PHÂN LOẠI sản PHẨM BẰNG mã QR CODE, có CODE

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI1.1 Giới thiệu đề tài Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động ngày càng được áp dụng rộng rãi vào đời sống, yêu cầu sản xuất ngày càng

PHÂN LOẠI SẢN PHẨM BẰNG MÃ QR CODE,

CÓ CODE

1

MỤC LỤC

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 7

1.1 Giới thiệu đề tài 7

1.2 Mục đích nghiên cứu 7

1.3 Đối tượng nghiên cứu 7

1.4 Phạm vi nghiên cứu 7

1.5 Thực tiễn 7

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 7

2.1 NODE- RED 7

2.2 PLC 8

2.2.1 Cấu tạo 9

2.2.2 Nguyên lý hoạt động 9

2.3 Scada 9

2.3.1 Các thành phần của hệ thống Scada 10

Chương 3: THIẾT KẾ VỀ THI CÔNG 10

3.1 Sơ đồ khối của hệ thống 10

3.1.1 Khối Node-red 11

3.1.2 Khối PLC 13

3.1.2 Khối Factory IO 15

3.2 Sơ đồ nguyên lý tổng quát 16

3.3 Thiết kế mô hình 17

Chương 4 GIẢI THUẬT VÀ ĐIỀU KHIỂN 19

4.1 Hoạt động của hệ thống 19

4.2 Lưu đồ giải thuật 20

Chương 5 THỰC NGHIỆM 20

5.1 Tiến trình thực nghiệm 20

5.2 kết quả thực nghiệm 23

5.3 Kết luận thực nghiệm 24

Chương 6 KẾT LUẬN 24

6.1 Ưu điểm 24

6.2 Nhược điểm 24

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

HÌNH 2.1 Input – output trong node- red 7

HÌNH 2.2 Giao diện node-red 8

HÌNH 2.3 Giao diện PLC 9

HÌNH 2.4 Giao diện scada 10

HÌNH 3.1 Sơ đồ khối 11

HÌNH 3.2 CMD 11

HÌNH 3.3 Giao diện Node red 12

HÌNH 3.4 Khối function 13

HÌNH 3.5 Các khối lệnh dashboard 13

HÌNH 3.6 chương trình PLC 14

HÌNH 3.7 PLC tag 14

HÌNH 3.8 Scada 15

HÌNH 3.9 Factory IO 15

HÌNH 3.10 Mô phỏng factory IO 16

HÌNH 3.12 Node-red 17

HÌNH 3.13 dashboard 17

HÌNH 3.14 chương trình plc 18

HÌNH 3.15 Scada 18

HÌNH 3.16 Factory IO 19

HÌNH 4.1 Lưu đồ giải thuật 20

HÌNH 5.1 chương trình PLC 21

HÌNH 5.2 CMD 21

HÌNH 5.3 node-red 22

HÌNH 5.4NetToPLCsim 22

HÌNH 5.5 Quét mã QR 23

HÌNH 5.6 Wincc 23

HÌNH 5.7 Mô phỏng factory IO 24

HÌNH 6.1 – 6.8 Chương trình plc 28

3

Chương 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

1.1 Giới thiệu đề tài

Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, điều khiển tự động ngày càng được áp dụng rộng rãi vào đời sống, yêu cầu sản xuất ngày càng cao Trong đó việc phân loại sản phẩm

là một vấn đề cần giải quyết sao cho việc phân loại một cách nhanh chóng và chuẩn xác

Để đạt được điều đó thì việc phân loại sản phẩm dùng xử lý ảnh là một phương pháp ngày càng phổ biến, đề tài đồ án lần này là phân loại dựa trên mã QR code của sản phẩm

1.2 Mục đích nghiên cứu

Giúp phân loại sản phẩm một cách nhanh chóng, tránh nhầm lẫn Quan sát, điều khiển trên giao diện scada Hiểu được mô phỏng băng chuyền phân loại sản phẩm trong Factory IO

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Phân loại đúng sản phẩm có mã QR code tương ứng

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 NODE- RED

Node red là một công cụ lập trình bằng ngôn ngữ JavaScript dựa trên nền tản Node.js

với vai trò kết nối 3 yếu tố bao gồm : API, phần cứng và online services Có thể xem là một web server mà bạn có thể tùy chỉnh các chức năng gọi là “ flow” , các dạng input, output và operation

Hình 2.1 Input – output trong node- red

 Giao diện trong node –red

Hình 2.2 Giao diện node-red

2.2 PLC

PLC là một từ viết tắt của cụm từ “Programmable Logic Controller” , là một bộ não ,

thực hiện việc điều khiển hệ thống

Hiện nay có nhiều hãng sản xuất PLC như : Siemens, Schneider, Mitsubishi, Omron,

Có các loại ngôn ngữ lập trình như : LAD, STL, FBD, trong đó LAD là ngôn ngữ lập trìnhPLC được sử dụng phổ biến nhất

PLC được sử dụng nhiều trong nhiều lĩnh vực trong nền công nghiệp như :

+ Công nghiệp sản xuất : sản xuất giấy, xi măng, đóng gói sản phẩm, linh kiện bán dẫn + Quản lý tự động bãi đậu xe

+ Hệ thống báo động

+ Hệ thống đèn giao thông

5

Hình 2.3 Giao diện PLC

2.2.1 Cấu tạo

- Nguồn cung cấp : cấp nguồn vào PLC

- Module đầu ra và đầu vào : Nhận tín hiệu đầu vào và xuất ra tín hiệu điều khiển

- Module giao tiếp

- Bộ nhớ chương trình và dữ liệu

2.2.2 Nguyên lý hoạt động

Khi một tín hiệu từ cảm biến được đưa vào plc, bộ xử lí sẽ xử lí theo chương trình do người lập trình soạn sẵn Xuất các tín hiệu điều khiển qua các ngõ ra để điều khiển thiêt bịnhư : Motor , điện trở, servo

2.3 Scada

Scada ( Supervisory Control And Data Accquisition ) được mọi người biết đến là hệthống điều khiển Scada đầu tiên được sử dụng bằng các thiết bị như đồng hồ của tủ điệnđiều khiển , máy ghi biểu đồ, đèn báo Người vận hành các nút điều khiển khác nhau thựchiện việc giám sát và điều khiển

Hình 2.4 Giao diện scada

2.3.1 Các thành phần của hệ thống Scada

Hiển thị màn hình đồ họa Graphic :

 Cấu hình tùy chọn theo người sử dụng

 Độ phân giải lên bao nhiêu màu

 Giới hạn của số trang hiển thị

Giao thức Interface :

 Chuột

 Bàn phím

 Màn Hình LCD

Khả năng mở rộng của Scada :

 Bổ sung thêm phần cứng mà không cần thay thế hoặc chỉnh sửa các thiết bị hiện có

 Giới hạn bởi phần cứng cấu trúc PLC

Truy xuất dữ liệu:

 Truy xuất từ mạng DDE

 Tương thích với DDE với các chức năng đọc hoặc ghi

 Truy xuất trực tiếp, theo thời gian thực tới dữ liệu bởi bất kì người sử dụng

Chương 3: THIẾT KẾ VỀ THI CÔNG 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống

Factory

IO

PLC(SCADA)Node red

7

Hình 3.1 Sơ đồ khối

3.1.1 Khối Node-red

Node-red là một công cụ lập trình để kết nối các thiết bị phần cứng , API, và online

services Node-red được dựa trên NodeJS, nó có thể xem như một trang web serveb mà bạn tùy chỉnh các cấu hình gọi la “ flow” từ bất kể trình duyệt nào trên máy tính Mỗi ứng dụng node-red bao gồm các node có thể liên kêt được với nhau với các dạng input , output và operation Chúng ta có thể code nó trên javascript do node red được xây dựng trên NodeJS

 Các bước khởi động Node-red :

+ Mở CMD gõ “node-red”

Hình 3.2 CMD+ Sau đó copy đường link: http://127.0.0.1:1880/ gán vào google sẽ vào được trang Node-red

để lập trình

Hình 3.3 Giao diện Node redGiới thiệu sơ lược về Node-red :

 Cửa sổ soạn thảo gồm 4 thành phần chính :

+ Tiêu đề ở trên, chứa nút Deploy

+ Bảng màu palette bên trái chứa các nút có sẵn để sử dụng

+ Không gian làm việc chính (workspace) ở giữa

+ Thanh sidebar bên phải

 Các nút lệnh cơ bản :

Nút inject node cho phép bạn thêm cái message vào một luồng Kéo thả đến một workspace

từ palette Chọn node Inject mới được thêm vào để xem thông tin về các thuộc tính của nó và

mô tả về những gì nó làm trong sidebar

Nút debug dùng để hiển thi thông tin trong debug sidebar

Nút function hiển thị một khối lập trình Javascript và cho chúng ta viết code javascript Cho node-red

9

Hình 3.4 Khối functionDashboard : Dashboard là một bảng điều khiển trong node-red giúp người dùng dễ dàng điều khiển được ESP32 Các đối tượng trong dashboard được phân thành 3 cấp từ lớn đến nhỏ : + Tab và links : nhóm thuộc từng màn hình + Group : Ở đây bạn có thể tạo nhiều nhóm trong cùng một màn hình + Object : button, textbox,chart, form….

Plc dùng thay thế các mạch relay trong thực tế Plc hoạt động theo phương thức quét đầu ra

và đầu vào

 Sơ lược về TIA PORTAL :

+ Main : dùng để viết chương trình

Hình 3.6 chương trình PLC

+ PLC tag : khai báo lưu trữ

Hình 3.7 PLC tag+ Scada : Giám sát và điều khiển hệ thống

11

Hình 3.8 Scada

3.1.2 Khối Factory IO

Factory IO là phần mềm thiết kế và mô phỏng trực quan các hệ thống điều khiển tự động hóa theo cách trực quan nhất Phần mềm có thể giao tiếp với PLC, mô phỏng được hệ thống, đối tượng dưới dạng 3D

 Giao diện Factory IO :

Hình 3.9 Factory IO

Hình 3.10 mô phỏng factory IO

3.2 Sơ đồ nguyên lý tổng quát

13

Hình 3.11 sơ đồ nguyên lý

3.3 Thiết kế mô hình

Hình 3.12 node-red

Hình 3.13 dashboard

Hình 3.14 chương trình plc

15

4.2 Lưu đồ giải thuật

Hình 4.1 Lưu đồ giải thuật

Chương 5 THỰC NGHIỆM

5.1 Tiến trình thực nghiệm

Bước 1: viết chương trình plc và chạy chương trình

17

Hình 5.1 chương trình PLCBước 2: mở CMD gõ node-red

Hình 5.2 CMDBước 3: copy đường link : http://127.0.0.1:1880/ vào google sẽ vào trang node red

Bước 4: lập trình kéo thả các khối trong node red

Hình 5.3 node red Bước 5: kết nối plc với node red thông qua nettoPlcsim

Hình 5.4 NetToPLCsim Bước 6: quét mã qr hệ thống hoạt động

19

Hình 5.5 quét mã qr

5.2 kết quả thực nghiệm

Hình 5.7 Mô phỏng factory IO

5.3 Kết luận thực nghiệm

Sản phẩm được phân loại theo đúng mã qr được gián vào từng sản phẩm

Chương 6 KẾT LUẬN 6.1 Ưu điểm

 Giúp phân loại sản phẩm một cách nhanh chóng và dễ dàng

 Phân loại đúng sản phẩm theo yêu cầu

6.2 Nhược điểm

 Có sự nhầm lẫn trong khâu gián mã QR

Tài Liệu Tham Khảo https://www.youtube.com/watch?v=nU-XS9twYIc

https://www.youtube.com/watch?v=ngRtfAqhRV8

Phụ Lục 1

21

Hình 6.1 – 6.8 Chương trình PLC

25