4.3.1 Thiết trang chính Labview
Trang chính Labiew được thiết kế cơ bản gồm: Logo trường, tên đề tài, giảng viên hướng dẫn, sinh viên thực hiện. Và có chức năng đăng nhập để khi người dùng muốn vận hành máy trên Labview thì phải nhập đúng tên đăng nhập và mật khẩu. Nhằm đảm bảo bảo mật và tránh những sự cố không mong muốn xảy ra làm hiệu suất làm việc của máy bị gián đoạn.
Hình 4.68: Giao diện trang chính trên Labview 4.3.2 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sát SCADA 4.3.2 Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát sát SCADA
Giao diện điều khiển và giám sát gờm có màn hình hiển thị hình ảnh thu được từ camera, các nút nhấn, đèn báo có chức năng điều khiển và giám sát giúp cho người vận hành máy có thể nắm bắt được tình hình hoạt động của hệ thống và khởi động hệ thống khi các nút nhấn vật lý bị hư hỏng nhằm đảm bảo không làm ảnh hưởng đến năng suất làm việc của hệ thống.
92
Hình 4.69: Giao diện bảng giám sát và điều khiển hệ thống trên labview 4.4 Quy trình thiết kế mơ phỏng 4.4 Quy trình thiết kế mơ phỏng
- Chọn băng tải chính từ thư viện và kéo ra ngoài mô phỏng.
93
- Chọn băng tải cong từ thư viện và kéo ra đặt khớp vào với băng tải chính.
Hình 4.71: Băng tải cong
- Chọn băng tải phụ từ thư viện và kéo ra đặt khớp với băng tải chính và băng tải cong.
94
- Chọn xi lanh 1 và xi lanh 2 từ thư viện và kéo ra đặt vào vào đối diện với băng tải phụ 1 và băng tải phụ 2 để lúc xi lanh đẩy vật vào đúng băng tải mà khơng bị lệch ra ngoài.
Hình 4.73: Xi lanh
- Chọn cảm biến từ thư viện và kéo ra đặt ngay cạnh xi lanh 1 và xi lanh 2.
95
- Chọn tủ điện, cột trụ, các nút nhấn (start, stop, reset), các đèn (xanh, đỏ, vàng), màn hình hiển thị từ thư viện và kéo ra lắp đặt.
Hình 4.75: Tủ điện
- Hệ thống mô phỏng sau khi đã hoàn thành.
96
4.5 Thông số kỹ thuật phần cứng 4.5.1 Main base unit: R38B
Hình 4.77: Main base unit R38B
- Thông số kỹ thuật
Số lượng module có thể lắp 8
Mơ hình bộ chuyển đổi ray DIN R6DIN1
Dòng điện tiêu thụ (5VDC) 0.71A
Kích thước lỗ lắp Lỗ vít M4
Kích thước 101 x 328 x 32.5 mm
Khối lượng 0.55 kg
97
4.5.2 Module nguồn Mitsubishi: R62P
- Chức năng: cấp nguồn cho các module.
- Thông số kỹ thuật
Điện áp đầu vào 100 – 240 VAC
Tần số đầu vào 50/60 Hz ± 5 %
Công suất biểu kiến 120 VA
Dòng điện đầu ra
5 VDC 3.5 A
24 VDC 0.6 A
Kích thước 106 X 54.6 X 110 mm
Khối lượng 0.45 Kg
Bảng 4.3: Thông số kỹ thuật module R62P Hình 4.78: Module ng̀n R62P Hình 4.78: Module ng̀n R62P
98
4.5.3 CPU Mitsubishi MELSEC iQ-R: R04ENCPU
- Chức năng: Bộ xử lý trung tâm.
- Thông số kỹ thuật
Tổng số điểm I/O 4096
Ngơn ngữ lập trình LD, SFC, ST, FBD
Số lượng chương trình thực thi 124
Số lượng Tệp FB 64
Input (X) 12288 points (fixed)
Output (Y) 12288 points (fixed)
Counter (C) 512 points
Internal relay (M) 12288 points (user-changeable)
Timer (T) 1024 points (user-changeable)
Thanh ghi dữ liệu (D) 18432 points (user-changeable)
Khối lượng (kg) 0.4
Kích thước (W x H x D) mm 106 x 56 x 110 mm
Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật R04ENCPU
99
4.5.4 Mô-đun đầu vào MITSUBISHI: RX42C4
- Chức năng: Nơi một tín hiệu bên ngoài được cung cấp từ một chuyển mạch đầu
vào nhận được và được chỉ ra bởi phần tử kí hiệu X.
- Thông số kỹ thuật
Số điểm đầu vào 64
Điện áp định mức 24VDC
Dòng điện định mức 4.0 mA
ON voltage/ON current 19V or higher/3mA or higher
OFF voltage/OFF current 6V or lower/1.0mA or lower
Điện trở đầu vào 5.3kΩ
Số chân bên ngoài 40 Pin
Khối lượng 0.13 kg
Bảng 4.5: Thông số kỹ thuật RX42C4 Hình 4.80: Module đầu vào RX42C4 Hình 4.80: Module đầu vào RX42C4
100 - Sơ đồ mạch
Hình 4.81: Sơ đờ mạch RX42C4
4.5.5 Mơ-đun Đầu Ra Transitor Mitsubishi PLC: RY42NT2P
- Chức năng: là một cổng ra trên PLC để điều khiển tải bên ngoài và được chỉ ra
bởi phần tử kí hiệu Y.
101 - Thông số kỹ thuật
Số điểm ngỏ ra 64 points
Điện áp tải định mức 12/24VDC
Dòng tải tối đa 0.2A/point, 2A/common
Dòng quá tải tối đa cho phép 0.4A 10ms hoặc thấp hơn
Thời gian đáp ứng OFF -> ON: 0.5ms hoặc thấp hơn
ON -> OFF: 1ms hoặc thấp hơn
Hiển thị hoạt động LED sáng ở trạng thái ON
Nguồn cấp ngoài Áp: 12/24VDC
Dòng: 16mA Dòng tải tiêu thụ (internal curent
consumption, 5VDC)
250mA, tất cả các ngõ ra đều ON
Khối lượng 0.13 Kg
Bảng 4.6: Thông số kỹ thuật RY42NT2P
- Sơ đồ mạch
102
4.5.6 Mơ-đun mạng Mitsubishi MELSEC iQ-R: RJ71EN71
Hình 4.84: Module mạng Mitsubishi MELSEC iQ-R: RJ71EN71
- Thông số kỹ thuật
Thông số kỹ thuật truyền động
Tốc độ truyền dữ liệu 1Gbps / 100 Mbps / 10 Mbps
Giao diện Đầu nối RJ45 (MDI tự động / MDI-X)
Tối đa kích thước khung (byte) 1518/9022 (khi khung jumbo được sử dụng)
Phiên bản IP Tương thích với IPv4
Gửi / nhận bộ nhớ lưu trữ dữ liệu
Số lượng kết nối mở đồng thời 128
Bộ đếm cố định 5k từ x 16 (chỉ P1 có thể được sử dụng)
Socket liên lạc 5k từ x 48 (khi chỉ sử dụng P1)
5k từ x 12 (khi chỉ sử dụng P1 / P2)
Bộ đệm truy cập ngẫu nhiên 6k từ x 1
Chức năng giai tiếp CPU đơn giản
1k từ x 512 (khi chỉ sử dụng P1) 1k từ x 1024 (khi chỉ sử dụng P1 / P2) Thông số kỹ thuật của CC-Link IE Field / cáp điều khiển
Cáp thông số tin liên lạc Cáp Ethernet (loại 5e trở lên, được bảo vệ đôi / STP)
103
4.5.7 Động cơ giảm tốc: DCM50-555
- Chức năng: điều khiển băng tải.
Hình 4.85: Động cơ giảm tốc DCM50 – 555 - Thông số kỹ thuật - Thông số kỹ thuật Điện áp 24 VDC Công suất 17W Tốc độ động cơ 4500 vòng/phút Tỉ số truyền 464:1 Tốc độ qua giảm tốc 10 vòng/phút
Khối lượng 460gam
104
4.5.8 MCB (Miniature Circuit Breaker)
- Chức năng: bảo vệ quá tải, bảo vệ ngắn mạch, đóng ngắt.
- Tính chọn thiết bị
• Ng̀n PLC R62P: 3.5A/24VDC
• Chọn MCB hãng LS, model: LS BKN 6A
- Thông số kỹ thuật: Uđm = 230VAC, Iđm = 6A, ICU = 6kA, 2P
Hình 4.86: MCB LS BKN 6A 4.5.9 Cảm Biến Khoảng Cách Vật Cản: E3F-DS30P2 4.5.9 Cảm Biến Khoảng Cách Vật Cản: E3F-DS30P2
- Chức năng: xác định sản phẩm đã đi qua.
105 - Thông số kỹ thuật
Điện áp 6-36VDC
Khoảng cách phát hiện 10-30 cm
Loại ngõ ra PNP thường đóng
Dịng điện 300mA
Bảng 4.9: Thông số kỹ thuật cảm biến khoảng cách E3F – DS30P2 4.5.10 Xi lanh điện 4.5.10 Xi lanh điện
- Chức năng: đẩy sản phẩm.
Hình 4.88: Xi lanh điện
- Thông số kỹ thuật
Công suất 30W
Điện áp 24VDC
Nhiệt độ hoạt động -26 độC đến +85 độC
Chống nước chống bụi IP54
Tiếng ồn < 50 dB
Hành trinh 250mm
Tốc độ 90mm/s
106
4.5.11 Cảm Biến Từ Cho Xi Lanh CS1-S
- Chức năng: xác định giới hạn hành trình của xi lanh.
- Thơng số kỹ thuật
Điện áp hoạt động 5-240V DC/AC
Dông chuyển đổi tối đa 100mA
Công suất tối đa 10W
Tần số chuyển đổi tối đa 200Hz
Độ nhạy 60 – 75ns
Bảng 4.11: Thông số kỹ thuật cảm biến xi lanh CS1 – S 4.5.12 Nút nhấn nhả Start, Stop, Reset 4.5.12 Nút nhấn nhả Start, Stop, Reset
- Chức năng: khởi động hệ thống, dừng hệ thống, reset số lượng đếm.
Hình 4.90: Nút nhấn
107 - Thông số kỹ thuật
Điện áp 24V
Dòng điện tải max 10A
Màu sắc Đỏ, Vàng, Xanh lá
Kích thước 82x 33x 29mm Kích thước lỗ lắp đặt 22mm Kích thước bề mặt nút nhấn 29mm Khối lượng 60g Bảng 4.12: Thông số kỹ thuật nút nhấn 4.5.13 Webcam logitech C270 HD 720P
- Chức năng: thu nhận hình ảnh và đưa vào chương trình labview để xử lý ảnh.
108 - Thông số kỹ thuật
Độ phân giải tối đa 720p/30fps
Camera mega pixel 0.9
Loại tiêu cự tiêu cự cố định
Loại thấu kinh Nhựa
Tầm nhìn cheo (dFoV) 55 độ
Bảng 4.13: Thông số kỹ thuật webcam logitech C270 HD 720P 4.6 Mạch điện kết nối ngoại vi 4.6 Mạch điện kết nối ngoại vi
109
4.7 Bản vẽ thiết kế bảng điều khiển (Control Panel)
Hình 4.93: Bảng điều khiển (Control Panel)
- (1) MCB: LS BKN 6A - (2) Nút nhấn Stop - (3) Nút nhấn Reset - (4) Nút nhấn Start - (5) Nguồn R62P - (6) R04ENCPU - (7) Module ngõ vào RX42C4 - (8) Module ngõ ra RY42NT2P - (9) Module mạng RJ71EN71 - (10) Main base
110
4.8 Xây dựng lưu đồ giải thuật
111
CHƯƠNG 5
THI CÔNG, MÔ PHỎNG 5.1 Thi công cơ khí
5.1.1 Tiến trình lắp ráp kết cấu cơ khí
STT Tên bước lắp ráp Hình vẽ 1 Lắp con lăn vào
băng tải dài 1m
2 Lắp PVC vào băng tải dài 1m
112 3 Lắp cảm biến vào
băng tải Dài 1m
4 Lắp xi-lanh vào băng tải dài 1m
5 Lắp động cơ vào băng tải
113 6 Tương tự các bước
trên với băng tải 58cm (ngắn)
7 Lắp con lăn vào băng tải cong 90 độ
8 Lắp chân vào băng tải cong 90 độ
114
Hình 5.1: Biểu đờ nhân lực và thời gian thi công. 5.1.2 Mô phỏng
5.1.2.1 Liên kết PLC với Factory IO để chạy mô phỏng
- Bước 1: Mở file mô phỏng đã thiết kế – chọn File – chọn Drivers.
Hình 5.2: Mở file đã thiết kế mô phỏng – chọn Driver
0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N h ân lực/ côn g việ c
Thời gian (tuần)
Biều đồ nhân lực và thời gian thi công
115 - Bước 2: chọn OPC Client DA/UA.
- Bước 3: chọn CONFIGURATION.
Hình 5.4: Chọn CONFIGURATION Hình 5.3: Chọn OPC Cilent DA/UA Hình 5.3: Chọn OPC Cilent DA/UA
116
- Bước 4: chọn Mitsubishi.MXOPC.6 rời nhấn Browse.
Hình 5.5: Chọn Mitsubishi.MXOPC.6 – Browse
- Bước 5: Kéo các mục từ SENSORS và ACTUATORS gắn vào các Tag đã tạo
như hình dưới đây. Lúc này đã hoàn thành xong việc liên kết PLC với Factory IO.
117
5.1.2.2 Tiến hành chạy mô phỏng
- Chạy chương trình PLC.
118
- Chạy chương trình xử lý ảnh trên Labview. Đăng nhập “tên đăng nhập” và “ mật khẩu” để vào bảng điều khiển và giám sát .
119
- Chạy mô phỏng trên Factory IO. Khi nhấn nút Start, các băng tải hoạt động lần lượt
120
- Khi camera nhận diện là trái ớt đỏ, và khi trái ớt đụng cảm biến 1 của xi lanh 1 thì xi lanh sẽ đẩy trái ớt sang băng tải 1 đối diện.
121
- Khi camera nhận diện là trái ớt xanh, và khi trái ớt đụng cảm biến 2 của xi lanh 2 thì xi lanh sẽ đẩy trái ớt sang băng tải 2 đối diện.
122
- Và khi camera nhận diện là trái ớt vàng thì khi đi qua các cảm biến của xi lanh, xi lanh vẫn không hoạt và đi tới băng tải 3 còn lại.
123 - Khi nhấn nút Stop, hệ thống dừng hoạt động.
124
- Nhấn Reset số lượng đếm ớt trở về trạng thái bằng 0.
125
CHƯƠNG 6
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ, KẾT LUẬN 6.1 Kết quả
Trong thời gian qua, với sự nổ lực của mỗi thành viên trong nhóm cùng với sự hướng dẫn tận tình của thầy Th.s Phạm Quốc Phương và các thầy cô giáo trong Viện Kỹ Thuật nhôm em đã hoàn thành đồ án này.
Đồ án đã đạt được các kết quả cụ thể như sau: - Về lý thuyết
• Hiểu được quy trình hệ thống phân loại sản phẩm theo nhiều dạng khác nhau phổ biến hiện nay.
• Hiểu được nguyên lý hoạt động của các thiết bị sử dụng trong mơ hình, tính toán và lựa chọn những thiết bị phù hợp nhất với mơ hình.
- Về phần cứng
• Hiểu rõ hơn và biết sử dụng các phần mềm thiết kế 2D, 3D để thiết kế cơ khí ổn định phù hợp với mơ hình nhất.
• Mặc dù do tình hình dịch bệnh hiện nay nên mơ hình vật lý chưa được hoàn thành một cách hoàn chỉnh nhất.
- Về chương trình điều khiển
• Hiểu được khái niệm xử lý ảnh, nắm rõ được phần mềm và cách thực hiện chương trình xử lý ảnh.
• Chương trình xử lý ảnh hoạt động ổn định, nhận diện màu sắc sản phẩm chính xác.
• Nắm rõ được phần mềm và cách thực hiện chương trình điều khiển PLC.
• Chương trình điều khiển bằng PLC hoạt động ổn định, sản phẩm được phân loại có độ chính xác cao.
126
• Tìm hiểu và thiết kế được giao diện SCADA có thể giám sát toàn bộ hệ thống, thu thập được các số liệu sản phẩm đưa về máy tính trung tâm.
• Nắm rõ các quy trình các bước thực hiện giao tiếp giữa PLC với Labview thông qua phần mềm MXOPC Server.
- Về mơ phỏng
• Mặc dù khơng thể thực hiện được mơ hình vật lý theo mong muốn nhưng nhờ vào đó nhóm em đã tìm hiểu, tích lũy được kinh nghiệm về cách sử dụng phần mềm Factory IO và thiết kế mơ phỏng một cách trực quan nhất có thể.
• Ngoài ra cịn nắm rõ quy trình các bước thực hiện giao tiếp giữa các PLC, Labveiw với phần mềm mô phỏng Factory IO thông qua phần mềm MXOPC Server.
6.2 Hướng phát triển đề tài
Ngày nay với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật và nước ta đang chuyển mình sang nền sản xuất nơng sản. Do đó đề tài lần này có thể phát triển với mơ hình lớn hơn với chất lượng camera nhận diện chính xác, có độ phân giải cao, đạt được năng suất đủ để cung cấp sản phẩm số lượng lớn và mong muốn hoàn thiện dây chuyền sản xuất gờm tất cả các khâu sản xuất, đóng gói và nhán dãn.
127
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 . “Xử lý ảnh dùng phần mềm labview”, “ http://www.khcn.vimaru.edu.vn/bai-bao-
khoa-hoc/thu-thap-va-xu-ly-anh-dung-phan-mem-labview-phan-tiep-theo-image- acquisition-and-0”, ngày truy cập 28/07/2021.
2 . “ Ứng dụng xử lý ảnh dùng labview”, “https://khcn.haui.edu.vn/media/29/uffile-
upload-no-title29882.pdf”, ngày truy cập 31/07/2021.
3 . “Các phương pháp xử lý ảnh dùng labview”, “https://norbar.com.vn/tin-tuc-cong-
nghe/phat-trien-ung-dung-thu-thap-va-xu-li-hinh-anh-tu-webcam-boi-labview/”, ngày
truy cập 05/08/2021
4 . “Phần mềm GX Works 3”, “https://www.mitsubishielectric.com/fa/assist/e-
learning/pdf/vie/1-GX_Wks3_Ladder_na_vie.pdf”, ngày truy cập 10/08/202.
5 . “Tổng quan về phần mềm Solidworks”, “ https://vihoth.com/phan-mem-thiet-ke-2d-
3d/solidworks/tong-quan-phan-mem-solidworks-solidworks-la-gi ”, ngày truy cập
11/08/2021.
6 . “Programmable Controller MELSEC iQ-R”,
“https://eu3a.mitsubishielectric.com/fa/en/dl/12399/A4_pl01.pdf” ngày truy cập