Tìm hiểu về PLC S71200, biến tần Sinamics V20.Tìm hiểu mạng truyền thông Modbus RTU, SQL, Visual Studio, Matlab.Tìm hiểu nhận dạng biển số xe bằng xử lý ảnh.Xây dựng mô hình bãi giữ xe ô tô tự động .Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho mô hình.Thiết kế Web server lưu trữ dữ liệu.Đánh giá kết quả đạt được.Mặt hạn chế và hướng phát triển của đề tài.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trường ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam Khoa Điện – Điện Tử Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: KIỀU QUỐC HƯNG MSSV:15151159 LÊ HÙNG PHÚC MSSV:15151196 Ngành: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA Hệ: ĐẠI HỌC CHÍNH QUY Niên khóa: 2015-2019 Tên đề tài: BÃI GIỮ XE Ô TÔ TỰ ĐỘNG DÙNG PLC S7-1200 Nhiệm vụ nội dung: Tìm hiểu PLC S7-1200, biến tần Sinamics V20 Tìm hiểu mạng truyền thơng Modbus RTU, SQL, Visual Studio, Matlab Tìm hiểu nhận dạng biển số xe xử lý ảnh Xây dựng mơ hình bãi giữ xe tơ tự động Thiết kế hệ thống điều khiển giám sát cho mơ hình Thiết kế Web server lưu trữ liệu Đánh giá kết đạt Mặt hạn chế hướng phát triển đề tài I ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ngày giao nhiệm vụ: Ngày 22 tháng năm 2019 Ngày hoàn thành nhiệm vụ: Ngày tháng năm 2019 TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 Thơng qua môn Giáo viên hướng dẫn Ths Tạ Văn Phương Chủ nhiệm mơn PGS.TS Trương Đình Nhơn II ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA MINH VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Kiều Quốc Hưng MSSV: 15151159 Họ tên sinh viên 2: Lê Hùng Phúc MSSV: 15151196 Tên đề tài: Bãi giữ xe ô tô tự động dùng PLC S7 – 1200 Tuần/ngày Nội dung Xác nhận GVHD Xét duyệt đề tài đề cương Tìm hiểu sơ lược hệ thống, lựa chọn thiết bị, cảm biến, động Tìm hiểu mạng Modbus viết code modbus cho PLC Dùng phần mềm Modbus Slave giả lập thiết bị Modbus để thử code PLC Tìm hiểu xử lý ảnh nhận diện biển số xe Viết code xử lý ảnh Matlab III ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tìm hiểu biến tần Sinamic V20 Mua thiết bị lắp ráp hồn chỉnh mơ hình Viết code hoàn chỉnh (kết hợp code PLC vs code Matlab) cho mơ hình 10 Chính sửa code thiết kế SCADA 11 Chạy thử mơ hình kết hợp với code, SCADA Lập trình web thu thập liệu biển số SQL 12 13 Visual Studio Chỉnh sửa tất sai sót bổ sung thứ thiếu 14 Làm báo cáo 15 Chỉnh sửa báo cáo GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) IV ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn Ths Tạ Văn Phương V ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN TP.Hồ Chí Minh, ngày … tháng năm 2019 Giáo viên phản biện Ts Bùi Hữu Phú VI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA MINH VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN o0o -Tp HCM, ngày tháng năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Nhóm tơi xin cam kết đề tài nhóm tơi tự thực dựa vào số tài liệu trước khơng chép từ tài liệu hay cơng trình có trước Người thực đề tài Kiều Quốc Hưng Lê Hùng Phúc VII ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CÁM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Nhóm em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ths Tạ Văn Phương – giảng viên hướng dẫn đồ án Trong suốt trình thực đồ án nhờ có góp ý, hỗ trợ khích lệ tinh thần thầy giúp nhóm vượt qua khó khăn để hồn thành đồ án tiến độ Bên cạnh đó, nhóm chúng em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy khoa Điện – Điện Tử nói chung thầy mơn Tự Động Điều Khiển nói riêng giúp đỡ chúng em kiến thức liên quan đến đề tài kiến thức mà thầy truyền đạt suốt q trình học tập trường Cuối cùng, chúng em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt q trình học tập hồn thành đồ án tốt nghiệp Chúng em xin chân thành cảm ơn! Nhóm sinh viên thực đề tài Kiều Quốc Hưng Lê Hùng Phúc VIII ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Nhiệm vụ đồ án i Lịch trình thực đồ án tốt nghiệp iii Nhận xét giáo viên hướng dẫn v Nhận xét giáo viên phản biện vi Lời cam đoan vii Lời cảm ơn viii Mục lục ix Danh mục hình vẽ xiii Danh mục bảng vẽ xvi Tóm tắt xvii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU HIỆN NAY 1.2.1 Tình hình nghiên cứu nước 1.2.2 Tình hình nghiên cứu nước 1.3 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .7 1.4 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.6 BỐ CỤC ĐỒ ÁN .9 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .10 IX ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.1 TỔNG QUAN PLC 11 2.2 TỔNG QUAN VỀ TRUYỀN THÔNG TRONG PLC SIEMENS 12 2.2.1 Một số loại mạng truyền thông PLC Siemens 12 2.2.2 Mạng truyền thông Modbus PLC .13 2.3 KHÁI QUÁI VỀ SQL SEVER 15 2.4 BIẾN TẦN .16 2.5 KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ BA PHA 17 2.6 RFID .18 2.7 CẢM BIẾN .19 2.7.1 Phân loại cảm biến .19 2.7.2 Cảm biến tiệm cận 20 2.7.3 Cảm biến quang 20 2.8 XỬ LÝ ẢNH NHẬN DẠNG BIỂN SỐ XE 20 2.8.1 Lựa chọn phần mềm, ngơn ngữ lập trình 21 2.8.2 Tổng quan nhận dạng ảnh .21 2.8.2.1 Khái niệm .21 2.8.2.2 Lý thuyết ảnh số 23 2.8.2.3 Các phương pháp nhận dạng truyền thống 25 2.8.3 Các bước nhận dạng biển số xe 27 2.8.3.1 Chụp ảnh camera 27 2.8.3.2 Tiền xử lý ảnh .29 2.8.3.3 Tách biển số xe .31 X ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 5.5 : Trang chủ web Hình 5.6 : Theo dõi tồn xe web Hình 5.7 : Theo dõi xe theo biển số web 69 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 70 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 KẾT LUẬN Qua cố gắng nổ lực thân, giúp đỡ tận tình giảng viên hướng dẫn thầy cô bạn bè thời gian qua, nhóm hồn thành đề tài “Thiết kế thi công mô hình điều khiển, giám sát bãi đỗ xe ô tô tự động” Cụ thể đề tài đạt nội dung sau : Xây dựng mơ hình khí mơ tả hoạt động hệ thống bãi giữ xe tự động Thực kết nối liệu giữ PLC Matlab Ứng dụng công nghệ RFID, công nghệ xử lý ảnh để nhận dạng biển số xe Điều khiển động biến tần V20 qua mạng Modbus RTU Thiết kế giao diện giám sát thân thiện, dễ sử dụng Xây dựng thuật toán lập trình cho hệ thống chạy ổn định Xây dựng giao diện Web để khách hàng theo dõi thông tin cung cấp cho an ninh cần thiết Bên cạnh kết đạt hệ thống khơng thể tránh sai sót : Hệ thống chạy chưa ổn đinh Nhận dạng biển số đạt 80% Lý xảy lỗi : Phần khí thiết kế khơng xác Code xử lý ảnh chưa tối ưu 71 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 6.1 : Kết thử nghiệm chạy hệ thống STT Số lần thử nghiệm Số lần thực Xác xuất(%) 80% 10 80% 20 16 80% 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN Ngoài hệ thống nhận diện thẻ từ kếp hợp nhận dạng biển số, phát triển hệ thống quản lý dấu vân tay, quét mã QR thông qua điện thoại di động Thêm hệ thống chuyển nguồn tự động ATS để phòng trường hợp điện lưới gây cố cho hệ thống Xây dựng web server đầy đủ thông tin : báo thẻ xe, doanh thu ngày, tháng bãi ; bảo mật : phân quyền truy cập cho đối tượng (khách hàng, nhân viên, quản lý,…) 72 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TÀI LIỆU THAM KHẢO Website tham khảo: [1] Amin Ramazanifar ( 2016 ) , “Communication between Matlab and Siemens PLC Using TCP” https://www.youtube.com/watch?v=mYXUWUf7LxU&t=124s [2] Nguyễn Văn Nguyên ( 2018 ), “Comunication Modbus RTU Plc S7-1200 (Hướng Dẫn Lập Trình Truyền Thơng Modbus RTU Dùng PLC S7-1200 )” https://www.youtube.com/watch?v=C99PUQsp7Sw [3] Lập trình Web, SQL Server https://www.w3schools.com [4] Ngọc Automation ( 2018 ), “TIA portal nâng cao 04 - Picture window cửa số điều khiển dạng puppop #pop up window tia portal” https://www.youtube.com/watch?v=HIc0LditAtk&t=222s [5] Biến tần gì? Nguyên lý hoạt động biến tần? http://www.dattech.com.vn/hoi-dap/bien-tan-la-gi-nguyen-ly-hoat-dong-bientan.html [6] Động điện pha – motor điện http://www.namtrung.com.vn/dong-co-dien-3-pha [7] Cảm biến tiệm cận gì? Khái niệm, đặc điểm, phân loại nguyên lí hoạt động https://bkaii.com.vn/tin-tuc/483-cam-bien-tiem-can-la-gi-khai-niem-dac-diemphan-loai-va-nguyen-li-hoat-dong [8] Cảm biến quang ? 73 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP https://dailythietbidiencongnghiep.com/cam-bien-quang-la-gi/ [9] Cận cảnh hệ thống bãi đỗ xe tự động Việt Nam https://xedoisong.vn/cong-nghe/can-canh-he-thong-bai-do-xe-tu-dong-dau-tientai-viet-nam-25586.html [10] Tín hiệu Modbus RTU ? Modbus RS485 Modbus RS232 https://cambienbaomuc.com/tin-hieu-modbus-rtu-la-gi-modbus-rs485-modbusrs232/ [11] Tổng quan nhận dạng ảnh Khái niệm, lý thuyết ảnh số https://toc.123doc.org/document/704807-chuong-1-tong-quan-ve-nhan-dang-xuly-anh.htm [12] Phương pháp nhận dạng OCR https://vi.wikipedia.org/wiki/Nh%E1%BA%ADn_d%E1%BA%A1ng_k%C3%BD_t %E1%BB%B1_quang_h%E1%BB%8Dc [13] Thông số kỹ thuật linh kiện https://icdayroi.com/ [14]Thống kê Hải quan (21/09/2018 4:00 PM), Thống kê nhập ô tô nguyên loại linh kiện & phụ tùng ô tô tuần (từ ngày 14/9/2018 đến ngày 20/9/2018) https://www.customs.gov.vn/ File tham khảo : [15]How you establish a MODBUS-RTU communication with STEP (TIA Portal) for the SIMATIC S7-1200 [16] SINAMICS V20 Inverter Operating Instructions [17]Nguyễn Đình Lâm – Lê Văn Quân (2015), Luận văn tốt nghiệp Trường ĐH Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, Thiết kế thi cơng mơ hình bãi giữ xe tô tự động 74 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHỤ LỤC PHỤ LỤC A : CHƯƠNG TRÌNH HỆ THỐNG Chương trình PLC : 75 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 76 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 77 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 78 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 79 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 80 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Chương trình xử lý ảnh Matlab : 81 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP clear all; close all; clc; t=tcpip('192.168.0.15', 2000, 'NetworkRole', 'server'); fopen(t); vid=videoinput('winvideo',1,'RGB24_640x480'); % preview(vid); B=0; A=0; while(1) A=fread(t,1); if A~=B if A==2 frame=getsnapshot(vid); imshow(frame); im = frame; imgray = rgb2gray(im); imgray=histeq(imgray); imbin = imbinarize(imgray); im = edge(imgray, 'prewitt'); figure; imshow(imgray); %Below steps are to find location of number plate Iprops=regionprops(im,'BoundingBox','Area', 'Image'); area = Iprops.Area; count = numel(Iprops); maxa= area; boundingBox = Iprops.BoundingBox; for i=1:count if maxa