Đồ án Thiết kế và thi công cơ cấu nhận biết, phân loại vỉ thuốc lỗi

T, PHÂN LOẠI VỈ THUỐC LỖI II. NHIỆM VỤ 1. Các số liệu ban đầu:  Sử dụng bộ xử lý ảnh tích hợp Keyence.  Điều khiển bằng PLC S7-1200 và màn hình HMI.  Điều khiển gạt bằng khí nén.  Động cơ băng tải của cơ cấu là động cơ AC 1 pha 220V.  Dùng một cảm biến bắt nhịp. 2. Nội dung thực hiện:  Nội dung 1: Cài đặt phần mềm TIA Portal để lập trình PLC và giao diện màn hình HMI, AutoCAD để thiết kế tủ điện, SolidWorks để thiết kế mô hình cơ khí, CV-X Series Simulation-Software để cấu hình cho bộ camera.  Nội dung 2: Tính toán đo đạc thông số kỹ thuật dùng cho thiết kế mô hình phần cứng bao gồm tủ điện, băng tải và xi-lanh khí nén.  Nội dung 3: Thiết kế, tính toán và đo đạc thông số dòng áp, đi dây trong thiết kế tủ điện.  Nội dung 4: Lắp đặt bộ camera công nghiệp CV-X320A.  Nội dung 5: Lắp đặt màn hình HMI KTP400.  Nội dung 6: Vẽ lưu đồ giải thuật và viết chương trình cho PLC. i  Nội dung 7: Kết nối các hệ thống từ bộ camera, cảm biến tiệm cận đến PLC để điều khiển xi-lanh khí nén và băng tải hoạt động.  Nội dung 8: Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát giao diện màn hình HMI.  Nội dung 9: Cho chạy toàn bộ hệ thống hoàn chỉnh để kiểm tra hoạt động.  Nội dung 10: Ghi nhận kết quả thực hiện và báo cáo. III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 04/03/2019 IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 15/06/2019 V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS. Nguyễn Tấn Đời CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM. ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP. HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y ----o0o---- SINH Tp. HCM, ngày 05 tháng 7 năm 2019 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Mai Quốc Cường Lớp: 15141DT2A MSSV: 15141112 Họ tên sinh viên 2: Ngô Đình Phương Lớp: 15141DT1B MSSV: 15141250 Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CƠ CẤU NHẬN BIẾT, PHÂN LOẠI VỈ THUỐC LỖI Xác nhận Nội dung Tuần/ngày GVHD 1 (18/02/2019 – 24/02/2019) Chờ duyệt đề tài 2 (25/02/2019 – 03/03/2019) Chờ duyệt đề tài 3 (04/03/2019 – 10/03/2019) Viết đề cương 4 (11/03/2019 – 17/03/2019) Thiết kế cơ khí 5 (18/03/2019 – 24/03/2019) Thiết kế cơ khí 6 (25/03/2019 – 31/03/2019) Gia công cơ khí 7 (01/04/2019 – 07/04/2019) Thiết kế, thi công hệ thống điện 8 (08/04/2019 – 14/04/2019) Cài đặt và cấu hình bộ xử lý ảnh 9 (15/04/2019 – 21/04/2019) Lập trình PLC, thiết kế giao diện HMI 10 (22/04/2019 – Lập trình PLC, thiết kế giao 28/04/2019) diện HMI 11 (29/04/2019 – Lắp đặt hệ thống và chạy thử 05/05/2019) nghiệm 12 (06/05/2019 – Viết báo cáo + cân chỉnh hệ 12/05/2019) thống 13 (13/05/2019 – Viết báo cáo + cân chỉnh hệ 19/05/2019) thống 14 (20/05/2019 – Viết báo cáo + cân chỉnh hệ 26/05/2019) thống iii 15 (27/05/2019 – Viết báo cáo + cân chỉnh hệ 02/06/2019) thống 16 (03/06/2019 – Hoàn thành 09/06/2019) GV HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ và tên) iv LỜI CAM ĐOAN Đề tài này là do chúng tôi tự thực hiện dựa vào kiến thức, kinh nghiệm đã thu được qua quá trình học tập, tìm hiểu và không sao chép từ tài liệu hay công trình nào đã có trước đó. Người thực hiện đề tài Mai Quốc Cường Ngô Đình Phương v LỜI CẢM ƠN Đầu tiên cho nhóm chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Tấn Đời vì đã đồng ý dìu dắt, hướng dẫn và tạo tiền đề cho chúng tôi thực hiện một Đồ án tốt nghiệp mang tính chất quan trọng trong suốt quá trình một học kỳ. Bên cạnh chúng tôi xin gửi lời cảm ơn đến công ty TNHH Dịch vụ và Kỹ thuật Sáng tạo đã hỗ trợ và giúp đỡ chúng tôi trong thời gian vừa qua. Đồng thời nhóm cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong bộ môn nói riêng và Khoa Điện – Điện tử nói chung đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức quan trọng, hỗ trợ những trang thiết bị thực tế trong dạy học áp dụng nhiều đến việc phát triển đề tài tốt nghiệp cũng như ảnh hưởng đến công việc sau này. Sau cùng, chúng tôi xin gửi lời cám ơn đến bạn bè, người thân đã hỗ trợ trong quá trình học tập tại trường và quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp này. Xin chân thành cảm ơn! Người thực hiện đề tài Mai Quốc Cường Ngô Đình Phương vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ........................................................................... i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ............................................... iii LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... v MỤC LỤC ................................................................................................................ vii LIỆT KÊ HÌNH ......................................................................................................... ix LIỆT KÊ BẢNG ...................................................................................................... xii TÓM TẮT ............................................................................................................... xiii Chương 1. TỔNG QUAN ......................................................................................... 1 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 1.2 GIỚI HẠN......................................................................................................... 2 1.3 MỤC TIÊU ....................................................................................................... 2 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ............................................................................. 2 1.5 BỐ CỤC ............................................................................................................ 3 Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................. 5 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI DÙNG XỬ LÝ ẢNH ............. 5 2.2 LÝ THUYẾT VỀ XỬ LÝ ẢNH ....................................................................... 5 2.2.1 Tổng quan về hệ thống xử lý ảnh công nghiệp ....................................... 5 2.2.2 Một số khái niệm về xử lý ảnh ............................................................... 6 2.3 NGUYÊN TẮC PHÂN LOẠI VỈ THUỐC .................................................... 10 2.3.1 Phân loại theo vỉ thiếu viên .................................................................. 10 2.3.2 Phân loại theo vỉ gãy viên ..................................................................... 10 2.3.3 Phân loại theo vỉ chồng viên ................................................................. 10 2.4 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG ........................................................................... 10 2.4.1 Giới thiệu camera công nghiệp ............................................................. 10 2.4.2 Tổng quan về PLC ................................................................................ 14 2.4.3 Tổng quan về HMI ................................................................................ 17 2.4.4 Động cơ AC .......................................................................................... 18 2.4.5 Hệ thống điều khiển khí nén ................................................................. 20 2.4.7 Cảm biến tiệm cận ................................................................................ 23 2.4.8 Nguồn cung cấp .................................................................................... 25 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ .............................................................. 26 3.1 KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN MÁY ÉP VỈ .................................................... 26 3.1.1 Giới thiệu về dây chuyền ép vỉ ............................................................. 26 vii 3.1.2 Chức năng từng phần ............................................................................ 26 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ......................................................................... 27 3.2.1 Giới thiệu .............................................................................................. 27 3.2.2 Tính toán và thiết kế cơ khí .................................................................. 27 3.2.3 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống ................................................................ 28 3.2.4 Chọn thiết bị cho hệ thống .................................................................... 29 3.2.5 Thiết kế nguyên lý PLC điều khiển hệ thống ....................................... 42 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG ..................................................................... 49 4.1 GIỚI THIỆU ................................................................................................... 49 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG ................................................................................ 49 4.2.1 Thi công hệ thống khí nén .................................................................... 50 4.2.2 Thi công cần gạt vỉ thuốc và băng tải ................................................... 51 4.2.3 Tủ điện hoàn chỉnh ............................................................................... 52 4.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG .............................................................................. 53 4.3.1 Lưu đồ giải thuật ................................................................................... 53 4.3.2 Cấu hình và chọn thuật toán cho xử lý ảnh .......................................... 57 4.3.3 Thiết kế HMI ........................................................................................ 65 4.3.4 Lập trình PLC ....................................................................................... 69 4.4 VIẾT TÀI LIỆU HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG, THAO TÁC ........................... 70 4.4.1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng .................................................................. 70 4.4.2 Quy trình thao tác ................................................................................. 71 Chương 5. KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ ............................................. 72 5.1 KẾT QUẢ - NHẬN XÉT ............................................................................... 72 5.1.1 Kết quả nghiên cứu ............................................................................... 72 5.1.2 Kết quả thực hiện .................................................................................. 72 5.2 ĐÁNH GIÁ ..................................................................................................... 76 Chương 6. KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ......................................... 78 6.1 KẾT LUẬN ..................................................................................................... 78 6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN .................................................................................. 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 80 PHỤ LỤC .................................................................................................................. 81 viii LIỆT KÊ HÌNH Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Trang Hình 2.1 Quy trình xử lý ảnh...................................................................................... 5 Hình 2.2 Nguyên lý chuyển đổi nhị phân. .................................................................. 7 Hình 2.3 Nguyên lý chuyển đổi thang màu xám. ....................................................... 8 Hình 2.4 Nguyên lý xử lý màu. .................................................................................. 8 Hình 2.5 Giản đồ của một bộ lọc điểm ảnh 3-3. ........................................................ 9 Hình 2.6 So sánh hai bộ lọc mở rộng và thu nhỏ. ...................................................... 9 Hình 2.7 Hệ thống xử lý ảnh công nghiệp. .............................................................. 11 Hình 2.8 Một số camera sử dụng trong công nghiệp. .............................................. 12 Hình 2.9 Ống kính cho camera. ................................................................................ 13 Hình 2.10 Đèn chiếu sáng. ....................................................................................... 13 Hình 2.11 Ứng dụng về kiểm tra có hay không có sản phẩm. ................................. 14 Hình 2.12 Ứng dụng về kiểm tra lỗi. ........................................................................ 14 Hình 2.13 Ứng dụng về kiểm tra kích thước. ........................................................... 14 Hình 2.14 Ứng dụng về định vị. ............................................................................... 14 Hình 2.15 Động cơ xoay chiều. ................................................................................ 18 Hình 2.16 Cấu trúc một hệ thống khí nén. ............................................................... 20 Hình 2.17 Van điện từ. ............................................................................................. 21 Hình 2.18 Các loại van phổ biến. ............................................................................. 21 Hình 2.19 Cấu tạo xi-lanh. ....................................................................................... 22 Hình 2.20 Phân loại cảm biến tiệm cận. ................................................................... 24 Hình 2.21 Nguyên lý hoạt động của cảm biến tiệm cận. ......................................... 24 Hình 2.22 Nguồn 24VDC - 3A. ............................................................................... 25 Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Trang Hình 3.1 Máy ép vỉ của nhà máy. ............................................................................. 26 Hình 3.2 Cơ cấu gạt. ................................................................................................. 28 Hình 3.3 Cơ cấu hoàn chỉnh. .................................................................................... 28 Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống. .................................................................................. 29 Hình 3.5 Bộ điều khiển camera CV-X320A. ........................................................... 30 Hình 3.6 Sơ đồ chân của camera CV-X320A. ......................................................... 31 Hình 3.7 PLC S7 – 1200 CPU 1214C. ..................................................................... 34 Hình 3.8 Sơ đồ chân của PLC CPU 1214 DC/DC/DC. ........................................... 35 Hình 3.9 Màn hình Simatic HMI KTP400. .............................................................. 36 Hình 3.10 Cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08-WP-B1 2M. ................................... 37 Hình 3.11 Sơ đồ chân của cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08-WP-B1 2M. ........... 37 Hình 3.12 Động cơ băng tải. .................................................................................... 38 Hình 3.13 Xi-lanh kép. ............................................................................................. 39 Hình 3.14 Sơ đồ chân của van điện từ 5/2. .............................................................. 39 Hình 3.15 Nguồn tổ ong 24VDC – 3A. .................................................................... 40 Hình 3.16 Nguyên lý đấu ngõ vào cho PLC............................................................. 42 Hình 3.17 Nguyên lý đấu ngõ ra PLC. ..................................................................... 42 Hình 3.18 Tín hiệu Trigger. ...................................................................................... 43 Hình 3.19 Chọn chương trình từ thẻ nhớ. ................................................................ 44 ix Hình 3.20 Ví dụ chọn chương trình. ......................................................................... 44 Hình 3.21 Giản đồ thời gian cho tín hiệu chọn chương trình. .................................. 45 Hình 3.22 Sơ đồ tổng quan. ...................................................................................... 46 Hình 3.23 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch. .................................................................... 47 Hình 3.24 Mạch động lực cho động cơ băng tải. ..................................................... 48 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Trang Hình 4.1 Nguyên lý thi công khí nén ....................................................................... 50 Hình 4.2 Lắp đặt 4 xi-lanh cho hệ thống. ................................................................. 51 Hình 4.3 Lắp đặt van điện từ. ................................................................................... 51 Hình 4.4 Lắp đặt băng tải và cần gạt vỉ thuốc. ......................................................... 52 Hình 4.5 Tủ điện hoàn chỉnh của hệ thống. .............................................................. 52 Hình 4.6 Chương trình chính của hệ thống. ............................................................. 53 Hình 4.7 Chương trình con 1 - chọn chương trình xử lý ảnh. .................................. 54 Hình 4.8 Chương trình con 2 - xử lý lỗi từng hàng. ................................................. 55 Hình 4.9 Chương trình con 3 - xử lý ngõ ra. ............................................................ 56 Hình 4.10 Màn hình quản lý cửa sổ làm việc của CV-X Series............................... 57 Hình 4.11 Màn hình giả lập của CV-X Series. ......................................................... 58 Hình 4.12 Tạo cửa sổ làm việc mới. ........................................................................ 58 Hình 4.13 Đặt tên cho cửa sổ làm việc. .................................................................... 59 Hình 4.14 Chọn loại điều khiển cho CV-X Series. .................................................. 59 Hình 4.15 Chọn kiểu đóng gói cho CV-X Series. .................................................... 59 Hình 4.16 Lưu ảnh mẫu. ........................................................................................... 60 Hình 4.17 Chọn công cụ kiểm tra cho xử lý ảnh. ..................................................... 60 Hình 4.18 Chọn vùng muốn kiểm tra từ ảnh mẫu. ................................................... 61 Hình 4.19 Trích xuất màu nhị phân. ......................................................................... 61 Hình 4.20 Tăng cường ảnh bằng bộ lọc rút ngắn. .................................................... 62 Hình 4.21 Tăng cường ảnh bằng bộ lọc mở rộng. .................................................... 62 Hình 4.22 Sao chép cho vỉ kiểm tra thứ 2 ở bên phải. ............................................. 63 Hình 4.23 Cấu hình ngõ ra cho CPU. ....................................................................... 63 Hình 4.24 Gán công cụ cho ngõ ra tương ứng. ........................................................ 64 Hình 4.25 Giám sát ngõ ra của từng I/O. ................................................................. 64 Hình 4.26 Đặt tên cho dự án. .................................................................................... 65 Hình 4.27 Chọn loại màn hình cần thiết kế giao diện. ............................................. 65 Hình 4.28 Kết nối giữa PLC và HMI. ...................................................................... 66 Hình 4.29 Giao diện màn hình sau khi khởi động. ................................................... 66 Hình 4.30 Giao diện màn hình chính giám sát hệ thống. ......................................... 67 Hình 4.31 Giao diện kiểm tra chọn vỉ gạt và chụp ảnh. ........................................... 67 Hình 4.32 Giao diện kiểm tra chọn số nhịp. ............................................................. 68 Hình 4.33 Giao diện cài đặt chọn thời gian gạt vỉ thuốc. ......................................... 68 Hình 4.34 Đặt tên cho dự án. .................................................................................... 69 Hình 4.35 Chọn loại bộ điều khiển để lập trình. ...................................................... 70 Hình 4.36 Giao diện viết chương trình PLC. ........................................................... 70 Hình 4.37 Quy trình thao tác của hệ thống. .............................................................. 71 Chương 5. KẾT QUẢ - ĐÁNH GIÁ – NHẬN XÉT Trang Hình 5.1 Mô hình cơ khí của toàn hệ thống. ............................................................ 73 x Hình 5.2 Tủ điện của toàn hệ thống. ........................................................................ 74 Hình 5.3 Camera và ống kính để chụp vỉ thuốc. ...................................................... 75 Hình 5.4 Bộ điều khiển và nguồn của bộ camera. .................................................... 75 Hình 5.5 Cơ cấu gạt vỉ thuốc. ................................................................................... 76 xi LIỆT KÊ BẢNG Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Trang Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của camera công nghiệp CV-X320A. ......................... 30 Bảng 3.2 Thiết bị đi kèm bộ camera. ........................................................................ 32 Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của PLC S7-1200. ....................................................... 34 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật của màn hình HMI KTP400. ....................................... 36 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của cảm biến E2A-M12KS08-WP-B1 2M. ................ 37 Bảng 3.6 Bảng thông số động cơ. ............................................................................. 38 Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của xi-lanh. .................................................................. 39 Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật của van điện từ 5/2. ..................................................... 40 Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật của nguồn tổ ong. ........................................................ 41 Bảng 3.10 Một số thiết bị khác của hệ thống. .......................................................... 41 Bảng 3.11 Ngõ vào ra của PLC. ............................................................................... 45 Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Trang Bảng 4.1 Danh sách các linh kiện. ............................................................................ 49 Bảng 4.2 Dữ liệu chọn chương trình xử lý ảnh ........................................................ 54 xii TÓM TẮT Đề tài cụ thể nhóm nghiên cứu và thực hiện là: “Thiết kế và thi công cơ cấu nhận biết, phân loại vỉ thuốc lỗi”. Đề tài này được phát triển dựa trên một dây chuyền sản xuất của nhà máy Dược Imexpharm chi nhánh KCN Vĩnh Lộc ở Bình Tân. Hướng đi chính của đề tài là thiết kế và thi công một bộ Reject (cơ cấu phát hiện lỗi) sử dụng một PLC thực tế, cụ thể ở đây là PLC S7-1200 của hãng Siemens để phân loại vỉ thuốc lỗi thì camera sẽ chụp vỉ thuốc chạy trên băng tải chính sau đó xử lý ảnh gửi tín hiệu về PLC, sau đó sẽ điều khiển xi-lanh khí nén thực hiện phân loại vỉ thuốc lỗi sẽ được cần gạt vỉ gạt xuống hộp đựng thuốc. Đồng thời sử dụng màn hình giao diện HMI để điều khiển và giám sát hệ thống. xiii CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 1. TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghiệp ngày càng phát triển trong đó tự động hóa đóng vai trò không thể thiếu. Nhờ có tự động hóa các nhà máy đã và đang trở nên hiệu quả hơn trong việc sử dụng năng lượng, nguyên vật liệu và nguồn nhân lực. Tự động hóa trong công nghiệp là việc sử dụng các hệ thống quản lý như máy tính, robot và công nghệ thông tin để điều khiển các loại máy móc và quy trình sản xuất khác nhau trong công nghiệp. Bên cạnh đó PLC (Programmable Logic Controller) là một phần không thể thiếu, đặc biệt trong các hệ thống điều khiển với những tính năng thích ứng với môi trường công nghiệp thì PLC là sự lựa chọn tối ưu nhất. Do đó, nhóm thực hiện đề tài tốt nghiệp quyết định chọn hướng nghiên cứu, ứng dụng PLC vào các hệ thống và dây chuyền sản xuất trong y tế. Ứng dụng tự động hóa vào sản xuất Dược là một lĩnh vực còn khá mới mẻ, một trong những yêu cầu nghiêm ngặt trong một mô hình sản xuất Dược là môi trường vô trùng nên việc giảm sự có mặt của con người tham gia vào dây chuyền sản xuất là một trong những bài toán đang được giải quyết. Nhận thấy điều đó một nhà máy sản xuất Dược Imexpharm ở KCN Vĩnh Lộc - Bình Tân của Công ty cổ phần Dược phẩm Imexpharm muốn dây chuyền sản xuất của nhà máy tự động loại bỏ những vỉ thuốc lỗi sau khi ép vỉ để giảm bớt nhân công phải phân loại sau khi thành phẩm. Những vỉ thuốc lỗi như thiếu viên trong vỉ, chồng viên, gãy viên, lẫn với loại thuốc khác,...Để giải quyết vấn đề đó một trong những giải pháp tối ưu nhất là dùng công nghệ xử lý ảnh, với công nghệ xử lý ảnh hiện nay và tốc độ xử lý của những bộ xử lý ảnh công nghiệp có thể đáp ứng được. Sử dụng bộ xử lý ảnh công nghiệp tốc độ cao tích hợp của là một phần đặc biệt của đề tài, để đáp ứng nhanh và đầy đủ chức năng là thuận tiện dễ vận hành trong công nghiệp thì sử dụng bộ camera công nghiệp ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Tuy nhiên bên cạnh đó cũng có một số ưu điểm và khuyết điểm, những ưu điểm so với sử dụng những công nghệ nhận dạng khác đó là toàn bộ những phương pháp nhận diện được tích hợp trên bộ điều khiển không cần phải xử lý qua máy tính những thuật toán xử lý ảnh được trình bày một cách trực quan khi sử dụng dễ vận hành. Để thực hiện tất cả các tác vụ tích hợp được như vậy thì giá thành là không thấp, nên chỉ có BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 1 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN những dây chuyền cần độ chính xác cao, chi phí đầu tư phải lớn mới có thể áp dụng và đó là một khuyết điểm của chúng. Để đáp ứng nhu cầu thực tế trên giúp cho hệ thống của nhà máy ngày càng được tối ưu và muốn ứng dụng những kiến thức đã học vào thực tiễn. Được sự giới thiệu của bộ môn và cùng với sự hỗ trợ của Công ty TNHH Dịch vụ và Kỹ thuật Sáng tạo. Nhận thấy sự mới mẻ và cần thiết của mô hình nên nhóm chúng tôi quyết định chọn đề tài “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CƠ CẤU NHẬN BIẾT, PHÂN LOẠI VỈ THUỐC LỖI” để nghiên cứu và thực hiện đề tài tốt nghiệp. 1.2 GIỚI HẠN  Không đi xây dựng thuật toán xử lý ảnh mà ứng dụng bộ xử ảnh tích hợp.  Chỉ đưa ra giải pháp thiết kế cơ khí và đặt gia công.  Điều khiển và giám sát thông qua màn hình HMI, không có chế độ điều khiển bằng tay.  Hệ thống có thể nhận dạng được các lỗi của vỉ thuốc như: thiếu thuốc trong vỉ, gãy viên, chồng viên.  Số vỉ chạy 2 vỉ, 3 vỉ và 4 vỉ.  Phân loại vỉ thuốc loại nhỏ: 1 vỉ có 7 viên.  Tốc độ phân loại vỉ thuốc phụ thuộc vào tốc độ của dây chuyền ép vỉ phía trước. 1.3 MỤC TIÊU  Thiết kế và thi công một cơ cấu phân loại vỉ thuốc để phân loại vỉ thuốc lỗi trên dây chuyền ép vỉ.  Điều khiển cơ cấu phân loại bằng PLC kết hợp với bộ xử lý ảnh tích hợp.  Thiết kế giải thuật lập trình điều khiển cho cơ cấu phân loại. 1.4 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Nội dung 1: Nghiên cứu phương pháp xử ảnh lý của bộ xử lý ảnh công nghiệp Keyence và cách cấu hình trên phần mềm.  Nội dung 2: Tìm hiểu về PLC S7-1200 và phần mềm lập trình.  Nội dung 3: Thiết kế phần cứng của hệ thống.  Nội dung 4: Thiết kế hệ thống điều khiển BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 2 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN  Nội dung 5: Thiết kế giải thuật điều khiển, lập trình PLC, thiết kế giao diện HMI.  Nội dung 6: Thử nghiệm, điều chỉnh phần mềm, phần cứng cho hệ thống tối ưu, thực hiện thu thập kết quả qua những lần thử nghiệm để đánh giá tính ổn định của hệ thống.  Nội dung 7: Viết báo cáo thực hiện. 1.5 BỐ CỤC Đề tài được trình bày trong 6 chương:  Chương 1: Tổng quan.  Chương 2: Cơ sở lý thuyết.  Chương 3: Tính toán và thiết kế.  Chương 4: Thi công hệ thống.  Chương 5: Kết quả, nhận xét và đánh giá.  Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Cụ thể như sau: Chương 1: Tổng quan. Chương này trình bày vấn đề dẫn nhập, lý do chọn đề tài, mục tiêu, nội dung nghiên cứu, các giới hạn và bố cục đồ án. Chương 2: Cơ sở lý thuyết. Giới thiệu tổng quan về hệ thống xử lý ảnh, các linh kiện, thiết bị sử dụng thiết kế hệ thống. Chương 3: Tính toán và thiết kế. Khảo sát dây chuyền máy ép vỉ, tính toán thiết kế từng khối, đưa ra sơ đồ nguyên lí của hệ thống. Chương 4: Thi công hệ thống. Thi công hệ thống, lưu đồ, đưa ra giải thuật, thiết kế giao diện màn hình HMI và viết chương trình PLC. Sau đó viết tài liệu hướng dẫn sử dụng và thao tác. Chương 5: Kết quả - nhận xét - đánh giá. Đưa ra kết quả đạt được sau một thời gian nghiên cứu, một số hình ảnh của hệ thống, đưa ra những nhận xét, đánh giá toàn bộ hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN Chương 6: Kết luận và hướng phát triển. Trình bày những kết luận về hệ thống những phần làm rồi và chưa làm, đồng thời nếu ra hướng phát triển cho hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 4 CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI DÙNG XỬ LÝ ẢNH Hệ thống phân loại dùng xử lý ảnh hiện nay đang được dùng rất nhiều trong công nghiệp với độ tin cậy cao. Các hệ thống phân loại trước kia như đọc mã vạch, mã QR,thay vì dùng một công cụ riêng biệt thì công nghệ phân loại dùng xử lý ảnh đều đáp ứng hầu hết các yêu cầu về nhận dạng. Dây chuyền ép vỉ thuốc là dây công đoạn cuối cùng của quá trình sản xuất thuốc, thuốc sau khi được sản xuất thành dạng viên thì qua công đoạn ép vỉ thành phẩm. Mặc dù độ chính xác rất cao khi thành phẩm, bên cạnh đó cũng có những lỗi trên sản phẩm xảy ra vì công đoạn cho thuốc vào vỉ thuốc được con người thực hiện. Hệ thống phân loại vỉ thuốc lỗi trên dây chuyền ép vỉ thuốc dùng công nghệ xử lý hình ảnh trên dây chuyền, nhận dạng vỉ lỗi và thực thi loại bỏ vỉ lỗi ở cuối dây chuyền. Hệ thống bao gồm một bộ camea công nghiệp có chức năng thu th...i là dây trung tính). Để PLC hoạt động ta cấp nguồn 1 pha 220V trực tiếp từ nguồn điện sẵn có và cấp cho bộ nguồn DC để nuôi toàn bộ hệ thống. b. Nguồn một chiều Dòng điện một chiều viết tắt là DC – Direct Current. Hệ thống chủ yếu dùng van điện từ và rơ-le trung gian 24V nên ta cần một bộ chuyển áp từ nguồn 1 pha 220V xuống DC 24V. Hình 2.22 Nguồn 24VDC - 3A. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 25 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.1 KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN MÁY ÉP VỈ 3.1.1 Giới thiệu về dây chuyền ép vỉ Sau khi thuốc được sản xuất ở dạng viên, thì công đoạn đóng gói và bảo quản là công đoạn quyết định nên sản phẩm. Do đó, máy ép vỉ đóng vai trò quan trọng trong việc tạo nên một sản phầm hoàn thiện. Từ việc tạo khuôn cho vỉ thuốc, ép màn vỉ, cắt vỉ hoàn toàn được thực hiện tự động. Giám sát và điều khiển máy trên một màn hình HMI đi kèm với máy, hệ thống được điều khiển bằng PLC. Hình 3.1 Máy ép vỉ của nhà máy. 3.1.2 Chức năng từng phần Dưới dây là chức năng từng khâu của dây chuyền máy ép vỉ của nhà máy Dược Imexpharm:  PVC/ALU: Lựa chọn vật liệu đầu vào cho vỉ thuốc là nhôm hoặc nhựa pvc.  Vị trí mặt hấp: Lựa chọn vị trí mặt hấp trên/dưới.  Trạm tạo hình: Có thể thiết lập lỗ tạo hình ở phía trước/sau ở nhiệt độ 100 - 1450C sao cho phù hợp với kích thước của viên thuốc.  Đường băng chính: Đây là nơi mà nhân viên bỏ thuốc vào vỉ.  Cảm biến định vị: Phát hiện vỉ thuốc đến.  Trạm hàn: Có chức năng chỉnh nhãn vỉ ở phía trước/sau ở nhiệt độ 160 - 2000C.  Tấm giải nhiệt: Có chức năng làm mát vỉ.  Kẹp kéo: Có chức năng chọn kích thước vỉ.  Dao cắt: Có chức năng chỉnh xác đầu số lô hoặc chỉnh dư đầu số lô. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 26 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ  Cuộn phế liệu: Có chức năng cuộn các phần dư mà dao cắt đã cắt bỏ.  Băng tải: Có chức năng đưa các vỉ thuốc đạt thành phẩm đến các khu vực xử lý khác của hệ thống. 3.2 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 3.2.1 Giới thiệu Thiết kế cơ cấu nhận biết và phân loại vỉ thuốc lỗi trên dây chuyền ép vỉ thuốc gồm 2 khâu xử lý chính:  Bộ thu thập hình ảnh khi cho thuốc vào vỉ trên dây chuyền. Khâu này sẽ được bộ xử lý trên bộ xử lý ảnh.  Bộ phân loại vỉ lỗi sau khi vỉ được ép vỉ xong. Khâu này đóng vai trò chính trong đề tài, từ tín hiệu lỗi của bộ xử lý ảnh đưa về PLC của bộ phân loại xử lý. 3.2.2 Tính toán và thiết kế cơ khí Sau khi khảo sát dây chuyền ép vỉ ở nhà máy, đưa ra giải pháp thiết kế cơ khí cho cơ cấu bao gồm một số yêu cầu sau: Về vị trí bố trí  Bộ thu thập hình ảnh đặt ở vị trí trước khâu ép màn nhôm cho vỉ.  Cơ cấu phân loại đặt ở cuối dây chuyền. Về kích thước  Chiều cao: 835mm.  Chiều rộng: 360mm.  Băng tải rộng: 300mm. Về cơ cấu phân loại  Gồm 4 cần gạt, mỗi cần gạt điều khiển bằng khí nén.  Hộp đựng thuốc nằm ở dưới cơ cấu gạt. Những chi tiết cơ khí của cơ cấu gổm: khung máy, chân tủ điện, thân tủ điện, nắp tủ điện, hộp đựng thuốc, băng tải, xi-lanh, cần gạt vỉ thuốc. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 27 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.2 Cơ cấu gạt. Hình 3.3 Cơ cấu hoàn chỉnh. 3.2.3 Thiết kế sơ đồ khối hệ thống Để phần cơ khí hoạt động thì phần điện điều khiển đóng vai trò quyết định cho toàn bộ hệ thống. Từ mô hình cơ khí như đã thiết kế, lên phương án thiết kế tổng thể các phần trong khâu điều khiển. Xác định các khối gồm: Khối nguồn, khối xử lý trung tâm, khối nhận biết vỉ thuốc, màn hình HMI, khối băng chuyền, khối cơ cấu gạt. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 28 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.4 Sơ đồ khối hệ thống. Chức năng các khối như sau:  Khối nhận biết vỉ thuốc: Có chức năng thu thập và xử lý ảnh.  Màn hình HMI: Giao diện dùng để điều khiển và giám sát hệ thống.  Khối đếm nhịp: Là cảm biến có chức năng bắt nhịp khi ép vỉ.  Khối xử lý trung tâm: Có chức năng nhận, xử lý thông tin và điều khiển các khối khác.  Khối băng chuyền: Có chức năng đưa vỉ thuốc đến các khu vực xử lý khác trong hệ thống.  Cơ cấu gạt vỉ: Có chức năng gạt vỉ bị lỗi ra khỏi dây chuyền.  Khối nguồn: Có chức năng cấp nguồn cho hệ thống. 3.2.4 Chọn thiết bị cho hệ thống a. Khối nhận biết vỉ thuốc Các dòng camera tích hợp ứng dụng trong công nghiệp được nhiều hãng phát triển như: Omron, Delta Vision, NI (National Instrument), Keyence,Trong lĩnh vực kiểm tra ở các nhà máy sản xuất dược thì Keyence là giải pháp tối ưu cho những dây BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 29 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ chuyền yêu cầu xử lý chính xác. Do đó, bộ camera tích hợp Keyence là lựa chọn trong dự án và cụ thể là dòng camea CV-X 320A. Lý do nhóm chọn camera công nghiệp là:  Xử lý ảnh ổn định trong thời gian dài.  Hiệu suất kiểm tra và chính xác cao.  Quá trình thực hiện thiết lập ban đầu, vận hành và bảo trì dễ dàng. Bộ điều khiển CV-X320A Hình 3.5 Bộ điều khiển camera CV-X320A. Dưới đây là các thông số của camera CV-X320A: Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật của camera công nghiệp CV-X320A. Thông số Đặc điểm Ngõ vào camera 2 camera màu/đơn sắc. Ngõ vào kích hoạt Có thể chọn chụp đồng thời lên đến 4 camera/chụp riêng. Camera được hỗ trợ Với kết nối CA-200C: / Số pixel Chế độ 2 mega-pixel: 1600(H) x 1200(V), xấp xỉ 1,92 pixel. Thẻ nhớ Khe cắm thẻ SD x 2. I/O điều khiển Ngõ vào điều khiển:  Ngõ vào 20 (bao gồm bốn ngõ vào được thiết kế tốc độ cao cho ngõ vào kích hoạt).  Định mức ngõ vào từ 26,4 V trở xuống, từ 2 mA trở lên. Ngõ ra điều khiển: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 30 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ  Ngõ ra 28 (bao gồm bốn ngõ ra được thiết kế tốc độ cao để ngõ ra FLASH liên kết với thiết bị phụ).  Tối đa 50 mA (30 V trở xuống). Nguồn cung cấp Điện áp nguồn cung cấp: 24 VDC ± 10%. Dòng điện tiêu thụ: 3.8A. Sơ đồ chân của camera công nghiệp CV-X320A Hình 3.6 Sơ đồ chân của camera CV-X320A. Trong đó: (1) Đầu nối ngõ vào/ra: Sử dụng để kết nối các tín hiệu ngõ vào/ngõ ra song song. (2) Đèn LED nguồn điện cung cấp: Sáng lên khi nguồn cung cấp được nạp cho thiết bị. (3) Đầu nối USB cho chuột chuyên dụng: kết nối chuột chuyên dụng OP-87506. (4) Đèn LED lỗi: Sáng lên cùng với đầu cuối ngõ ra lỗi được bật. (5) Đầu nối USB: Sử dụng để kết nối với cáp USB. (6) Khe cắm SD2 (trên) và khe cắm SD1 (dưới): Gắn thẻ SD với CA-SD1G: 1GB hoặc OP-87133: 512MB. (7) Cổng RS-232C: Sử dụng để kết nối cáp giao tiếp RS-232C tùy chọn (OP- 26487: 2,5m hoặc OP-87264: 3m/OP-087265: 10m). (8) Đầu cuối màn hình (ngõ ra RGB): Sử dụng để kết nối với màn hình ngoài. (9) Đầu nối khối mở rộng: Sử dụng đầu nối khi kết nối các khối mở rộng khác nhau (các khối ngõ vào camera và khối mở rộng chiếu sáng). BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 31 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ (10) Đầu nối Camera 2: Sử dụng để kết nối camera 2. (11) Đầu nối USB HDD: Kết nối các đĩa cứng tương thích USB 3.0 hoặc USB 2.0. (12) Đầu nối Camera 1: Sử dụng để kết nối camera 1. (13) Đầu nối EtherNet: Sử dụng để kết nối với cáp EtherNet. (14) Đầu nối vào/ra (khối đầu cuối): Sử dụng cho ngõ vào và ngõ ra tín hiệu. (15) Nguồn điện và thiết bị đầu cuối nối đất: Sử dụng để kết nối nguồn điện 24VDC và dây tiếp đất. (16) Bộ quạt gió: Được trang bị cùng với bộ quạt gió làm mát bộ điều khiển (CA- F100). Ngoài ra còn một số thiết bị đi kèm bộ camera. Bảng 3.2 Thiết bị đi kèm bộ camera. Tên thiết bị Đặc điểm kỹ thuật Mô tả Cáp kết nối CA-CH3 Cáp kết nối camera tốc độ cao. Chiều dài 3m. Camera 2M CA-200C Độ phân giải 2M pixel. Ống kính cho camera CA- Tiêu điểm 8mm. LH8 Khẩu độ F 1/4, F 1/6. Module mở rộng chiếu Số lượng Led mở rộng 4. sáng CA-DC40E Điện áp đầu ra 12VDC. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 32 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Đèn Led chiếu sáng CA- Công sất 7.3W. DBW13 + tấm khuếch đại Nguồn cung cấp 12VDC. ánh sáng OP-42282 Cáp kết nối chiếu sáng Chiều dài 1m. CA-D1W Nguồn cung cấp Điện áp ngõ vào: 85-264 VAC. Điện áp ngõ ra: 24VDC – 6A. Có bảo vệ quá dòng. b. Khối xử lý trung tâm Dòng PLC của Siemens S7-1200 là dòng PLC cỡ nhỏ được sử dụng phổ biến cho các dự án vừa và nhỏ. Là dòng PLC nâng cấp của dòng PLC S7-200 được hỗ trợ phần mềm lập trình tích hợp TIA Portal của Siemens. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã khiến cho S7- 1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau. Nhận thấy PLC S7-1200 phù hợp với đề tài và chi phí của dự án nên chọn làm thiết bị điều khiển trung tâm. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 33 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.7 PLC S7 – 1200 CPU 1214C. Sau đây là thông số cơ bản PLC S7-1200: Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật của PLC S7-1200. Chức năng CPU 1214C I/O tích hợp cục bộ:  Kiểu số 14 ngõ vào/10 ngõ ra. Kiểu tương tự 2 ngõ ra. Bộ nhớ bit (M) 8192 byte. Độ mở rộng các module tín hiệu 8 Các module truyền thông 3 (mở rộng về bên trái) Các bộ đếm tốc độ cao: 6  Đơn pha 3 tại 100 kHz, 3 tại 30 kHz  Vuông pha 3 tại 80 kHz, 3 tại 20 kHz Các ngõ ra xung 2 PROFINET 1 cổng truyền thông Ethernet. Tốc độ thực thi tính toán thực 18 μs/lệnh. Tốc độ thực thi Boolean 0,1 μs/lệnh. Sơ đồ chân BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 34 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.8 Sơ đồ chân của PLC CPU 1214 DC/DC/DC.  Ngõ vào số (Digital Input): Có thể kết nối tối đa 14 tín hiệu ngõ vào số.  Ngõ ra số (Digital Output): Có thể kết nối tối đa 10 tín hiệu ngõ ra số.  Ngõ ra tương tự (Analog Output): Có thể kết nối tối đa 2 tín hiệu ngõ ra tương tự. Ngoài ra, nếu số tín hiệu ngõ vào/ra vượt quá số tín hiệu kết nối cho phép thì chúng ta có thể sử dụng thêm module mở rộng. c. Màn hình HMI Một loạt các thiết bị màn hình với nhiều tính năng đa dạng và sáng tạo đã được thiết kế sẵn để đáp ứng cho hầu hết các ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Một tính năng độc đáo và hiệu quả cao của HMI Simatic là cấu hình được tích hợp trong TIA Portal, nhờ đó người dùng có thể tiết kiệm đáng kể về thời gian và chi phí lập trình kỹ thuật. Hơn thế nữa, màn hình HMI Simatic và bộ điều khiển PLC S7-1200 cùng 1 hãng Siemens sản xuất nên khả năng hỗ trợ và tính tương thích tốt hơn. Vì thế, nhóm sử dụng loại màn hình KTP400 Basic color PN để thực hiện việc điều khiển tắt mở hệ thống, xử lý và hiển thị dữ liệu. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 35 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.9 Màn hình Simatic HMI KTP400. Dưới đây là các thông số của màn hình HMI KTP400: Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật của màn hình HMI KTP400. Đặc điểm Thông số Loại sản phẩm KTP400 Basic color PN  Màn hình thiết kế  Màn hình rộng LCD, đèn nền LED  Kích thước màn hình  4.3 inches  Chiều cao màn hình  53.9 mm  Chiều rộng màn hình  95mm  Độ phân giải  480 x 272 pixel Nguồn cung cấp  24VDC – 150mA Công suất 3 W d. Khối đếm nhịp Cảm biến tiệm cận sẽ tác động khi có vật ở gần cảm biến. Trong hầu hết các trường hợp, khoảng cách này chỉ là vài mm. Ngoài ra, cảm biến tiệm cận vận hành đáng tin cậy ngay cả trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: môi trường ngoài trời hoặc môi trường dầu mỡ,), vận hành lắp đặt đơn giản và dễ dàng. Vì vậy, nhóm sử dụng cảm biến tiệm cận Omron mã hàng E2A-M12KS08-WP-B1 2M loại PNP có chức năng đếm số nhịp từ khối camera đến bộ cơ cấu gạt vỉ khi chạy trên băng tải. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 36 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.10 Cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08-WP-B1 2M. Thông số kỹ thuật Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật của cảm biến E2A-M12KS08-WP-B1 2M. Thông số Đặc điểm Loại đầu ra PNP NO Khoảng cách phát hiện 8 mm Điện áp 10 - 32 VDC Dòng điện Tối đa 200mA Kích thước Loại M12 (12mm) Sơ đồ chân Hình 3.11 Sơ đồ chân của cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08-WP-B1 2M.  Màu nâu: VCC, cấp nguồn 10 - 32VDC. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 37 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ  Màu xanh dương: GND, nguồn âm 0VDC.  Màu đen: Chân tín hiệu ngõ ra, khi cảm biến ở trạng thái không có kim loại bắt vào đầu cảm biến là mức logic 0V và khi có kim loại là (10 - 32V) tuỳ thuộc dải điện áp cấp cho cảm biến. e. Khối băng chuyền Từ thông số của phần thiết kế cơ khí, băng tải rộng 300mm và chỉ chạy ở tốc độ không thay đổi nên ta chọn động cơ AC 1 pha, công suất 90W. Hình 3.12 Động cơ băng tải. Thông số kỹ thuật Bảng 3.6 Bảng thông số động cơ. Thông số Đặc điểm Nguồn cung cấp AC, 220V Hộp giảm tốc 1:30 Tốc độ 60 rpm/p f. Cơ cấu gạt vỉ Nhóm sử dụng xi-lanh kép để kích hoạt cần gạt vỉ thuốc khi vỉ thuốc bị lỗi. Xi-lanh kép là loại cốt đôi chống xoay rất chính xác. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 38 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.13 Xi-lanh kép. Thông số kỹ thuật Bảng 3.7 Thông số kỹ thuật của xi-lanh. Thông số Đặc điểm Loại hoạt động Xi-lanh tác động kép Hành trình xi-lanh 120mm Cở lỗ M5x0.8, Rc1/8 Loại dùng Khí nén Áp hoạt động 0.05~0.7 MPa Với xi-lanh như trên, nhóm sử dụng van điện từ 5/2. Van 5/2 là một loại van đảo chiều điều khiển xi-lanh tác dụng kép. Cấu tạo của van điện từ 5/2 Hình 3.14 Sơ đồ chân của van điện từ 5/2. Có cấu tạo 5 cổng cho phép điều khiển 2 vị trí:  Cổng 1: cổng đưa áp suất vào.  Cổng 2 và 4: hai cổng ngõ ra điều khiển xi-lanh.  Cổng 3 và 5: hai cổng xả. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 39 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Thông số kỹ thuật của van điện từ 5/2 Bảng 3.8 Thông số kỹ thuật của van điện từ 5/2. Thông số Đặc điểm Điện áp cuộn dây 24VDC Công suất 0.6 W Dòng điện 25mA g. Khối nguồn Khối camera CV-X320A sử dụng nguồn 24VDC, dòng điện tiêu thụ lên đến 3,8A (có nguồn cung cấp riêng). Màn hình HMI KTP400 sử dụng nguồn 24VDC, dòng điện ngõ vào tiêu thụ 150mA. Cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08-WP-B1 2M sử dụng điện áp từ 10VDC đến 32VDC, dòng tiêu thụ tối đa 200mA. PLC S7 – 1200 CPU 1214C DC/DC/DC sử dụng điện áp 24VDC, dòng tiêu thụ tối đa 1500mA. Khối băng chuyền sử dụng điện áp 220V. Hệ thống điều khiển khí nén, rơ-le trung gian sử dụng điện áp 24VDC. Với những thông số kỹ thuật, điện áp sử dụng và dòng điện tiêu thụ đã phân tích trên, nhóm quyết định chọn nguồn cung cấp cho toàn bộ hệ thống là nguồn tổ ong 24VDC – 3A. Hình 3.15 Nguồn tổ ong 24VDC – 3A. Thông số kỹ thuật BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 40 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật của nguồn tổ ong. Thông số Đặc điểm Điện áp đầu vào AC 110V / 220V. Điện áp đầu ra DC 24V - 3A Công suất đầu ra 72W Tần số 50 / 60Hz Kích thước 159 x 100 x 43mm. Các kí hiệu đầu kết nối  L-N : Đầu vào AC.  V+ : Đầu ra DC dương.  V- : Đầu ra DC âm.  GND : Đầu dây nối đất.  V / ADJ: Điều chỉnh điện áp đầu ra (15%). h. Một số thiết bị khác Bảng 3.10 Một số thiết bị khác của hệ thống. Tên thiết bị Đặc điểm kỹ thuật Mô tả Relay trung gian Hãng sản xuất Omron. Dạng kính, có đèn. Loại 8 chân, 2 cặp tiếp điểm. Điện áp điều khiển: 24VDC. MCB Hãng sản xuất Mitsubishi. Loại 2P 6A. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 41 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Nút nhấn E_STOP Loại 1 NO, 1 NC. 3.2.5 Thiết kế nguyên lý PLC điều khiển hệ thống Từ những đặc tính kỹ thuật của từng thiết bị đã trình bày ở trên, trong phần này đi vào thiết kế mạch nguyên lý cho hệ thống. Nguyên lý kết nối PLC với CPU xử lý ảnh: PLC giao tiếp với CPU qua các ngõ vào ra số nên việc đấu nối với nhau rất quan trọng để hệ thống hoạt động được. Hình 3.16 Nguyên lý đấu ngõ vào cho PLC. Mạch điện ngõ vào PLC (PLC Intput còn CPU Output) ta đấu theo kiểu âm chung, có nghĩa ngõ vào sẽ được tích cực khi điện áp ngõ vào là 24VDC. Ngược lại mạch ngõ ra của CPU phải là mạch dạng PNP nên ta có sơ đồ như trên. Hình 3.17 Nguyên lý đấu ngõ ra PLC. Mạch điện ngõ ra PLC (PLC Output còn CPU Input), với mạch ngõ ra của PLC ta không thay đổi được mức tích cực (vì dòng PLC S7-1200 của Siemens có ngõ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 42 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ ra luôn tích cực mức cao). Để CPU được tích cực thì CPU phải đấu theo kiểu âm chung. Thiết kế chọn ngõ vào ra cho PLC Ngõ vào cho PLC: Gồm 4 tín hiệu lỗi của từng hàng, 1 tín hiệu nhịp của máy ép vỉ, 1 tín hiệu dừng khẩn cấp. Ngõ ra cho PLC: Gồm 4 tín hiệu cho xi-lanh, 1 tín hiệu cho băng tải và 5 tín hiệu điều khiển bộ xử lý ảnh. Giải thích các chân tín hiệu điều khiển giao tiếp với bộ xử lý ảnh. Theo như tài liệu nhà sản xuất cung cấp (Catalog), để điều khiển cho CPU hoạt động có nhiều phương thức giao tiếp với bộ xử lý ảnh như: Ethernet, RS232 và giao tiếp vật lý trực tiếp từ các ngõ vào của nó. Để đơn giản ta chọn cách giao tiếp vật lý trên các ngõ vào ra bằng cách đấu nối trực tiếp từ PLC với bộ điều khiển, cách đấu nối đã trình bày ở trên. Tín hiệu Trigger: Tín hiệu cho phép camera chụp ảnh. Hình 3.18 Tín hiệu Trigger. Các tín hiệu chọn chương trình cho bộ xử lý ảnh: Từ catalog của bộ điều khiển ta chọn các ngõ ra cho PLC để giao tiếp với bộ điều khiển. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 43 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.19 Chọn chương trình từ thẻ nhớ. Hai ngõ vào IN8 và IN9 có chức năng để chọn chương trình từ thẻ nhớ nào vì bộ điều khiển có hai thẻ nhớ. IN9 bằng 1 chọn thẻ nhớ 1, IN8 và IN9 cùng bằng 1 thì chọn thẻ nhớ 2. Chức năng các ngõ còn lại: IN0 đến IN7 là mã nhị phân chọn chương trình từ 0 đến 255 (có thể có 256 chương trình được lưu), IN12 cho phép thay đổi chương trình. Một ví dụ để làm rõ hơn các ngõ vào trên. Hình 3.20 Ví dụ chọn chương trình. Chọn chương trình ở thẻ nhớ 2 của bộ điều khiển, chương trình thứ 88 được thực thi, IN12 bằng 1 để cho phép chương trình được thực thi. Sau đây là giản đồ thời gian của mỗi tín hiệu để lập trình PLC. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 44 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.21 Giản đồ thời gian cho tín hiệu chọn chương trình. Từ giản đồ trên ta thấy, các chân CMD_CODE (IN8, IN9) và CMD_PARAM ( IN0 đến IN7) sẽ đồng thời từ PLC, chân CST (IN12) có thời gian trễ là D (trong khoảng 500us) và thời gian tích cực là A ( 1ms hoặc lớn hơn). Từ các thông số trên là dữ liệu để lập trình PLC. Các tín hiệu CMD_READY, ACK, NACK là tín hiệu để ngõ ra để truyền thông. Các ngõ vào ra của PLC Sau khi khảo sát các ngõ vào ra ta có các ngõ vào ra như sau: Bảng 3.11 Ngõ vào ra của PLC. Ngõ vào Ngõ ra Tên ngõ vào Địa chỉ Tên ngõ ra Địa chỉ Tín hiệu lỗi hàng 1 I0.0 Xi-lanh 1 Q0.0 Tín hiệu lỗi hàng 2 I0.1 Xi-lanh 2 Q0.1 Tín hiệu lỗi hàng 3 I0.2 Xi-lanh 3 Q0.2 Tín hiệu lỗi hàng 4 I0.3 Xi-lanh 4 Q0.3 Tín hiệu cảm biến nhịp I0.4 Tín hiệu Trigger cho Q0.4 CPU (F_IN0) Tín hiệu dừng khẩn cấp I0.5 Băng tải Q0.5 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 45 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Tín hiệu thay đổi Q0.6, Q0.7 chương trình cho CPU (IN0, IN1) Tín hiệu chọn thẻ nhớ Q1.0 lưu chương trình (IN9) Tín hiệu cho phép Q1.1 chương trình hoạt động (IN12) Sơ đồ hệ thống Hình 3.22 Sơ đồ tổng quan. Sơ đồ toàn mạch BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 46 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.23 Sơ đồ nguyên lý toàn mạch. Mạch động lực cho động cơ băng tải BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 47 CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ Hình 3.24 Mạch động lực cho động cơ băng tải. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 48 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Chương 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.1 GIỚI THIỆU Sau khi thiết kế hoàn chỉnh sơ đồ nguyên lý cho toàn hệ thống, nhóm tiến hành thi công mô hình. Hệ thống được thi công bao gồm hai phần chính là thi công phần cứng và thi công phần mềm. Cụ thể như sau: Về phần cứng: Tiến hành lắp ráp các thiết bị vào mô hình đã gia công trước đó, kết nối PLC và các module với nhau bằng dây điện. Về phần mềm: Xây dựng giải thuật và viết chương trình cho hệ thống. Chương trình được lập trình dựa vào nguyên lý hoạt động của hệ thống từ khi cấp nguồn cho đến khi hệ thống ngừng hoạt động, áp dụng được giải thuật điều khiển vào mô hình một cách tối ưu nhất. Toàn bộ quá trình thi công hệ thống phải đảm bảo tất cả những yêu cầu về thiết kế mà nhóm đã đặt ra ban đầu. 4.2 THI CÔNG HỆ THỐNG Bảng 4.1 Danh sách các linh kiện. STT Tên linh kiện Số lượng 1 PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC 1 2 Bộ điều khiển CV-X320A 1 3 Cáp kết nối CA-CH3 1 4 Đầu camera CA-200C 1 5 Ống kính CA-LH8 1 6 Đèn Led chiếu sáng CA-DBW13 4 7 Tấm khuếch đại OP-42282 1 8 Cáp kết nối CA-D1W 1 9 Màn hình HMI KTP400 1 10 Cảm biến tiệm cận E2A-M12KS08- 1 WP-B1 2M BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 49 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 11 Nút nhấn dừng khẩn cấp 1 12 Rơ-le trung gian 1 13 Xi-lanh kép 4 14 Van điện từ 5/2 4 15 Băng tải 1 16 Nguồn tổ ong 1 4.2.1 Thi công hệ thống khí nén Với thiết kế cơ khí ở trên cơ cấu gạt sử dụng xi-lanh tác động kép, ở trạng thái van điện từ không tích cực nhưng xi-lanh ở trạng thái đẩy ngược lại khi van điện từ tích cực (có tín hiệu từ PLC) xi-lanh kéo về nên ta thi công hệ thống khí nén theo sơ đồ sau: Hình 4.1 Nguyên lý thi công khí nén BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 50 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.2 Lắp đặt 4 xi-lanh cho hệ thống. Để xi-lanh hoạt động được thì ta cần có van điện từ để điều khiển xi-lanh. Hình 4.3 Lắp đặt van điện từ. 4.2.2 Thi công cần gạt vỉ thuốc và băng tải Cần gạt vỉ thuốc có nhiệm vụ phân loại vỉ thuốc thành phẩm hay phế phẩm dưới sự tác động của xi-lanh. Băng tải có nhiệm đưa vỉ thuốc thành phẩm sang các khu vực xử lý khác của hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 51 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.4 Lắp đặt băng tải và cần gạt vỉ thuốc. 4.2.3 Tủ điện hoàn chỉnh Tủ điện sẽ gồm 4 tín hiệu đầu vào lấy từ camera, 1 cảm biến nhịp, 1 nút nhấn dừng khẩn cấp và sẽ được PLC điều khiển ngõ ra của 4 xi-lanh, băng tải và 5 tín hiệu xử lý của camera. Hình 4.5 Tủ điện hoàn chỉnh của hệ thống. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 52 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.3 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 4.3.1 Lưu đồ giải thuật Chương trình chính Hình 4.6 Chương trình chính của hệ thống. Giải thích chương trình chính  Đầu tiên, cấp nguồn cho hệ thống.  Cài đặt thông số trên HMI: Nhập số nhịp, chọn vỉ chạy và nhập thời gian.  Tiếp theo là chương trình con chọn vỉ thực hiện.  Nhấn Start cho phép hệ thống hoạt động băng tải được kích hoạt.  Chương trình con xử lý lỗi hàng 1, 2, 3, 4 lần lượt thực hiện.  Chương trình con xử lý ngõ ra thực hiện. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 53 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG  Nhấn Reset xóa lỗi và đặt các thông số cài đặt về ban đầu.  Nhấn Stop hệ thống dừng băng tải. Chương trình con 1: Chọn chương trình xử lý của bộ xử lý ảnh Hình 4.7 Chương trình con 1 - chọn chương trình xử lý ảnh. Giải thích chương trình con 1 Có tất cả 4 chương trình xử lý ảnh là loại 2 vỉ, loại 3 vi A và B, loại 4 vỉ nên dùng 2 bit tạo được 4 trạng thái để chọn chương trình. Bảng 4.2 Dữ liệu chọn chương trình xử lý ảnh IN1 IN0 Chương trình chọn 0 0 Loại 2 vỉ 0 1 Loại 3 vỉ A 1 0 Loại 3 vỉ B 1 1 Loại 4 vỉ Sau chọn chương trình xử lý xong thì kích hoạt chương trình để xác nhận thay đổi chương trình khi CODE = 1, và kích hoạt CT = 1. Chương trình con 2: Xử lý lỗi từng hàng BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 54 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.8 Chương trình con 2 - xử lý lỗi từng hàng. Giải thích chương trình con 2 Xử lý lỗi cho hàng 1 và tương tự cho các hàng còn lại. Tạo 2 vùng nhớ có độ dài 32 bit trong PLC là MD (Double Word) gồm MD2 và MD6.  Khi có tín hiệu lỗi từ bộ xử lý, MOVE giá trị 1 vào MD2, ngược lại MOVE giá trị 0 vào MD2.  Khi phát hiện cạnh lên của cảm biến nhịp, thực hiện dịch trái MD6 1 bit và thực hiện OR MD2 với MD6, như thế vùng nhớ MD6 để lưu vị trí của lỗi. Vì trong PLC từng bit trong vùng nhớ đều có địa chỉ, khi ta khai báo MD6 gồm 32 bit thì các bit con của MD6 gồm: M6.0  M6.7, M7.0  M7.7, M8.0  M8.7, M9.0  M9.7 trong đó M9.0 là bit LSB còn M6.7 là MSB. Chương trình con 3: Xử lý ngõ ra. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 55 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.9 Chương trình con 3 - xử lý ngõ ra. Giải thích chương trình con 3 Chương trình con xử lý ngõ ra để xử lý điều khiển cơ cấu chấp hành (xi-lanh). Ngõ ra Trigger kích hoạt khi bắt được cảm biến nhịp, tín hiệu Trigger dùng để phát lệnh cho bộ xử lý ảnh chụp hình với tốc độ xử lý nhanh, bộ xử lý ảnh xuất tín hiệu cho PLC khi phát hiện lỗi.  Nếu đang chạy chương trình 2 vỉ thì bộ xử lý ảnh xuất 2 tín hiệu cho lỗi hàng 1 và hàng 2, nếu hàng 1 có lỗi 2 xi-lanh 1 và 2 lật đồng thời ngược lại nếu hàng 2 lỗi xi-lanh 3 và 4 lật đồng thời.  Nếu đang chạy chương trình 3 vỉ (A hoặc B) thì bộ xử lý xuất 3 tín hiệu lỗi hàng 1, 2 và hàng 3, nếu hàng 1 lỗi xi-lanh 1 lật, hàng 2 lỗi xi-lanh 2 và 3 lật đồng thời, hàng 3 lỗi xi-lanh 4 lật. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 56 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG  Nếu chạy chương trình 4 vỉ thì bộ xử lý ảnh xuất 4 tín hiệu lỗi cho 4 hàng, nếu lỗi hàng nào xi-lanh hàng tương ứng lật hàng đó. 4.3.2 Cấu hình và chọn thuật toán cho xử lý ảnh a. Giới thiệu phần mềm CV-X Series Simulation-Software Ver.5.0 Các bước thực hiện giả lập của phần mềm CV-X Series Simulation-Software Ver.5.0: Màn hình sau khi khởi động Hình 4.10 Màn hình quản lý cửa sổ làm việc của CV-X Series. Trong đó: 1. Menu bar: Thanh này hiển thị các menu có chứa các lệnh khác nhau. 2. Toolbar: Các lệnh được sử dụng thường xuyên nhất được hiển thị ở đây dưới dạng biểu tượng. 3. Workspace list: Danh sách này chứa tên của cửa sổ làm việc. 4. Minimize button: Nút nhấn để thu nhỏ cửa sổ làm việc. 5. Close button: Nút nhấn để đóng phần mềm. 6. Start Simulator button: Nút nhấn để bắt đầu giả lập với cửa sổ làm việc được chỉ định. 7. Searching for a workspace name: Cửa sổ làm việc khớp một phần với các ký tự đã nhập được hiển thị. Màn hình giả lập của CV-X Series BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 57 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.11 Màn hình giả lập của CV-X Series. Trong đó: 1. Menu bar: Thanh này hiển thị các menu có chứa các lệnh khác nhau. 2. CV-X Series simulator screen: Màn hình giả lập của CV-X Series. 3. Minimize button: Nút nhấn để thu nhỏ màn hình giả lập. 4. Close button: Nút nhấn để đóng trình giả lập. 5. Filmstrip: Cho phép người dùng đăng ký hình ảnh và bắt đầu mô phỏng. Đầu tiên, chúng ta nên tạo một cửa sổ làm việc mới: Bước 1. Tạo cửa sổ làm việc mới. Hình 4.12 Tạo cửa sổ làm việc mới. Bước 2. Đặt tên cho cửa sổ làm việc. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 58 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.13 Đặt tên cho cửa sổ làm việc. Bước 3. Chọn loại điều khiển cho CV-X Series. Hình 4.14 Chọn loại điều khiển cho CV-X Series. Bước 4. Chọn kiểu đóng gói cho CV-X Series. Hình 4.15 Chọn kiểu đóng gói cho CV-X Series. b. Thuật toán xử lý ảnh Bước 1. Lưu ảnh mẫu được chụp từ Camera. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 59 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.16 Lưu ảnh mẫu. Bước 2. Chọn công cụ kiểm tra cho xử lý ảnh. Hình 4.17 Chọn công cụ kiểm tra cho xử lý ảnh. Mục đích muốn kiểm tra là vỉ thiếu viên nên chọn công cụ số lượng nhóm. Bước 3. Chọn vùng muốn kiểm tra từ ảnh mẫu. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 60 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.18 Chọn vùng muốn kiểm tra từ ảnh mẫu. Bước 4. Trích xuất màu nhị phân. Hình 4.19 Trích xuất màu nhị phân. Bước 5. Công cụ tăng cường ảnh. Vùng kiểm tra sau khi trích xuất nhị phân, hiển nhiên sẽ có nhiễu nên ta áp dụng các công cụ lọc. Đầu tiên nhóm sử dụng công cụ tăng cường ảnh rút ngắn: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 61 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.20 Tăng cường ảnh bằng bộ lọc rút ngắn. Vùng kiểm tra sau khi áp dụng bộ lọc rút ngắn, do vẫn còn thấy nhiễu nên tiếp tục thêm bộ lọc mở rộng: Hình 4.21 Tăng cường ảnh bằng bộ lọc mở rộng. Ví dụ ta chạy chương trình 2 vỉ nên có 2 vùng cần kiểm tra. Tương tự như vùng bên trái ta chỉ cần sao chép và thay đổi vùng cần kiểm tra. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Hình 4.22 Sao chép cho vỉ kiểm tra thứ 2 ở bên phải. Bước 6. Cấu hình ngõ ra cho CPU. Sau khi xử lý xong ảnh mẫu để tham chiếu ta đi cấu hình ngõ ra của bộ CPU để PLC xử lý. Chọn công cụ và ngõ ra tương ứng cho công cụ đó. Hình 4.23 Cấu hình ngõ ra cho CPU. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 63 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Gán công cụ kiểm tra cho ngõ ra tương ứng: Hình 4.24 Gán công cụ cho ngõ ra tương ứng. Ngoài ra chúng ta có thể giám sát ngõ ra cho từng I/O : Hình 4.25 Giám sát ngõ ra của từng I/O. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG 4.3.3 Thiết kế HMI a. Giới thiệu phần mềm Để thiết kế giao diện và điều khiển PLC thì nhóm dùng phần mềm TIA Portal V14. Bước 1. Tạo một project mới bằng cách chọn “Create new project” ở giao diện TIA Portal, đặt tên project ở khung “Project name” và chọn được dẫn ở khung “Path”, sau đó nhấn “Create”. Hình 4.26 Đặt tên cho dự án. Bước 2. Chọn thiết bị cho Project bằng cách nhấn “Configure a device” → “Add new device”, chọn HMI KTP400 Basic rồi nhấn Add để đi đến vùng làm việc chính của phần mềm. Hình 4.27 Chọn loại màn hình cần thiết kế giao diện. BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65 CHƯƠNG 4. THI CÔNG HỆ THỐNG Bước 3. Chọn kết nối giữa PLC và HMI. Hình 4.28 Kết nối giữa PLC và HMI. Bước 4. Mở màn hình thiết kế giao diện bằng cách chọn mục “Screens” → “Add new screen”. Hình