LabVIEW là một phần mềm thực chất là môi trường để lập trình cho ngôn ngữ lập trình đồ họa cực kỳ mạnh mẽ. Được sử dụng rất rộng rãi trong việc tạo ra các ứng dụng giao tiếp với máy tính, xử lý ảnh, mô phỏng, đo lường, kết nối các thiết bị ngoại vi với máy tính theo thời gian thực. Dưới đây là một số đặc điểm mạnh mẽ của LabVIEW:
- Có giao diện cực kỳ dễ sử dụng, đơn giản và thân thiện với người dùng, được hỗ trợ đầy các ví dụ cơ bản do National Instruments cung cấp.
- Là phần mềm số một trong việc giao tiếp với máy tính và thu thập các thông tin và dữ liệu.
- LabView có thể đo lường tín hiệu từ mọi loại cảm biến (tín hiệu dưới dạng dòng, điện áp và xung).
- LabView có thể điều khiển bất cứ cơ cấu chấp hành nào: động cơ một chiều, xoay chiều, động cơ xăng, thủy lực, lò nhiệt ….
- Labview có thể truyền thông tin qua rất nhiều giao tiếp ( gần như tất cả) : RS232, USB, PCI, Wifi, TCP/IP, bluetooth, PXI……
- LabView là phần mềm hỗ trờ cực kỳ đắc lực và mạnh mẽ kỹ sư ngành Cơ khí, Cơ điện tử, Robotics, Ôtô, Viễn Thông và Điện tử trong việc: Tính toán
- và thiết kế sản phẩm, sản xuất mẫu (prototyping), mô phỏng và đánh giá chất lượng sản phẩm, vv.
Với hơn 20 năm phát triển, NI LabVIEW đã phát triển để trở thành một trong những công cụ hỗ trợ đắc lực cho các kỹ sư, các nhà nghiên cứu trong quá trình kiểm tra, đo lường, điều khiển. Với các tính năng đặc biệt như giảm giá thành, rút ngắn thời gian sản xuất, phân tích dữ liệu thu thập từ thí nghiệm hiệu quả, điều khiển thiết bị trong công nghiệp tối ưu, NI LabVIEW đã luôn trở thành lựa chọn hàng đầu trong kỹ thuật và khoa học ở hầu hết các châu lục.
2.6.3. Thiết kế giao diện giám sát mô hình xử lý ảnh va phân loại sản phẩm bằng Labview.
Hình 2.19. Hình ảnh thực tế giao diện giám sát của mô hình mô hình xử lý ảnh va phân loại sản phẩm được thiết kế bằng Labview
Chương 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN 3.1. Giải thuật va điều khiển.
3.1.1. Hoạt động của hệ thống
Khi hệ thống hoạt động, đặt vật lên băng tải, camera bắt đầu xử lý ảnh phân loại màu trên Labview. Sau đó, khi đã xác định được màu, sản phẩm sẽ được băng tải đưa đi, được cảm biến hồng ngoại và pittong khí nén đẩy ra khỏi băng tải vào khu vực chứa, tùy vào từng màu mà đã phân loại trước đó. Màu vàng sẽ được cảm biến hồng ngoại 1 và pittong 2 phát hiện đẩy vào khu vực màu vàng. Màu đỏ sẽ được cảm biến hồng ngoại 2 và pittong 2 phát hiện đẩy vào khu vực màu đỏ. Còn lại màu xanh dương sẽ đi hết băng tải.
3.1.2. Sơ đồ khối của hệ thống
3.1.3. Quy ước ngõ vao ra của PLC
Output Ghi chú
Q0.0 Van để đẩy sản phẩm vàng
Q0.1 Băng tải
Q0.2 Van để đẩy sản phẩm đỏ Q0.3 Đèn báo khi hết khí nén Q0.4 Đèn báo băng tải chạy
Input Ghi chú Khối nguồn Cơ cấu chấp hành PLC camera Máy tính
I0.0 Nút nhấn Start
I0.1 Nút nhấn stop
I0.2 Cảm biến phát hiện sản phẩm vàng
I0.3 Cảm biến phát hiện sản phẩm đỏ I0.4 Cảm biến từ tại pittong sản phẩm
đỏ
I0.5 Cảm biến từ tại pittong sản phẩm vàng
I0.6 Cảm biến phát hiện sản phẩm xanh
3.3.4. Lưu đồ giải thuật
Camera kiểm tra màu S S S Sản phẩm là màu xanh Sản phẩm là màu đỏ Sản phẩm là màu vàng Đ Đ Đ
Chạy băng tải Chạy băng tải
Chạy băng tải
Đẩy pittong 2 Đẩy pittong 1
Đ Đ
Dừng băng tải Cảm biến tại cuối băng tải Cảm biến tại pittong 2
3.2. Sơ đồ kết nối
Chương 4: KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN
4.1. Giới thiệu mô hình
Hình 3.1. Sơ đồ kết nối của hệ thống
1
3 4
Hình 4.1. Hình ảnh thực tế về hệ thống khi hoan thiện
Hình 4.2. Giao diện Labview theo dõi hệ thống
Hình 4.3. Hình ảnh thực tế khi hệ thống hoạt động
Chú thích hình ảnh: - (1) : Khối cơ cấu chấp hành - (2) : PLC
- (3) : Khối nguồn - (4) : Camera
- (5) : Giao diện theo dõi hệ thống ( máy tính )
4.2. Kết quả đạt được
Kết quả đạt được thông qua quá trình thi công và thực nghiệm đã đúng với những gì đã dự kiến ban đầu.
4.2.1. Thông số của mô hình
- Kích thước: 60cm x 60cm.
- Thể tích bình khí nén của mô hình: 3.1L. - Nguồn cấp vào cho toàn mô hình: 220VAC.
- Nguồn các thiết bị sử dụng trong mô hình 24VDC. - Nguồn PLC sử dụng 220VAC.
- Nặng: 7kg.
- Thời gian sử dụng mô hình: Mô hình có thể chạy liên tục cường độ cao.
4.2.2. Kết quả sau khi chạy
Sau khi chạy hệ thống, camera phát hiện màu của sản phẩm được đặt trên băng tải. Sau đó, nếu sản phẩm là màu vàng sẽ được băng tải đưa đến cảm biến hồng ngoại 1, cảm biến phát hiện vật cho dừng băng tải và pittong khí nén đẩy sản phẩm vào khu vực chứa sản phẩm màu vàng. Nếu sản phẩm là màu đỏ sẽ được băng tải đưa đến cảm biến hồng ngoại 2, cảm biến phát hiện vật cho dừng băng tải và pittong khí nén đẩy sản phẩm vào khu vực chứa sản phẩm màu đỏ. Cuối cùng, nếu sản phẩm là màu xanh, băng tải sẽ đưa về cuối và đi qua cảm biến hồng ngoại thứ 3 để phát hiện vật, đếm sản phẩm màu xanh.
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1. Kết quả đạt được
Sau thời gian nghiên cứu, xây dựng hệ thống và viết chương trình đã đạt được những kết quả sau:
- Lập trình được PLC S7-1200 1214 AC/DC/Rly để điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm
- Lập trình được Labview, và sử dụng các công cụ cũng như thư viện thêm của Labview để lập trình được hệ thống phân màu sắc sản phẩm.
- Sử dụng được các cảm biến và hệ thống cơ cấu cơ khí để thực hiện mô hình. - Kiểm soát tốt các khâu trung gian trong hệ thống đồng thời vận hành hệ thống dễ
dàng quản lý và bảo dưỡng hệ thống nhanh gọn.
- Từ các kết quả tính toán thiết kế, mô hình hệ thống Phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng xử lý ảnh kết hợp PLC đã được chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh.
5.1.1. Ưu điểm
- Hệ thống xử lý ảnh phân loại màu có độ chính xác khá cao và ổn định với Labview
- Có thể sử dụng các chức năng mở rộng có sẵn trong labview để tăng khả năng phân biệt nhiều sản phẩm khác nhau theo hình dạng, màu sắc hoặc đúng theo mẫu có sẵn.
- Hoạt động ổn định, độ chính xác tương đối cao, phù hợp với nhiều mục đích sử dụng
- Hệ thống có thể xuất dữ liệu ra Excel thông qua Labview
5.1.2. Nhược điểm
- Khó khăn về kết hợp Labview với PLC
- Khó tìm thấy để tải về thư viện xử lý ảnh và một số công cụ liên quan tới xử lý ảnh của Labview
- Hệ thống chưa có buồng cách li sản phẩm với ánh sáng môi trường, nên còn phụ thuộc nhiều vào ánh sáng môi trường bên ngoài
- Phần cơ khí của hệ thống còn chưa được chắc chắn. - Chưa có giám sát sản phẩm di chuyển trên băng tải.
5.2. Đề nghị
Hướng phát triển đề tài trong tương lai:
- Có thể phát triển để nhận dạng các chi tiết máy dò tìm lỗi trong gia công chi tiết máy có độ chính xác cao khi sử dụng camera độ phân giải cao.
- Ứng dụng vào công nghiệp chế biến để phát triển hệ thống phân loại chất lượng nông sản dựa vào màu sắc và hình dạng.
- Phân loại sản phẩm gia công lỗi méo hình dạng.
- Phát triển trong kiểm soát phân phối hàng hóa bưu điện, chuyển phát, logictics… bằng phát hiện và đọc mã vạch in trên nhãn sản phẩm.
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Giáo trình
[1]. Nguyễn Bá Hải, “Lập trình Labview,” NXB đại học Quốc Gia Tp.HCM năm 2013. [2]. Trần Thế San, Nguyễn Ngọc Phương, “PLC lập trình ứng dụng trong công nghiệp”. NXB Khoa học và Kỹ thuật năm 2008.
2. Trang web
[3].https://viblo.asia/p/computer-vision-object-detection-nhan-dien-vat-the-chi-voi-10- dong-code-su-dung-imageai-naQZRbdjZvx
[4]. http://www.apd.com.vn/clnews/plc-s7-1200.html.