hệ thống bãi giữ xe tự động

2.3 Giới thiệu chung về cơ cấu Servo 2.3.1 Giới thiệu chung Trong kỹ thuật điều khiển, cơ cấu servo, đôi khi được gọi tắt là servo, là một thiết bị tự động có sử dụng lõi cảm biến phản h

Trang 1

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

89Monday, June 10, 20242:34:46 PM2:34:46 PM89Monday, June 10, 20242:34:46 PM2:34:46 PM89Monday, June 10, 20242:34:46 PM2:34:46 PMHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

89He thong bai giu xe tu dongMonday, June 10, 2024

Trang 2

• Hình thức trình bày:

• Tổng hợp kết quả: Điểm bằng số: ………

Điểm bằng chữ:………

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019 Giáo viên hướng dẫn (Ký tên)

TS Ngô Thanh Quyền

89Monday, June 10, 20242:34:50 PM2:34:50 PM89Monday, June 10, 20242:34:50 PM2:34:50 PM89Monday, June 10, 20242:34:50 PM2:34:50 PM

Trang 3

TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng … năm 2019

Giáo viên phản biện

(Ký và ghi họ tên)

Trang 4

Trang

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN i

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN ii

2.3 Giới thiệu chung về cơ cấu Servo 4

2.3.1 Giới thiệu chung 4

2.3.2 Ứng dụng 4

2.4 Động cơ Servo 5

2.4.1 Cấu tạo 5

2.4.2 Đặc tính của động cơ Servo 6

2.4.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo 6

2.4.4 Nguyên lý hoạt động của Encoder 6

2.5 Bộ Drivers Delta ASD-A2-0421-M 7

2.6 Động cơ Servo ECMA-C10604RS 9

2.7 Động cơ Servo ECMA-C10604FS 10

2.8 Động cơ Servo ECMA-C10401ES 11

2.9 Bộ điều khiển (Controller) 12

2.9.1 PLC là gì? 12

2.9.2 Sự ra đời và phát triển của PLC 12

2.9.3 Bộ điều khiển trung tâm (PLC Delta DVP28SV) 14

2.10 Modul truyền thông Ethernet Delta DVPEN01-SL 17

Trang 5

3.3.1 Tổng quan về Visual Basic 30

3.3.2 Kiểu dữ liệu trong visual basic 6.0 31

3.3.3 Cấu trúc lệnh thông dụng trong visual basic 6.0 32

3.4 Phần mềm Python 34

3.4.1 Tổng quan ngôn ngữ Python 34

3.4.2 Kiểu dữ liệu và các hàm thông dụng trong python 35

CHƯƠNG 4 THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG 37

4.1 Cấu tạo phần cứng của mô hình bãi giữ xe tự động 37

4.3.2 Sơ đồ trên cửa tủ 39

4.3.3 Sơ đồ kết nối PLC với các thiết bị 40

4.3.4 Sơ đồ cấu trúc điều khiển 40

4.4 Lưu đồ hoạt động 41

4.4.1 Lưu đồ gửi xe 41

4.4.2 Lưu đồ lấy xe 42

4.5 Giao thức mạng trong mô hình đồ án 43

4.5.1 Giao thức Modbus TCP/IP 43

4.5.2 Giao tiếp địa chỉ của các thiết bị dòng PLC DVP 44

4.6 Tạo project và giao diện cho màn hình HMI 47

4.6.1 Tạo project cho màn hình HMI 47

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 6

4.7 Sử dụng Visual Basic kết nối cơ sở dữ liệu MySQL và kết nối với PLC thông qua giao

thức Modbus TCP/IP 54

4.7.1 Kết nối Mysql sử dụng visual basic 6.0 thông qua mysql connector 5.1 54

4.7.2 Lập trình visual basic kết nối mysql 57

4.7.3 Visual basic kết nối với plc sử dụng phương pháp Modbus TCP/IP 59

4.8 Xử lý ảnh nhận diện biển số xe bằng ngôn ngữ Python và thư viện OpenCV 62

4.8.1 Giới thiệu về hệ thống xử lý ảnh 62

4.8.2 Quy trình xử lý ảnh 62

4.8.3 Những khái niệm cơ bản trong hệ thống xử lý ảnh 63

4.8.4 Xử lý nâng cao chất lượng hình ảnh 64

4.8.5 Phương pháp lựa chọn bộ lọc thích hợp cho từng loại nhiễu 65

4.8.6 Quy trình nhận dạng biển số xe 65

4.8.7 Mô hình hóa và kết quả thực nghiệm 67

4.8.8 Giao thức truyền thông Modbus giữa Python và Modul Ethernet Delta DVPEN0170 CHƯƠNG 5 TỔNG KẾT 73

123docz.net - File bi loi xin lienhe: lethikim34079@hotmail.com

Trang 7

vi

Hình 2 1: Cảm Biến quang tiệm cận 2

Hình 2 2: Cấu trúc cảm biến quang 2

Hình 2 3: Bộ nguồn DC 24 V hãng Delta 3

Hình 2 4: Cấu tạo động cơ Servo 5

Hình 2 5: Động cơ Servo 6

Hình 2 6: Driver Delta ASD-A2-0421-M 7

Hình 2 7: Sơ đồ đấu nối Driver Delta ASD-A2-0421-M 8

Hình 2 8: Động cơ Servo ECMA-C10604RS 9

Hình 2 9: Động cơ Servo ECMA-C10604FS 10

Hình 2 10: Động cơ Servo ECMA-C10401ES 11

Hình 2 17: Modul truyền thông Ethernet Delta DVPEN01-SL 17

Hình 2 18: Màn hình HMI Delta DOP-B10E615 18

Hình 3 1: Phần mềm lập trình PLC Delta WPLSoft 2.47 20

Hình 3 2: Giao diện lập trình của phần mềm WPLSoft 2.47 21

Hình 3 3: Giao diện phần mềm DOPSoft 2.00.07 29

Hình 3 4: Phần Mềm Visual Basic 6.0 30

Hình 3 5: Giao diện lập trình ngôn ngữ Python 35

Hình 4 1: Cấu tạo phần cứng hệ thống bãi giữ tự động 37

Hình 4 2: Mặt trước mô hình bãi giữ xe 38

Hình 4 3:Mặt bên mô hình bãi giữ xe 38

Hình 4 4: Sơ đồ động lực 39

Hình 4 5: Sơ đồ đèn trên cửa tủ 39

Hình 4 6: Sơ đồ kết nối PLC với cảm biến và Drivers 40

Hình 4 7: Sơ đồ cấu trúc điều khiển 40

Hình 4 8: Lưu đồ lấy xe 41

Hình 4 9: Lưu đồ lấy xe 42

Hình 4 10: Giao thức mạng trong mô hình đồ án 43

Hình 4 11: Địa chỉ giao tiếp của các thiết bị dòng PLC DVP 45 He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

Trang 8

Hình 4 14: Tạo Project cho màn hình HMI 48

Hình 4 15: Thêm cửa sổ Screen cho màn hình HMI 48

Hình 4 16: Thiết lập hiển thị (Display) 50

Hình 4 17: Thiết lập ngõ vào (Input) 51

Hình 4 18: Giao diện chính của màn hình HMI 52

Hình 4 19: Giao diện giữ xe của màn hình HMI 52

Hình 4 20: Giao diện lấy xe của màn hình HMI 53

Hình 4 21: Giao diện điều khiển bằng tay của màn hình HMI 53

Hình 4 22: Tạo cơ sở dữ liệu với MySQL 54

Hình 4 23: Tạo cơ sở dữ liệu với MySQL 55

Hình 4 24: Thiết lập kết nối dữ kiệu trên máy tính 55

Hình 4 25: Thiết lập kết nối dữ kiệu trên máy tính 56

Hình 4 26: Thiết lập thông số trên MySQL Connector/ODBC 56

Hình 4 27: Thiết lập thông số trên MySQL Connector/ODBC 57

Hình 4 28: Tạo một New Project trên Visual Basic 6.0 58

Hình 4 29: Chọn thư viện kết nối cơ sở dữ liệu trên Visual Basic 58

Hình 4 30: Thiết lập giao thức modbus trên Visual Basic 59

Hình 4 31: biểu tượng MBAXP trên Visual Basic 60

Hình 4 32: Các thông số cài đặt MBAXP 60

Hình 4 33: Chương trình kết nối với plc và đọc dữ liệu từ thanh ghi d0 61

Hình 4 34:Kết quả chương trình kết nối với plc 62

Hình 4 35: Quy trình xử lý ảnh 62

Hình 4 36: Quy trình nhận dạng biển số xe 65

Hình 4 37: Quy trình tách khung chứa biển số xe từ ảnh gốc 65

Hình 4 38: Quy trình tách từng kí tự trong khung và nhận dạng kí tự 66

Hình 4 39: Xử lý ảnh trong hệ thống bãi giữ xe tự động 67

Hình 4 40: Giao diện xử lý hình ảnh của bãi giữ xe 68

Hình 4 46: Ảnh biển số sau khi nhị phân 70

Hình 4 47: Cài đặt giao thức Modbus giữa PC và Modul Ethernet Delta 70

Hình 4 48: Cài đặt giao thức Modbus giữa PC và Modul Ethernet Delta 70

Hình 4 49: Khai báo thư viện kết nối Modbus TCP/IP và thư viện Delay của hệ thống 71

Hình 5 1: Mô hình hệ thống bãi giữ xe 73

Hình 5 2: Tủ điện của hệ thống bãi giữ xe tự động 74 He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong

Trang 9

viii

Hình 5 5: Giao diện đặt chỗ trên trang Web 76 Hình 5 6: Giao diện Visual Basic xử lý dữ liệu khi có người đặt chỗ trên trang Web 76

Trang 10

Bảng 3 1: Các phiên bản ngôn ngữ Python 34

Bảng 4 1: Các loại nút nhấn trong màn hình HMI 49

Trang 11

CHƯƠNG 1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hiện nay, tình trạng dân số Việt Nam đang đạt ngưỡng hơn 97 triệu dân Năm 2015, Việt Nam đang và chuẩn bị gia nhập TPP (Trans-Pacific Strategic Economic Partnership Agreement), tạo ra bước ngoặc lớn cho kinh tế Việt Nam, đặt biệt là ngành kinh doanh mua bán ô-tô Khi Việt Nam gia nhập TPP thì giá thuế ô tô sẽ giảm mạnh so với trước đó Với dân số đông như vậy cộng với nhu cầu đi lại thì trong nhiều năm tới, trung bình mỗi hộ dân cư sẽ trang bị cho mình một chiếc ô tô, thì sẽ dẫn đến tình trạng khan hiếm nơi để gửi xe Hơn nữa xu thế của thế giới là công nghệ 4.0, sự phát triển ồ ạt của các thiết bị tự động hóa đã đưa nền công nghiệp lên một tầm cao mới Nắm được tình hình đó, nhóm chúng em phát triển đề tài: Hệ thống bãi giữ xe tự động

Để thiết kế được một bãi giữ xe tiết kiệm diện tích chúng ta phải làm gì? Ý tưởng của nhóm chính là một bãi giữ xe với các tầng như một dự án chung cư Như đã biết, chung cư là một dự án nhà ở tiết kiệm diện tích được xây dựng ở các thành phố lớn Vì vậy ta cũng có thể hình thành một bãi giữ xe như vậy, để có thể tiết kiệm được diện tích đáng kể Để thực hiện được ý tưởng đó, chúng em phải tìm các thiết bị phù hợp Qua quá trình tìm hiểu chúng em đã sử dụng PLC – DVP28SV của hãng Delta làm bộ xử lý trung tâm

PLC là một thiết bị được xử dụng rộng rãi trong công nghiệp, vì khả năng đáp ứng thời gian thực và chống nhiễu tốt Ngoài ra chúng em còn kết hợp với một phần mềm rất mới và đang được phát triển là Python Phần mềm này cho chúng ta một chức năng đó là xử lý ảnh nhận diện biển số xe đặc biệt là có thể tạo một giao diện giám sát và thu thập dữ liệu

Trong quá trình thực hiện đề tài, sẽ có nhiều sai sót mắc phải Đặc biệt là những thiếu sót khi chúng em chưa có kinh nghiệm thực tế Mong giảng viên sẽ tận tình chỉ bảo, để tạo ra một sản phẩm hoàn hảo, góp phần tạo nên một đất nước vững mạnh với những kỹ sư có trình độ chuyên môn cao

He thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dongHe thong bai giu xe tu dong892410062:34:46 PM2:34:46 PM892410062:34:46 PM2:34:46 PM892410062:34:46 PM2:34:46 PM

Trang 12

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG 2.1 Cảm biến

Mô hình chúng em sử dụng cảm biến quang tiệm cận

Khái niệm: Một Cảm biến tiệm cận (còn được gọi là “Công tắc tiệm cận” hoặc

đơn giản là “PROX”) phản ứng khi có vật ở gần cảm biến Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm

Cấu trúc thiết kế: Cấu trúc của cảm biến quang khá đơn giản, bao gồm 3 thành phần chính:

• Bộ phát sáng

Ngày nay cảm biến quang thường sử dụng đèn bán dẫn LED (Light Emitting Diode) Ánh sáng được phát ra theo xung Nhịp điệu xung đặc biệt giúp cảm biến phân biệt được ánh sáng của cảm biến và ánh sáng từ các nguồn khác (như ánh nắng mặt trời hoặc ánh sáng trong phòng) Các loại LED thông dụng nhất là LED đỏ, LED hồng ngoại hoặc LED lazer Một số dòng cảm biến đặc biệt dùng LED trắng hoặc xanh lá Ngoài ra cũng có LED vàng

Hình 1 1: Cảm biến quang tiệm cậnHình 2 1: Cảm Biến quang tiệm cận

Hình 2 2: Cấu trúc cảm biến quang

Trang 13

• Bộ thu sáng

Thông thường bộ thu sáng là một phototransistor (tranzito quang) Bộ phận này cảm nhận ánh sáng và chuyển đổi thành tín hiệu điện Hiện nay nhiều loại cảm biến quang sử dụng mạch ứng dụng tích hợp chuyên dụng ASIC ( Application Specific Integrated Circuit) Mạch này tích hợp tất cả bộ phận quang, khuếch đại, mạch xử lý và chức năng vào một vi mạch (IC) Bộ phận thu có thể nhận ánh sáng trực tiếp từ bộ phát (như trường hợp của loại thu-phát), hoặc ánh sáng phản xạ lại từ vật bị phát hiện (trường hợp phản xạ khuếch tán)

• Mạch xử lý tín hiệu ra

Mạch đầu ra chuyển tín hiệu tỉ lệ (analogue) từ tranzito quang thành tín hiệu ON/OFF được khuếch đại Khi lượng ánh sáng thu được vượt quá mức ngưỡng được xác định, tín hiệu ra của cảm biến được kích hoạt Mặc dù một số loại cảm biến thế hệ trước tích hợp mạch nguồn và dùng tín hiệu ra là tiếp điểm rơ-le (relay) vẫn khá phổ biến, ngày nay các loại cảm biến chủ yếu dùng tín hiệu ra bán dẫn (PNP/NPN) Một số cảm biến quang còn có cả tín hiệu tỉ lệ ra phục vụ cho các ứng dụng đo đếm

2.2 Bộ nguồn DC 24 V

Thông số kỹ thuật của bộ nguồn AC-DC 24V + Input: 85~264VAC

+ Output: 24 VDC, 2.0A + Tần số: 50~60Hz + Bảo vệ quá tải: có + Bảo vệ quá áp: có + Công suất: 48W

Hình 2 3: Bộ nguồn DC 24 V hãng Delta

Trang 14

2.3 Giới thiệu chung về cơ cấu Servo 2.3.1 Giới thiệu chung

Trong kỹ thuật điều khiển, cơ cấu servo, đôi khi được gọi tắt là servo, là một thiết bị tự động có sử dụng lõi cảm biến phản hồi âm để điều chỉnh hành động của một cơ cấu Nó thường bao gồm một bộ mã hóa (Encoder) đi kèm bên trong hoặc cơ cấu phản hồi vị trí khác để đảm bảo đầu ra đạt được hiệu quả mong muốn

Thuật ngữ này chỉ áp dụng một cách chính xác đối với những hệ thống mà các thông tin phản hồi hoặc các tín hiệu điều chỉnh sai số giúp điều khiển vị trí cơ khí, tốc độ hay các thông số khác Ví dụ, một điều khiển cửa sổ điện của ô tô không phải là một cơ cấu servo, vì không có thông tin phản hồi tự động để điều khiển vị trí-người vận hành thực hiện điều này bằng cách quan sát bằng mắt thường Ngược lại điều khiển hành trình của xe ô tô sử dụng phản hồi vòng kín, thì được xếp vào như là một cơ cấu servo

2.3.2 Ứng dụng

• Điều khiển vị trí

Một loại servo phổ biến có hỗ trợ điều khiển vị trí Thông thường, các cơ cấu servo có thể là điện, thủy lực hoặc khí nén Chúng hoạt động trên nguyên lý phản hồi âm, trong đó đầu vào điều khiển được so sánh với vị trí thực tế của hệ thống cơ khí được đo lường bằng một số loại cảm biến tại đầu ra Khoản chênh lệch giữa giá trị thực tế và giá trị mong muốn (một "tín hiệu sai số") được khuếch đại, chuyển đổi và được dùng để điều khiển hệ thống theo hướng cần thiết để giảm hoặc loại bỏ sai số Quá trình này là một trong những ứng dụng được sử dụng rộng rãi của lý thuyết điều khiển Các servo điển hình có thể cung cấp một đầu ra là chuyển động tròn (góc quay) hoặc đầu ra chuyển động thẳng

• Điều khiển tốc độ

Điều khiển tốc độ thông qua một thiết bị điều tốc là một loại cơ cấu servo khác Động cơ hơi nước sử dụng các thiết bị điều tốc cơ khí; một ứng dụng ban đầu khác là để điều chỉnh tốc độ của bánh xe nước Trước Thế chiến thứ II cánh quạt tốc độ không đổi được phát triển để điều khiển tốc độ động cơ máy bay Điều khiển nhiên liệu cho động cơ tuabin khí sử dụng bộ điều tốc điện hoặc thuỷ lực

• Khác

Trang 15

Các cơ cấu servo vị trí đầu tiên được sử dụng trong điều khiển hỏa lực quân sự và thiết bị điều hướng hàng hải Ngày nay, Cơ cấu servo được sử dụng trong các máy công cụ tự động, ăng-ten theo dõi vệ tinh, máy bay điều khiển từ xa, hệ thống định vị tự động trên tàu thuyền và máy bay, và hệ thống điều khiển súng phòng không Những ví dụ khác là những hệ thống điều khiển bay trong máy bay, sử dụng các servo để phát động các bề mặt điều khiển của máy bay, và các mô hình điều khiển bằng radio sử dụng các RC servo với cùng mục đích Nhiều máy ảnh tự động lấy nét cũng sử dụng một cơ cấu servo để di chuyển các ống kính một cách chính xác Một ổ đĩa cứng có một hệ thống servo từ tính với độ định vị chính xác đến micromet Trong các máy móc công nghiệp, servo được sử dụng để thực hiện các chuyển động phức tạp, trong nhiều ứng dụng

2.4 Động cơ Servo 2.4.1 Cấu tạo

Động cơ servo về nguyên lý, cấu tạo phần điện - từ thì giống như các loại động cơ bình thường (nghĩa là cũng có phần cảm ứng, khe hở từ thông, cách đấu dây, v.v.) nhưng có sự khác biệt về cấu trúc cơ học, đó là động cơ servo có hình dáng dài, đường kính trục và rotor nhỏ hơn động cơ bình thường cùng công suất, momen

Có 3 loại động cơ servo được sử dụng hiện nay, đó là động cơ servo AC dựa trên nền tảng động cơ AC lồng sóc; Động cơ servo DC dựa trên nền tảng động cơ DC; và động cơ servo AC không chổi than dựa trên nền tảng động cơ không đồng bộ và động cơ đồng bộ

Hình 2 4: Cấu tạo động cơ Servo

Trang 16

2.4.2 Đặc tính của động cơ Servo

- Tăng tốc độ đáp ứng - Tăng khả năng đáp ứng - Mở rộng vùng điều khiển - Khả năng ổn định tốc độ

- Tăng khả năng chịu đựng của động cơ

2.4.3 Nguyên lý hoạt động của động cơ Servo

Động cơ servo được thiết kế để quay có giới hạn chứ không phải quay liên tục như động cơ DC hay động cơ bước Mặc dù ta có thể chỉnh động cơ quay liên tục nhưng công dụng chính của động cơ servo là đạt được góc quay chính xác trong khoảng từ 90o-180o Điều khiển động cơ là điều khiển độ rộng xung

2.4.4 Nguyên lý hoạt động của Encoder

Encoder dùng để quản lý vị trí góc của một đĩa quay, đĩa quay có thể là bánh xe, trục động cơ, hoặc bất kì thiết bị quay nào cần xác định vị trí góc

Encoder tuyệt đối chỉ rõ ràng vị trí của encoder, chúng ta không cần xử lý gì thêm, cũng biết chính xác vị trí của encoder, encoder có 1,2 hoặc tối đa là 3 vòng lỗ Cứ mỗi lần đi qua một lỗ, chúng ta phải lập trình để thiết bị đo đếm lên 1 Do vậy, encoder loại này có tên incremental encoder (encoder tăng lên 1 đơn vị), do đó không thể cho ta biết chính xác vị trí

Hình 2 5: Động cơ Servo

Trang 17

2.5 Bộ Drivers Delta ASD-A2-0421-M

Đặc điểm kỹ thuật AC Servo Delta dòng ASDA-A2:

• Độ phân giải Encoder lên tới 20-bit cho những ứng dụng cần độ chính xác cao • Điều khiển mạng truyền thông tốc độ cao – CANopen (1M bps)

• Tích hợp 64 thanh ghi vị trí

• Tích hợp thang đo tuyến tính và tín hiệu encoder cho chế độ vòng lặp kín

• Tích hợp điều khiển vị trí (Cơ cấu CAM điện ứng dụng cho máy ngành thực phẩm, máy đóng gói)

• Điều khiển vòng kín (có khả năng đọc tín hiệu hồi tiếp ngay tức khắc

• Tích hợp chức năng đồng bộ trục (Ứng dụng cho máy cắt CNC & máy điện tử) • Hỗ trợ giao thức truyền thông Modbus (RS-232/ RS-485/ RS-422)

• Hỗ trợ chức năng lưu thời gian thực và so sánh

Hình 2 6: Driver Delta ASD-A2-0421-M

Trang 18

Sơ đồ đấu nối Driver Delta ASD-A2-0421-M

Hình 2 7: Sơ đồ đấu nối Driver Delta ASD-A2-0421-M

Trang 19

2.6 Động cơ Servo ECMA-C10604RS

Đặc tính kỹ thuật:

• Điện áp định mức: 220 V • Dòng định mức: 2.6 A • Công suất: 400W • Tốc độ: 3000 rpm

• Loại encoder: Incremental type, 20-bit • Mô men định mức: 1.27 N.m

Hình 2 8: Động cơ Servo ECMA-C10604RS

Trang 20

2.7 Động cơ Servo ECMA-C10604FS

Hình 2 9: Động cơ Servo ECMA-C10604FS

Trang 21

2.8 Động cơ Servo ECMA-C10401ES

Đặc tính kỹ thuật:

Hình 2 10: Động cơ Servo ECMA-C10401ES

Trang 22

2.9 Bộ điều khiển (Controller) 2.9.1 PLC là gì?

PLC là từ viết tắt của Programmable Logical Controller ( chương trình điều khiển tự động có lập trình), chương trình này được lưu trữ trong bộ nhớ ROM và được nạp vào thông qua máy vi tính cá nhân

Trong PLC chức năng bộ điều khiển cần thực hiện sẽ được xác định bởi một chương trình, chương trình này được nạp vào bộ nhớ PLC Khi đó PLC sẽ thực hiện quá trình điều khiển dựa vào chương trình đã được nạp sẵn Cấu trúc và sơ đồ đấu dây của bộ điều khiển không phụ thuộc vào chức năng hay quá trình hoạt động Tất cả các linh kiện cần thiết cho việc thiết kế mạch đều được lập trình sẵn trong bộ PLC như : sensor, công tắc, nút nhấn, tế bào quang điện, và tất cả các cơ cấu chấp hành như cuộn dây, đèn tín hiệu, bộ định thì, role trung gian, … đều được nối vào PLC Nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ ta chỉ cần thay đổi chương trình bên trong bộ PLC Điều này rất tiện ích cho các kỹ sư thiết kế

2.9.2 Sự ra đời và phát triển của PLC

Tự động hóa ngày càng đóng vai trò quan trọng trong đời sống và công nghiệp Ngày nay, ngành tự động đã phát triển đến trình độ cao nhờ những tiến bộ của lý thuyết điều khiển tự động, tiến bộ của những ngành khác như điện tử, tin học… Nhiều hệ thống điều khiển đã ra đời, nhưng phát triển mạnh và có khả năng phục vụ rộng là bộ điều khiển PLC

Khái niệm bộ điều khiển lập trình PLC là ý tưởng của nhóm kỹ sư hãng General Motors vào năm 1968, và họ đã đề ra các chỉ tiêu kỹ thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu điều khiển như sau :

• Dễ lập trình và thay đổi chương trình điều khiển, sử dụng thích hợp trong các nhà máy công nghiệp

• Cấu trúc dạng Module dễ mở rộng, dễ bảo trì và sửa chữa

• Đảm bảo độ tin cậy trong môi trường sản xuất của các nhà máy công nghiệp

• Sử dụng các linh kiện bán dẫn nên phải có kích thước nhỏ gọn hơn mạch role mà chức năng vẫn tương đương

• Giá cả cạnh tranh

Trang 23

Những chỉ tiêu này đã tạo được sự quan tâm của những kỹ sư thuộc nhiều ngành nghiên cứu khả năng ứng dụng PLC trong công nghiệp Các kết quả nghiên cứu đã đưa ra thêm một số các chỉ tiêu cần phải có trong chức năng của PLC :

• Về phần mềm :

Từ các lệnh logic đơn giản được hỗ trợ thêm các lệnh về tác vụ định thì, tác vụ đếm Sau đó là các lệnh về xử lý toán học, xử lý bảng dữ liệu, xử lý xung ở tốc độ cao, tính toán số liệu thực 32 bit, xử lý thời gian thực, đọc mã vạch…

Các họ PLC phát triển từ loại làm việc độc lập, chỉ với 20 ngõ vào / ra và dung lượng bộ nhớ chương trình khoảng 500 bước, đến các họ PLC có cấu trúc module nhằm làm dễ dàng hơn cho việc mở rộng thêm chức năng chuyên dùng như :

Trang 24

2.9.3 Bộ điều khiển trung tâm (PLC Delta DVP28SV)

• Tích hợp truyền thông RS485 và RS232 tương thích với giao thức Modbus ASCII/ RTU

• Thanh ghi data 10,000 words

• DVP28SV Có thể tự động sao lưu để tránh bị mất chương trình và dữ liệu khi mất nguồn

Hình 2 11: PLC Delta DVP28SV

Trang 25

• Chức năng sao lưu để tạo thêm file chương trình thứ 2 giúp đảm bảo an toàn khi mất chương trình và dữ liệu

Sơ đồ đấu nối PLC Delta DVP28SV

Trang 26

Chế độ SOURCE:

DVP-SV / SV2 có hai loại ngõ ra: relay và transistor

Các đầu ra, Y0, Y1 và Y2 của loại relay sử dụng cổng chung C0; Y3, Y4 và Y5 sử dụng cổng chung C1; Y6, Y7 và Y10 sử dụng cổng chung C2; Y11, Y12 và Y13 sử dụng cổng chung C3

Các đầu ra, Y0 và Y1, của loại transistor sử dụng cổng chung C0; Y2 và Y3 sử dụng cổng chung C1; Y4 và Y5 sử dụng cổng chung C2; Y6 và Y7 sử dụng cổng chung C3; Y10, Y11, Y12 và Y13 sử dụng cổng chung C4

Trang 27

2.10 Modul truyền thông Ethernet Delta DVPEN01-SL

− DVPEN01-SL là một mô-đun giao tiếp Ethernet để cài đặt và giao tiếp từ xa thông qua phần mềm WPLSoft

− DVPEN01-SL hỗ trợ giao thức truyền thông MODBUS TCP và có thể thực hiện giám sát từ xa bằng cách sử dụng phần mềm SCADA hoặc HMI DVPEN01-SL có thể là bậc thầy của MODBUS TCP, gửi các lệnh MODBUS TCP và điều khiển thiết bị ngoại vi

− Chỉ dành cho PLC dòng DVP-EH3-L, DVP-MC, DVP-SA2, SE, SV2, SX2 − Điện áp nguồn 24 VDC (-15% ~ 20%) (Nguồn được cung cấp bởi bus nội bộ của

MPU.)

− Công suất tiêu thụ: 1,5W − Điện áp cách điện: 500V

− Tự động phát hiện tốc độ truyền 10 / 100Mbps

− Giao diện truyền dẫn: RJ-45 MDI / MDIX, không yêu cầu cáp nhảy

− Hỗ trợ giao thức MODBUS TCP (đồng thời hỗ trợ chế độ Master và Slave) − Kết nối Modbus TCP :

▪ Client: 32

Hình 2 17: Modul truyền thông Ethernet Delta DVPEN01-SL

Trang 28

▪ Server: 16

− Giao thức mạng: ICMP, IP, TCP, UDP, DHCP, SMTP, NTP, MODBUS TCP, SNMP

− Phương thức truyền dẫn: IEEE 802.3, IEEE 802.3u

− Tự động sửa RTC trong PLC thông qua chức năng hiệu chỉnh thời gian Internet − Hỗ trợ trao đổi dữ liệu điểm-điểm (Độ dài trao đổi dữ liệu tối đa: 200 byte)

2.11 HMI - DOP-B10E615 2.11.1 Giới thiệu

HMI là từ viết tắt của Human-Machine-Interface, có nghĩa là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành thiết kế với máy móc thiết bị Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với một máy móc thì đó là một HMI Cảm ứng trên lò viba của bạn là một HMI, hệ thống số điều khiển trên máy giặt, bảng hướng dẫn lựa chọn phần mềm hoạt động từ xa trên TV đều là HMI,…

• Kích thước 10.1 inch, độ phân giải 1024x600 pixels TFT LCD 65536 màu • 3 bộ cổng COM, hỗ trợ RS232/RS422/RS485

• Truyền tải dữ liệu: RS232, USB, Ethernet

• Hỗ trợ USB host, nối trực tiếp đến ổ USB, máy in và chuột

Hình 2 18: Màn hình HMI Delta DOP-B10E615

Trang 29

− Lựa chọn phím cứng, số phím cảm ứng tối đa cùng sử dụng cùng lúc

− Lựa chọn các cổng mở rộng nếu có nhu cầu in ấn, đọc mã vạch, kết nối các thiết bị ngoại vi khác

− Lựa chọn dung lượng bộ nhớ: theo số lượng thông số cần thu thập số liệu, lưu trữ dữ liệu, số lượng trang màn hình cần hiển thị

• Xây dựng giao diện

− Cấu hình phần cứng: chọn phần cứng, chuẩn giao thức − Xây dựng các cửa sổ màn hình

− Gán các biến số (tag) cho các đối tượng − Sử dụng các đối tượng đặc biệt

− Viết các chương trình − Mô phỏng chương trình − Nạp chương trình xuống HMI

• Các thành phần của HMI

− Phần cứng: + Màn hình + Các phím bấm

+ Chips: CPU, ROM, RAM, EPROM/Flash… − Phần Firmware:

+ Các đối tượng + Các hàm, lệnh

Trang 30

CHƯƠNG 3 CÁC PHẦN MỀM SỬ DỤNG 3.1 Phần mềm WPLSoft 2.47

3.1.1 Giới thiệu phần mềm

Phần mểm WPLSoft 2.47 là một phần mềm biên tập chương trình được tạo ra cho các dòng PLC DVP Delta dưới nền tảng Windows Ngoại trừ lập kế hoạch chương trình chung và các chức năng chung khác (ví dụ: cut, paste, copy, multi-windows, v.v.) của WINDOWS, ngoài ra, WPLSoft đã cung cấp nhiều chức năng chỉnh sửa bình luận tiếng Trung / tiếng Anh và các chức năng đặc biệt khác (ví dụ: khảo sát và chỉnh sửa thanh ghi được liệt kê, thiết lập, đọc dữ liệu, lưu tệp và theo dõi và thiết lập sơ đồ của các liên hệ khác nhau, vv)

Đặc điểm nổi trội của phần mềm WPLSoft 2.47 là khả năng quản lý Project trực quan hơn Bạn có các tùy chọn ngôn ngữ lập trình là: Ladder, SFC khiến việc lập trình đa dạng hơn

WPLSoft 2.47 hỗ trợ cấu hình đa dạng truyền thông Ethernet, RS485, RS232, cấu hình phát xung điều khiển vị trí, Servo, Step đơn giản

Hình 3 1: Phần mềm lập trình PLC Delta WPLSoft 2.47

Trang 31

3.1.2 Giao diện phần mềm

Hình 3 2: Giao diện lập trình của phần mềm WPLSoft 2.47

1/ Thanh Menu: Được sử dụng thực hiện các chức năng như: Tạo chương trình mới, mở chương trình có sẵn, lưu chương trình, in chương trình, hoàn tác vụ trước đó, nạp chương trình vào PLC, đọc chương trình từ PLC về, bật tính năng giám sát online, cài đặt trạng thái CPU, reset CPU, chạy mô phỏng, Zoom in, Zoom out, kiểm tra gỡ lỗi CPU, hiện thị trạng thái làm việc của CPU

2/ Thanh công cụ: Bao gồm các lệnh cơ bản thường sử dụng nhất trên PLC, cho phép viết và giám sát ngay cả khi đang online Thanh công cụ này giúp người dùng có thể lập trình dễ dàng và nhanh chóng

3/ Thanh điều hướng: Hiện thị tất cả các tác vụ liên quan đến CPU của PLC, trạng thái kết nối với PLC, cài đặt các vấn đề giao tiếp với các thiết bị ngoại vi

4/ Vùng viết chương trình: Là nơi để lập trình Ladder

Trang 32

3.1.3 Các lệnh lập trình cơ bản

❖ Lệnh tiếp điểm

Lệnh Load và Load Inverse

• Load (LD): có nhiệm vụ khởi tạo loại tiếp điểm thường hở NO

• Load inverse (LDI) : có nhiệm vụ khởi tạo loại tiếp điểm thường đóng NC

Lệnh AND và AND INVERSE

• AND: Nối tiếp nhiều tiếp điểm NO, có thể nối tiếp nhiều tiếp điểm cùng một lúc • ANI (AND INVERSE): Nối tiếp nhiều tiếp điểm NC, có thể nối tiếp nhiều tiếp

Lệnh Load Pulse and Load Trailing pulse

Trang 33

• LDP (Load Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ OFF sang ON

• LDF ( Load Falling Pulse): hoạt động khi có xung chuyển từ ON sang OFF

❖ Lệnh ngõ ra

Lệnh OUT

• Điều khiển cuộn dây

• Nhiều lệnh OUT có thể được nối song song

• Đặc điểm: SET và RESET có thể dùng cho cùng một thiết bị bao nhiêu lần tùy ý Tuy nhiên trạng thái cuối cùng mới là trạng thái tác động

❖ Bộ định thì (Timer)

Trang 34

S1: (T) Số thứ tự của Timer S2: (K,D) Giá trị đặt

• Các bộ định thì hoạt động bằng cách đếm các xung clock Ngõ ra của Timer được kích hoạt khi giá trị đếm được đạt đến giá trị hằng số K Khoảng thời gian trôi qua được tính bằng cách lấy giá trị đếm được nhân với độ phân giải của Timer

• Khi X0=OFF giá trị đếm hiện thời bị xóa về 0, và ngõ ra T0 sẽ OFF

3.1.4 Nhóm lệnh điều khiển lưu trình Lệnh MOV

S: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Nguồn dữ liệu D: (KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Đích đến của dữ liệu

Trang 35

• Hoạt động: dữ liệu của thiết bị nguồn S được sao chép đến thiết bị đích D Chỉ áp dụng với dữ liệu 16 bit

• Nếu dữ liệu là 32 bit thì phải sử dụng lệnh DMOV

• Lệnh CALL phải được dùng với lệnh FEND và SRET

• Lệnh SRET có chức năng kết thúc chương trình con hiện hành, trở về bước ngay sau lệnh CALL vừa được thực thi

• Nhiều lệnh CALL có thể cùng truy xuất đến một chương trình con • Các chương trình con có thể có 5 mức lồng nhau (kể cả mức đầu tiên)

Trang 36

• Khi X0 = On, lệnh CALL được thực thi và chương trình nhảy đến chương trình con được chỉ định bởi P2 Khi lệnh SRET được thực thi, chương trình sẽ trở về địa chỉ 24 và tiếp tục thực hiện

3.1.5 Nhóm lệnh toán học Lệnh ADD

S1: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Số hạng 1 S2: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Số hạng 2 D: (KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Kết quả cộng

Trang 37

• Khi X10=ON thì nội dung trong (D30,D31) sẽ cộng với nội dung trong (D40,D41), kết quả phép cộng được lưu trong (D50,D51) D30,D31 và D50 là dữ liệu 16 bit thấp, D40,D41 và D51 là dữ liệu 16 bit cao

Lệnh SUB

S1: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Số bị trừ S2: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Số trừ D: (KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Kết quả trừ

Trang 38

3.1.6 Nhóm lệnh điều khiển vị trí Lệnh DRVI

S1: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Số xung ngõ ra S2: (K, H, KnX, KnY, KnM, KnS, T, C, D, E, F) Tần số xung D1: (Y) Thiết bị đầu ra xung

D2: (Y,M,S) Thiết bị đầu ra cho tín hiệu của hướng quay

− Khi M10 = On, Y0 sẽ tạo ra 20.000 xung (chỉ định tương đối) ở tần số 2kHz Y5 = ON cho biết các xung được thực hiện theo hướng thuận

3.1.7 Một số cờ nhớ, thanh ghi đặt biệt

• M1000 ON khi PLC RUN, OFF khi PLC STOP • M1001 OFF khi PLC RUN, ON khi PLC STOP • M1002 ON một chu kỳ quét đầu tiên sau khi RUN • M1003 OFF một chu kỳ quét đầu tiên sau khi RUN • M1029 ON khi ngõ ra CH0(Y0,Y1) hoàn tất xuất xung • M1030 ON khi ngõ ra CH1(Y2,Y3) hoàn tất xuất xung • M1036 ON khi ngõ ra CH2(Y4,Y5) hoàn tất xuất xung • D1343 Cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tốc cho CH0 • D1350 Cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tốc cho CH1 • D1353 Cài đặt thời gian tăng tốc, giảm tốc cho CH2

Trang 39

3.2 Phần mềm DOPSoft 2.00.07 3.2.1 Giới thiệu

DOPSoft 2.00.07 là phầm mềm hỗ trợ cho người lập trình thiết kế giao diện màn hình HMI trên máy tính Sau đó, thực hiện việc đổ chương trình đã thiết kế từ PC vào HMI để vận hành Ngoài ra, DOPSoft 2.00.07 còn cho phép import dữ liệu có sẳn trên HMI vào máy tính để chỉnh sửa hoặc import từ một project khác

3.2.2 Giao diện phần mềm

1/ Thanh Menu: Thực hiện các tác vụ bao gồm: Tạo Project mới, lưu chương trình, mở chương trình có sẵn, hoàn tác vụ trước đó, nạp chương trình vào HMI, đọc chương trình từ HMI về,…

2/ Vùng làm việc: Nơi thiết kế giao diện và lập trình cho HMI

3/ Cửa sổ Screen: Hiển thị tất cả các màn hình và cửa sổ của Project đang thực hiện 4/ Cửa sổ cài đặt các thuộc tính: Đây là nơi chúng ta có thể cài đặt các thông số kích thước, tên, màu sắc, hình dạng,…

5/ Thanh công cụ: Cung cấp các công cụ trong quá trình lập trình

Hình 3 3: Giao diện phần mềm DOPSoft 2.00.07

Trang 40

3.3 Phần mềm Visual Basic

3.3.1 Tổng quan về Visual Basic

Visual Basic là một công cụ cho phép phát triển các ứng dụng Windows (Giao diện người dùng đồ họa - GUI) Các ứng dụng có giao diện quen thuộc với người dùng

Visual Basic được điều khiển theo sự kiện, có nghĩa là mã không hoạt động cho đến khi được gọi để phản hồi một số sự kiện (nhấn nút, chọn menu, ) Visual Basic được điều chỉnh bởi một bộ xử lý sự kiện Không có gì xảy ra cho đến khi một sự kiện được phát hiện Khi một sự kiện được phát hiện, mã tương ứng với sự kiện đó (thủ tục sự kiện) sẽ được thực thi Kiểm soát chương trình sau đó được trả lại cho bộ xử lý sự kiện

Phần “Visual- Trực quan” đề cập đến phương pháp được sử dụng để tạo giao diện

đồ họa người dùng (GUI - Graphical User Interface) VB có sẵn rất nhiều những bộ phận trực quan gọi là các điều khiển (Controls) mà người lập trình có thể sắp đặt vị trí và quyết

định các đặc tính c ủa chúng trên một khung giao diện màn hình, gọi là form Việc thiết kế các giao diện người dùng ứng dụng trên VB có thể hình dung đơn giản như việc vẽ giao diện trên Word hoặc trên Paint Prush của Windows

Phần "Basic" đề cập đến ngôn ngữ BASIC (Beginners All-Purpose Symbolic Instruction Code), một ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ học, được viết ra cho các

Hình 3 4: Phần Mềm Visual Basic 6.0