ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Xây Dựng Bãi Gửi Xe Oto Tự Động Sử Dụng PLC S71200 Công Nghệ thẻ từ RFID và Xử Lý Ảnh Biển Số | Có Code

Khi xe được đưa vào vị trí gửi, ta quét thẻ từ RFID qua mạch xử lý. Camera sẽ chụp lại biển số xe, tín hiệu được đưa về phần mềm visual studio để xử lý và truyền dữ liệu lên hệ thống SQL Server (Cơ sở dữ liệu). Hệ thống SQL Server được liên kết qua phần mềm visual studio để lưu và xác định vị trí trống để gửi xe. Sau khi xác định được vị trí, tiến hành gửi lệnh đến PLC để thực hiện việc nâng hạ xe tới vị trí đã xác định. Khi xe đi ra, tiến hành quẹt thẻ RFID (thẻ sử dụng trước đó trong quá trình gửi xe), mạch đọc thẻ RFID tìm và truy xuất dữ liệu từ hệ thống SQL Server đã được lưu từ chế độ gửi xe trước đó. Sau khi truy xuất dữ liệu trong hệ thống SQL Server, hệ thống xử lý để xác định được vị trí xe. Sau khi đã xác định được vị trí, camera sẽ chụp lại ảnh và xác nhận đúng biển số xe đã vào trước đó sau đó tiến hành gửi lệnh đến PLC để PLC thực hiện việc lấy và trả xe.

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠ - ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH BÃI ĐỖ XE

Ô TÔ TỰ ĐỘNG Phần 2: XÂY DỰNG HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN - GIÁM

SÁT

HÀ NỘI - 2022

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

KHOA CƠ ĐIỆN

Giáo Viên Hướng Dẫn: TS Nguyễn Thị Hiên

HÀ NỘI - 2022

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp em đã nhận được nhiều sự giúp

đỡ, đóng góp ý kiến và chỉ bảo nhiệt huyết của thầy cô, gia đình và bạn bè

Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Nguyễn Thị Hiên –giảng viên hướng dẫn đồ án Trong suốt quá trình thực hiện đồ án nhờ sự đónggóp và khích lệ của cô đã giúp em vượt qua những khó khăn để hoàn thành đồ

án đúng tiến độ

Bên cạnh đó, em cũng xin cảm ơn đến các thầy cô khoa Cơ Điện nóichung và các thầy cô bộ môn Cơ sở kỹ thuật điện nói riêng đã giúp em cáckiến thức liên quan đến đề tài cũng như các kiến thức cơ bản mà thầy cô dãtruyền đạt trong suốt quá trình học tập tại trường

Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn tạođiều kiện, quan tâm và động viên em trong suốt quá trình học tập và hoànthành đồ án tốt nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện đề tài

Nguyễn Quang Vinh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN i

MỤC LỤC ii

DANH MỤC HÌNH v

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 2

1.1 MÔ HÌNH XÂY DỰNG 2

1.2 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU 4

1.2.1 Mục Đích 4

1.2.2 Yêu cầu 4

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 5

2.1 NGÔN NGỮ C# VÀ MỘT SỐ CÔNG CỤ LIÊN QUAN 5

2.1.1 Ngôn ngữ C# và NET Framework 5

2.1.2 Thư viện S7.NET 5

2.2 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP TRUYỀN DỮ LIỆU [3] 5

2.2.1 Chuẩn giao tiếp USB 5

2.2.2 Chuẩn giao tiếp SPI 6

2.2.3 Chuẩn giao tiếp Ethernet 6

2.3 MỘT SỐ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH 7

2.3.1 Microsoft Visual Studio 7

2.3.2 Microsoft SQL Server 9

2.3.3 TIA PORTAL V15.1 10

2.3.4 Phần mềm Arduino IDE 12

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 13

3.1 KẾT NỐI HỆ THỐNG 13

3.2 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN 19

3.2.1 Bài toán công nghệ 19

3.2.2 Thuật toán điều khiển 21

3.2.4 Lưu đồ thuật toán chương trình PLC chế độ gửi xe: 24

3.2.5 Lưu đồ thuật toán chương trình PLC chế độ lấy xe: 27

3.4 THIẾT KẾ GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 30

3.4.1 Thiết kế giao diện PLC trên WinCC 30

3.4.2 Thiết kế giao diện quản lý, giám sát trên Winform 32

3.5 KẾT QUẢ KHẢO NGHIỆM 35

3.5.1 Khảo nghiệm chương trình điều khiển 35

3.5.2 Khảo nghiệm giao diện giám sát WinCC 35

3.5.3 Khảo nghiệm giao diện quản lý Winform 37

KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 40

KẾT LUẬN 40

ĐỀ NGHỊ 40

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

PHỤ LỤC 43

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1: Mô hình bãi đỗ dạng tháp xếp tầng của nhóm 3

Hình 2.1: Giao diện của Microsoft Visual Studio 2017 7

Hình 2.2: Giao diện của Microsoft SQL Sever 2017 9

Hình 2.3: Giao diện của phần mềm TIA Portal V15.1 10

Hình 2.4: Cấu hình máy tính tương thích sử dụng phần mềm 11

Hình 2.5: Giao diện của phầm mềm Arduino IDE 1.8.5 12

Hình 3.1: Sơ đồ khối của toàn hệ 13

Hình 3.2: Kết nối PLC S7 – 1200 với máy tính 14

Hình 3.3: PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC 14

Hình 3.4: Arduino Uno R3 15

Hình 3.5: Cấu trúc thẻ RFID và hệ thống RFID 16

Hình 3.6: Sơ đồ kết nối Arduino Uno R3 và Mạch đọc thẻ RFID RC522 17

Hình 3.7: Camera xử lí hình ảnh A870 17

Hình 3.8: Công tắc hành trình 19

Hình 3.9: Sơ đồ thao tác vận hành 20

Hình 3.10: Lưu đồ thuật toán hệ thống 22

Hình 3.11: Lưu đồ thuật toán điều khiển cơ cấu nâng 23

Hình 3.12: Sơ đồ các vị trí để xe trong mô hình 24

Hình 3.13: Lưu đồ thuật toán của PLC với chế độ gửi xe 25

Hình 3.14: Lưu đồ thuật toán của PLC với chế độ lấy xe 27

Hình 3.15: Các bước nhận diện biển số xe 28

Hình 3.16: Giao diện điều khiển trên WinCC 31

Hình 3.17: Giao diện thiết kế form trên Visual studio 32

Hình 3.18: Giao diện viết chương trình trên Visual studio 33

Hình 3.19: Giao diện quản lý giám sát trên visual Studio 2017 33

Hình 3.20: Giao diện giám sát bãi xe trên WinCC khi hoạt động 35

Hình 3.21: Giao diện quản lý thẻ xe trên winform 36

MỞ ĐẦU

Việt Nam đang trên đà hội nhập và phát triển, tiến lênthành một nước có nền công nghiệp phát triển cao, công nghệhiện đại, đời sống vật chất của con người ngày càng được nângcao Và sự tất yếu kéo theo là sự phát triển ngày càng tăng củacác phương tiện cá nhân trong đó có cả xe máy và ô tô Trongtương lai không xa ở Việt Nam ô tô không còn là hàng hóa xa

xỉ Trong khi cơ sở hạ tầng lại không bắt kịp với sự phát triểncủa phương tiện, thiếu các nhà giữ xe nên xe cộ đỗ lấn chiếmlòng lề đường, tình trạng kẹt xe và tai nạn giao thông xảy ra liêntục Sự mất cân bằng này dẫn đến sự mất mỹ quan đô thị Theo

số liệu mới nhất của Tổng cục Hải quan, tính riêng tháng12/2021, cả nước nhập khẩu 15.196 ô tô nguyên chiếc, tổngkim ngạch 432,65 triệu USD Tính chung cả năm 2021, nước tanhập khẩu 160.035 ô tô nguyên chiếc, tổng kim ngạch 3,66 tỷUSD, tăng 52,1% về lượng và tăng 55,7% về kim ngạch so vớinăm 2020 [1], điều này chứng tỏ số lượng xe ô tô ở nước tatăng khá nhanh Từ những số liệu trên đòi hỏi những yếu tố cơ

sở hạ tầng phải đáp ứng cho sự tăng trưởng đó, đặc biệt là vấn

đề về bãi đậu xe Một trong những phương pháp nhằm giảiquyết những khó khăn này là việc ứng dụng sự phát triển củakhoa học kỹ thuật, công nghệ cao vào trong xây dựng cơ sở hạtầng Cụ thể hơn, cần xây dựng những bãi đỗ xe mang tính hiệnđại, tự động cao và tính an toàn được đặt lên hàng đầu Đồngthời, những bãi đậu xe như vậy cần phải đáp ứng vừa mang tínhkinh tế, vừa phù hợp với thực tiễn như tiết kiệm quỹ đất xâydựng, đảm bảo mỹ quan

Nhằm giải quyết vấn đề trên nhóm chúng em quyết định

chọn đề tài “Thiết kế và thi công mô hình bãi đỗ xe ô tô tự

động” Mục tiêu đề tài là xây dựng một mô hình bãi giữ xe ô tô

mang tính tự động cao, có khả năng tự động cất xe và trả xe Hệthống sử dụng công nghệ xử lý ảnh và công nghệ RFID chophép nhận diện và quản lý xe một cách thuận tiện, an toàn vàchính xác

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

1.1 MÔ HÌNH XÂY DỰNG

Qua khảo sát, phân tích ưu, nhược điểm của các bãi đỗ xetrong thực tế, nhóm thực hiện quyết định xây dựng mô hình bãi

đỗ xe dạng tháp tầng bởi những ưu điểm:

- Phù hợp với mọi địa điểm, đặc biệt là những nơi đông xe nhưbệnh viện, trung tâm thương mại (TTTM), …

- Có sức chứa lớn, an toàn, thân thiện với người dùng và giảmtải các nhân sự quản lý

- Có tính thẩm mỹ cao, có khả năng khai thác quỹ đất tốt

Với sự phân công của nhóm đề tài và được sự đồng ý của Giảng viênhướng dẫn, nội dung Đồ án này là phần xây dựng hệ thống điều khiển và thiết

kế giao diện quản lý, giám sát cho mô hình bãi đỗ xe Kết quả tính toán thiết

kế cơ khí, lựa chọn thiết bị và lắp đặt mô hình của nhóm thể hiện ở Hình 1.1

Mô hình sử dụng toàn bộ bằng nhôm định hình được thiết kế với chiềucao 650mm, chiều rộng 400mm, chiều dài 600mm Mô hình được xây dựng 3tầng, ở giữa là cơ cấu nâng hạ giúp đưa xe vào và ra, hai bên, mỗi bên là ba vịtrí để xe nhằm tiết kiệm diện tích Sử dụng tấm kính mika để làm bề mặt để

xe Thiết kế ở giữa bề mặt có một khoảng trống để ăn khớp với tấm palletnằm ngang để đưa vị trí xe vào một cách thuận tiện hơn

Hình 1.1: Mô hình bãi đỗ dạng tháp xếp tầng của nhóm

Chế độ gửi xe

Khi xe được đưa vào vị trí gửi, ta quét thẻ từ RFID quamạch xử lý Camera sẽ chụp lại biển số xe, tín hiệu được đưa vềphần mềm visual studio để xử lý và truyền dữ liệu lên hệ thốngSQL Server (Cơ sở dữ liệu) Hệ thống SQL Server được liênkết qua phần mềm visual studio để lưu và xác định vị trí trống

để gửi xe Sau khi xác định được vị trí, tiến hành gửi lệnh đếnPLC để thực hiện việc nâng hạ xe tới vị trí đã xác định

Chế độ trả xe

Khi xe đi ra, tiến hành quẹt thẻ RFID (thẻ sử dụngtrước đó trong quá trình gửi xe), mạch đọc thẻ RFID tìm vàtruy xuất dữ liệu từ hệ thống SQL Server đã được lưu từ chế

độ gửi xe trước đó Sau khi truy xuất dữ liệu trong hệ thốngSQL Server, hệ thống xử lý để xác định được vị trí xe Sau khi

đã xác định được vị trí, camera sẽ chụp lại ảnh và xác nhận

đúng biển số xe đã vào trước đó sau đó tiến hành gửi lệnh đếnPLC để PLC thực hiện việc lấy và trả xe

Sự cố mất thẻ

Vì khách hàng mất thẻ từ nên việc lấy xe bằng quá trìnhquét thẻ không được thực hiện Như vậy, hành khách muốn lấyđược xe buộc phải chứng minh xe mình được gửi trong bãibằng các giấy tờ tùy thân

Nhân viên kiểm tra giấy tờ của khách hàng, kiểm tra biển

số xe có tồn tại trong cơ sở dữ liệu không Nếu có thì truy xuất

vị trí đỗ xe để tiến hành trả xe với chế độ điều khiển bằng tay

và lưu lại thông tin khách hàng mất thẻ Sau đó tiến hành xóathông tin xe đã gửi trong cở sở dữ liệu

Quá trình gửi và trả xe được quản lý và điều khiển, giámsát một cách trực quan trên các giao diện màn hình máy tính.Các thao tác thực hiện thuận tiện, dễ dàng, thông tin về quátrình gửi/trả xe đầy đủ và rõ ràng

1.2 MỤC ĐÍCH, YÊU CẦU

1.2.1 Mục Đích

Nghiên cứu ứng dụng của PLC trong xây dựng chương trình điều khiểnnâng hạ xe, phục vụ quá trình gửi và trả xe ở mô hình bãi giữ xe tựđộng

Thiết kế giao diện WinCC điều khiển giám sát hệ thống bãi gửi xe tựđộng

Thiết kế giao diện Winform quản lý quá trình gửi và giữ xe với cácthông tin về thời gian gửi/trả xe, mã số thẻ, biển số xe

1.2.2 Yêu cầu

Chương trình điều khiển được viết gọn gàng, tối ưu, đảm bảo hệthống chạy theo đúng yêu cầu công nghệ của quá trình gửi và trả xe tựđộng

Giao diện quản lý, giám sát và điều khiển trực quan, dễ dàng trongthao tác, xử lý lỗi, có thể lưu trữ, hiển thị đầy đủ thông tin liên quan đến

xe ô tô gửi/trả

Tuy nhiên, trong khuôn khổ một đồ án tốt nghiệp, việc xây dựngchương trình điều khiển và giám sát hệ thống được thực hiện với một môhình bãi đỗ xe với 6 vị trí chứa xe, các xe sử dụng trong mô hình là các xe

đồ chơi của trẻ em có kích thước và trọng lượng nhỏ

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1 NGÔN NGỮ C# VÀ MỘT SỐ CÔNG CỤ LIÊN QUAN

2.1.1 Ngôn ngữ C# và NET Framework

C# là một ngôn ngữ hướng đối tượng trong sáng và antoàn cho phép các nhà phát triển dễ xây dựng một loạt các ứngdụng an toàn và mạnh mẽ chạy trên NET Framework Có thể

sử dụng C# để tạo ra các ứng dụng truyền thống Windows, dịch

vụ Web XML, thành phần phân phối ứng dụng dạngclientserver, ứng dụng cơ sở dữ liệu, và nhiều hơn thếnữa .NET Framework là một nền tảng phát triển phổ biến đểxây dựng các ứng dụng cho Windows, Windows Store,Windows Phone, Windows Server, và Windows Azure Nềntảng .NET Framework bao gồm ngôn ngữ lập trình C# vàVisual Basic, Common Language Runtime và một lớp thư việnrộng lớn [2]

2.1.2 Thư viện S7.NET

S7.Net là trình điều khiển PLC chỉ hoạt động với PLCSiemen và chỉ với kết nối Ethernet Điều này có nghĩa là PLCphải có CPU Profinet hoặc thẻ bên ngoài profinet (thẻ CPxxx).S7.Net được viết hoàn toàn bằng C#, vì vậy có thể gỡ lỗi dễdàng mà không cần phải thông qua các bản gốc

S7.Net tương thích với 200, 300, 400,

S7-1200, S7-1500

S7.Net hiển thị một lớp có tên PLC chứa tất cả cácphương thức có thể sử dụng để giao tiếp với PLC

Để kết nối và ngắt kết nối, có thể sử dụng các hàmOpen() và Close(), để giao tiếp, có thể sử dụng bất kỳ phươngthức nào để đọc và ghi các biến từ bộ nhớ PLC

Có thể đọc và ghi byte từ một vùng bộ nhớ duy nhất,được cung cấp địa chỉ bắt đầu và số byte

2.2 CÁC CHUẨN GIAO TIẾP TRUYỀN DỮ LIỆU [3]

2.2.1 Chuẩn giao tiếp USB

USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn kết nối tuần tự đadụng trong máy tính USB sử dụng để kết nối các thiết bị ngoại

vi với máy tính, chúng thường được thiết kế dưới dạng các đầucắm cho các thiết bị tuân theo chuẩn cắm và chạy mà với tínhnăng cắm nóng thiết bị (nối và ngắt các thiết bị không cần phảikhởi động lại hệ thống)

Ở mô hình này nhóm đã ứng dụng giao tiếp USB từ camera vàArduino Uno R3 để giao tiếp cũng như kết nối với máy tính

2.2.2 Chuẩn giao tiếp SPI

SPI (Serial Peripheral Bus) là một chuẩn truyền thông nốitiếp tốc độ cao do hãng Motorola đề xuất Đây là kiểu truyềnthông Master-Slave, trong đó có 1 chip Master điều phối quátrình truyền thông và các chip Slaves được điều khiển bởi chipMaster, vì thế truyền thông chỉ xảy ra giữa Master và Slave SPI

là một cách truyền song công (full duplex), nghĩa là tại cùngmột thời điểm, quá trình truyền và nhận có thể xảy ra đồng thời

SPI đôi khi được gọi là chuẩn truyền thông “4 dây” vì có 4đường giao tiếp trong chuẩn này đó là SCK (Serial Clock),MISO (Master Input Slave Output), MOSI (Master Ouput SlaveInput) và SS (Slave Select)

2.2.3 Chuẩn giao tiếp Ethernet

Ethernet là một công nghệ mạng cục bộ (LAN) nhằmchuyển thông tin giữa các máy tính với tốc độ từ 10Mbps đến100Mbps Hiện thời công nghệ Ethernet thường được sử dụngnhất là công nghệ sử dụng cáp đôi xoắn 10Mbps Công nghệtruyền thông 10Mbps sử dụng hệ thống cáp đồng trục cỡ lớn,hoặc cáp đôi, cáp sợi quang Tốc độ chuẩn cho hệ thốngEthernet hiện nay là 100Mbps

Từ khi chuẩn Ethernet ra đời, các đặc tính kĩ thuật và trình

tự để xây dựng nên một mạng Ethernet đã trở nên dễ dàng hơnđối với mọi người Những đặc tính này cùng với tính dễ sửdụng đã tạo nên một thị trường Ethernet rộng lớn và là nguyênnhân cho sự ứng dụng rộng rãi của Ethernet trong nền côngnghiệp máy tính

Vì thế nhóm đã sử dụng giao tiếp Enthernet từ PLC để kếtnối cũng như giao tiếp với máy tính

2.3 MỘT SỐ PHẦN MỀM LẬP TRÌNH

2.3.1 Microsoft Visual Studio

Hình 2.1: Giao diện của Microsoft Visual Studio 2017

Visual studio là một trong những công cụ hỗ trợ lập trìnhrất nổi tiếng nhất hiện nay của Mcrosoft và chưa có một phầnmềm nào có thể thay thế được nó Visual Studio được viết bằng

2 ngôn ngữ đó chính là C# và VB+ Đây là 2 ngôn ngữ lập trìnhgiúp người dùng có thể lập trình được hệ thống một các dễ dàng

và nhanh chóng nhất thông qua Visual Studio

 Một số tính năng

 Biên tập mã

Giống như bất kỳ một IDE khác, Visual Studio gồm cómột trình soạn thảo mã hỗ trợ tô sáng cú pháp và hoàn thiện mãbằng các sử dụng IntelliSense không chỉ cho các hàm, biến vàcác phương pháp mà còn sử dụng cho các cấu trúc ngôn ngữnhư truy vấn hoặc vòng điều khiển

 Trình gỡ lỗi

Visual Studio có một trình gỡ lỗi có tính năng vừa lậptrình gỡ lỗi cấp máy và gỡ lỗi cấp mã nguồn Tính năng nàyhoạt động với cả hai mã quản lý giống như ngôn ngữ máy và cóthể sử dụng để gỡ lỗi các ứng dụng được viết bằng các ngônngữ được hỗ trợ bởi Visual Studio.

- Thiết kế

+ Windows Forms Designer

Được sử dụng với mục đích xây dựng GUI (GraphicalUser Interface) sử dụng Windows Forms, được bố trí dùng

để xây dựng các nút điều khiển bên trong hoặc cũng có thểkhóa chúng vào bên cạnh mẫu Điều khiển trình bày dữ liệu

có thể được liên kết với các nguồn dữ liệu như: Cơ sở dữ liệuhoặc truy vấn

+ WPF Designery

Tính năng này cũng giống như Windows Forms Designer

có công dụng hỗ trợ kéo và thả ẩn dụ Sử dụng tương tác giữangười và máy tính nhắm mục tiêu vào Windows PresentationFoundation

+ Web designer/development

Visual Studio cũng có một trình soạn thảo và thiết kếwebsite cho phép các trang web được thiết kế theo tính năngkéo và thả đối tượng

Với những tính năng trên nhóm đã tính toán và đưa ra sửdụng trong phần mềm lập trình giao diện giám sát được viếttrên ngôn ngữ C#

C# (hay C sharp) là một ngôn ngữ lập trình đơn giản C#

là ngôn ngữ lập trình hiện đại, hướng đối tượng và được xâydựng trên nền tảng của hai ngôn ngữ mạnh nhất là C++ và Java[4]

2.3.2 Microsoft SQL Server

Hình 2.2: Giao diện của Microsoft SQL Sever 2017

SQL Server (Structure Query Language) là một công cụquản lý dữ liệu được sử dụng phổ biến ở nhiều lĩnh vực Hầuhết các ngôn ngữ bậc cao đều có trình hỗ trợ SQL như VisualBasic, Oracle, Visual C Các chương trình ứng dụng và cáccông cụ quản trị cơ sở dữ liệu (CSDL) cho phép người sử dụngtruy nhập tới cơ sở dữ liệu mà không cần sử dụng trực tiếpSQL Nhưng những ứng dụng đó khi chạy phải sử dụng SQL

 Đặc điểm của SQL Server

SQL là ngôn ngữ tựa tiếng Anh SQL là ngôn ngữ phi thủ tục,không yêu cầu ta cách thức truy nhập cơ sở dữ liệu như thế nào Tất cảcác thông báo của SQL đều rất dễ sử dụng và ít khả năng mắc lỗi

SQL cung cấp tập lệnh phong phú cho các công việc hỏi đáp dữliệu

+ Chèn, cập nhật, xoá các hàng trong một quan hệ

+ Tạo, sửa đổi, thêm và xoá các đối tượng trong cơ sở dữliệu.

+ Điều khiển việc truy nhập tới cơ sở dữ liệu và các đốitượng của cơ sở dữ liệu để đảm bảo tính bảo mật của cơ sở dữliệu

+ Đảm bảo tính nhất quán và sự ràng buộc của cơ sở dữliệu

+ Yêu cầu duy nhất để sử dụng cho các hỏi đáp là phảinắm vững được các cấu trúc sơ sở dữ liệu của mình

2.3.3 TIA PORTAL V15.1

Hình 2.3: Giao diện của phần mềm TIA Portal V15.1

TIA Portal (Total Intergrated Automation Portal) là phần mềm

cơ sở tích hợp tất cả các phần mềm lập trình cho các hệ tự động hóa

và truyền động điện: PLC, HMI, Inverter của Siemens

Được thiết kế với giao diện thân thiện với người sử dụng, lầnđầu làm quen thì rất rối mắt bởi rất nhiều tính năng và tác vụ của

nó, nhưng khi làm quen nhiều rồi thì đúng là rất tiện, tất cả trongmột Tất cả các bộ điều khiển PLC, HMI, Inverter đều được cấu

hình trên TIA Portal V15.1, tạo ra sự nhất quán trong việc lập trình,cấu hình sản phẩm.

Các gói phần mềm có trong TIA Portal

 SIMATIC STEP7 Professional V15.1 và SIMATIC STEP7 V15.1

 PLCSIM dùng để lập trình và mô phỏng PLC 1200, 300, 400

S7- SIMATIC WinCC Professional V13: Lập trình giao diện HMI và IPC

 SIMATIC Start Driver V15.1: Cấu hình biến tần Siemens

Trong quá trình học tập và nghiên cứu, em đã được nhàtrường và thầy cô hướng dẫn, em được tiếp xúc nhiều với PLCS7-1200 và phần mềm đi cùng TIA Portal, nên em đã áp dụngvào trong mô hình của mình Trong quá trình sử dụng, em nhậnthấy còn một vài ưu và nhược điểm đối với phần mềm TIAPortal

Được lập trình trên ngôn ngữ Ladder Logic

Ladder Logic (còn được gọi là sơ đồ bậc thang hoặcLD/LAD) là một ngôn ngữ lập trình được sử dụng để lập trìnhPLC (Programmable Logic Controller) là một ngôn ngữ lậptrình PLC đồ họa thể hiện các hoạt động logic với ký hiệutượng trưng Logic bậc thang được tạo ra từ các nấc thanglogic, tạo thành thứ trông giống như một cái thang – do đó cótên là “Ladder Logic” hay “Ladder Diagram” [5]

* Ưu điểm: - Phần mềm được sử dụng phổ thông

- Giao diện dễ dàng sử dụng

- Có thể mô phỏng trực tiếp trên phần mềm

* Nhược điểm: Phần mềm có dung lượng lớn, khó khăn trongquá trình cài đặt đối với những máy tính có cấu hình thấp (Hình2.4 thể hiện cấu hình máy tính tương thích để sử dụng phầnmềm TIA Portal)

Hình 2.4: Cấu hình máy tính tương thích sử dụng phần mềm Tia Protal 2.3.4 Phần mềm Arduino IDE

Hình 2.5: Giao diện của phần mềm Arduino IDE 1.8.5

Các thiết bị dựa trên nền tảng Arduino được lập trình bằngngôn ngữ riêng Ngôn ngữ này dựa trên ngôn ngữ Wiring được viếtcho phần cứng Và Wiring lại là một biến thể của C/C++ Một sốngười gọi nó là Wiring, một số khác thì gọi là C hay C/C++ và độingũ phát triển Arduino gọi là ngôn ngữ Arduino Ngôn ngữArduino bắt nguồn từ C/C++ phổ biến hiện nay do đó rất dễ học, dễhiểu Để lập trình cũng như gửi lệnh và nhận tín hiệu từ mạch

Arduino, nhóm phát triển dự án này đã cũng cấp đến cho ngườidùng một môi trường lập trình Arduino được gọi là Arduino IDE(Intergrated Development Environment)

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Hình 3.1: Sơ đồ khối của toàn hệ thống

Mô hình bãi gửi xe tự động bao gồm các khối: khối nguồn, khối động

cơ, công tắc hành trình, nút nhấn khối xử lý trung tâm, khối đoc thẻ, khối thunhận hình ảnh (Hình 3.1)

 Khối xử lý trung tâm bao gồm PLC và máy tính giao tiếp vớinhau qua cổng Ethernet (Hình 3.2) Trong mô hình, nhóm chúng em sửdụng 2 nút bấm, 3 công tắc hành trình để giới hạn chuyển động ra vào, lênxuống, chuyển động quay của cơ cấu nâng hạ, 3 driver TB6600 ứng với 3động cơ bước để xử lý đảo chiều quay và di chuyển của động cơ Nhưvậy, có tổng 5 tất cả đầu vào và 6 đầu ra (mỗi driver cần 2 đầu ra để chỉnhxung và chỉnh hướng) Vì tính ổn định của hệ thống cũng như do đã có sựlàm quen trong thời gian học tập ở trường, nhóm đã đưa ra lựa chọn PLC

S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC làm thiết bị cho khối xử lý trung tâm(Hình 3.3).

Hình 3.2: Kết nối PLC S7 – 1200 với máy tính

Hình 3.4: Arduino Uno R3

Arduino Uno R3 là một mạch vi xử lý phát triển sử dụng

vi điều khiển Atmega328P nhằm xây dựng các ứng dụng tươngtác với nhau hoặc với môi trường được thuận lợi hơn Arduino

sử dụng mã nguồn mở, có thể giao tiếp với nhiều ngoại vi nhưcác cảm biến, các mạch điện tử, mạch công suất, động cơ

Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3 được thể hiệntrong bảng 3.1

Bảng 3.1: Thông số kỹ thuật của Arduino Uno R3.

Điện áp hoạt động 5V DC (chỉ được cấp qua cổng USB)

Điện áp vào khuyên dùng 7-12V DC

Điện áp vào giới hạn 6-20V DC

Số chân Digital I/O 14 (6 chân hardware PWM)

Số chân Analog 6 (độ phân giải 10bit)

Dòng tối đa trên mỗi chân I/O 30 mA

 Mạch đọc thẻ RFID RC522

RFID (Radio Frequency Identification) là công nghệnhận dạng đối tượng bằng sóng vô tuyến, cho phép nhận biếtcác đối tượng thông qua hệ thống thu phát sóng radio, từ đó cóthể giám sát, quản lý hoặc lưu vết từng đối tượng

Một thiết bị hay một hệ thống RFID được cấu tạo bởi hai thànhphần chính là thiết bị đọc (reader) và thiết bị phát mã RFID có gắn chiphay còn gọi là tag (Hình3.5) Thiết bị đọc được gắn antenna để thu – phátsóng điện từ, thiết bị phát mã RFID tag được gắn với vật cần nhận dạng,mỗi thiết bị RFID tag chứa một mã số nhất định và không trùng lặp nhau

Hình 3.5: Cấu trúc thẻ RFID và hệ thống RFID

Khi hoạt động, thiết bị RFID reader phát ra sóng điện từ ở một tần

số nhất định, khi thiết bị RFID tag trong vùng hoạt động sẽ nhận biếtđược sóng điện từ này và thu nhận năng lượng, từ đó phát lại cho thiết bịRFID reader biết mã số của mình, giúp cho RFID reader nhận biết đượctag nào đang trong vùng hoạt động

Hình 3.6: Sơ đồ kết nối Arduino Uno R3 và Mạch đọc thẻ RFID RC522

- Camera độ nét cao, chip + ống kính ở window

- Thích hợp cho máy tính để bàn và máy tính xách tay.

- Hỗ trợ Windows 2000 / XP / window7 / win8 / window10 / Vista

Công tắc hành trình (Hình 3.8) dùng để giới hạn hành trình của các

bộ phận chuyển động nào đó trong một cơ cấu hay một hệ thống, baogồm:

của một công tắc hành trình, thứ làm nên sự khác biệt giữa chúng và cácloại công tắc khác Chúng được gắn trên đầu của công tắc có nhiệm vụnhận tác động từ các bộ phận chuyển động để tác động kích hoạt công tắc

bên trong với lớp vỏ bằng nhựa giúp chúng va dâp, bảo vệ các mạch điệnbên trong khỏi các tác nhân tác động vật lý

vì nó có nhiệm vụ truyền tín hiệu đến các thiết bị khác khi bị tác động bởi

bộ phận truyền động