dấu trừ, số 0, đơn vị cân

 Tín hiệu đầu vào là tín hiệu tơng tự

 Cho phép nối tối đa Tối đa 10 load cells và điện trở của mỗi load cell

là 350 trên mỗi đầu vào Và tín hiệu lớn nhất cho phép đối với load Ω cell là +5V

 Độ nhạy:

o Hệ số 10: 0.25 - ữ 2.0 mV/V

o Hệ số 20: 0.25 - ữ 4.0 mV/V

o Min 0,4 V/digit (VSI) với cân có kiểm định.à

o Min 0,1 V/digit với cân không kiểm định.à

- 36 -

 Bộ biến đổi ADC: Nhiễu đầu vào 0,3 àVp-p Dòng điện xiên đầu vào 10nA Tốc độ biến đổi: 3, 7, 14, 28, 57, 70 Hz (có thể chọn tốc độ này)

 Độ tuyến tính: 0,002% full scale.≤

o Điện áp ra: 0.02 10V Điện trở tải nhỏ nhất 1k ữ Ω

 Dải hiển thị: 16 bits Có thể mở rrộng thêm 16 bits hoặc tuỳ theo sự

- 37 -

Màn hiển thị

Màn hiển thị loại LCD dùng để hiển thị khối lợng cân với 6 chữ

số và các thông báo lỗi, chiều cao chữ số là 16 mm

Quá dải trên hiển thị:

Quá dải dới hiển thị:

2.5 Lựa chọn các thông số và thiết bị cho một trạm cân điện tử công nghiệp

2.5.2 Cách lựa chọn thiết bị cho bàn cân

Trớc khi lựa chọn thông số của thiết bị của bàn cân, ta cần lu ý một

số vấn đề sau:

Các bàn cân điện tử công nghiệp thông thờng đợc chế tạo với kích thớc chuẩn nh sau:

 Chiều rộng của bàn cân (theo tiêu chuẩn thế giới): 3000(mm)

 Chiều dài của bàn cân lớn nhất là: 12000(mm) ữ 18000(mm)

 Với bàn cân bê tông:

o Chiều dài31T 12m ữ 14m31 T 31T: 2 module, 6 load cell

- 38 -

o Chiều dài 14m 18m: 3 module, 8 load cellữ

 Với bàn cân thép31T 31T:

o Chiều dài 12m 14m: 1 module, 4 load cellữ

o Chiều dài 12m 16m: 2 module, 6 load cellữ

o Chiều dài 16m ữ 18m: 3 module, 8 load cell

 Tổng khối lợng của bàn cân là: m1(tấn)

 Trọng tải lớn nhất của cân (gồm khối lợng hàng và bì) là: m2(tấn)

 Tải trọng cho phép của mỗi load cell là: mR lc R(tấn)

 Số load cell: n (n = 4, 6, 8 load cell)

Công thức liên hệ để tính toán khối lợng lớn nhất của load cell nh sau:

α

= lc

t m n

m

*

Trong đó, α là hệ số, thông thờng chọn trong khảng α = 0,3 ữ 0,4

Vậy, sau khi tính toán tải trọng lớn nhất tác động lên mỗi load cell thì ta ,

sẽ chọn loại load cell tơng ứng, có thể chọn loại 30 tấn, 35 tấn, 40 tấn, 50 tấn, à

3 Chọn hộp nối

Sau khi đã thiết kế và lựa chọn xong load cell, tuỳ theo số lợng load cell và loại load cell mà ta chọn loại hộp nối là loại 4 đầu, 6 đầu hoặc 8 đầu nối Cũng nh từ chế độ dòng áp của load cell mà ta lựa chọn chế độ dòng áp của hộp nối cho phù hợp

Một số thông số khi lựa chọn hộp nối:

Bộ hiển thị thông thờng có hai loại:

 Loại hiển thị số: đó là những bộ hiển thị mà nó nhận tín hiệu đầu vào dạng số Đối với loại hiển thị số thì thờng chọn loại hiển thị cùng chủng loại với chủng loại của load cell

 Loại hiển thị tơng tự: là bộ hiển thị có tín hiệu đầu vào dạng tơng tự Có thể chọn các loại hiển thị tơng tự cùng loại với loại của load cell Tuy nhiên, loại hiển thị đó phải đáp ứng đợc yêu cầu:

o Phù hợp trở kháng đầu vào giữa load cell và bộ chỉ thị

o Nguồn cấp cho load cell từ bộ chỉ thị phải phù hợp

o Độ phân giải của bộ hiển thị và mức tín hiệu đa về từ load cell phải phù hợp

o Mức tín hiệu

5 Ghép nối tín hiệu từ thiết bị hiển thị với máy tính

Tín hiệu đa ra từ bộ hiển thị là tín hiệu đã đợc số hoá và đa ra cổng nối tiếp theo chuẩn RS232 hoặc RS 485 Vì vậy, để đa về máy tính thì ta thu thập qua cổng Com của máy tính Tín hiệu bắt về đã đợc thiết bị chỉ thị chuyển đổi và đa về theo từng khung dữ liệu chuẩn

Để đảm bảo cách ly tín hiệu giữa máy tính và các thiết bị điện tử ở bên ngoài thì thông thờng tín hiệu trớc khi đa trực tiếp vào cổng Com của mày tính thì nó đợc nối cách ly bằng một card cách ly quang Tín hiệu thu về không thay đổi về định dạng khung dữ liệu và tốc độ truyền