TR

B

NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
KHOA I N- I N T
C L P - T DO - H NH PHÚC
MÔN I N T CÔNG NGHI P ậ Y SINH
----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 7 n m 2019

NHI M V
Mai Qu c C

H tên sinh viên:

ÁN T T NGHI P
ng

Ngô ình Ph

ng

i n t công nghi p

Chuyên ngành:
H đào t o:

i h c chính quy

Khóa:

2015

MSSV: 15141112
MSSV: 15141250
Mã ngành:

41

Mã h :

1

L p:

15141DT2A
15141DT1B

I. TÊN

TÀI: THI T K

VÀ THI CÔNG C

C U NH N BI T, PHỂN

LO I V THU C L I
II. NHI M V
1. Các s li u ban đ u:
 S d ng b x lý nh tích h p Keyence.



i u khi n b ng PLC S7-1200 và màn hình HMI.



i u khi n g t b ng khí nén.



ng c b ng t i c a c c u là đ ng c AC 1 pha 220V.

 Dùng m t c m bi n b t nh p.
2. N i dung th c hi n:
 N i dung 1: Cài đ t ph n m m TIA Portal đ l p trình PLC và giao di n màn
hình HMI, AutoCAD đ thi t k t đi n, SolidWorks đ thi t k mô hình c
khí, CV-X Series Simulation-Software đ c u hình cho b camera.
 N i dung 2: Tính toán đo đ c thông s k thu t dùng cho thi t k mô hình
ph n c ng bao g m t đi n, b ng t i và xi-lanh khí nén.
 N i dung 3: Thi t k , tính toán và đo đ c thông s dòng áp, đi dây trong thi t
k t đi n.
 N i dung 4: L p đ t b camera công nghi p CV-X320A.
 N i dung 5: L p đ t màn hình HMI KTP400.
 N i dung 6: V l u đ gi i thu t và vi t ch

ng trình cho PLC.
i


 N i dung 7: K t n i các h th ng t b camera, c m bi n ti m c n đ n PLC

đ đi u khi n xi-lanh khí nén và b ng t i ho t đ ng.
 N i dung 8: Thi t k h th ng đi u khi n và giám sát giao di n màn hình HMI.
 N i dung 9: Cho ch y toàn b h th ng hoàn ch nh đ ki m tra ho t đ ng.
 N i dung 10: Ghi nh n k t qu th c hi n và báo cáo.
III. NGÀY GIAO NHI M V :

04/03/2019

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 15/06/2019
V. H VÀ TÊN CÁN B H
CÁN B H

NG D N

NG D N: ThS. Nguy n T n
BM. I N T

i

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

ii


TR
B

NG H SPKT TP. H CHÍ MINH
KHOA I N- I N T
MÔN I N T CÔNG NGHI P ậ Y

SINH

C NG HÒA XÃ H I CH NGH A VI T NAM
C L P - T DO - H NH PHÚC
----o0o---Tp. HCM, ngày 05 tháng 7 n m 2019

L CH TRỊNH TH C HI N
H tên sinh viên 1: Mai Qu c C

ÁN T T NGHI P

ng

L p: 15141DT2A

MSSV: 15141112

H tên sinh viên 2: Ngô ình Ph

ng

L p: 15141DT1B

MSSV: 15141250

Tên đ tài: THI T K VÀ THI CÔNG C

C U NH N BI T, PHỂN LO I

V THU C L I

N i dung

Tu n/ngày

Xác nh n
GVHD

1 (18/02/2019 ậ 24/02/2019) Ch duy t đ tài
2 (25/02/2019 ậ 03/03/2019) Ch duy t đ tài
3 (04/03/2019 ậ 10/03/2019) Vi t đ c

ng

4 (11/03/2019 ậ 17/03/2019) Thi t k c khí
5 (18/03/2019 ậ 24/03/2019) Thi t k c khí
6 (25/03/2019 ậ 31/03/2019) Gia công c khí
7 (01/04/2019 ậ 07/04/2019) Thi t k , thi công h th ng đi n
8 (08/04/2019 ậ 14/04/2019) Cài đ t và c u hình b x lý
nh
9 (15/04/2019 ậ 21/04/2019) L p trình PLC, thi t k giao
di n HMI
10 (22/04/2019 ậ
28/04/2019)

L p trình PLC, thi t k giao
di n HMI

11 (29/04/2019 ậ
05/05/2019)


L p đ t h th ng và ch y th
nghi m
Vi t báo cáo + cân ch nh h
th ng
Vi t báo cáo + cân ch nh h
th ng
Vi t báo cáo + cân ch nh h
th ng

12 (06/05/2019 ậ
12/05/2019)
13 (13/05/2019 ậ
19/05/2019)
14 (20/05/2019 ậ
26/05/2019)

iii


15 (27/05/2019 ậ
02/06/2019)
16 (03/06/2019 ậ
09/06/2019)

Vi t báo cáo + cân ch nh h
th ng
Hoàn thành
GV H NG D N
(Ký và ghi rõ h và tên)


iv


L I CAM OAN
tài này là do chúng tôi t th c hi n d a vào ki n th c, kinh nghi m đư thu
đ

c qua quá trình h c t p, tìm hi u và không sao chép t tài li u hay công trình nào

đư có tr

c đó.

Ng
Mai Qu c C

i th c hi n đ tài
ng

Ngô ình Ph

ng

v


L IC M

N


u tiên cho nhóm chúng tôi xin g i l i c m n đ n th y Nguy n T n
đư đ ng ý dìu d t, h

ng d n và t o ti n đ cho chúng tôi th c hi n m t

i vì
án t t

nghi p mang tính ch t quan tr ng trong su t quá trình m t h c k . Bên c nh chúng
tôi xin g i l i c m n đ n công ty TNHH D ch v và K thu t Sáng t o đư h tr và
giúp đ chúng tôi trong th i gian v a qua.
ng th i nhóm c ng xin g i l i c m n đ n các th y cô trong b môn nói
riêng và Khoa i n ậ i n t nói chung đư truy n đ t cho chúng tôi nh ng ki n th c
quan tr ng, h tr nh ng trang thi t b th c t trong d y h c áp d ng nhi u đ n vi c
phát tri n đ tài t t nghi p c ng nh

nh h

ng đ n công vi c sau này.

Sau cùng, chúng tôi xin g i l i cám n đ n b n bè, ng
quá trình h c t p t i tr

i thân đư h tr trong

ng và quá trình th c hi n khóa lu n t t nghi p này.

Xin chân thành c m n!

Ng

Mai Qu c C

i th c hi n đ tài
ng

Ngô ình Ph

ng

vi


M CL C
NHI M V

ÁN T T NGHI P ........................................................................... i

L CH TRỊNH TH C HI N

ÁN T T NGHI P ............................................... iii

L I CAM OAN .......................................................................................................v
M C L C ................................................................................................................ vii
LI T Kể HỊNH ......................................................................................................... ix
LI T Kể B NG ...................................................................................................... xii
TịM T T ............................................................................................................... xiii
Ch
1.1

ng 1. T NG QUAN .........................................................................................1

TV N

..................................................................................................1

1.2

GI I H N.........................................................................................................2

1.3

M C TIểU .......................................................................................................2

1.4

N I DUNG NGHIểN C U .............................................................................2

1.5

B C C ............................................................................................................3

Ch

ng 2. C

2.1

T NG QUAN V H TH NG PHỂN LO I DỐNG X

2.2


Lụ THUY T V X

2.3

2.4

S

Lụ THUY T .............................................................................5
Lụ NH .............5

Lụ NH .......................................................................5

2.2.1

T ng quan v h th ng x lý nh công nghi p .......................................5

2.2.2

M t s khái ni m v x lý nh ...............................................................6

NGUYểN T C PHỂN LO I V THU C ....................................................10
2.3.1

Phân lo i theo v thi u viên ..................................................................10

2.3.2

Phân lo i theo v gưy viên .....................................................................10


2.3.3

Phân lo i theo v ch ng viên .................................................................10

GI I THI U PH N C NG ...........................................................................10
2.4.1

Gi i thi u camera công nghi p .............................................................10

2.4.2

T ng quan v PLC ................................................................................14

2.4.3

T ng quan v HMI ................................................................................17

2.4.4

ng c AC ..........................................................................................18

2.4.5

H th ng đi u khi n khí nén .................................................................20

2.4.7

C m bi n ti m c n ................................................................................23

2.4.8


Ngu n cung c p ....................................................................................25

Ch

ng 3. TệNH TOÁN VÀ THI T K ..............................................................26

3.1

KH O SÁT DỂY CHUY N MÁY ÉP V ....................................................26
3.1.1

Gi i thi u v dây chuy n ép v .............................................................26
vii


3.1.2
3.2

Ch c n ng t ng ph n ............................................................................26

TệNH TOÁN VÀ THI T K .........................................................................27
3.2.1

Gi i thi u ..............................................................................................27

3.2.2

Tính toán và thi t k c khí ..................................................................27


3.2.3

Thi t k s đ kh i h th ng ................................................................28

3.2.4

Ch n thi t b cho h th ng ....................................................................29

3.2.5

Thi t k nguyên lý PLC đi u khi n h th ng .......................................42

Ch

ng 4. THI CÔNG H TH NG .....................................................................49

4.1

GI I THI U ...................................................................................................49

4.2

THI CỌNG H TH NG ................................................................................49

4.3

4.4

4.2.1


Thi công h th ng khí nén ....................................................................50

4.2.2

Thi công c n g t v thu c và b ng t i ...................................................51

4.2.3

T đi n hoàn ch nh ...............................................................................52

L P TRỊNH H TH NG ..............................................................................53
4.3.1

L u đ gi i thu t ...................................................................................53

4.3.2

C u hình và ch n thu t toán cho x lý nh ..........................................57

4.3.3

Thi t k HMI ........................................................................................65

4.3.4

L p trình PLC .......................................................................................69

VI T TÀI LI U H

NG D N S


D NG, THAO TÁC ...........................70

4.4.1

Tài li u h

ng d n s d ng ..................................................................70

4.4.2

Quy trình thao tác .................................................................................71

Ch

ng 5. K T QU - NH N XÉT ậ ÁNH GIÁ .............................................72

5.1

K T QU - NH N XÉT ...............................................................................72
5.1.1

K t qu nghiên c u ...............................................................................72

5.1.2

K t qu th c hi n ..................................................................................72

ÁNH GIÁ .....................................................................................................76


5.2
Ch

ng 6. K T LU N VÀ H

NG PHÁT TRI N .........................................78

6.1

K T LU N .....................................................................................................78

6.2

H

NG PHÁT TRI N ..................................................................................78

TÀI LI U THAM KH O .........................................................................................80
PH L C ..................................................................................................................81

viii


LI T Kể HỊNH
Ch

ng 2. C

S


Lụ THUY T

Trang

Hình 2.1 Quy trình x lý nh......................................................................................5
Hình 2.2 Nguyên lý chuy n đ i nh phân. ..................................................................7
Hình 2.3 Nguyên lý chuy n đ i thang màu xám. .......................................................8
Hình 2.4 Nguyên lý x lý màu. ..................................................................................8
Hình 2.5 Gi n đ c a m t b l c đi m nh 3-3. ........................................................9
Hình 2.6 So sánh hai b l c m r ng và thu nh . ......................................................9
Hình 2.7 H th ng x lý nh công nghi p. ..............................................................11
Hình 2.8 M t s camera s d ng trong công nghi p. ..............................................12
Hình 2.9 ng kính cho camera. ................................................................................13
Hình 2.10 èn chi u sáng. .......................................................................................13
Hình 2.11 ng d ng v ki m tra có hay không có s n ph m. .................................14
Hình 2.12 ng d ng v ki m tra l i. ........................................................................14
Hình 2.13 ng d ng v ki m tra kích th c. ...........................................................14
Hình 2.14 ng d ng v đ nh v . ...............................................................................14
Hình 2.15 ng c xoay chi u. ................................................................................18
Hình 2.16 C u trúc m t h th ng khí nén. ...............................................................20
Hình 2.17 Van đi n t . .............................................................................................21
Hình 2.18 Các lo i van ph bi n. .............................................................................21
Hình 2.19 C u t o xi-lanh. .......................................................................................22
Hình 2.20 Phân lo i c m bi n ti m c n. ...................................................................24
Hình 2.21 Nguyên lý ho t đ ng c a c m bi n ti m c n. .........................................24
Hình 2.22 Ngu n 24VDC - 3A. ...............................................................................25
Ch

ng 3. TệNH TOÁN VÀ THI T K


Trang

Hình 3.1 Máy ép v c a nhà máy. .............................................................................26
Hình 3.2 C c u g t. .................................................................................................28
Hình 3.3 C c u hoàn ch nh. ....................................................................................28
Hình 3.4 S đ kh i h th ng. ..................................................................................29
Hình 3.5 B đi u khi n camera CV-X320A. ...........................................................30
Hình 3.6 S đ chân c a camera CV-X320A. .........................................................31
Hình 3.7 PLC S7 ậ 1200 CPU 1214C. .....................................................................34
Hình 3.8 S đ chân c a PLC CPU 1214 DC/DC/DC. ...........................................35
Hình 3.9 Màn hình Simatic HMI KTP400. ..............................................................36
Hình 3.10 C m bi n ti m c n E2A-M12KS08-WP-B1 2M....................................37
Hình 3.11 S đ chân c a c m bi n ti m c n E2A-M12KS08-WP-B1 2M. ...........37
Hình 3.12 ng c b ng t i. ....................................................................................38
Hình 3.13 Xi-lanh kép. .............................................................................................39
Hình 3.14 S đ chân c a van đi n t 5/2. ..............................................................39
Hình 3.15 Ngu n t ong 24VDC ậ 3A. ....................................................................40
Hình 3.16 Nguyên lý đ u ngõ vào cho PLC.............................................................42
Hình 3.17 Nguyên lý đ u ngõ ra PLC. .....................................................................42
Hình 3.18 Tín hi u Trigger. ......................................................................................43
Hình 3.19 Ch n ch ng trình t th nh . ................................................................44
ix


Hình 3.20 Ví d ch n ch ng trình. .........................................................................44
Hình 3.21 Gi n đ th i gian cho tín hi u ch n ch ng trình. ..................................45
Hình 3.22 S đ t ng quan. ......................................................................................46
Hình 3.23 S đ nguyên lý toàn m ch. ....................................................................47
Hình 3.24 M ch đ ng l c cho đ ng c b ng t i. .....................................................48
Ch


ng 4. THI CÔNG H TH NG

Trang

Hình 4.1 Nguyên lý thi công khí nén .......................................................................50
Hình 4.2 L p đ t 4 xi-lanh cho h th ng. .................................................................51
Hình 4.3 L p đ t van đi n t . ...................................................................................51
Hình 4.4 L p đ t b ng t i và c n g t v thu c. .........................................................52
Hình 4.5 T đi n hoàn ch nh c a h th ng...............................................................52
Hình 4.6 Ch ng trình chính c a h th ng. .............................................................53
Hình 4.7 Ch ng trình con 1 - ch n ch ng trình x lý nh. ..................................54
Hình 4.8 Ch ng trình con 2 - x lý l i t ng hàng. .................................................55
Hình 4.9 Ch ng trình con 3 - x lý ngõ ra. ............................................................56
Hình 4.10 Màn hình qu n lý c a s làm vi c c a CV-X Series...............................57
Hình 4.11 Màn hình gi l p c a CV-X Series. .........................................................58
Hình 4.12 T o c a s làm vi c m i. ........................................................................58
Hình 4.13 t tên cho c a s làm vi c. ....................................................................59
Hình 4.14 Ch n lo i đi u khi n cho CV-X Series. ..................................................59
Hình 4.15 Ch n ki u đóng gói cho CV-X Series. ....................................................59
Hình 4.16 L u nh m u. ...........................................................................................60
Hình 4.17 Ch n công c ki m tra cho x lý nh. .....................................................60
Hình 4.18 Ch n vùng mu n ki m tra t nh m u. ...................................................61
Hình 4.19 Trích xu t màu nh phân. .........................................................................61
Hình 4.20 T ng c ng nh b ng b l c rút ng n. ....................................................62
Hình 4.21 T ng c ng nh b ng b l c m r ng. ....................................................62
Hình 4.22 Sao chép cho v ki m tra th 2 bên ph i. .............................................63
Hình 4.23 C u hình ngõ ra cho CPU. .......................................................................63
Hình 4.24 Gán công c cho ngõ ra t ng ng. ........................................................64
Hình 4.25 Giám sát ngõ ra c a t ng I/O. .................................................................64

Hình 4.26 t tên cho d án. ....................................................................................65
Hình 4.27 Ch n lo i màn hình c n thi t k giao di n. .............................................65
Hình 4.28 K t n i gi a PLC và HMI. ......................................................................66
Hình 4.29 Giao di n màn hình sau khi kh i đ ng. ...................................................66
Hình 4.30 Giao di n màn hình chính giám sát h th ng. .........................................67
Hình 4.31 Giao di n ki m tra ch n v g t và ch p nh. ...........................................67
Hình 4.32 Giao di n ki m tra ch n s nh p. .............................................................68
Hình 4.33 Giao di n cài đ t ch n th i gian g t v thu c. .........................................68
Hình 4.34 t tên cho d án. ....................................................................................69
Hình 4.35 Ch n lo i b đi u khi n đ l p trình. ......................................................70
Hình 4.36 Giao di n vi t ch ng trình PLC. ...........................................................70
Hình 4.37 Quy trình thao tác c a h th ng...............................................................71
Ch

ng 5. K T QU - ÁNH GIÁ ậ NH N XÉT

Trang

Hình 5.1 Mô hình c khí c a toàn h th ng. ............................................................73
x


Hình 5.2 T đi n c a toàn h th ng. ........................................................................74
Hình 5.3 Camera và ng kính đ ch p v thu c. ......................................................75
Hình 5.4 B đi u khi n và ngu n c a b camera. ....................................................75
Hình 5.5 C c u g t v thu c. ...................................................................................76

xi



LI T Kể B NG
Ch ng 3. TệNH TOÁN VÀ THI T K
Trang
B ng 3.1 Thông s k thu t c a camera công nghi p CV-X320A. .........................30
B ng 3.2 Thi t b đi kèm b camera. ........................................................................32
B ng 3.3 Thông s k thu t c a PLC S7-1200. .......................................................34
B ng 3.4 Thông s k thu t c a màn hình HMI KTP400. .......................................36
B ng 3.5 Thông s k thu t c a c m bi n E2A-M12KS08-WP-B1 2M. ................37
B ng 3.6 B ng thông s đ ng c . .............................................................................38
B ng 3.7 Thông s k thu t c a xi-lanh. ..................................................................39
B ng 3.8 Thông s k thu t c a van đi n t 5/2. .....................................................40
B ng 3.9 Thông s k thu t c a ngu n t ong. ........................................................41
B ng 3.10 M t s thi t b khác c a h th ng. ..........................................................41
B ng 3.11 Ngõ vào ra c a PLC. ...............................................................................45
Ch ng 4. THI CÔNG H TH NG
Trang
B ng 4.1 Danh sách các linh ki n. ............................................................................49
B ng 4.2 D li u ch n ch ng trình x lý nh ........................................................54

xii


TịM T T
tài c th nhóm nghiên c u và th c hi n là: ắThi t k vƠ thi công c c u
nh n bi t, phơn lo i v thu c l i”.
chuy n s n xu t c a nhà máy D

tài này đ

c phát tri n d a trên m t dây


c Imexpharm chi nhánh KCN V nh L c

Bình

Tân.
H

ng đi chính c a đ tài là thi t k và thi công m t b Reject (c c u phát

hi n l i) s d ng m t PLC th c t , c th

đây là PLC S7-1200 c a hưng Siemens

đ phân lo i v thu c l i thì camera s ch p v thu c ch y trên b ng t i chính sau đó
x lý nh g i tín hi u v PLC, sau đó s đi u khi n xi-lanh khí nén th c hi n phân
lo i v thu c l i s đ

c c n g t v g t xu ng h p đ ng thu c.

ng th i s d ng

màn hình giao di n HMI đ đi u khi n và giám sát h th ng.

xiii


NG 1. T NG QUAN

CH


Ch

ng 1. T NG QUAN
TV N

1.1

Công nghi p ngày càng phát tri n trong đó t đ ng hóa đóng vai trò không th
thi u. Nh có t đ ng hóa các nhà máy đư và đang tr nên hi u qu h n trong vi c
s d ng n ng l

ng, nguyên v t li u và ngu n nhân l c. T đ ng hóa trong công

nghi p là vi c s d ng các h th ng qu n lý nh máy tính, robot và công ngh thông
tin đ đi u khi n các lo i máy móc và quy trình s n xu t khác nhau trong công nghi p.
Bên c nh đó PLC (Programmable Logic Controller) là m t ph n không th thi u, đ c
bi t trong các h th ng đi u khi n v i nh ng tính n ng thích ng v i môi tr

ng công

nghi p thì PLC là s l a ch n t i u nh t. Do đó, nhóm th c hi n đ tài t t nghi p
quy t đ nh ch n h

ng nghiên c u, ng d ng PLC vào các h th ng và dây chuy n

s n xu t trong y t .
ng d ng t đ ng hóa vào s n xu t D

c là m t l nh v c còn khá m i m ,


m t trong nh ng yêu c u nghiêm ng t trong m t mô hình s n xu t D
vô trùng nên vi c gi m s có m t c a con ng
m t trong nh ng bài toán đang đ
xu t D

c là môi tr

ng

i tham gia vào dây chuy n s n xu t là

c gi i quy t. Nh n th y đi u đó m t nhà máy s n

c Imexpharm KCN V nh L c - Bình Tân c a Công ty c ph n D

c ph m

Imexpharm mu n dây chuy n s n xu t c a nhà máy t đ ng lo i b nh ng v thu c
l i sau khi ép v đ gi m b t nhân công ph i phân lo i sau khi thành ph m. Nh ng v
thu c l i nh thi u viên trong v , ch ng viên, gưy viên, l n v i lo i thu c khác,...
gi i quy t v n đ đó m t trong nh ng gi i pháp t i u nh t là dùng công ngh x lý
nh, v i công ngh x lý nh hi n nay và t c đ x lý c a nh ng b x lý nh công
nghi p có th đáp ng đ

c.

S d ng b x lý nh công nghi p t c đ cao tích h p c a là m t ph n đ c
bi t c a đ tài, đ đáp ng nhanh và đ y đ ch c n ng là thu n ti n d v n hành trong
công nghi p thì s d ng b camera công nghi p ngày càng đ

Tuy nhiên bên c nh đó c ng có m t s

c ng d ng r ng rưi.

u đi m và khuy t đi m, nh ng u đi m so

v i s d ng nh ng công ngh nh n d ng khác đó là toàn b nh ng ph
di n đ

c tích h p trên b đi u khi n không c n ph i x lý qua máy tính nh ng thu t

toán x lý nh đ

c trình bày m t cách tr c quan khi s d ng d v n hành.

hi n t t c các tác v tích h p đ
B

ng pháp nh n

MÔN I N T

th c

c nh v y thì giá thành là không th p, nên ch có

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

1



NG 1. T NG QUAN

CH

nh ng dây chuy n c n đ chính xác cao, chi phí đ u t ph i l n m i có th áp d ng
và đó là m t khuy t đi m c a chúng.
đáp ng nhu c u th c t trên giúp cho h th ng c a nhà máy ngày càng
đ

c t i u và mu n ng d ng nh ng ki n th c đư h c vào th c ti n.

c s gi i

thi u c a b môn và cùng v i s h tr c a Công ty TNHH D ch v và K thu t Sáng
t o. Nh n th y s m i m và c n thi t c a mô hình nên nhóm chúng tôi quy t đ nh
ch n đ tài ắTHI T K VÀ THI CÔNG C

C U NH N BI T, PHỂN LO I

V THU C L I” đ nghiên c u và th c hi n đ tài t t nghi p.

1.2 GI I H N
 Không đi xây d ng thu t toán x lý nh mà ng d ng b x

nh tích h p.

 Ch đ a ra gi i pháp thi t k c khí và đ t gia công.



i u khi n và giám sát thông qua màn hình HMI, không có ch đ đi u khi n

b ng tay.
 H th ng có th nh n d ng đ

c các l i c a v thu c nh : thi u thu c trong v ,

gưy viên, ch ng viên.
 S v ch y 2 v , 3 v và 4 v .
 Phân lo i v thu c lo i nh : 1 v có 7 viên.
 T c đ phân lo i v thu c ph thu c vào t c đ c a dây chuy n ép v phía
tr

c.

1.3 M C TIểU
 Thi t k và thi công m t c c u phân lo i v thu c đ phân lo i v thu c l i
trên dây chuy n ép v .


i u khi n c c u phân lo i b ng PLC k t h p v i b x lý nh tích h p.

 Thi t k gi i thu t l p trình đi u khi n cho c c u phân lo i.

1.4 N I DUNG NGHIểN C U
 N i dung 1: Nghiên c u ph

ng pháp x

nh lý c a b x lý nh công nghi p


Keyence và cách c u hình trên ph n m m.
 N i dung 2: Tìm hi u v PLC S7-1200 và ph n m m l p trình.
 N i dung 3: Thi t k ph n c ng c a h th ng.
 N i dung 4: Thi t k h th ng đi u khi n
B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

2


NG 1. T NG QUAN

CH

 N i dung 5: Thi t k gi i thu t đi u khi n, l p trình PLC, thi t k giao di n
HMI.
 N i dung 6: Th nghi m, đi u ch nh ph n m m, ph n c ng cho h th ng t i
u, th c hi n thu th p k t qu qua nh ng l n th nghi m đ đánh giá tính n đ nh c a
h th ng.
 N i dung 7: Vi t báo cáo th c hi n.

1.5 B

C C
tài đ


c trình bày trong 6 ch

ng:

 Ch

ng 1: T ng quan.

 Ch

ng 2: C s lý thuy t.

 Ch

ng 3: Tính toán và thi t k .

 Ch

ng 4: Thi công h th ng.

 Ch

ng 5: K t qu , nh n xét và đánh giá.

 Ch

ng 6: K t lu n và h

ng phát tri n.


C th nh sau:
Ch

ng 1: T ng quan.

Ch

ng này trình bày v n đ d n nh p, lý do ch n đ tài, m c tiêu, n i dung

nghiên c u, các gi i h n và b c c đ án.
Ch

ng 2: C s lý thuy t.

Gi i thi u t ng quan v h th ng x lý nh, các linh ki n, thi t b s d ng thi t
k h th ng.
Ch

ng 3: Tính toán vƠ thi t k .

Kh o sát dây chuy n máy ép v , tính toán thi t k t ng kh i, đ a ra s đ
nguyên lí c a h th ng.
Ch

ng 4: Thi công h th ng.

Thi công h th ng, l u đ , đ a ra gi i thu t, thi t k giao di n màn hình HMI
và vi t ch

ng trình PLC. Sau đó vi t tài li u h


Ch

ng d n s d ng và thao tác.

ng 5: K t qu - nh n xét - đánh giá.

a ra k t qu đ t đ

c sau m t th i gian nghiên c u, m t s hình nh c a h

th ng, đ a ra nh ng nh n xét, đánh giá toàn b h th ng.

B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

3


CH

NG 1. T NG QUAN
Ch

ng 6: K t lu n vƠ h

ng phát tri n.


Trình bày nh ng k t lu n v h th ng nh ng ph n làm r i và ch a làm, đ ng
th i n u ra h

B

ng phát tri n cho h th ng.

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

4


NG 2. C

CH

Ch

S

Lụ THUY T

ng 2. C

S

Lụ THUY T


2.1 T NG QUAN V H TH NG PHỂN LO I DỐNG X
H th ng phân lo i dùng x lý nh hi n nay đang đ
công nghi p v i đ tin c y cao. Các h th ng phân lo i tr

Lụ NH

c dùng r t nhi u trong
c kia nh đ c mư v ch,

mư QR,ầthay vì dùng m t công c riêng bi t thì công ngh phân lo i dùng x lý nh
đ u đáp ng h u h t các yêu c u v nh n d ng.
Dây chuy n ép v thu c là dây công đo n cu i cùng c a quá trình s n xu t
thu c, thu c sau khi đ

c s n xu t thành d ng viên thì qua công đo n ép v thành

ph m. M c dù đ chính xác r t cao khi thành ph m, bên c nh đó c ng có nh ng l i
trên s n ph m x y ra vì công đo n cho thu c vào v thu c đ

c con ng

i th c hi n.

H th ng phân lo i v thu c l i trên dây chuy n ép v thu c dùng công ngh
x lý hình nh trên dây chuy n, nh n d ng v l i và th c thi lo i b v l i

cu i dây

chuy n. H th ng bao g m m t b camea công nghi p có ch c n ng thu th p hình

nh và x lý đ phát hi n l i, ngõ ra c a b x lý nh tr v tín hi u v trí l i đ PLC
x lý.

2.2 Lụ THUY T V X

Lụ NH

2.2.1 T ng quan v h th ng x lý nh công nghi p
X lý nh m c đích là chuy n đ i m c tiêu đ

c ch p b i camera thành tín

hi u s và sau đó th c hi n các phép toán s h c khác nhau trên tín hi u đ rút ra đ c
tính c a m c tiêu, ch ng h n nh vùng, chi u dài, s l

ng và v trí. Cu i cùng, xu t

k t qu phân bi t d a trên gi i h n dung sai thi t l p tr

c.

Hình 2.1 Quy trình x lý nh.
Quy trình x lý nh trên đ

c chia thành 4 b

c:

 Ch p nh
B


MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

5


CH

NG 2. C

S

Lụ THUY T

Ch p nh là b

c đ u tiên đ xác đ nh hình nh đ x lý và là b

nh t đ x lý nh chính xác và n đ nh. Nh ng y u t

nh h

c quan tr ng

ng t i ch t l

nh : V trí đ t camera hay v t th m u c n ch p, ánh sáng môi tr


ng nh

ng xung quanh.

H u h t các b x lý nh công nghi p hi n nay đ u có b chi u sáng riêng bi t.
 Truy n d li u nh
Truy n d li u nh là b

c sau khi nh đ

c ch p t camera đ

c truy n tr c

ti p v b đi u khi n hay máy tính.
 X lý d li u nh
Bao g m 3 b

c:

Ti n x lý:

nh s đ

c x lý c b n nh đi u ch nh đ sáng t i (đ t

ph n), chuy n đ i nh phân, trích xu t màu,ầ tr

ng


c khi áp d ng nh ng thu t toán l c

nh đ truy xu t đ u ra.
Trích xu t đ c tính: Là quá trình trích xu t m u đ x lý chung cho c quá
trình (l y m u), tùy vào ng d ng mà vi c trích xu t m u đ
Trong ph m vi đ tài ch trích xu t đ c tính nh kích th

c th c hi n khác nhau.

c viên thu c, đ m s viên

thu c trong v .
Phân bi t:

ó là công ngh mà m i nhà s n xu t mu n áp d ng đ đ a s n

ph m c a mình có ch t l

ng t t nh t, đ i v i m i ng d ng c th thì vi c phân bi t

s áp d ng nh ng thu t toán s h c đ x lý nh áp d ng các b l c đ c tr ng trong
x lý nh.
 Xu t k t qu
Sau khi đư phân bi t quá trình xu t k t qu là s xu t ra các tín hi u qua các
b đ m ngõ ra c a b đi u khi n, các tín hi u s đ

c đi u khi n tùy vào m c đích

mu n x lý (thông qua các b vi đi u khi n hay PLC,ầ).


2.2.2 M t s khái ni m v x lỦ nh
a. C m bi n hình nh CCD
M t camera k thu t s h u nh có cùng c u trúc v i m t camera thông th
(Analog) nh ng đi m khác bi t là camera k thu t s đ
hình nh g i là CCD. C m bi n hình nh t
th

ng và ch p nh d

B

MÔN I N T

ng

c trang b m t c m bi n

ng t nh t m màng trong camera thông

i d ng thông tin k thu t s .

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

6


NG 2. C

CH


S

Lụ THUY T

CCD là t vi t t t c a Charge Coupled Device (Thi t b tích đi n kép). ây là
b ph n bán d n có ch c n ng chuy n đ i hình nh sang tín hi u k thu t s . Thi t
b này có chi u cao và chi u r ng kho ng 1 cm và bao g m các pixel nh đ
x p nh m t t m l

cs p

i.

Khi ch p nh b ng camera, ánh sáng ph n chi u t m c tiêu đ

c truy n qua

ng kính, t đó hình thành nh trên CCD. Khi m t pixel trên CCD nh n ánh sáng,
m t đi n tích tùy vào c

ng đ ánh sáng đ

thành tín hi u đi n đ nh n c

c t o ra.

i n tích đ

c chuy n đ i


ng đ ánh sáng (giá tr t p trung) nh n đ

cb im i

pixel.

b. Chuy n đ i nh phân
Tín hi u video đ

c g i t camera là tín hi u analog.

s d ng tín hi u

video cho các phép phân bi t và các phép đo khác nhau, tín hi u analog ph i đ

c

chuy n đ i thành tín hi u s .

c

chuy n t t

ng t sang s , m c ng

ng c n đ

cài đ t cho tín hi u video. Các vùng sáng h n m c ng

ng là "màu tr ng" và các


vùng t i h n c p nh phân là "màu đen". Tín hi u s t

ng ng v i m t đi m nh

màu tr ng là "1" (=HI), và tín hi u s t

ng ng v i m t đi m nh màu đen là "0"

(=LO).

Hình 2.2 Nguyên lý chuy n đ i nh phân.

c. Chuy n đ i thang màu xám
Ngoài ph
c ng đ

ng pháp chuy n đ i nh phân, ph

ng pháp x lý thang màu xám

c s d ng trong các thi t b x lý nh. Ph

ng pháp chuy n đ i nh phân

ch nh n d ng d li u màu tr ng ho c d li u màu đen (1 ho c 0). Ph
lý thang màu xám chia thang đ sáng thành 8 bit (256 m c) và thu đ
B

MÔN I N T


CÔNG NGHI P ậ Y SINH

ng pháp x

c k t qu phân

7


CH

NG 2. C

S

Lụ THUY T

bi t d a trên t t c các d li u. Do đó ph

ng pháp này cung c p phát hi n c i ti n

h n và chính xác h n.

Hình 2.3 Nguyên lý chuy n đ i thang màu xám.

d. X lý màu
Tín hi u video màu t camera đ

c chuy n thành d li u k thu t s RGB


b ng chuy n đ i A/D c a hình nh. D li u này đ
có đ

c s d ng cho thao tác so l ch đ

c d li u R-(tr ) G, B-G và R-B t d li u RGB nh n đ

c. S d ng sáu thông

s thông tin màu s c đ ki m tra m c đ kh p v i màu ch đ nh. Th c hi n đi u này
b ng cách cài đ t ph m vi trên màn hình và sau đó tách màu kh p v i màu đư ch
đ nh. Sau đó, m i đi m nh đ

c chuy n đ i nh phân thành đi m nh đư tách ho c

đi m nh ch a tách. Quá trình thao tác so l ch này đ m b o tách n đ nh ngay c đ i
v i x lý màu t i v i t c đ cao.

Hình 2.4 Nguyên lý x lý màu.

e. Khái ni m v x lý l c
Thu t ng "x lý l c" dùng đ ch vi c s a đ i đ

c áp d ng cho nh ch p thô

đ nâng cao đ c tính c th trên nh. Thông th

ng, b l c s thay đ i đ c tính c a


m t đi m nh đ n d a trên thông tin thu th p đ

c t các đi m nh xung quanh (b ng

cách s d ng khu v c 3x3 xung quanh đi m nh bi n đ i). X lý l c ba nh (0 đ n
255 s c đ ), theo các h

ng d c và ngang.

B l c m r ng
B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

8


NG 2. C

CH

S

Lụ THUY T

B l c m r ng s thay th đi m nh trung tâm b ng l

i đi m 3 x 3 xung


quanh sáng nh t. Quá trình x lý này giúp lo i b các thành ph n nhi u màu t i.
B l c thu nh
Ng

c l i, b l c thu nh thay th đi m nh trung tâm b ng chín đi m nh

xung quanh t i nh t. Quá trình x lý này giúp lo i b các thành ph n nhi u màu nh t.
Các l i nh nh b i ho c v t b n có th đ

c b qua b ng cách s d ng b

l c m r ng, ho c làm t ng b ng cách s d ng b l c thu nh .

Hình 2.5 Gi n đ c a m t b l c đi m nh 3-3.
Ví d v s khác bi t c a hai b l c:

Hình 2.6 So sánh hai b l c m r ng và thu nh .
Các l i nh nh b i ho c v t b n có th đ

c b qua b ng cách s d ng b l c

m r ng ho c làm t ng b ng cách s d ng b l c thu nh .
Ngoài ra còn có các b l c ti n x lý khác nh b l c Expansion, b l c Shrink,
b l c Average, b l c Median, b l c Edge Extraction và Edge Enhancement,ầVì
lý do h n ch c a đ tài không đi sau vào xây d ng thu t toán x lý nh ch
nh ng thu t toán đư đ

ng d ng


c xây d ng s n nên không đi gi i thích chi ti t v các b l c

trên.
B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

9


CH

NG 2. C

S

Lụ THUY T

2.3 NGUYểN T C PHỂN LO I V THU C
phân lo i s n ph m l i tr

c h t ph i xác đ nh l i th

ng x y ra trên s n

ph m. M t s yêu c u ki m tra trong quá trình s n xu t:
 Ki m tra thi u viên.
 Ki m tra ch ng viên.

 Ki m tra gưy viên.
 Ki m tra viên thu c con nh ng b xì.
 Ki m tra n p viên con nh ng b m t.
 Ki m tra viên con nh ng b ch ng n p.
 Ki m tra l n viên thu c khác lo i.
 Ki m tra màng nhôm l n vào trong l v thu c.
 Ki m tra l th ng trên v nhôm.
 Ki m tra d v t l n vào v thu c.
Trong ph m vi nghiên c u và kh o sát th c t dây chuy n ép v , nhóm nh n
th y có 3 l i sau đây là x y ra ph bi n.

2.3.1 Phơn lo i theo v thi u viên
Thu c đ

c cho vào v nh ng trong quá trình b ng t i ch y thì không tránh

kh i thu c s không k p cho vào v . Camera s ch p l i v thu c và đ m s l

ng

thu c trong v và so sánh v i nh m u n u v nào không đ thì v đó l i.

2.3.2 Phơn lo i theo v gưy viên
Camera s ch p l i v thu c và so sánh v i nh m u và trích xu t kích th
c a t t c viên thu c trong v n u m t viên b t kì trong v không đ kích th

c

cv i


nh m u thì v đó b l i.

2.3.3 Phơn lo i theo v ch ng viên
Trong quá trình cho thu c vào v không tránh kh i m t ô trong v có hai hay
nhi u viên ch ng lên nhau. T
th

ng t nh tr

ng h p gưy viên camera s x lý kích

c c a t ng viên trong v , v trí nào trong v có kích th

c l n h n thì v đó b l i.

2.4 GI I THI U PH N C NG
2.4.1 Gi i thi u camera công nghi p
a. T ng quan
B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

10


NG 2. C

CH


S

Lụ THUY T

Công nghi p ph i ngày càng chính xác và nhanh chóng đ đáp ng đ
th hi n đ i hóa. Các ngành công nghi p đóng gói, d

c xu

c ph m c ng nh trong l nh

v c đi n, đi n t là nh ng ngành đòi h i s chính xác trong ki m tra đ u ra, và đ
thay th con ng

i trong vi c ki m tra thành ph m v i m t t c đ và s chính xác

cao, công ngh x lý nh ra đ i và không ng ng phát tri n đ ngày càng hoàn thi n
h n.
M t h th ng x lý nh bao g m các thành ph n sau:
 Camera.
ng kính.



 H th ng chi u sáng.
 B x lý.

Hình 2.7 H th ng x lý nh công nghi p.
Tùy vào t ng ng d ng c th mà chúng ta s có nh ng h th ng x lý nh

khác nhau. M t s ví d cho th y x lý nh đ
 Trong công nghi p đóng gói, ng
xem các s n ph m đư đ

l

i ta s d ng h th ng x lý nh đ ki m tra

c dán nhưn ch a ho c ki m tra nhưn hi u bao bì có

đúng v i thành ph n chu n b đ
 Trong công nghi p d

c ng d ng trong công nghi p:

c đóng gói không.

c ph m, áp d ng h th ng x lý nh đ ki m tra s

ng viên thu c có trong v thu c.

 Trong l nh v c đi n, đi n t x lý nh dùng đ phát hi n s thi u sót các m i
hàn sau khi hàn các chân linh ki n vào board m ch.
Hi n nay, camera s d ng trong công nghi p có nhi u lo i nh : Area Scan
Camera, Line Scan Camera và Network Camera.

B

MÔN I N T


CÔNG NGHI P ậ Y SINH

11


NG 2. C

CH

S

Lụ THUY T

Hình 2.8 M t s camera s d ng trong công nghi p.
 Area scan camera cung c p ch t l
su t n i b t.

ng hình nh hàng đ u v i t l giá/hi u

c áp d ng trong nhi u l nh v c, t t đ ng hóa nhà máy và

giám sát giao thông (ITS) đ n h th ng bán l , d

c ph m.

 Line scan camera thích h p cho các ng d ng c n c t c đ cao và ch t l
hình nh cao. Lo i camera này không theo dõi toàn b
chính xác theo t ng dòng. Th
l


nh mà đánh giá nh

c s d ng trong quá trình ki m tra ch t

ng hàng hóa và quy trình phân lo i.

 Network camera th
v

ng đ

ng

ng đ

c s d ng đ giám sát v i ch t l

t tr i và hi u su t m nh m trong môi tr

ng hình nh

ng ánh sáng th p.

M t h th ng x lý nh t t không ch c n camera t t mà còn c n đ n m t ng
kính chính xác cho ng d ng. Các tiêu chí c n c đ l a ch n đ

c m t ng kính

chính xác là:
 Kích th



c c m bi n và vòng tròn nh.

phân gi i và kích th

c pixel.

 Tác đ ng c a tiêu c và kích th

c c m bi n.

 Kh u đ và các đi u ki n ánh sáng.

B

MÔN I N T

CÔNG NGHI P ậ Y SINH

12