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.
Trang 1ĐỒ ÁN 2 NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE DÙNG OPEN CV
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG 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
Trang 2KHOA ĐIỆN – ĐTVT
ĐỒ ÁN 2 NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE DÙNG OPEN CV
Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA
Chuyên ngành: TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG 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
Trang 3MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 7
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN 8
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 9
1.1 Lý do chọn đề tài 9
1.2 Đối tượng nghiên cứu 9
1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 9
1.4 Phương pháp nghiên cứu 9
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM 10
2.1 Giới thiệu chung về phần mềm Tia Protal 10
2.1.1 Giới thiệu chung 10
2.1.2 Những tính năng của Tia Protal 11
2.1.3 Ưu nhược điểm của Tia Protal 11
2.2 Giới thiệu chung về Wincc 14
2.2.1 Giới thiệu chung 14
2.2.2 Những tính năng ca WinCC 16
2.2.3 Các thành phần của dự án 16
2.2.4 Các kiểu dữ liệu 17
2.2.5 Tạo một dự án 17
CHƯƠNG 3 Các thiết bị sử dụng trong 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 trong 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
Trang 43.9.1 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 – 3 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 4 TRUYỀN THÔNG 38
4.1 Giao thức truyền thông Modbus RTU 38
4.1.1 Khái niệm Modbus RTU là gì? 38
4.1.2 Chức năng và vai trò gói tin Modbus RTU như sau: 38
4.1.3 Cách Module RTU thực hiện truyền thông 38
4.1.4 Ưu điểm và nhược điểm của Module RTU 39
4.2 Nền tảng THINGSBOARD 39
4.2.1 Giới thiệu nền 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 của MQTT theo mô hình Pub/Sub 43
4.4.1 Tính chất và những đặc điểm riêng 43
4.4.2 Các khái niệm cơ bản trong giao thức MQTT 43
4.4.3 Lợi ích của MQTT trong Iot 45
CHƯƠNG 5 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 bộ điều khiển PID 47
5.1.3 Cách xác định thông số bộ điều khiển 50
5.1.4 Hiệu chỉnh các thông số PID 50
5.2 Chương trình lập trình plc 51
5.2.1 Bảng Input, Output 51
5.2.2 Chương trình chính 52
5.2.3 Van 54
Trang 55.2.4 Modbus 55
5.2.5 Ghi tần số 56
CHƯƠNG 6 Giao dien giam sát và dieu khien qua web 64
6.1 Khởi tạo nền tảng Thingsboard Platform 64
CHƯƠNG 7 KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ và giao diện trên Wincc 67
7.1 Bảng vẽ đấu dây các thiết bị 67
7.2 Giao diện SCADA trong đề tài 68
7.3 Link quay mô phỏng: 71
KẾT LUẬN 72
Trang 6MỤC LỤC HÌNH
Hình 1 Màn hình khỏi động của Tia Protal 10
Hình 2 Tia Portal Cloud 12
Hình 3 Mạng lưới làm việc trong Tia Portal 12
Hình 4 TIA Portal Integrator kết nối và tích hợp các robot của Siemens với các hệ thống cấp cao hơn như PLC, HMI và SCADA 13
Tia Protal Continous Integration cung cấp khả năng tiếp tục dự án ở nhiều nơi khác nhau mà không bị gián đoạn 13
Hình 5 Tia Protal Standardization giúp tăng tính tương thichs và tính nhất quán giữa các hệ thống tự động hóa 14
Hình 6 Phần mềm WinCC 15
Hình 7 Màn hình WinCC nhóm đang thiết kế 15
Hình 8 Bộ điều khiển PLC S7-1200 1212C DC/DC/DC 20
Hình 9 Module AI mở rộng SM 1231 21
Hình 10 Board truyền thông CB 1241 RE485 22
Hình 11 Bơm 3 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 của cảm biến áp suất 27
Hình 15 Đấu dây giữa cảm biến áp suất và PLC 28
Hình 16 Nguyên lý hoạt động của cảm biến áp suất 29
Hình 17 Cảm biến lưu lượng PF2W540T-06-2 29
Hình 18 Đấu dây giữa cảm biến áp suất và 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 tròn xa2evm3lc schneider 35
Hình 25 Nút nhấn XA2ES542 Schneider 36
Hình 26 Đèn báo panel tròn xa2evm8lc schneider 37
Hình 27 Cấu trúc bảng tin Module RTU 38
Hình 28 Truyền thông Master- Slave 39
Trang 7Hình 29 ThingsBoard hỗ trợ các 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 của giao thức MQTT 43
Hình 34 Publish/Subscribe 44
Hình 35 Topics 44
Hình 36 Broker 45
Hình 37 Lợi ích của MQTT trong Iot 46
Hình 38 Cấu trúc bộ điều khiển PID 47
Hình 39 Ví dụ về sự ảnh hưởng của tham số P 48
Hình 40 Ví dụ về sự ảnh hưởng của tham số I 49
Hình 41 Sự ảnh hưởng của tham số D 49
Hình 42 Bảng input và output 52
Hình 43 Trang quản trị viên dự án 64
Hình 44 Giao diện giám sát và điều khiển 64
Hình 45 Chạy thử và kiểm chứng trên 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 màn hình chính 69
Hình 51 Giao diện biểu đồ trạng thái 70
Hình 52 Giao diện Alarm and Warning 71
Trang 8LỜI CẢM ƠN
Ngày nay, nước ta đang đẩy mạnh quá trình công nghiệp hóa – hiệnđại hóa, hội
nhập kinh tế nhằm đưa đất nước phát triển, mục tiêu đến năm 2023 cơ bản trở thành
một nước công nghiệp Song song với việc chú trọng phát triển các ngành kinh tế thì
việc nắm bắt được công nghệ hiện đại đang ngày càng phát triển của toàn thể nhân loại
là cực kỳ quan trọng Sinh viên là những chủ nhân tương lai của Đất nước, của xã hội
Khi tham gia nghiên cứu khoa học, sinh viên có dịp để phát huy kết quả tích luỹ của
quá trình học tập, vận dụng những kiến thức đã học vào thực tế, giúp cho sinh viên thể
hiện khả năng sáng tạo của bản thân với sản phẩm mình làm ra.Và hơn thế nữa, trong
quá trình hoàn thành đề tài: “hệ thống ổn định mức nước trong bồn chứa sử dụng
thuật toán PID”,chúng em đã học hỏi được nhiều kiến thức, kinh nghiệm cùng với sự
giúpđỡ nhiệt tình của cô Tuy đã có nhiều cố gắng trong quá trình thực hiện đề tài
nhưng chúng em sẽ không tránh khỏi những sai sót, mong cô bỏ qua và giúp đỡ để
chúng em có thể hoàn thành tốt đề tài và củng cố kiến thức cần khi ra trường đi làm
Nhóm em xin chân thành cảm ơn các thầy cô bộ môn, đặc biệt là cô Lê Thị Ngọc
Quyên đã giúp đỡ chúng em hoàn thành đề tài này đúng thời hạn được giao
Trang 9LỜI NÓI ĐẦU
Tự động hóa quá trình công nghệ đã thực sự phát triển và ứng dụng mạnh mẽ
trong nhiều lĩnh vực trong đời sống, là sự lựa chọn tối ưu trong mọi lĩnh vực nhằm tạo
ra sản phẩm chất lượng cao, tiết kiệm chi phí, góp phần nâng cao đời sống và sản xuất
Ngày nay, khi dân số trong các thành phố lớn tăng liên tục nên việc xây các khu
chung cư để đáp ứng nhu cầu nhà ở là rất phổ biến Do đó, vấn đề điều khiển nguồn
nước cần đáp ứng với độ chính xác cao để phục vụ quá trình sinh hoạt của người dân
đạt hiệu quả tốt hơn, đảm bảo quá trình sinh hoạt không bị gián đoạn Ngoài nhiệm vụ
cung cấp nước sạch cho các hộ dân trong khu chung cư, hệ thống còn có nhiệm vụ
luôn phải giám sát và bảo đảm mực nước trong bồn dự trữ đề phòng các trường hợp sự
cố bất ngờ xảy ra Nhận thấy tính chất quan trọng và cần thiết của hệ thống trong cuộc
sống hàng ngày, nhóm quyết định chọn đề tài: “ “Hệ thống giám sát, điều khiển mực
chất lỏn” Là đề tài nhóm sẽ nghiên cứu lần này.
Trang 10NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN
Trang 11CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN BÀI TOÁN NHẬN DIỆN BIỂN SỐ XE
2.1 Khái niệm biển số xe
Biển số xe hay còn gọi là biển kiểm soát xe cơ giới là biển được gắn với mỗi xe
cơ giới nhằm mục đích kiểm soát các phương tiện giao thông trong một tỉnh, thành
phố Biển số xe được cơ quan nhà nước có thẩm quyền cấp khi mỗi cá nhân, tổ chức
thực hiện việc mua xe hoặc sang tên, chuyển nhượng xe Đây là 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
được làm bằng hợp kim nhôm sắt, có dạng hình chữ nhật hoặc hơi vuông, trên đó có in
số và chữ (biển xe dân sự không dùng các chữ cái I, J, O, Q, W Chữ R chỉ dùng cho
xe rơ-moóc, sơ-mi rơ-moóc) cho biết: Vùng và địa phương quản lý, các con số cụ thể
khi tra trên máy tính còn cho biết danh tính người chủ hay đơn vị đã mua nó, thời gian
mua nó phục vụ cho công tác an ninh, đặc biệt trên đó còn có hình Quốc huy Việt
Nam dập nổi
Tiêu chuẩn về kích thước: Ở mỗi nước thường có tiêu chuẩn về kích thước nhất
định, còn riêng Việt Nam tỉ lệ kích thước giữa các biển số là gần như giống nhau Biển
số xe có 2 loại, kích thước như 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 sẽ giới hạn
tỉ lệ cao/rộng là 3.5 ≤ cao/rộng ≤ 6.5 (biển một hàng) và 0.8 ≤ cao/rộng ≤ 1.5 (biển hai
hàng)
Số lượng kí tự trong biển số xe nằm trong khoảng [7,9] Chiều cao của chữ và số:
80mm, chiều rộng của chữ và số: 40mm
Từ những dữ liệu trên ta có thể thiết lập được những thông số của đối tượng mà chúng
ta cần nhận dạng
2.2 Xử lý ảnh và Open CV
2.2.1 Xử lý ảnh
Xử lý ảnh là một phân ngành trong xử lý số tín hiệu với tín hiệu xử lý là ảnh
Đây là một phân ngành khoa học mới rất phát triển trong những năm gần đây Xử lý
ảnh gồm 4 lĩnh vực chính: xử lý nâng cao chất lượng ảnh, nhận dạng ảnh, nén ảnh và
truy vấn ảnh
Sự phát triển của xử lý ảnh đem lại rất nhiều lợi ích cho cuộc sống của con
người Ngày nay xử lý ảnh đã được áp dụng rất rộng rãi trong 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
Trang 12OpenCV (Open Computer Vision) là một thư viện mã nguồn mở hàng đầu cho
xử lý về thị giác máy tính, machine learning, xử lý ảnh Ban đầu được phát triển bởi
Intel, sau đó được hỗ trợ bởi Willow Garage, sau đó là Itseez
OpenCV đươc viết bằng C/C++, vì vậy có tốc độ tính toán rất nhanh, có thể sử
dụng với các ứng dụng liên quan đến thời gian thực OpenCV có các interface cho
C/C++, Python Java vì vậy hỗ trợ được cho Window, Linux, MacOs lẫn Android, iOS
OpenCV có cộng đồng hơn 47 nghìn người dùng và số lượng download vượt quá 6
triệu lần Opencv có rất 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
Hiện tại trên thế giới có rất nhiều cách để tiếp cận bài toán nhận dạng biển số xe, họ sử
dụng khá nhiều thư viện khác nhau Tuy nhiên trong phạm vi đồ án này chúng em sẽ
Trang 13sử dụng thư viện Open CV để nhận dạng biển số xe vì đây là một thư viện khá phổ
biến và hiệu quả trong bài toán nhận diện hình ảnh
Để tiếp cận với bài toán này chúng em sẽ tiến hành theo 3 bước chính:
1 Phát hiện vị trí và tách biển số xe từ một hình ảnh có sẵn từ đầu vào là camera
2 Phân đoạn các kí tự có trong biển số xe
3 Nhận diện các kí tự đó rồi đưa về mã ASCII
CHƯƠNG 3 PHÁT HIỆN VỊ TRÍ VÀ TÁCH BIỂN SỐ XE
3.1 Hướng giải quyết
Trang 14Dựa vào các dữ liệu về chiều cao, chiều dài, loại biển số, số lượng kí tự, chữ số có ở
trong biển và kích thước của các kí tự mà chúng ta đã thu thập được từ trước Chúng ta
sẽ xác định được vị trí chính xác của đối tượng cần nhận dạng và cụ thể ở đây là các
chữ số và kí tự có trong biển số
Dưới đây là sơ đồ các bước thực hiện để xác định và tách biển số clip:
Chụp ảnh từ Camera
Chuyển ảnh sang ảnh xám
Tăng độ tương phản
Giảm nhiễu bằng bộ lọc Gauss
Nhị phân hóa ảnh với ngưỡng động
Phát hiện cạnh Canny
Tìm vị trí và lọc biển số bằng Contour
Trang 15Tài liệu tham khảo dán link ở đây đi cho dễ tổng hợp
https://vi.wikipedia.org/wiki/X%E1%BB%AD_l%C3%BD_%E1%BA%A3nh