Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định mục tiêu và phạm vi của dự án: Đầu tiên, bạn cần xác định rõ mục tiêu cụ thể mà dự án sẽ giải quyết và phạm vi của dự án, bao gồm loại thủy sản bạn muốn nuôi trồng, quy trình sản xuất cụ thể và chức năng mà hệ thống PLC SCADA sẽ thực hiện. Thiết kế hệ thống: Tiếp theo, bạn cần thiết kế hệ thống tự động hóa bằng cách sử dụng PLC và SCADA. Điều này bao gồm lựa chọn các thiết bị cảm biến thích hợp để thu thập dữ liệu về môi trường nuôi trồng (như nhiệt độ, pH, mức nước), lựa chọn các thiết bị điều khiển (như máy bơm, van), và thiết kế giao diện người dùng trên SCADA để theo dõi và điều khiển hệ thống.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐTVT ĐỒ ÁN NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE DÙNG OPEN CV Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Ngọc Quyên Sinh viên thực hiện: Lê Thành Dự 2051050083 TD20A Nguyễn Chí Trung Nguyên 2051050031 TD20A TP HCM, ngày 13 tháng 11 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐTVT ĐỒ ÁN NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE DÙNG OPEN CV Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA Chun ngành: TỰ ĐỘNG HĨA CƠNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Ngọc Quyên Sinh viên thực hiện: Nhóm 03 Lê Thành Dự 2051050083 TD20A Nguyễn Chí Trung Nguyên 2051050031 TD20A TP.HCM, ngày 13 tháng 11 năm 2023 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN .8 CHƯƠNG TỔNG QUAN ĐỀ TÀI .9 1.1 Lý chọn đề tài .9 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu CHƯƠNG GIỚI THIỆU PHẦN MỀM .10 2.1 Giới thiệu chung phần mềm Tia Protal .10 2.1.1 Giới thiệu chung 10 2.1.2 Những tính Tia Protal 11 2.1.3 Ưu nhược điểm Tia Protal 11 2.2 Giới thiệu chung Wincc 14 2.2.1 Giới thiệu chung 14 2.2.2 Những tính ca WinCC 16 2.2.3 Các thành phần dự án .16 2.2.4 Các kiểu liệu 17 2.2.5 Tạo dự án .17 CHƯƠNG Các thiết bị sử dụng mô hình 19 3.1 Bộ điều khiển PLC S7-1200 1212C 19 3.2 Module AI mở rộng SM 1231 21 3.3 Board truyền thông (CB 1241 RS485) .21 3.4 Chọn bơm 23 3.5 Biến tần 23 3.6 Cảm biến sử dụng đồ án: 26 3.6.1 Cảm Biến Áp Suất Chất Lỏng Safegauge T-0/16AH2P: 26 3.6.2 Cảm biến lưu lượng PF2W540T-06-2 28 3.7 Van điện từ 31 3.8 Ống nhựa 32 3.9 Nút nhấn, đèn báo 32 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa 3.9.1 Nút nhấn nhả Nút nhấn XA2EA31 Schneider 32 3.9.2 Nút nhấn nhả Schneider XA2EA42 đỏ 33 3.9.3 Công tắc chuyển mạch Schneider XA2ED53- phi 22 – vị trí- 2NO 34 3.9.4 Đèn báo xanh Schneider XA2EVM3LC, 22mm 220V AC 35 3.9.5 Nút nhấn dừng khẩn cấp Schneider XA2ES542 36 3.9.6 Đèn báo Schneider XA2EVM8LC, 22mm 220V AC 37 CHƯƠNG TRUYỀN THÔNG 38 4.1 Giao thức truyền thông Modbus RTU 38 4.1.1 Khái niệm Modbus RTU gì? .38 4.1.2 Chức vai trò gói tin Modbus RTU sau: 38 4.1.3 Cách Module RTU thực truyền thông 38 4.1.4 Ưu điểm nhược điểm Module RTU 39 4.2 Nền tảng THINGSBOARD .39 4.2.1 Giới thiệu tảng Iot THINGSBOARD .39 4.2.2 Biểu đồ kết nối PLC với Iot THINGSBOARD 40 4.2.3 Thingsboard Gateway 41 4.3 Giao thức truyền thông MQTT 42 4.3.1 Định nghĩa: 42 4.4 Cơ chế hoạt động MQTT theo mô hình Pub/Sub 43 4.4.1 Tính chất đặc điểm riêng 43 4.4.2 Các khái niệm giao thức MQTT 43 4.4.3 Lợi ích MQTT Iot 45 CHƯƠNG THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN PID VÀ CHƯƠNG TRÌNH LẬP TRÌNH TRÊN S7-1200, WINCC 47 5.1 Thuật toán điều khiển pid 47 5.1.1 Ứng dụng 47 5.1.2 Cấu trúc điều khiển PID 47 5.1.3 Cách xác định thông số điều khiển 50 5.1.4 Hiệu chỉnh thông số PID 50 5.2 Chương trình lập trình plc 51 5.2.1 Bảng Input, Output .51 5.2.2 Chương trình .52 5.2.3 Van 54 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa 5.2.4 Modbus 55 5.2.5 Ghi tần số .56 CHƯƠNG Giao dien giam sát dieu khien qua web 64 6.1 Khởi tạo tảng Thingsboard Platform 64 CHƯƠNG KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ giao diện Wincc 67 7.1 Bảng vẽ đấu dây thiết bị 67 7.2 Giao diện SCADA đề tài 68 7.3 Link quay mô phỏng: .71 KẾT LUẬN .72 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa MỤC LỤC HÌNH Hình Màn hình khỏi động Tia Protal 10 Hình Tia Portal Cloud .12 Hình Mạng lưới làm việc Tia Portal 12 Hình TIA Portal Integrator kết nối tích hợp robot Siemens với hệ thống cấp cao PLC, HMI SCADA 13 Tia Protal Continous Integration cung cấp khả tiếp tục dự án nhiều nơi khác mà không bị gián đoạn 13 Hình Tia Protal Standardization giúp tăng tính tương thichs tính quán hệ thống tự động hóa 14 Hình Phần mềm WinCC 15 Hình Màn hình WinCC nhóm thiết kế 15 Hình Bộ điều khiển PLC S7-1200 1212C DC/DC/DC 20 Hình Module AI mở rộng SM 1231 21 Hình 10 Board truyền thơng CB 1241 RE485 22 Hình 11 Bơm pha 23 Hình 12 Biến tần INOVANCE MD200S0.75B 25 Hình 13 Cấu tạo cảm biến áp suất chất lỏng Safegauge T-0/16AH2P .26 Hình 14 Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất 27 Hình 15 Đấu dây cảm biến áp suất PLC 28 Hình 16 Nguyên lý hoạt động cảm biến áp suất 29 Hình 17 Cảm biến lưu lượng PF2W540T-06-2 29 Hình 18 Đấu dây cảm biến áp suất PLC 30 Hình 19 Van điện t .31 Hình 20 Ống nhựa Bình Minh NLAL-032C3 PVC 32 Hình 21 Nút nhấn XA2EA31 Schneider 32 Hình 22 Nút nhấn XA2EA42 Schneider 33 Hình 23 Chuyển mạch XA2ED53 Schneider .34 Hình 24 Đèn báo panel trịn xa2evm3lc schneider .35 Hình 25 Nút nhấn XA2ES542 Schneider 36 Hình 26 Đèn báo panel trịn xa2evm8lc schneider .37 Hình 27 Cấu trúc bảng tin Module RTU 38 Hình 28 Truyền thơng Master- Slave 39 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Hình 29 ThingsBoard hỗ trợ giao thức IoT 40 Hình 30 Biểu đồ kết nối PLC với Iot THINGSBOARD 40 Hình 31 Thingsboard Gateway 41 Hình 32 Giao thức MQTT 42 Hình 33 Hoạt động giao thức MQTT 43 Hình 34 Publish/Subscribe 44 Hình 35 Topics 44 Hình 36 Broker 45 Hình 37 Lợi ích MQTT Iot 46 Hình 38 Cấu trúc điều khiển PID 47 Hình 39 Ví dụ ảnh hưởng tham số P 48 Hình 40 Ví dụ ảnh hưởng tham số I 49 Hình 41 Sự ảnh hưởng tham số D .49 Hình 42 Bảng input output 52 Hình 43 Trang quản trị viên dự án .64 Hình 44 Giao diện giám sát điều khiển 64 Hình 45 Chạy thử kiểm chứng Web .65 Hình 46 Bảng vẽ tủ điện 67 Hình 47 Mạch động lực .67 Hình 48 Mạch điều khiển 68 Hình 49 Giao diện trang chủ 69 Hình 50 Giao diện hình 69 Hình 51 Giao diện biểu đồ trạng thái 70 Hình 52 Giao diện Alarm and Warning .71 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa LỜI CẢM ƠN Ngày nay, nước ta đẩy mạnh q trình cơng nghiệp hóa – hiệnđại hóa, hội nhập kinh tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2023 trở thành nước công nghiệp Song song với việc trọng phát triển ngành kinh tế việc nắm bắt công nghệ đại ngày phát triển toàn thể nhân loại quan trọng Sinh viên chủ nhân tương lai Đất nước, xã hội Khi tham gia nghiên cứu khoa học, sinh viên có dịp để phát huy kết tích luỹ q trình học tập, vận dụng kiến thức học vào thực tế, giúp cho sinh viên thể khả sáng tạo thân với sản phẩm làm ra.Và nữa, q trình hồn thành đề tài: “hệ thống ổn định mức nước bồn chứa sử dụng thuật toán PID”,chúng em học hỏi nhiều kiến thức, kinh nghiệm với giúpđỡ nhiệt tình Tuy có nhiều cố gắng q trình thực đề tài chúng em không tránh khỏi sai sót, mong bỏ qua giúp đỡ để chúng em hồn thành tốt đề tài củng cố kiến thức cần trường làm Nhóm em xin chân thành cảm ơn thầy cô môn, đặc biệt cô Lê Thị Ngọc Quyên giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài thời hạn giao GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa LỜI NÓI ĐẦU Tự động hóa q trình cơng nghệ thực phát triển ứng dụng mạnh mẽ nhiều lĩnh vực đời sống, lựa chọn tối ưu lĩnh vực nhằm tạo sản phẩm chất lượng cao, tiết kiệm chi phí, góp phần nâng cao đời sống sản xuất Ngày nay, dân số thành phố lớn tăng liên tục nên việc xây khu chung cư để đáp ứng nhu cầu nhà phổ biến Do đó, vấn đề điều khiển nguồn nước cần đáp ứng với độ xác cao để phục vụ q trình sinh hoạt người dân đạt hiệu tốt hơn, đảm bảo q trình sinh hoạt khơng bị gián đoạn Ngồi nhiệm vụ cung cấp nước cho hộ dân khu chung cư, hệ thống cịn có nhiệm vụ phải giám sát bảo đảm mực nước bồn dự trữ đề phòng trường hợp cố bất ngờ xảy Nhận thấy tính chất quan trọng cần thiết hệ thống sống hàng ngày, nhóm định chọn đề tài: “ “Hệ thống giám sát, điều khiển mực chất lỏn” Là đề tài nhóm nghiên cứu lần GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa CHƯƠNG TỔNG QUAN BÀI TỐN NHẬN DIỆN BIỂN SỐ XE 2.1 Khái niệm biển số xe Biển số xe hay gọi biển kiểm soát xe giới biển gắn với xe giới nhằm mục đích kiểm sốt phương tiện giao thông tỉnh, thành phố Biển số xe quan nhà nước có thẩm quyền cấp cá nhân, tổ chức thực việc mua xe sang tên, chuyển nhượng xe Đây biện pháp nhằm quản lý số lượng xe, chủ sở hữu xe, loại xe, rà soát xe nhập lậu, xe bị trộm cắp, Biển số xe làm hợp kim nhơm sắt, có dạng hình chữ nhật vng, có in số chữ (biển xe dân không dùng chữ I, J, O, Q, W Chữ R dùng cho xe rơ-moóc, sơ-mi rơ-moóc) cho biết: Vùng địa phương quản lý, số cụ thể tra máy tính cịn cho biết danh tính người chủ hay đơn vị mua nó, thời gian mua phục vụ cho cơng tác an ninh, đặc biệt cịn có hình Quốc huy Việt Nam dập Tiêu chuẩn kích thước: Ở nước thường có tiêu chuẩn kích thước định, cịn riêng Việt Nam tỉ lệ kích thước biển số gần giống Biển số xe có loại, kích thước sau: Loại biển số dài có chiều cao 110 mm, chiều dài 470 mm; loại biển số ngắn có chiều cao 200 mm, chiều dài 280 mm nên ta giới hạn tỉ lệ cao/rộng 3.5 ≤ cao/rộng ≤ 6.5 (biển hàng) 0.8 ≤ cao/rộng ≤ 1.5 (biển hai hàng) Số lượng kí tự biển số xe nằm khoảng [7,9] Chiều cao chữ số: 80mm, chiều rộng chữ số: 40mm Từ liệu ta thiết lập thông số đối tượng mà cần nhận dạng 2.2 Xử lý ảnh Open CV 2.2.1 Xử lý ảnh Xử lý ảnh phân ngành xử lý số tín hiệu với tín hiệu xử lý ảnh Đây phân ngành khoa học phát triển năm gần Xử lý ảnh gồm lĩnh vực chính: xử lý nâng cao chất lượng ảnh, nhận dạng ảnh, nén ảnh truy vấn ảnh Sự phát triển xử lý ảnh đem lại nhiều lợi ích cho sống người Ngày xử lý ảnh áp dụng rộng rãi đời sống như: photoshop, nén ảnh, nén video, nhận dạng biển số xe, nhận dạng khuôn mặt, nhận dạng chữ viết, xử lý ảnh thiên văn, ảnh y tế, 2.2.2 Open CV GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa OpenCV (Open Computer Vision) thư viện mã nguồn mở hàng đầu cho xử lý thị giác máy tính, machine learning, xử lý ảnh Ban đầu phát triển Intel, sau hỗ trợ Willow Garage, sau Itseez OpenCV đươc viết C/C++, có tốc độ tính tốn nhanh, sử dụng với ứng dụng liên quan đến thời gian thực OpenCV có interface cho C/C++, Python Java hỗ trợ cho Window, Linux, MacOs lẫn Android, iOS OpenCV có cộng đồng 47 nghìn người dùng số lượng download vượt triệu lần Opencv có nhiều ứng dụng như: Nhận dạng ảnh Xử lý hình ảnh Phục hồi hình ảnh/video Thực tế ảo Các ứng dụng khác So sánh ???????? 2.3 Các bước thực Hiện giới có nhiều cách để tiếp cận toán nhận dạng biển số xe, họ sử dụng nhiều thư viện khác Tuy nhiên phạm vi đồ án chúng em 10 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa sử dụng thư viện Open CV để nhận dạng biển số xe thư viện phổ biến hiệu tốn nhận diện hình ảnh Để tiếp cận với toán chúng em tiến hành theo bước chính: Phát vị trí tách biển số xe từ hình ảnh có sẵn từ đầu vào camera Phân đoạn kí tự có biển số xe Nhận diện kí tự đưa mã ASCII CHƯƠNG PHÁT HIỆN VỊ TRÍ VÀ TÁCH BIỂN SỐ XE 3.1 Hướng giải 11 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Dựa vào liệu chiều cao, chiều dài, loại biển số, số lượng kí tự, chữ số có biển kích thước kí tự mà thu thập từ trước Chúng ta xác định vị trí xác đối tượng cần nhận dạng cụ thể chữ số kí tự có biển số Dưới sơ đồ bước thực để xác định tách biển số clip: Chụp ảnh từ Camera Chuyển ảnh sang ảnh xám Tăng độ tương phản Giảm nhiễu lọc Gauss Nhị phân hóa ảnh với ngưỡng động Phát cạnh Canny Tìm vị trí lọc biển số Contour 12 GVHD: Th.S Lê Thị Ngọc Quyên Ngành Kỹ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa Tài liệu tham khảo dán link cho dễ tổng hợp https://vi.wikipedia.org/wiki/X%E1%BB%AD_l%C3%BD_%E1%BA%A3nh 13