HỆ THỐNG GIÁM SÁT THU THẬP DỮ LIỆU KHO HÀNG TỰ ĐỘNG

- AS/RS Automated Storage and Retrieval System: hệ thống lưu - xuất kho tự động - RF Radio frequency: sóng radido - Robot S/R Robot Storage and Retrieval : robot lưu – xuất kho - PC P

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

HỆ THỐNG GIÁM SÁT - THU THẬP DỮ LIỆU

KHO HÀNG TỰ ĐỘNG

Họ tên sinh viên: Nguyễn Quốc Khải Nghành: ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG Niên khóa: 2007-2011

Tháng 06 năm 2011

HỆ THỐNG GIÁM SÁT - THU THẬP DỮ LIỆU KHO HÀNG TỰ ĐỘNG

Tác giả

Nguyễn Quốc Khải

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu cấp bằng

Kỹ Sư ngành : Điều Khiển Tự Động

Giáo viên hướng dẫn:

TS Dương Minh Tâm

ThS Lâm Hữu Danh

LỜI CẢM TẠ

Lời đầu tiên em xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trường Đại Học Nông Lâm Thành

Phố Hồ Chí Minh đã truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích trong suốt quá trình học tập

tại trường

Em xin gửi lời biết ơn chân thành và sâu sắc đến các thầy cô thuộc bộ môn Điều Khiển Tự

Động cùng thầy cô trong Khoa Cơ Khí- Công Nghệ đã giảng dạy những kiến thức chuyên

môn làm cơ sở để em thực hiện đề tài này Đặc biệt, em xin chân thành cảm ơn Thầy TS

Dương Minh Tâm và ThS Lâm Hữu Danh đã có tâm huyết và nhiệt tình hướng dẫn, chỉ dạy

em rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài này

Một lần nữa em xin chân thành gửi lời tri ân đến quí thầy cô, cùng các bạn đã có

những lời động viên, đóng góp ý kiến và kinh nghiệm quí báu trong quá trình thực hiện đề tài

của em

Tp.HCM, Tháng 06 năm 2011

Nguyễn Quốc Khải

TÓM TẮT

Ngày nay, với sự phát triển mạnh của nền công nghiệp tự động, mọi thứ dường như trở nên dễ dàng kiễm soát và điều khiển hơn, việc kiễm soát một quá trình tự động trở nên cần thiết hơn và là một thành phần quan trọng trong mọi dây chuyền tự

động vì thế nên việc giám sát – thu thập dữ liệu hay SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) cho kho hàng tự động AS/RS (Automated Storage and

Retrieval System) là một việc không thể thiếu

Đề tài “Giám sát và Thu thập dữ liệu kho hàng Tự Động “ đã được thực hiện tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai Khu Công Nghệ Cao TP HCM với sự giúp đở nhiệt tình của các anh em tại Trung Tâm thì em đã đạt được những kết quả sau :

+ Tìm hiểu về hệ thống kho hàng tự động AS/RS

 Nguyên lý hoạt động của hệ thống AS/RS

 Cấu trúc của kho hàng AS/RS

+ Tìm hiểu khái quát về SCADA

+ Tìm hiểu về truyền - nhận dữ liệu nối tiếp không dây bằng sóng RF(Radio frequency)

+ Thiết kế phần mềm SCADA cho mô hình Robot S/R (Storage and Retrieval) tại Trung Tâm

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

- SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition): hệ thống điều khiển - giám

sát và thu thập dữ liệu

- AS/RS (Automated Storage and Retrieval System): hệ thống lưu - xuất kho tự động

- RF (Radio frequency): sóng radido

- Robot S/R (Robot Storage and Retrieval) : robot lưu – xuất kho

- PC (Persionnal Computer): máy tính cá nhân

- PLC (Programmable Logic Controller): là một bộ điều khiển logic lập trình được

- FMS (Flexible Manufacturing System): hệ thống sản xuất linh hoạt

MỤC LỤC

TRANG TỰA i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

MỤC LỤC v

DANH SÁCH CÁC HÌNH vii

DANH SÁCH CÁC BẢNG ix

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề: 1

2 Mục tiêu đề tài: 2

3 Giới hạn đề tài: 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

1 Tìm hiểu tổng quan về Kho Hàng Tự Động AS/RS : 3

1.1 Khái niệm về hệ thống AS/RS: 3

1.2 Các bộ phận cấu thành hệ thống AS/RS: 4

1.2.1 Cấu trúc khung kệ kho (Storage Structure) 6

1.2.2 Robot lưu/ xuất nhập kho (Robot S/R) 7

1.2.3 Các ổ chứa là các môđun lưu trữ (Storage modules) 9

1.2.4 Trạm thu chọn và phân bổ hàng lưu kho(Pick and Deposit Station) 10

1.2.5 Hệ thống vận chuyển vòng ngoài (External handling System) 10

1.2.6 Cấu trúc tổng thể các lọai kho hàng tự động AS/RS 11

1.3 Các loại kho tự động lưu/ xuất nhập AS/RS 12

1.3.1.Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng hạng 12

1.3.2 Hệ thống AS/RS dành cho tải nhỏ (Mini Load AS/RS) 12

1.3.3 Hệ thống AS/RS có người vận hành (Man-on-board AS/RS) 13

1.3.4 Kho chiều sâu (Deep – Lane AS/RS) 15

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.3 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu: 23

3.4 Phương pháp thực hiện đề tài: 24

3.5 Phương tiện thực hiện đề tài: 24

Chương 4 THỰC HIỆN ĐỀ TÀI - KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 25

1 Sơ lược về mô hình Robot S/R: 25

2 Định nghĩa giao thức truyền dữ liệu PC – PLCs (Dùng trong phạm vi đề tài) 30

3 Module RF truyền nhận tín hiệu giữa PC và PLCs: 32

4 Lưu đồ giải thuật lập trình Scada cho mô hình Robot S/R : 39

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 45

5.1 Kết luận: 45

5.2 Đề nghị: 46

Tài Liệu Tham Khảo 47

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.0: Hệ thống Kho hàng AS/RS điển hình 4

Hình 2.1: Hệ thống AS/RS đơn giản 5

Hình 2.2 : kho hàng tự động hóa 5

Hình 2.3 : các thành phần cơ bản của hệ thống AS/RS 6

Hình 2.4: Kho 2 dãy khung ngăn kệ 6

Hình 2.5: Kho nhiều dãy khung ngăn kệ 7

Hình 2.6: Robot S/R tựa trên 2 cột tháp 7

Hình 2.7: Robot S/R chạy giữa 2 dãy khung ngăn kệ 8

Hình 2.8: Tấm sàn pallet và khay nhựa dùng trongAS/RS 9

Hình 2.9: Các dạng Pallet 9

Hình 2.10a: Trạm PDS dạng băng chuyền 20

hình 2.10b: Trạm PDS dạng thang máy 10

Hình 2.11: RTV của Hyundai 10

hình 2.12 Tích hợp hệ thống kho AS/RS với các xe AGV 11

hình 2.13 Tích hợp AS/RS với các băng chuyền 11

Hình 2.14: Sơ đồ cấu trúc kho AS/RS 11

Hình 2.15: Unit load AS/RS 12

Hình 2.16: Hệ thống AS/RS tải nhỏ Mini Load AS/RS 13

Hình 2.17: Kho bán tự động (xếp nhặt hàng bằng tay) 14

Hình 2.18: Kho bán tự động (xuất nhập vào kho bằng tay) 14

Hình 2.19: Kho bán tự động (xuất nhập qua băng chuyền) 14

Hình 2.20: Điều khiển bán tự động trên bàn phím để xuất nhập hàng 15

Hình 2.21: Điều khiển tự động trực tuyến (Automatic on line controls) 15

Hình 2.22: Kho AS/RS tuyến sâu 16

Hình 2.25: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập hàng nước ngọt giải khát 17

Hình 2.26: Scada 3D ở Nhà máy VIKYNO 18

Hình 2.27: Mô hình một hệ thống AS/RS 18

Hình 2.28: Hệ thống SCADA Robot lấy hàng ở VIKYNO 19

Hình 2.29: phần mềm VB6 20

Hình 4.0: Vị trí của Robot S/R trong Hệ thống AS/RS 25

Hình 4.1: Sơ đồ khối của mô hình Robot S/R 26

Hình 4.2: Sơ đồ mô hình Robot S/R tại TrungTâm 27

Hình 4.3: Nguyên lý truyền dẫn RF 27

Hình 4.4: Mô hình thực tế Robot S/R tại TrungTâm 28

Hình 4.5: Sơ đồ giải thuật điều khiển Robot S/R 29

Hình 4.6 : Mã hóa dữ liệu RF 33

Hình 4.7 : Điều chế AM 34

Hình 4.8 : Điều chế FM 34

Hình 4.9 : Bộ thu phát RF dùng vi điều khiển 35

Hình 4.10 : Bộ thu phát RF dùng vi điều khiển kết hợp PC 35

Hình 4.11 : Bộ điều khiển RF dùng cho robot S/R 36

Hình 4.12 : Sơ đồ khối của chip CC1101 36

Hình 4.13 : Sơ đồ khối mạch thu/phát tần số vô tuyến 433MHz 37

Hình 4 15: Module RF Slave 38

Hình 4.16: Chương trình chính : 39

Hình 4.17: Chương trình con Hiển thị kho 40

Hỉnh 4.18: Chương trình Xử lý số liệu 41

Hình 4.19: Phần mềm Scada Sản phẩm của đề tài 42

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 4.0: Định nghĩa phương thức truyền dữ liệu PC - PLCs 30

Bảng 4.1: Định nghĩa thanh ghi D994 30

Bảng 4.2: Định nghĩa thanh ghi D995 31

Bảng 4.3: Định nghĩa thanh ghi D996 31

Bảng 4.4: bảng khảo sát kết quả đề tài 44

hệ thống tự động hóa, để giảm tối đa sức người và tăng năng suất lao động nhờ các máy móc công cụ cũng dựa trên nhu cầu đó thì việc lưu trữ và truy xuất hàng một cách

tự động là một đề tài mà xã hội hiện đại phải giải quyết

Việc lưu và xuất hàng một cách tự động trở nên không thể thiếu và là một thành phần cực kỳ quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt la trong các dây chuyền lắp ráp hiện đại

Hệ thống lưu/ xuất kho tự động hay gọi là kho hàng tự động –AS/RS

(automated storage and retrieval system) Được sử dụng lần đầu tiên vào thập niên 50

của thế kỉ 20, và ngay sau đó hệ thống nhanh chóng được ứng dụng rộng rãi nhờ vào những lợi ít mà nó mang lại cho con người đặc biệt trong các dây truyền lắp ráp công nghiệp cũng như các dây chuyền chế tạo máy hiện đại theo phương cách tổ chức sản xuất linh họat FMS (Flexible Manufacturing System) Tại việt nam, hệ thống AS/RS

ra đời muộn hơn và là một vấn đề tương đối mới, nhưng không vì lý do đó mà sự phát triển của hệ thống AS/RS bị trở ngại, ngược lại chính vì những lợi ích to lớn nó mang lại cho sản suất - đời sống mà hệ thống AS/RS phát triển một cách nhanh chóng

Vì thế hệ thống kho hàng tự động AS/RS đã trở thành một trong những sản phẩm công nghệ được chú ý tới và sẻ có hướng phát triển thuận lợi lâu dài về sau này

Do đó việc nghiên cứu về đề tài “Giám sát và Thu thập dữ liệu kho hàng Tự Động “ là

sự lựa chọn hợp lý và phù hợp với nhu cầu thực tế

2 Mục tiêu đề tài:

+ Nghiên cứu, tìm hiểu về hệ thống Giám sát và thu thập dữ liệu (Scada) + Khảo sát tìm hiểu về kho hàng tự động AS/RS

+ Khảo sát tìm hiểu mô hình Robot S/R tại Trung Tâm

+ Thiết kế hệ thống giám sát vị trí Robot S/R và thu thập dữ liệu (Scada) mô hình kho hàng tự động AR/RS tại Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai khu công nghệ cao TP.HCM

3 Giới hạn đề tài:

Đề tài này là một trong những đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ mà Trung Tâm Nghiên Cứu Triển Khai đã thực hiện vào năm 2010, do đây chỉ là khóa luận tốt nghiệp của Sinh Viên và đề tài đã được chuyển giao cho nhà máy VIKYNO nên đề tài của em chỉ dừng lại ở việc:

- Thiết kế phần mềm giám sát Robot S/R, hiển thị vi trí Robot trên màn hình máy tính

- Thiết kế phần mềm thu thập dữ liệu mô hình kho hàng tự động, hiển thị trạng thái kho hàng lên màn hình máy tính

Chương 2

TỔNG QUAN

1 Tìm hiểu tổng quan về Kho Hàng Tự Động AS/RS :

1.1 Khái niệm về hệ thống AS/RS:

Khái niệm về hệ thống AS/RS được thay đổi theo theo từng thời kỳ phát triển của hệ thống tự động hóa sản xuất

- Vào thời kỳ sơ khai (1950-1980): “Hệ thống AS/RS là sự gắn kết hoạt động các trang thiết bị và bộ phận kiểm soát dùng cho bốc xếp, lưu trữ và xuất kho các vật

tư, linh kiện với độ chính xác vận hành, tốc độ xử lý cao trong giới hạn của cấp độ

tự động hóa được áp dụng”

- Từ sau năm 1980 đến nay, thời kỳ phát triển mạnh của tự động hóa: “Hệ thống AS/RS là một trang thiết bị (device) tự động nhận dòng chuyển đến của các vật tư, linh kiện với kích cỡ thường là đồng nhất không cao; phân loại lại, lưu trữ tạm thời; sau đó theo các điều kiện và lệnh tương ứng, cho ra các điểm tập kết để được vận chuyển đến vị trí yêu cầu Tất cả các công đoạn của trang thiết bị được thực hiện với mức độ tự động hóa cao, loại bỏ việc cần có nhân lực điều khiển các công đoạn này”

Như vậy, từ nhận thức hệ thống AS/RS chỉ là kết hợp cơ giới hóa và điều khiển tự động ở một số công đoạn của quy trình nhập/xuất kho vật tư linh kiện, hệ thống AS/RS hiện nay được thiết kế theo quan niệm hiện đại của tự động hóa sản xuất thì hệ thống AS/RS là một trang thiết bị tự động hóa cao độ và giữ vai trò ổ chứa đệm (buffer) và phân phối dòng sản xuất một cách thông minh nhằm đồng bộ hóa cao nhất các bước trong hệ thống sản xuất linh hoạt

Hình 2.0: Hệ thống Kho hàng AS/RS điển hình

1.2 Các bộ phận cấu thành hệ thống AS/RS:

Hệ thống AS/RS thông thường (hình 1.1 và 1.2) gồm có: robot chạy trên đường ray ở giữa các dãy khung kệ chứa hàng được bố trí song song; trạm thu nhận/lưu/xuất PDS; xe tự hành vận chuyển hàng AGV (RTV), băng chuyền; các mô đun lưu trữ hàng (khay, thùng, tấm sàn pallet, )

Hình 2.1: Hệ thống AS/RS đơn giản

Hình 2.2 : kho hàng tự động hóa

Khung ngăn kho

Các pallet hoặc kiện hàng Robot S/R

lưu/ xuất kho

Hình 2.3 : các thành phần cơ bản của hệ thống AS/RS

1.2.1 Cấu trúc khung kệ kho (Storage Structure)

Thường là các dãy khung kệ với các ổ chứa to nhỏ tuỳ theo kích cỡ chủng loại hàng gửi

Hình 2.4 minh hoạ kho 2 dãy khung ngăn kệ; Hình 2.5 minh hoạ cho kho nhiều dãy khung ngăn kệ

Hình 2.4: Kho 2 dãy khung ngăn kệ

Hình 2.5: Kho nhiều dãy khung ngăn kệ

1.2.2 Robot lưu/ xuất nhập kho (Robot S/R)

Robot S/R là bộ phận quan trọng nhất trong hệ thống AS/RS, làm nhiệm vụ chuyển các kiện hàng từ trạm nhận và đưa vào các ổ chứa, rồi khi có lệnh lại tìm xuất các kiện hàng từ các ổ chứa đến vị trí trạm xuất

Hình 2.6: Robot S/R tựa trên 2 cột tháp

Ổ chứa Ổ chứa

Đường ray Robot S/R

Trong giai đoạn mới xuất hiện trước đây, thiết bị này chỉ là một phương tiện thao tác trong kho được cơ giới hoá và thời đó gọi nó là “S/R machine” Do sự tác động của sự phát triển khoa học công nghệ robot (robotics) thiết bị này ngày càng nâng cấp đổi mới theo hướng là một robot để tạo ra các thao tác đa dạng, linh hoạt và

xử lý ngày càng nhanh chóng, thông minh hơn Ví thế có tên gọi là “Robot S/R” Hình 2.7 là ví dụ minh hoạ một Robot S/R chạy giữa 2 dãy khung ngăn kệ theo hướng dọc kho Thiết bị Robot S/R thường là robot hoạt động theo toạ độ vuông góc, tức là thực hiện các di chuyển theo chiều dọc (trục X) tựa lên 2 đường ray trên và dưới sàn, theo phương thẳng đứng (trục Y) của cột tháp nối với 2 con trượt chạy trên 2 đường ray nói trên Thực hiện chuyển dịch theo phương ngang (trục Z) khi đưa các kiện hàng vào/ ra các ổ chứa

Hình 2.7: Robot S/R chạy giữa 2 dãy khung ngăn kệ

1.2.3 Các ổ chứa là các môđun lưu trữ (Storage modules)

Thường đưa vào các ổ chứa nhiều kiện hàng, hoặc đã xếp (cột chặt) các kiện trên các pallet, hoặc xếp vào các thùng/khay chuyên dụng khi đưa hàng ra/ vào các ổ chứa

Hình 2.8: Tấm sàn pallet và khay nhựa dùng trongAS/RS

Hình 2.9: Các dạng Pallet

1.2.4 Trạm thu chọn và phân bổ hàng lưu kho(Pick and Deposit Station)

Trạm PDS thường được bố trí đầu cuối hành lang giữa các dãy khung ngăn kệ

để thu chọn và phân bổ các kiện hàng vào các ổ chứa hoặc xuất các kiện hàng từ các ổ chứa để chuyển qua các thiết bị vận chuyển ra ngoài Vì thế các trạm này còn có tên gọi là điểm giao tiếp vào/ra (I/O points – input/ output points) Trong các số tài liệu thường gọi là Pick-up and Delivery Station

Hình 2.10a: Trạm PDS dạng băng chuyền hình 2.10b: Trạm PDS dạng thang máy

1.2.5 Hệ thống vận chuyển vòng ngoài (External handling System)

Nhiệm vụ các hệ thống thiết bị này là vận chuyển các kiện hàng đến kho chứa AS/RS và xuất hàng từ kho ra bên ngoài Các thiết bị thường gặp là xe dẫn đường tự động AGV (Automated Guided Vehicle), xe robot di động RTV (Robotic Transfer Vehicle), các dạng băng chuyền (conveyor) v.v

Hình 2.11: RTV của Hyundai

hình 2.12 hình 2.13

Tích hợp hệ thống kho AS/RS với các xe AGV (2.12) và Tích hợp AS/RS với các băng chuyền (2.13)

1.2.6 Cấu trúc tổng thể các lọai kho hàng tự động AS/RS

Hình 2.14: Sơ đồ cấu trúc kho AS/RS

Chiều cao

Chiều dài Ổ

Chỗ đặt trạm Chiều rộng kho AS/RS Robot

Khoang

Dãy khung

1.3 Các loại kho tự động lưu/ xuất nhập AS/RS

Hệ thống lưu/ xuất nhập kho tự động AS/RS có thể phân loại theo đặc điểm cấu trúc, phương thức hoạt động, đặc tính kỹ thuật, hoặc phân loại theo lĩnh vực ứng dụng

A Phân loại theo cấu tạo và phương thức hoạt động

1.3.1.Hệ thống AS/RS cho các kiện hàng đồng hạng: loại kho này thiết kế cho các

kiện hàng cùng hạng tải trọng (unit load), hoặc cùng hạng kích cỡ, ví dụ đựng trong các thùng hàng chuẩn hoá, hoặc cùng kiểu bốc xếp, ví dụ dùng các pallet Trong trường hợp thao tác với các kiện hàng đồng hạng bộ phận công gắp của Robot S/R có thể thiết kế chuyên dụng, ví dụ dùng cơ cấu kẹp cơ khí hoặc bàn kẹp chân không, bàn kẹp từ tính v.v Đồng thời kết cấu cũng được tính toán cho một hạng mức trọng tải hoặc kích cỡ v.v

Hệ thống AS/RS này thường được thiết kế đi kèm với 1 hệ thống băng chuyền

và thường được sử dụng trong kho tàng các xí nghiệp, trong các kho chứa ô tô v.v

Hình 2.15: Unit load AS/RS

1.3.2 Hệ thống AS/RS dành cho tải nhỏ (Mini Load AS/RS)

Hệ thống Mini Load AS/RS thiết kế cho trường hợp các kiện hàng trọng tải nhỏ (<300 kg) Hệ thống kho AS/RS này thích hợp với cơ sở không có mặt bằng rộng, các sản phẩm thường là các chi tiết máy, các dụng cụ v.v và thường được đựng trong các

thùng chứa, các ngăn kéo Các xí nghiệp nhỏ, các cơ sở dịch vụ lại hay sử dụng các loại hệ thống kho này

Hình 2.16: Hệ thống AS/RS tải nhỏ Mini Load AS/RS

1.3.3 Hệ thống AS/RS có người vận hành (Man-on-board AS/RS)

Đây là hệ thống kho bán tự động, tức là có sự tham gia trực tiếp của người vận hành ở một công đoạn nào đó, ví dụ có người đứng trên thang máy để xếp, nhặt hàng như trên hình 2.17 Hệ thống này thích hợp với những loại mặt hàng dạng các chi tiết máy để rời Hệ thống có sức chứa, kích thước và tải trọng nhỏ Nhưng có thể thích hợp với các xí nghiệp vừa và nhỏ

Hình 2.17: Kho bán tự động (xếp nhặt hàng bằng tay)

Hình 2.18: Kho bán tự động (xuất nhập vào kho bằng tay)

Hình 2.19: Kho bán tự động (xuất nhập qua băng chuyền)

Hình 2.20: Điều khiển bán tự động trên bàn phím để xuất nhập hàng

Hình 2.21: Điều khiển tự động trực tuyến (Automatic on line controls)

1.3.4 Kho chiều sâu (Deep – Lane AS/RS)

Hệ thống tự động AS/RS chiều sâu (deep-lane) chỉ có đặc điểm khác là chiều sâu của kho tương đối lớn nên cất giữ được nhiều khoang hàng hơn

Hình 2.22: Kho AS/RS tuyến sâu

B Phân loại các hệ thống AS/RS theo các lĩnh vực ứng dụng

Ngày nay hệ thống tự động lưu/xuất nhập kho tự động AS/RS được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

Hình 2.23: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập ô tô

Hình 2.24: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập sách trong thư viện

Hình 2.25: Hệ thống kho tự động lưu/ xuất nhập hàng nước ngọt giải khát

2 Tổng quan Scada cho kho hàng tự động:

SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống điều khiển giám sát và thu nhận dữ liệu; nói một cách khác là một hệ thống hỗ trợ con người trong việc giám sát và điều khiển dây chuyền sản xuất và trong trường hợp này

là giám sát robot xuất nhập hàng hoá trong kho hàng tự động

Hình 2.26: Scada 3D ở Nhà máy VIKYNO

Về mặt phần cứng, SCADA là một hệ thống mạng thiết bị có nhiệm vụ thu thập

dữ liệu và điều khiển các trạm ở xa từ trung tâm điều hành Trong các hệ thống như vậy thì phần mềm truyền thông quản lý hệ thống và phần cứng dựa trên nền PC được đặt lên hàng đầu Trong những năm gần đây sự tiến bộ vượt bậc của công nghệ thiết bị máy tính và công nghệ phần mềm đã đem lại nhiều khả năng và giải pháp mới mạnh

mẽ và nhỏ gọn, nên trọng tâm của công việc thiết kế xây dựng hệ thống SCADA là xây dựng công cụ phần mềm, lựa chọn phần cứng và các giải pháp tích hợp hệ thống

Hình 2.27: Mô hình một hệ thống AS/RS

(1) Bộ điều khiển thiết bị PLC có chức năng điều khiển trực tiếp robot lấy hàng

và robot di động phục vụ cho việc xuất nhập hàng

(2) Máy tính với chức năng giám sát hệ thống trên đó cài đặt phần mềm SCADA

(3) Hệ cơ sở dữ liệu và phần mềm SCADA bao gồm I/O server, Alarm server,

và SQL server

Hình 2.28: Hệ thống SCADA Robot lấy hàng ở VIKYNO

Logic điều khiển xuyên suốt suốt kho hàng được thực hiện thông qua 3 máy tính: máy tính chủ (host computer), máy tính khách (client computer) và máy tính trạm (station computer) Chức năng của máy tính chủ là quản lý cơ sở dữ liệu hệ thống, chức năng của máy tính khách là xử lý các tác vụ xuất nhập kho, và chức năng của máy tính trạm là giám sát và điều khiển Robot lấy hàng Kiến trúc của toàn bộ hệ

thống được cho trên hình 2.28

Nói cách khác hệ thống điều khiển bao gồm hai cấp điều khiển: cấp điều khiển quản lý và cấp điều khiển và giám sát kho hàng Truyền thông giữa các cấp điều khiển này được thực hiện thông qua mạng LAN

Đối với cấp quản lý, máy tính chủ được cài đặt phần mềm quản lý kho (Warehouse Management software) kết nối với cơ sở dữ liệu kho dùng Microsoft SQL Server Máy tính chủ có thể thực hiện các tác vụ như: quản lý nhà cung cấp (supplier management, quản lý khách hàng (customer management), quản lý hàng trong kho (items management), quản lý cấu trúc kho (warehouse structure management)

3 Giới thiệu về phần mềm lập trình Visual Basic Studio 6.0 (VB6)

Hình 2.29: phần mềm VB6

Visual Basic (viết tắt VB) là một ngôn ngữ lập trình hướng sự kiện driven) và môi trường phát triển tích hợp (IDE) kết bó được phát triển đầu tiên bởi Alan Cooper dưới tên Dự án Ruby (Project Ruby), và sau đó được Microsoft mua và cải tiến nhiều Phiên bản cũ của Visual Basic bắt nguồn phần lớn từ BASIC và để lập trình viên phát triển các giao diện người dùng đồ họa (GUI) theo mô hình phát triển ứng dụng nhanh (Rapid Application Development, RAD); truy cập các cơ sở dữ liệu

(event-Dùng VB6 là cách nhanh và tốt nhất để lập trình cho Microsoft Windows vì

VB6 sẽ cung cấp cho ta một bộ công cụ hoàn chỉnh để đơn giản hóa việc triển khai lập

trình ứng dụng cho MS Windows

Visual Basic còn có hai dạng khác là Visual Basic for Application (VBA) và

VBScript VBA là ngôn ngữ nằm phía sau các chương trình Word, Excel, MSAccess,

MSProject, v.v còn gọi là Macros Dùng VBA trong MS Office, ta có thể làm tăng

chức năng bằng cách tự động hóa các chương trình Còn VBScript được dùng cho

Internet và trong chính hệ điều hành Windows

Các ấn bản của Visual Basic 6:

Có ba ấn bản VB6: Learning, Professional và Enterprise Chúng ta dùng ấn bản

Professional

Ấn bản Professional cung cấp đầy đủ những gì bạn cần để học và triển khai một

chương trình VB6, nhất là các control ActiveX, những bộ phận lập trình tiền chế và rất

hữu dụng cho các chương trình ứng dụng (application programs)

4 Sơ lược về truyền - nhận dữ liệu nối tiếp:

Như đã biết, trong các hệ thống truyền dữ liệu có hai cách đưa tín hiệu lên

đường truyền: nối tiếp và song song

Cách truyền song song thường được truyền trên một khoảng cách ngắn, ví dụ

giữa các thiết bị trong cùng một phòng như từ máy tính sang máy in

Cách truyền nối tiếp thường được thực hiện khi khoảng cách truyền khá xa

Ngoài ra, trong cách truyền nối tiếp, dựa vào cách thực hiện sự đồng bộ giữa

nơi phát và thu ta có hai chế độ hoạt động: đồng bộ và bất đồng bộ

Trong chế độ bất đồng bộ, xung đồng hồ được tạo ra một cách riêng rẻ ở máy

phát và máy thu dựa vào tần số danh định tương ứng với vận tốc truyền (bit rate hoặc

baud rate)

Trong chế độ đồng bộ, nơi phát có thể gửi xung đồng hồ tới nơi thu theo một

kênh truyền song song với kênh truyền dữ liệu hoặc nơi thu tự tạo ra xung đồng hồ

bằng cách tách tín hiệu thời gian từ dòng dữ liệu

Ghép nối qua cổng nối tíếp RS-232 là một trong những kỹ thuật được sử dụng rộng rãi nhất để ghép nối các thiết bị ngoại vi với máy tính Qua cổng nối tiếp có thể ghép nối chuột, modem, thậm chí cả máy in (ví dụ các loại máy in Apple), bộ biến đổi A/D, các thiết bị đo lường… Số lượng và chủng loại các thiết bị ngoại vi ghép nối qua cổng nối tiếp đứng hàng đầu trong số các khả năng ghép nối với máy tính Cách ghép nối này sử dụng phương pháp truyền thông theo kiểu nối tiếp, nghĩa là trong một thời điểm chỉ có một bit được gửi đi dọc theo một đường truyền Chuẩn RS-232 dùng một đường dẫn để truyền dữ liệu và một đường dẫn khác để nhận dữ liệu

Việc truyền dữ liệu qua cổng nối tiếp RS-232 được thực hiện theo kiểu không đồng bộ Vì thế, tại một thời điểm chỉ có một bit được truyền Bộ truyền gửi một bit bắt đầu (start bit) để thông báo cho bộ nhận biết một ký tự sẽ được gửi đến trong lần truyền bit tiếp theo Bit này luôn bắt đấu ở mức 0 Tiếp theo là các bit dữ liệu (data bits) được gửi dưới dạng mã ASCII (có thể là 4, 5, 6, 7 hoặc 8 bit dữ liệu) Sau đó là một bit chẵn lẻ (parity bit, có thể có hoặc không) và cuối cùng là bit dừng (stop bit, có thể là 1, 1.5 hoặc 2 bit dừng)

Giao tiếp giữa PLCs và Máy Tính được thực hiện thông qua phương thức giao tiếp nối tiếp, và chuẩn giao tiếp của PLCs là RS 485 còn máy tính là RS 232 Chính vì điều này, nên ta phải cần đến một Module giao tiếp chuyển đổi RS 232 thành 485 và ngược lại

Chương 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Thời gian và địa điểm đề tài:

Đề tài được tiến hành tại Trung Tâm R&D "TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU VÀ TRIỂN KHAI- KHU CÔNG NGHỆ CAO" từ ngày 20/03/2011 đến ngày 10/06/2011

3.2 Phân bố thời gian tiến hành đề tài:

TÊN MỤC TÊN CHI TIẾT

THỜI GIAN THỰC HIỆN

TỔNG THỜI GIAN HOÀN THÀNH TÌM

và nguyên lí chung của kho hàng tự động AS/RS

Thử nghiệm kết quả và hoàn

VIẾT BÀI

TỐT

NGHIỆP

TỔNG THỜI GIAN THỰC HIỆN 10 Tuần

THỜI GIAN CHỈNH SỬA 1 Tuần

3.3 Đối tượng và thiết bị nghiên cứu:

3.3.1 Đối tượng nghiên cứu:

- Tìm hiểu về hệ thống AS/RS

- Tìm hiểu tổng quan về Scada

- Khảo sát mô hình Robot S/R tại Trung Tâm