Nâng cao kết nối giữa hệ thống máy soi x ray với hệ thống băng tải tại sân bay

Sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực điều khiển tự động thực sự có ý nghĩa rất to lớn trong những hệ thống điều khiển phức tạp, những hệ truyền động tự động đòi hỏi độ chính xác cao và ổn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

L ỜI CẢM ƠN

Sau hai năm học tập, nghiên cứu dưới sự quản lý của Viện đào tạo sau đại học – Trường ĐH Bách khoa Hà Nội Tới nay luận văn: “Nâng cao kết nối giữa hệ thống máy soi X-Ray với hệ thống băng tải tại sân bay” của em đã được hoàn thành đúng thời gian quy định Xin được tỏ lòng cảm ơn tới Phòng đào tạo đã tạo nhiều điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành được luận văn đúng thời gian quy định

Luận văn này được hoàn thành với sự hướng dẫn tận tình của PGS TS Nguyễn Thị Phương Mai Em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới cô đã giảng dạy tận tình, chi tiết để em có đủ kiến thức và vận dụng chúng vào đề tài này Luận văn được bảo vệ thành công chính là nhờ vào những lời góp ý và hướng dẫn của cô Em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến ban giám hiệu trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội vì đã tạo điều kiện về cơ sở vật chất với hệ thống thư viện hiện đại, đa dạng các loại sách, tài liệu thuận lợi cho việc tìm kiếm, nghiên cứu thông tin Em cũng xin bày tỏ lòng biết ơn tới các thầy cô trong viện Cơ khí đã có những chỉ dẫn về lĩnh vực chuyên môn Rất mong rằng sau khi bảo vệ, với sự giúp

đỡ từ các thầy, bạn bè đồng nghiệp, đề tài này có thể được phát triển tiếp trong tương lai và giúp cho em được trưởng thành hơn trong lĩnh vực chuyên môn của mình

Cuối cùng, em xin kính chúc các thầy cô nhiều sức khỏe, thành công và hạnh phúc

Hà Nội, tháng 06 năm 2020

Học viên thực hiện

Nguyễn Tiến Thành

L ỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Nguyễn Tiến Thành

Sinh ngày: 23/11/1993

Mã HV: CA180114

Học viên lớp cao học khóa 2018A - Ngành Cơ Điện Tử - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội

Tôi xin cam đoan đề tài “Nâng cao kết nối giữa hệ thống máy soi X-Ray với

hệ thống băng tải tại sân bay” PGS TS Nguyễn Thị Phương Mai hướng dẫn là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Ngoài các tài liệu tham khảo đã dẫn ra ở cuối luận văn, tôi đảm bảo rằng không sao chép các công trình hoặc kết quả của người khác Nếu phát hiện có sự sai phạm với điều cam đoan trên, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm

M ỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

LỜI CAM ĐOAN 2

DANH MỤC BẢNG 6

DANH MỤC HÌNH 7

DANH MỤC SƠ ĐỒ 8

TÓM TẮT BĂNG TIẾNG ANH

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 12

1 Lý thuyết về SCADA và những áp dụng trong nghiên cứu: 12

1.1 Lý thuyết SCADA: 12

1.1.1 Khái niệm về SCADA: 12

1.1.2 Lịch sử, phát triển của SCADA 15

1.1.3 Hệ thống SCADA được ứng dụng vào thực tế: 17

1.1.4 Mục đích nghiên cứu: 21

2 Hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài: 21

C HƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG MÁY SOI X-RAY TẠI SÂN BAY QU ỐC TẾ NỘI BÀI 23

1 Tổng quan về máy soi X-Ray tại sân bay quốc tế Nội Bài: 23

1.1 Giới thiệu về các máy soi đang được sử dụng trong thực tế: 23

1.2 Kết cấu và chức năng cơ bản của máy soi chiếu X-ray: 27

1.2.1 Cấu tạo máy soi gồm: 27

1.2.2 Chức năng cơ bản của máy soi X-Ray: 31

1.2.3 Động cơ và điều khiển động cơ và băng tải: 32

1.2.4 Phát tia X và điều khiển đầu phát tia X và bộ thu tia X 34

1.2.5 Hệ thống xử lý điều khiển: 36

1.2.6 Đầu vào chính, chuyển mạch chính và ngắt nguồn thiết bị trong trường hợp khẩn cấp 43

2.1.1 The Multi-Level concept (Departure system) - Khái niệm hệ thống soi chiếu đa

cấp độ (Hệ thống inline ga đi): 49

2.1.2 The Multi-Level concept (Arrival system) - Khái niệm hệ thống soi chiếu đa cấp độ (Hệ thống inline ga đến): 50

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HÊ THỐNG BĂNG TẢI 52

1 Các quy trình 52

2 Phân tích yêu cầu bài toán 52

2.1 Thiết kế các tủ điện và bảng điều khiển: 53

2.1.1 Bảng điều khiển Diverter 55

2.1.2 Tủ JB 5-7 55

2.1.3 Tủ JB-15 62

2.1.4 Tủ JB-A-1&2X 65

2.1.5 Tủ JB-A-3&4 67

2.1.6 Tủ JB-A-C1&2 70

2.1.7 Tủ điều khiển DB-BHS-L 71

3 Lập trình bài toán trên PLC và Wincc 74

3.1 Yêu cầu bài toán 74

3.2 Hàm các băng tải tại quầy check-in 75

3.3 Hàm checking hành lý (Kết quả XRAY chuyển về bàn check-in) 76

3.4 Hàm hoạt động của các băng tải 76

3.5 Thiết kế giao diện điều khiển 77

CHƯƠNG 4 NÂNG CAO KẾT NỐI GIỮA HỆ THỐNG MÁY SOI X-RAY VỚI HỆ THỐNG BĂNG TẢI TẠI SÂN BAY 81

1 Kết nối giữa hệ thống BHS và hệ thống máy soi X-Ray 81

2 Interface BHS-HS9075 (Custom) 83

2.1 Interface 83

2.2 Tín hiêu của NTEGRATION/NETWORK MODE 84

2.2.1 Giao diện song song 84

2.2.2 SERIAL INTERFACE (kết nối nối tiếp): 89

2.3 IRS_PLC_HBS1 (kết nối máy soi cũ): 91

2.3.1 Giao diện song song 91

2.3.2 Giao diện truyền thông nối tiếp 92

2.3.3 RS-232 94

2.4 IRS PLC HBS2 (kết nối máy soi mới) 94

2.4.1 Kết nối máy soi mới 94

2.4.2 Tín hiệu của integration/network mode 95

2.4.3 RS-232 97

3 Kết nối máy soi X-ray và BHS: 97

3.1 Máy soi cũ: 97

3.1.1 Kết nối tín hiệu: 97

3.1.2 Các lỗi từ phía máy soi: 101

3.1.3 Các lỗi BHS: 101

3.1.4 Các lỗi kết nối: 101

3.2 Máy soi mới 101

3.2.1 Các lỗi từ phía máy soi 103

3.2.2 Các lỗi BHS: 103

3.2.3 Các lỗi kết nối: 104

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN 107

1 Kết luận: 107

2 Hướng phát triển của đồ án trong tương lai: 107

TÀI LIỆU THAM KHẢO 108

PHỤ LỤC 110

DANH M ỤC BẢNG

Bảng 1: Các quy trình hoạt động của BHS 22

Bảng 2: Các quy trình hoạt động của BHS 52

Bảng 3: Thành phần bảng điều khiển check-in 55

Bảng 4: Thành phần bảng điều khiển Diverter 55

Bảng 11: Số lượng DI/DO các tủ và bảng điều khiển 74

Bảng 12: Đầu vào song song 85

Bảng 13: Đầu ra song song 87

Bảng 14: Đèn tín hiệu của PLC máy soi 100

Bảng 5: Thành phần tủ JB 5-7 111

Bảng 6: Thành phần tủ JB-15 113

Bảng 7 : Thành phần tủ JB-A-1&2X 115

Bảng 8: Thành phần tủ JB-A-3&4 118

Bảng 9: Thành phần tủ JB-A-C1&2 118

Bảng 10: Thành phần tủ DB-BHS-L 126

DANH M ỤC HÌNH VẼ

Hình 1 Máy soi chiếu X-ray tại sân bay Nội Bài 23

Hình 2 Máy soi HS 9075 24

Hình 3 Máy soi HS 130100T 26

Hình 4 Máy soi HS 7555 Atix 27

Hình 5 Hình ảnh hiển thị đen trắng 40

Hình 6 Hình ảnh nâng cao (sen) 40

Hình 7 X-ACT 41

Hình 8 HI-SPOT 41

Hình 9 Công tắc ngắt 44

Hình 10: Phân bố tủ cánh trái nhà ga T2 sân bay Nội Bài 54

Hình 11: Hệ thống bàn check-in Zone A 75

Hình 12: Hệ thống bàn check-in cả 2 cánh 75

Hình 13: Giao diện điều khiển hệ thống bên trái 77

Hình 14: Giao diện điều khiển hệ thống bên phải 78

Hình 15: Bảng điều khiển check in 79

Hình 16: Giao diện cảnh báo lỗi 79

Hình 17: Lập trình băng tải trong thực tế 102

Hình 18: Các thiết bị hệ thống SCADA sau khi được nâng cấp 104

Hình 19: Hệ thống SCADA sau khi được nâng cấp 105

Hình 20: Hệ thống SCADA sau khi mở rộng 106

Hình 21: Hệ thống SCADA tại phòng BHS trung tâm 107

DANH M ỤC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 1: Sơ đồ khối hệ thống SCADA 14

Sơ đồ 2 Cấu trúc máy soi 28

Sơ đồ 3 Kết cấu máy soi 29

Sơ đồ 4 Khối hệ thống 30

Sơ đồ 5 Sơ đồ khối động cơ một pha 33

Sơ đồ 6 Điều khiển đầu phát tia X 34

Sơ đồ 7 Sơ đồ khối điện tử hitrax 36

Sơ đồ 8 Kết nối của khối điện tử hitrax 37

Sơ đồ 9 Đầu vào chính 43

Sơ đồ 10 Sơ đồ khối công tắc ngắt 45

Sơ đồ 11 Sơ đồ khối LBT / LBR 47

Sơ đồ 12: Hệ thống soi chiếu đa cấp độ ga đi 49

Sơ đồ 13: Hệ thống soi chiếu đa cấp độ ga đến 50

Sơ đồ 14: Sơ đồ kết nối động cơ AB5, 6, 7 57

Sơ đồ 15: Kết nối contactor, role với ASI module 58

Sơ đồ 16: Kết role từ tủ JB 5-7 đến bảng điều khiển PB-E-AB5.2R 59

Sơ đồ 17: Kết nối Photocell với đầu vào của ASI module 60

Sơ đồ 18 : Kết nối từ tủ JB 5-7 đến tủ JB 8-10 và JB-A-3&4 61

Sơ đồ 19: Sơ đồ 4 nút dừng khẩn cấp cho đảo AB15 63

Sơ đồ 20: Kết nối từ tủ JB 15 đến tủ JB 13&14 64

Sơ đồ 21: Sơ đồ kết nối động cơ A1, A2 và nguồn ra X-ray 66

Sơ đồ 22: Kết nối role điều khiển Diverter 69

Sơ đồ 23: Kết nối đèn và nút bấm từ quầy check in đến tủ JB-A-C1&2 70

Sơ đồ 24: Sơ đồ kết nối PLC S7-300 và ASI Master 72

Sơ đồ 25: Sơ đồ kết nối đầu vào module PLC-OM 73

Sơ đồ 26: Sơ đồ khối hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài 81

Sơ đồ 27: Sơ đồ khối đặc tả chức năng máy soi tại lv 0 82

Sơ đồ 28: Sơ đồ khối chức năng máy soi chiếu an ninh 83

Sơ đồ 29: Sơ đồ khối hệ thống máy chủ BHS tại sân bay quốc tế Nội Bài 84

Sơ đồ 30: Kết nối các cổng của PLC BHS và PLC máy soi 98

Sơ đồ 31: Tín hiệu logic của PLC máy soi và băng tải 103

TÓM T ẮT BĂNG TIẾNG ANH

SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition

BHS: Baggage Handling System

PLC: Programmable Logic Controller

GUI: Graphical User Interface

RTU: Remote Terminal Unit

HMI: Human-Machine-Interface

LB: Light Barriers

M Ở ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài:

Trong những năm gần đây sự phát triển vượt bậc, mạnh mẽ của lĩnh vực điều khiển tự động, với những công nghệ tiên tiến, đã có những bước chuyển mình sâu sắc Những hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ với tốc độ xử lý chậm chạp, độ tin cậy thấp đã được thay thế bằng hệ thống điều khiển hiện đại với tốc độ xử lý cao,

độ tin cậy cao với chương trình điều khiển được đặt trước Sự phát triển mạnh mẽ của lĩnh vực điều khiển tự động thực sự có ý nghĩa rất to lớn trong những hệ thống điều khiển phức tạp, những hệ truyền động tự động đòi hỏi độ chính xác cao và ổn định, đặc biệt là hệ thống tự động SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), hệ thống đã và đang được phát minh, nâng cấp để tiếp tục mang lại lợi ích thiết thực cho con người Đối với giao thông vận tải, một trong những ngành đang tiến lên nhanh chóng nhất, với những thiết bị tối tân hiện đại nhất được đầu

tư ở Việt Nam chính là ngành hàng không Tại các sân bay, hệ thống quan trọng bậc nhất và quen thuộc nhất với ngành cơ điện tử là hệ thống băng tải phân loại hành lý Baggage Handling System - BHS Hệ thống được kết nối với rất nhiều máy móc khác để giúp sân bay được hoạt động trơn tru với số lượng hành khách rất lớn Đề tài nghiên cứu này đặt ra với mong muốn được giới thiệu, phân tích về kết nối giữa hệ thống máy soi (không bỏ qua các thiết bị riêng lẻ) với hệ thống BHS thành hệ thống hoàn chỉnh trên cơ sở, kỹ thuật hiện đang được sử dụng nằm gọn trong hệ thống tự động SCADA và việc phát triển hệ thống để có thể mang lại nhiều lợi ích hơn cho sân bay trong tương lai gần

2 M ục đích nghiên cứu của luận văn, đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Tại sân bay quốc tế Nội Bài, hệ thống SCADA được sử dụng cho việc giám sát và điểu khiển vận hành, hiển thị trạng thái, quản lý và lưu trữ dữ liệu quá trình của các hệ thống khác đồng phối hợp khai thác bảo trì và sửa chữa của nhiều hệ thống khác nhau như hệ thống băng tải, hệ thống máy soi chiếu X-ray, hệ thống báo cháy, hệ thống cửa tự động, vvv…

Luận văn này tập trung vào việc sử dụng hệ thống SCADA đã có sẵn và nâng cấp một phần nhỏ của hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài: Cụ thể là thêm

10 máy soi chiếu X-ray, các băng tải và phần điều khiển tương thích để nâng cao độ hiệu quả của dây chuyền có sẵn Nội dung thứ hai là nghiên cứu nâng cao năng lực

kế của 2 hệ thống máy soi X-ray với hệ thống băng tải và tiến hành đồng bộ hệ thống

cũ với hệ thống mới; khắc phục một số lỗi đang có và đưa ra định hướng phát triển

hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài trong tương lai

3 Phương pháp nghiên cứu

Tổng hợp các công trình và kết quả nghiên cứu đã được công bố trong nước

và trên thế giới, phân tích các yếu tố quyết định đến độ chính xác và các chỉ tiêu làm việc của thiết bị Xây dựng mô hình thực nghiệm và đưa vào thực tiễn

4 Đóng góp mới của luận văn

Hiện nay, sân bay quốc tế Nội Bài đang sở hữu 18 máy soi X-Ray inline (loại máy soi kết nối mạng với 1 máy chủ, giúp người vận hành có thể thực hiện việc soi chiếu tự động hoặc từ xa) kết nối với hệ thống băng tải phân loại hành lý BHS

Vì nhu cầu đi lại ngày 1 tăng cao, lượng hành khác và hành lí dần dần khiến cho một số vị trí tại sân quay quốc tế Nội Bài xuất hiện dấu hiệu quá tải trong giờ cao điểm Vì lý do đó, trong dự án sắp tới, cụm cảng hàng không NIA muốn mở rộng thêm hệ thống SCADA với việc thêm 10 máy soi nối mạng, sau khi kết nối với băng tải, thay đổi cấu trúc đã có sẵn để mở rộng sản xuất, tăng cường phục vụ số lượng hành khách đang lớn dần để sân bay có thể hoạt động hiệu quả hơn hơn đồng thời khắc phục những lỗi đã có trong quá trình vận hành cũ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

1 Lý thuy ết về SCADA và những áp dụng trong nghiên cứu:

1.1 Lý thuyết SCADA:

- SCADA – Supervisory Control And Data Acquisition là một hệ thống quản lý

tự động hóa trong công nghiệp với chức năng điều khiển giám sát và thu thập dữ liệu Khởi nguồn của hệ thống SCADA chính là các thiết bị nhập, xuất dữ liệu được sử dụng để kiểm soát từ xa các hoạt động công nghiệp trong những năm 1960 Chỉ đến đầu những năm 1970, khái niệm “SCADA” mới được hình thành, khi mà các bộ vi

xử lý và điều khiển khả trình PLC (Programmable Logic Controller) phát triển, từ đó giúp nâng cao khả năng quản lý và kiểm soát quy trình tự động hóa ở các doanh nghiệp

- Là một hệ thống phần mềm và phần cứng cho phép các tổ chức công nghiệp:

• Kiểm soát các quy tình công nghiệp tại chỗ hoặc từ xa

• Theo dõi, thu thập và xử lý dữ liệu thời gian thực

• Tương tác trực tiếp với các thiết bị như cảm biến, van, máy bơm, động cơ và hơn thế nữa thông qua các phần mềm giao diện người – máy (HMI)

• Ghi lại sự kiện vào tệp nhật ký (log file)

• Hệ thống SCADA rất quan trọng đối với các tổ chức công nghiệp vì chúng giúp duy trì hiệu quả, xử lý dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn và truyền đạt các vấn đề hệ thống để giúp giảm thiểu thời gian chết

• Giao diện cơ sở để vận hành tại các thiết bị đầu cuối là một màn hình giao diện

đồ họa GUI (Graphical User Interface) dùng để hiển thị toàn bộ hệ thống điều khiển

giám sát hoặc các thiết bị trong hệ thống Tại một thời điểm, dữ liệu được hiện thị dưới dạng hình ảnh tĩnh, khi dữ liệu thay đổi thì hình ảnh này cũng thay đổi theo

• Trong trường hợp dữ liệu của hệ thống biến đổi liên tục theo thời gian, hệ SCADA thường hiện thị quá trình thay đổi dữ liệu này trên màn hình giao diện đồ họa (GUI) dưới dạng đồ thị

• Một ưu điểm lớn của hệ SCADA là khả năng xử lý lỗi rất thành công khi hệ thống xảy ra sự cố Nhìn chung, khi có sự cố hệ SCADA có thể lựa chọn một trong các cách xử lý sau:

o Sử dụng dữ liệu cất giữ trong các RTU: trong các hệ SCADA có các RTU có dung lượng bộ nhớ lớn, khi hệ thống hoạt động ổn định dữ liệu sẽ được sao lưu vào trong bộ nhớ của RTU Do đó, khi hệ thống xảy ra lỗi thì các RTU sẽ sử dụng tạm dữ liệu này cho đến khi hệ thống hoạt động trở lại bình thường

o Sử dụng các phần cứng dự phòng của hệ thống: hầu hết các hệ SCADA đều được thiết kế thêm các bộ phận dự phòng, ví dụ như hệ thống truyền thông hai đường truyền, các RTU đôi hoặc hai máy chủ…do vậy, các bộ phận dự phòng này sẽ được đưa vào sử dụng khi hệ SCADA có sự cố hoặc hoạt động offline (có thể cho mục đích bảo dưỡng, sửa chữa, kiểm tra…)

- Kiến trúc SCADA cơ bản bắt đầu bằng các bộ điều khiển logic lập trình (PLC) hoặc các thiết bị đầu cuối từ xa (RTUs) PLC và RTU là các máy vi tính giao tiếp với một loạt các đối tượng như máy nhà máy, HMI, cảm biến và thiết bị đầu cuối, sau đó định tuyến thông tin từ các đối tượng đó đến máy tính có phần mềm SCADA Phần mềm SCADA xử lý, phân phối và hiển thị dữ liệu, giúp các nhà khai thác và các nhân viên khác phân tích dữ liệu và đưa ra các quyết định quan trọng

- Ví dụ, hệ thống SCADA nhanh chóng thông báo cho một điều hành viên rằng một lô sản phẩm đang hiển thị tỷ lệ lỗi cao Điều hành viên tạm dừng hoạt động và xem dữ liệu hệ thống SCADA qua HMI để xác định nguyên nhân của vấn đề Họ xem xét dữ liệu và phát hiện ra rằng Máy 4 đã hỏng hóc Hệ thống SCADA để thông báo cho điều hành viên sự cố giúp anh ta giải quyết vấn đề và ngăn chặn việc mất thêm sản phẩm

Sơ đồ 1: Sơ đồ khối hệ thống SCADA

- Với:

• Sensors: các bộ cảm biến

• Manual Inputs: thiết bị đầu vào

• PLC: PLC điều khiển

• RTU: Thiết bị đầu cuối

• HMI – Human Machine Interface: Thiết bị giao tiếp giữa người dùng và máy móc

- Hệ thống SCADA được sử dụng bởi các tổ chức công nghiệp và các công ty trong khu vực công và tư nhân để kiểm soát và duy trì hiệu quả, phân phối dữ liệu cho các quyết định thông minh hơn, và truyền đạt các vấn đề hệ thống để giúp giảm thiểu thời gian chết

- Hệ thống SCADA hoạt động tốt ở nhiều loại hình doanh nghiệp khác nhau vì chúng

có thể từ các cấu hình đơn giản đến các cài đặt lớn, phức tạp Hệ thống SCADA là xương sống của nhiều ngành công nghiệp hiện đại, bao gồm:

xử lý nước thải hoặc thậm chí theo dõi sử dụng năng lượng tại nhà của bạn Các hệ thống SCADA hiệu quả có thể giúp tiết kiệm đáng kể thời gian và tiền bạc Nhiều nghiên cứu điển hình đã được công bố nêu bật những lợi ích và tiết kiệm của việc sử dụng giải pháp phần mềm SCADA hiện đại như Radiflow

1.1.2 Lịch sử, phát triển của SCADA

- Sự ra đời của SCADA

• Để hiểu được nguồn gốc của SCADA, chúng ta phải hiểu những vấn đề mà các tổ chức công nghiệp đang cố gắng giải quyết Trước khi khái niệm SCADA được

giới thiệu vào giữa thế kỷ 20, nhiều tầng sản xuất, nhà máy công nghiệp và các trang web từ xa dựa vào nhân sự để điều khiển và giám sát bằng tay thông qua các nút bấm

và analog dials

• Khi sàn công nghiệp và trang web điều khiển từ xa bắt đầu mở rộng quy mô, cần có các giải pháp để kiểm soát thiết bị trên một khoảng cách dài Các tổ chức công

chức năng tự động hóa hạn chế, nhiều vấn đề hơn bắt đầu phát sinh khi các tổ chức tiếp tục mở rộng quy mô Rơle và bộ định thời rất khó cấu hình lại, tìm lỗi và các bảng điều khiển chiếm các không gian của rack Cần có một hệ thống kiểm soát và giám sát hiệu quả hơn và hoàn toàn tự động

• Đầu những năm 1950, máy tính được phát triển và sử dụng lần đầu tiên cho mục đích kiểm soát công nghiệp Điều khiển giám sát bắt đầu trở nên phổ biến trong

số các tiện ích chính, đường ống dẫn dầu và khí đốt, và các thị trường công nghiệp khác tại thời điểm đó Trong những năm 1960, đo từ xa được thiết lập để theo dõi, cho phép liên lạc tự động để truyền các phép đo và các dữ liệu khác từ các thiết bị điều khiển từ xa đến thiết bị giám sát Thuật ngữ “SCADA” được đặt ra vào đầu những năm 1970, và sự gia tăng của các bộ vi xử lý và PLC trong thập kỷ đó làm tăng khả năng giám sát và kiểm soát các quy trình tự động của doanh nghiệp hơn bao giờ hết

- Sự phát triển của SCADA

• Phiên đầu tiên của SCADA bắt đầu với máy tính lớn Các mạng như chúng ta biết ngày nay là không có và mỗi hệ thống SCADA tự đứng riêng Những hệ thống này giờ đây được gọi là hệ thống SCADA nguyên khối

• Trong thập niên 80 và 90, SCADA tiếp tục phát triển nhờ các hệ thống máy tính nhỏ hơn, công nghệ mạng LAN và phần mềm HMI dựa trên PC Các hệ thống SCADA sớm có thể được kết nối với các hệ thống tương tự khác Nhiều giao thức LAN được sử dụng trong các hệ thống này là độc quyền, cho phép các nhà cung cấp kiểm soát cách tối ưu hóa truyền dữ liệu Thật không may, các hệ thống này không

có khả năng giao tiếp với các hệ thống từ các nhà cung cấp khác Các hệ thống này được gọi là hệ thống SCADA được phân phối

• Trong những năm 1990 và đầu những năm 2000, xây dựng dựa trên mô hình

hệ thống phân tán, SCADA đã có một sự thay đổi gia tăng bằng cách sử dụng một kiến trúc hệ thống mở và các giao thức truyền thông không phải là nhà cung cấp cụ thể Việc lặp lại SCADA này, được gọi là hệ thống SCADA được nối mạng, tận dụng các công nghệ truyền thông như Ethernet Các hệ thống SCADA được nối mạng cho phép các hệ thống từ các nhà cung cấp khác giao tiếp với nhau, giảm bớt các hạn chế

áp đặt bởi các hệ thống SCADA cũ hơn và cho phép các tổ chức kết nối nhiều thiết

bị hơn với mạng

• Trong khi các hệ thống SCADA đã trải qua những thay đổi tiến hóa đáng kể, nhiều tổ chức công nghiệp vẫn tiếp tục đấu tranh với truy cập dữ liệu công nghiệp từ cấp doanh nghiệp Vào cuối những năm 1990 đến đầu những năm 2000, một sự bùng

nổ công nghệ đã xảy ra và máy tính cá nhân và công nghệ IT tăng tốc trong phát triển Cơ sở dữ liệu ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL) trở thành tiêu chuẩn cho cơ

sở dữ liệu CNTT nhưng không được các nhà phát triển SCADA chấp nhận Điều này dẫn đến một sự rạn nứt giữa các lĩnh vực điều khiển và CNTT, và công nghệ SCADA

đã trở thành lỗi thời theo thời gian

• Các hệ thống SCADA truyền thống vẫn sử dụng công nghệ độc quyền để xử

lý dữ liệu Cho dù đó là một sử gia dữ liệu, một kết nối dữ liệu, hoặc các phương tiện truyền dữ liệu khác, giải pháp này là lộn xộn và cực kỳ tốn kém Hệ thống SCADA hiện đại nhằm mục đích giải quyết vấn đề này bằng cách tận dụng tốt nhất các công

cụ điều khiển và công nghệ thông tin

- Hệ thống SCADA hiện đại

• Hệ thống SCADA hiện đại cho phép dữ liệu thời gian thực từ nhà máy tới khắp mọi nơi trên thế giới Việc truy cập thông tin thời gian thực này cho phép các chính phủ, doanh nghiệp và cá nhân đưa ra quyết định theo hướng dữ liệu về cách cải thiện quy trình của họ Nếu không có phần mềm SCADA, sẽ vô cùng khó khăn nếu không thể thu thập đủ dữ liệu để có quyết định sáng suốt

• Ngoài ra, hầu hết các ứng dụng SCADA hiện đại có khả năng phát triển ứng dụng nhanh (RAD) cho phép người dùng thiết kế ứng dụng tương đối dễ dàng, ngay

cả khi họ không có kiến thức sâu rộng về phát triển phần mềm

• Việc đưa các tiêu chuẩn và thực hành CNTT hiện đại như SQL và các ứng dụng dựa trên web vào phần mềm SCADA đã cải thiện đáng kể hiệu quả, bảo mật, năng suất và độ tin cậy của các hệ thống SCADA

• Phần mềm SCADA sử dụng sức mạnh của cơ sở dữ liệu SQL cung cấp những lợi thế rất lớn so với phần mềm SCADA cổ xưa Một lợi thế lớn của việc sử dụng cơ sở dữ liệu SQL với một hệ thống SCADA là nó làm cho nó dễ dàng hơn để

1.1.3 H ệ thống SCADA được ứng dụng vào thực tế:

- Trong thực tế, hệ thống SCADA đã và đang được nghiên cứu rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau từ những nhà khoa học nước ngoài, cho đến những giáo sư, tiến sĩ của Việt Nam Đầu tiên là việc ứng dụng hệ thống SCADA trong các đề tài nghiên cứu:

• Về sử dụng SCADA trong giám sát nhà máy [1] Abbas đưa ra cái nhìn tổng quan về hệ thống SCADA: “SCADA (Kiểm soát giám sát và thu thập dữ liệu) liên quan đến việc thu thập thông tin quy trình từ các quy trình kiểm soát công nghiệp được tìm thấy trong các tiện ích như lưới điện, mạng nước, vận chuyển, sản xuất, vv.,

để cung cấp cho người vận hành con người quyền truy cập thời gian thực vào công nghiệp các quá trình được giám sát và kiểm soát cục bộ (tại chỗ) hoặc từ xa (tức là thông qua Internet) Các giải pháp thông thường như gói SCADA tùy chỉnh, giao thức truyền thông tùy chỉnh và kiến trúc tập trung không còn phù hợp để thiết kế loại hệ thống này vì phân phối cao và môi trường làm việc liên tục không chắc chắn của chúng Các hệ thống đa tác nhân (MAS) xuất hiện như một kiểu kiến trúc mới cho các ứng dụng phức tạp và rất năng động như các hệ thống SCADA Trong nghiên cứu này, chúng tôi đề xuất một cách tiếp cận đơn giản để phát triển các hệ thống SCADA linh hoạt và có thể tương tác dựa trên sự tích hợp của giao thức quy trình MAS và OPC Hệ thống SCADA được đề xuất có các ưu điểm sau: 1 - đơn giản (dễ thực hiện hơn); 2 - linh hoạt (có thể thích ứng với các thay đổi động của môi trường);

và 3 - có thể tương tác (liên quan đến các hệ thống điều khiển cơ bản, thuộc về các nhà cung cấp khác nhau) Khả năng ứng dụng của phương pháp đề xuất được thể hiện bằng một ví dụ nghiên cứu trường hợp thực tế được thực hiện trong một nhà máy giấy.và 3) có thể tương tác (liên quan đến các hệ thống điều khiển cơ bản, thuộc về các nhà cung cấp khác nhau) Khả năng ứng dụng của phương pháp đề xuất được thể hiện bằng một ví dụ nghiên cứu trường hợp thực tế được thực hiện trong một nhà máy giấy.”

• Ở bài báo [2] Jacek Wodecki đưa ra vấn đề: “Hệ thống băng tải là một yếu tố quan trọng của quá trình vận chuyển quặng trong mỏ quặng dưới lòng đất Hư hỏng của các băng tải đơn có thể gây ra sự ngừng hoạt động của một phần lớn mạng lưới vận chuyển ngầm, đặc biệt là khi sự cố liên quan đến đường băng tải vận chuyển chính Vì lý do đó, việc sử dụng hệ thống giám sát SCADA rất quan trọng Các dấu

hiệu thiệt hại do nhiệt độ có thể được tìm thấy với việc đo các nhiệt độ tăng lên tại các băng tải khác nhau trong hệ thống Tuy nhiên, băng tải vận hành có thể được coi

là hệ thống thay đổi theo thời gian và việc ra theo dõi trực tiếp giá trị nhiệt độ là rất khó khăn Việc phân tích tự động dài hạn cho phép chúng ta tìm hiểu cách nhận biết thời điểm báo động Do đó, việc phòng ngừa hỏng hóc có thể được lên kế hoạch để giảm thiểu tối đa tổn thất trong sản xuất Trong bài báo này, phương pháp phân cụm được áp dụng cho các quan sát trong thời gian dài về nhiệt độ để phát hiện lỗi của các cụm băng tải Hơn thế nữa, thời gian nghỉ trong hoạt động của băng tải khi không hoạt động sẽ được xác định Thuật toán phân cụm cũng xác định đặc tính cụ thể của công việc vào đầu và cuối tuần”

• Đề tài đưa ra rất chi tiết việc hệ thống SCADA sẽ giúp ích thế nào trong chuỗi

hệ thống mà con người khó có thể trực tiếp theo dõi sát sao trong thời gian dài, giúp cho việc hoạt động tự động sẽ dễ dàng hơn, đảm bảo sự an toàn cho chính dây chuyền sản xuất và người vận hành

• Vấn đề được đưa ra trong đề tài [3] là áp dụng PLC và SCADA vào tự động hóa: “Khi chúng ta đã áp dụng khái niệm hệ thống điện liên kết, vai trò của trạm biến

áp trở nên quan trọng hơn Trạm biến áp kết nối trạm phát với nhà phân phối hoặc người tiêu dùng cuối thông qua hệ thống truyền dẫn tùy thuộc vào các loại trạm biến

áp Các hoạt động như chuyển mạch đường truyền, đo thông số, phát hiện lỗi và lưu trữ dữ liệu lịch sử được thực hiện trong mỗi cơ sở của trạm biến áp Trước đó, tất cả các hoạt động này được thực hiện thủ công, vì sự phức tạp của hệ thống làm tăng vai trò của trạm biến áp trở nên quan trọng và chúng ta cần hướng tới việc sử dụng IED

và Tự động hóa Các hoạt động được thực hiện tại trạm biến áp có thể phân loại thành

ba nhiệm kỳ, tức là giám sát, kiểm soát và thu thập dữ liệu Trong một trạm biến áp

tự động, cả ba sẽ thực hiện bằng bộ điều khiển Logic lập trình và SCADA Đối với

dữ liệu giám sát hoặc giám sát hệ thống được cung cấp cho các bộ điều khiển từ RTU Lệnh điều khiển theo tham số hệ thống được sản xuất bởi PLC và SCADA cung cấp nhiễu máy Các hệ thống tự động hóa trạm biến có thể điều khiển và giám sát của chúng trong thời gian thực và tối đa hóa tính khả dụng, độ tin cậy và an toàn của hệ

• Việc tăng tính khả dụng được đưa ra trong bài báo [4], Abrosimov Mikhail có viết: ” Trong các hệ thống SCADA, có nhiều RTU (Thiết bị đầu cuối từ xa) được sử dụng để thu thập dữ liệu thực địa cũng như gửi dữ liệu đến nút chính thông qua hệ thống truyền thông Trong trường hợp như vậy, nút chủ đại diện cho dữ liệu được thu thập và cho phép người quản lý xử lý các hoạt động điều khiển từ xa RTU không là

gì ngoài đơn vị thu thập dữ liệu theo cách độc lập Bộ xử lý được sử dụng trong RTU

dễ bị lỗi ngẫu nhiên do môi trường khắc nghiệt xung quanh RTU Lỗi có thể dẫn đến

sự thất bại của đơn vị RTU và do đó nó không thể truy cập được để thu thập thông tin Đối với các phương pháp chạy dài, khả năng chịu lỗi là mối quan tâm chính và vấn đề nghiên cứu kể từ hai thập kỷ qua Sử dụng các hệ thống SCADA làm tăng vấn

đề về khả năng chịu lỗi đang trở thành máy chủ Để xử lý các lỗi trong oreder để thực hiện thông báo đi qua tất cả các lớp của hệ thống truyền thông cho SCADA mà thời gian cần khả năng chịu lỗi hiệu quả Các lỗi như RTU, thông báo lỗi truyền lớp trong

hệ thống truyền thông, v.v SCADA không là gì ngoài ứng dụng của MPI Một số kỹ thuật cho khả năng chịu lỗi đã được mô tả cho MPI được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau như SCADA Mục tiêu của bài viết này là trình bày nghiên cứu về các kỹ thuật chịu lỗi khác nhau có thể được sử dụng để tối ưu hóa tính khả dụng của hệ thống SCADA bằng cách giảm thiểu các lỗi trong các thiết bị RTU và hệ thống truyền thông.”

• Cuối cùng, về những thách thức trong tương lai và phương hướng phát triển của SCADA, Hosny Abbas có đưa ra vấn đề: “Hệ thống SCADA được sử dụng để giám sát và kiểm soát các nhà máy hoặc thiết bị trong nhiều ngành công nghiệp hiện đại SCADA là một hệ thống thông tin quan trọng; mức độ quan trọng của nó xuất phát từ thực tế là các hệ thống SCADA hiện đang là thành phần quan trọng của cơ sở

hạ tầng quan trọng của hầu hết các quốc gia; sự thất bại trong các hệ thống SCADA

có thể dẫn đến hậu quả thảm khốc SCADA với tư cách là một hệ thống thông tin quan trọng phải đối mặt với những thách thức tương tự của các hệ thống thông tin hiện tại và tương lai như tính năng động và cởi mở của môi trường làm việc, hiệu quả, độ phức tạp và độ tin cậy, vv Chúng tôi xác định và phân tích các thách thức SCADA trong tương lai và kết hợp nó với các hệ thống đa tác nhân như một kiểu kiến trúc kỹ thuật phần mềm mới sẽ cung cấp cho SCADA khả năng và công cụ để tồn tại trong môi trường năng động và mở và sẽ cải thiện các thuộc tính chất lượng

SCADA là những thách thức chính của SCADA Bài viết này có thể được coi là một

tờ giấy trắng giúp người đọc (nhà thiết kế và phát triển SCADA) đưa ra quyết định

về cách sử dụng phương pháp tiếp cận dựa trên tác nhân để phát triển kiến trúc SCADA trong tương lai hoặc tiếp tục sử dụng mô hình kỹ thuật phần mềm truyền thống”

1.1.4 Mục đích nghiên cứu:

- Từ những bài báo trên, có thể thấy ứng dụng của hệ thống SCADA khi áp dụng trong thực tế hữu dụng như thế nào; thứ hai là hệ thống SCADA có thể được phát triển, mở rộng, khắc phục lỗi từ những dây chuyền đã có sẵn Trong luận văn này tập trung vào việc sử dụng hệ thống SCADA đã có sẵn và nâng cấp một phần nhỏ của hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài: Cụ thể là thêm 10 máy soi chiếu X-ray, các băng tải và phần điều khiển tương thích để nâng cao độ hiệu quả của dây chuyền

có sẵn Nội dung thứ hai là nghiên cứu nâng cao năng lực kế của 2 hệ thống máy soi X-ray với hệ thống băng tải và tiến hành đồng bộ hệ thống cũ với hệ thống mới; khắc phục một số lỗi đang có và đưa ra định hướng phát triển hệ thống SCADA tại sân bay quốc tế Nội Bài trong tương lai

- Chức năng:

• Hiển thị sơ đồ hệ thống BHS

• Hiển thị trạng thái hoạt động của từng thiết bị thuộc BHS

• Thông báo các lỗi của các thiết bị hệ thống BHS

• Reset các lỗi, Reset Estop (dừng khẩn cấp)

• Điều khiển hoạt động của hệ thống BHS

• Lưu trữ lịch sử thông tin hoạt động của hệ thống BHS và ASS trong vòng 3 tháng

- Kết nối SCADA với MCS(Master Clock System):

• MCS đồng bộ thời gian cho hệ thống SCADA để hiển thị chính xác lịch sử thông tin hoạt động của hệ thống BHS và ASS

- K ết nối SCADA với ASS:

• ASS cung c ấp trạng thái, lịch sử thông tin hoạt động về SCADA để SCADA hiển thị

• SCADA hi ển thị trạng thái, lịch sử thông tin hoạt động ASS để phối hợp khai thác b ảo trì và sửa chữa

- K ết nối SCADA với PLC:

• PLC cung c ấp trạng thái, lịch sử thông tin hoạt động của các băng tải, Sorter để SCADA hiển thị

• SCADA điều khiển hoạt động của các băng tải thông qua

điều khiển PLC

- Các quy trình BHS:

• BHS có một số quy trình chính cần để thực hiện đầy đủ tất cả các yêu cầu hoạt động của BHS từ khách hàng Các quá trình chính này được xác định trong phần tổng quan sau đây của hệ thống băng tải hành lý

Loại quy trình Mô tả

Giám sát và điều

khiển

Là toàn bộ các quá trình để giám sát và điều khiển vận hành

hệ thống băng tải hành lý (như SCADA VÀ HMI) Vận hành Là toàn bộ các quá trình vận hành liên quan tới việc thực

hiện của hệ thống băng tải hành lý được tự động hóa

Hỗ trợ Là tất cả các quá trình hỗ trợ vận hành Các quá trình này

không liên quan trực tiếp đến hệ thống băng tải hành lý tự động nhưng có thể kích hoạt hoạt động

Kế hoạch Là tất cả các quá trình cần lập kế hoạch vận hành cho hệ

thống băng tải hành lý (Ví dụ: Vị trí cổng phân loại Chute trong SAC)

B ảng 1: Các quy trình hoạt động của BHS

- Tất cả các hệ thống khác đều được hiển thị trạng thái và có thể được điều khiển bởi người vận hành tại phòng trực trung tâm

- Phần mềm được sử dụng là phần mềm SCADA của Vander Lande Industries

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG MÁY SOI X-RAY SÂN

BAY QU ỐC TẾ NỘI BÀI

1 T ổng quan về máy soi X-Ray tại sân bay quốc tế Nội Bài:

1.1 Gi ới thiệu về các máy soi đang được sử dụng trong thực tế:

- Giới thiệu về các loại máy soi chiếu sử dụng tại cảng hàng không quốc tế Nội Bài

• Cảng hàng không quốc tế Nội Bài đang quản lý 111 máy soi X-Ray

• Nhà ga hành khách T1 (Domestic Terminal): đang quản lý và sử dụng 44 máy

• Nhà ga hành khách T2 (International Terminal): đang quản lý và khai thác 51 máy

• Nhà ga hàng hóa sân bay (Airport Cargo Terminal): đang khai thác 16 máy

Hình 1 Máy soi chi ếu X-ray tại sân bay Nội Bài

- Có 3 loại máy X-Ray đang được sử dụng tại cảng hàng không quốc tế Nội Bài của hãng Smiths Heimann:

• Máy soi hành lý ký gửi (Inline Scanner):

o Loại máy phổ biến nhất của dòng này tại NIA là máy HS 9075

o Máy HS 9075 còn được dùng làm máy soi độc lập ở 1 số vị trí nhất định

o Máy soi Model HS 9075

o Hãng sản xuất: Smiths Heimann, Đức

o Kích thước: 3040(D) x 1290(R) x 1840(C) mm Nặng: 850 kg

o Kích cỡ hàng hóa: 900(R) x 760(C) Nặng: 150kg

o Chức năng chính: Zoom, SEN, Review, B/W, HIGH, LOW, X-ACT

o Thành phần chính:

 01 Hitrax - khối xử lý trung tâm

 01 Đầu phát tia X H-Ray 10

 01 Bộ điều khiển đầu phát tia XRC

o Các dòng máy soi quá khổ của Cảng Hàng Không Quốc Tế Nội Bài: HS 130100T, HS 100100T, HS 100100T2-is, HS 145180, HS 180180

o Loại máy phổ biến nhất của dòng này tại NIA là máy HS130100T

o Máy soi hành lý quá khổ thường được sử dụng nhiều ở các ga hàng hóa

o Máy soi Model HS 130100T

o Hãng sản xuất: Smiths Heimann, Đức

o Kích thước: 2755(D) x 1780(R) x 1985(C) mm Nặng: 1600 kg

o Kích cỡ hàng hóa: 1300(R) x 1000(C) Nặng: 200kg

o Chức năng chính: Zoom, SEN, Review, B/W, HIGH, LOW, X-ACT

o Thành phần chính:

 01 Hitrax - khối xử lý trung tâm

 01 Đầu phát tia X H-Ray 10

 01 Bộ điều khiển đầu phát tia XRC

Hình 3 Máy soi HS 130100T

• Máy soi hành lý xách tay (Cabin Baggage Scanner):

o Máy soi hành lý xách tay: Dùng để kiểm tra hành lý xách tay và kiểm soát nội bộ

o Các dòng máy soi hành lý xách tay tại NIA: HS 7555 Atix, HS 7555 si, HS

o Kích cỡ hàng hóa: 750(R) x 550(C) Nặng: 250kg

o Chức năng chính: Zoom, SEN, Review, B/W, HIGH, LOW, X-ACT

o Thành phần chính:

 01 Hitrax - khối xử lý trung tâm

 04 Đầu phát tia X H-Ray 10

 04 Bộ điều khiển đầu phát tia XRC

Hình 4 Máy soi HS 7555 Atix

1.2 K ết cấu và chức năng cơ bản của máy soi chiếu X-ray:

- Máy soi được chọn để thêm vào hệ thống soi hành lý tự động là loại máy soi Hi-scan 7555atix Model máy soi này có thể soi chiếu những hàng hóa có kích thước đến 900(R) x 760(C) và nặng đến 150kg, phù hợp với hầu hết hành lý của các khách hàng bay những chuyến bay quốc tế

1.2.1 C ấu tạo máy soi gồm:

- Đầu vào chính và chuyển mạch chính

- Băng tải máy soi

- Đầu phát tia X và điều khiển máy phát

- Điều khiển động cơ

Sơ đồ 2 Cấu trúc máy soi

- Hình dưới thể hiện sơ đồ khối của kết cấu máy soi:

Màn hình

và bàn phím

Máy soi X-ray

Khoang soi Đầu phát và dàn

thu

Điều khiển thu phát tín hiệu

Bộ xử lý trung tâm (khối Hi-trax)

Băng tải Động cơ và biến

tần

Light

Bộ điều khiển phát tia

Sơ đồ 4 Sơ đồ khối hệ thống máy soi

• Phàn điều khiển gồm có khối điều khiển Hi-trax, bộ điều khiển phát tia, biến tần để điểu chỉnh động cơ

o Bộ xử lý trung tâm Hi-trax phụ trách điều khiển toàn bộ các bộ phận khác thông qua 1 bo PI để chuyển đổi tín hiệu Tiếp đến tín hiệu sẽ được chuyển đến bộ điều khiển phát tia, biến tần, màn hinh, bàn phím (bao gồm phím dừng khẩn cấp) và ngược lại

• Trong những phần sau đây, cấu tạo và cách vận hành của từng bộ phận sẽ được trình bày một cách chi tiết nhất

1.2.2 Chức năng cơ bản của máy soi X-Ray:

- Các đối tượng được kiểm tra vận chuyển qua bộ kiểm tra đơn vị thông qua một băng tải với tốc độ không đổi khi đối tượng đi vào đường khoang soi nó được phát hiện bởi một hệ thống rào cản ánh sáng (light barie) đồng thời đầu phát tia X được

bật Bằng phương pháp chuẩn trực một chùm tia X hình quạt cực mỏng được tạo ra xuyên qua vật thể, trong quá trình truyền cảm ứng chùm tia được hấp thụ một phần bởi vật cản và đi vào máy dò

- Máy dò sử dụng trong hệ thống Hi-Mat để phân biệt vật liệu, bao gồm modun Trên mỗi modun dải năng lượng thấp và cao của phổ tia X được chuyển đổi thành điện áp Để chuyển đổi các tinh thể scintillator 2x64 được gắn chồng lên nhau theo cặp kết hợp với 2x64 photodiode và điện áp các dải phổ tia X khác nhau để phục vụ phân tách quang phổ bộ khếch đại (phương pháp nhiều năng lượng) Bộ lọc được gắn giữa các tinh thể X-radi, chùm tia X cực mỏng không quét các vật thể theo chiều dài

mà bằng các lát cắt khoảng 1mm Việc thực hiện quét một lát đối tượng và truyền các

giá trị điện áp thu được bằng các tinh thể scintillator và photodiode sẽ chỉ tồn tại trong khoảng vài mili giây

- Do sự sắp xếp hình chữ L của các modun máy dò và phát tia X nằm ở góc đối diện phát ra tia X theo đường chéo các đối tượng lớn sẽ được kiểm tra và thể hiện hoàn toàn trên màn hình

- Mỗi lát cắt được cắt thành hình ảnh có độ phân giải 576 pixel do đó các giá tri điện áp được truyền là thước đo độ hấp thụ tia X là khác nhau (các phần tử dò được sắp xếp trong một đường thẳng có khoảng cách tới tâm là 1.5mm và 2.5mm tùy thuộc vào loại đơn vị) theo từng bước đối tượng chuyển động được quét từng lát và các giá trị điện áp tương ứng được truyền tuần tự sau khi chuyển đổi A/D để xử lý tiếp vào hệ thống xử lý hình ảnh kĩ thuật số (ở đây sự điều chỉnh điện áp được diễn ra)

- Từ các giá trị hấp thụ khác nhau của các dải phổ khác nhau, vật liệu làm lên đối tượng sẽ được tính toán sau đó được lưu trữ trong bộ nhớ video kĩ thuật số dưới dạng cột với 576 pixel mỗi hình ảnh của video đến các hệ thống tia X nhỏ nhất của dòng Hitrax Với các modun dò lớn hơn sẽ thể hiện nhiều pixel hơn trên màn hình

- Một trong những điều kiện tiên quyết của kiểm tra tia X dưạ trên nguyên tắc quét từng đường thẳng, thực tế thì một lượng tia X tương đối thấp là đủ thực hiện cho việc kiểm tra

- Các đầu phát tia X làm việc ở dải tần 23 khz tới 29 khz nên tạo ra dòng điện cực kì ổn định

1.2.3 Động cơ và điều khiển động cơ và băng tải:

- Điều khiển động cơ

• Động cơ một pha được chọn là loại Mitsubishi, có thể chạy với tốc độ từ 0-50 cm/s Trong thực tế, tốc độ động cơ được điều chỉnh trong khoảng 20-25 cm/s để đảm bảo hoạt động

• Dưới đây thể hiện sơ đồ khối của động cơ 1 pha máy soi chiếu X-ray

Sơ đồ 5 Sơ đồ khối động cơ một pha

- Hệ thống băng tải được cung cấp một điều khiển động cơ trạng thái rắn nằm trên bảng giao diện PI và đóng vai trò là giao diện nguồn giữa thiết bị điện tử hitrax

và động cơ một pha, của băng tải

- Sự thay đổi pha cần thiết để điều khiển động cơ một pha được tạo ra bởi một phần tử RC

- Biến tần điều khiển động cơ là loại Mitsubishi FR-E 720S với các thông số:

• Nguồn cấp: 1 pha 200-240VAC, 50/60Hz

• Khả năng quá tải: 150%/ 60 giây, 200%/ 3 giây

- Biến tần được chọn có thể điều chỉnh tần số cho động cơ chạy với tốc độ từ xx-yy, đảm bảo yêu cầu hoạt động của máy Đồng thời có thể bảo vệ động cơ khỏi việc quá dòng tức thời, quá tải, quá áp, thấp áp, mất áp, quá nhiệt, quá nhiệt điện trở phanh, ngăn chặn sụt

- Với việc khoang soi có kích thước 3000(D) x 1300(R) x 1800 (C) mm, băng tải máy soi được chọn có độ rộng 1100, dày 2 mm, đảm bảo có thể mang được hành

lý với kích cỡ 900 (R) x 760 (C) mm Chất liệu của băng tải cũng thuộc loại tốt nhất,

có thể vận chuyển được rất nhiều hành lý có trọng lượng nhỏ hơn 150 kg

1.2.4 Phát tia X và điều khiển đầu phát tia X và bộ thu tia X

Sơ đồ 6 Điều khiển đầu phát tia X

- Điều khiển đầu phát tia X có chức năng chính là điều khiển việc tạo ra tia X trong máy phát tia, đồng thời điều chỉnh điện áp của đầu phát tia sao cho phù hợp

- Đầu phát tia X được làm mát bằng mạch dầu kín Đối với đầu ra công suất cao hơn và vị trí lắp đặt của đầu phát tia X ở điều kiện nhiệt bất tiện, quạt gió được lắp đặt thêm để cung cấp làm mát

- Sự hình thành cao áp (High tension generation)

• Ở chế độ hoạt động bình thường, các tín hiệu điều khiển GEON và GEON ~ của Điện tử HiTraX thông qua bảng giao diện PI, khi được bật, điều khiển máy phát

sẽ tạo mức cao UHPRIM, tăng đến giá trị vận hành xấp xỉ 250Vpp (f = 23kHz, IPRIM

điều kiện vận hành thuận lợi nhất, tần số của điện áp sơ cấp được chọn để phù hợp với tần số cộng hưởng của mạch cao áp máy phát (máy biến áp cao tần, ống tia X)

• Để ổn định điện áp, ống thứ hai được lấy trực tiếp từ ống tia X ở hai bộ lọc điện áp 10000: 1 và được chuyển đến mạch điều khiển dưới dạng giá trị thực + UIST, UIST

• Tự động tái tạo hoạt động

• Nếu không có tia X nào được tạo ra trong hơn 72 giờ, đầu phát tia X phải được tái tạo, tức là nó phải được chạy ở mức giảm điện áp cao Trong trường hợp này, thiết

bị điện tử HiTraX điều khiển máy phát tia thông qua bảng giao diện PI với tín hiệu REG_START và sau đó đặt tín hiệu để bắt đầu quá trình tái tạo với GEON và GEON

~ Việc tái tạo kéo dài khoảng 20 phút được thực hiện tự động và việc kết thúc khi được xác nhận bởi điều khiển máy phát với REG_END

- Dàn thu tia X là được xếp theo hình chữ L bao gồm 18 bo điện tử có tác dụng thu tín hiệu từ đầu phát sau đó chuyển tín hiệu đến bo PI rồi gửi về cho bộ điều khiển trung tâm Hi-trax xử lí

- Chuyển đổi điểm hoạt động

• Về nguyên tắc, hệ thống tạo tia X cho phép hoạt động với hai giá trị khác nhau cho anode

• Tín hiệu AP2 ~ đến từ thiết bị điện tử HiTraX thông qua bảng giao diện PI được sử dụng để chuyển đổi giữa các điểm vận hành

1.2.5 Hệ thống xử lý điều khiển:

Sơ đồ 7 Sơ đồ khối điện tử hitrax

- Khối điện tử hitrax là một modun trung tâm điều khiển tất cả các modun khác

và đánh giá dữ liệu từ modun khác Ở sự trao đổi dữ liệu này, giao diện PI đóng vai trò là giao diện thông qua đó các modun khác được liên kết

- Đầu phát tia X tạo ra các tia X được điều khiển bởi máy phát

- Tia X được phát bởi dòng dò và thông tin được truyền qua giao diện dòng tới HiTraX điện tử cho mục đích đánh giá

- Dưới đây là sơ đồ khối của khối điện tử hi-trax:

Sơ đồ 8 Kết nối của khối điện tử hitrax

- Các thiết bị điện tử HiTraX là cốt lõi của máy X-quang, dùng điều khiển máy phát điện và băng tải hệ thống thông qua bảng giao diện PI và cung cấp rất nhiều tùy chọn

- Trên card HDX của thiết bị điện tử HiTraX, việc tính toán hình ảnh video từ các giá trị điện áp được số hóa Hơn nữa, các chức năng xử lý hình ảnh khác nhau được tính toán ở đây

- Các thiết bị điện tử HiTraX cung cấp

• Giao diện RS 232 để kết nối thiết bị đầu cuối hoặc thiết bị UPS,

• Giao diện mạng để trao đổi dữ liệu (ví dụ: hình ảnh X quang),

• Cổng nối tiếp để kết nối bàn phím (TXD / RXD), bảng giao diện dòng LIF (SERIAL DATA IN / OUT) và bảng giao diện PI (SERIAL DATA IN / OUT),

• Giao diện song song cho phép kích hoạt các tùy chọn phần mềm và lưu trữ cài đặt phần mềm

• Một nguồn cung cấp năng lượng

- Xử lý hình ảnh trên card HDX

• Trong các đơn vị HI-MAT +, thông tin vật liệu và độ dày được tính từ các điện

áp của các kênh tector của HI-và LO-line với thông tin phổ khác nhau liên quan đến bức xạ tia X

• Từ dữ liệu kết quả đại diện cho màu sắc (sắc độ) và độ sáng màn hình (độ chói) của các pixel trên hình ảnh màn hình Thông tin độ chói sau đó được tính toán theo