Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định.docx

MỤC LỤC
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ ..............................................................................................
DANH MỤC BẢNG ...................................................................................................
BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT......................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU...........................................................................................................1
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN......................................................................................2
HỆ THỐNG CÂN Ô TÔ TỰ ĐỘNG ........................................................................2
1.1. Tổng quan hệ thống cân ô tô tự động...............................................................2
1.2. Tổ chức hệ thống cân ô tô tự động...................................................................2
1.2.1. Kết cấu xây dựng....................................................................................... 3
1.2.2. Thiết bị điện............................................................................................... 3
1.3. Nguyên lý hệ thống cân ô tô tự động .............................................................3
1.4. Phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống cân ô tô hiện có...........................4
1.5. Kết luận ............................................................................................................6
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ TRẠM CÂN
Ô TÔ..........................................................................................................................7
ĐIỆN TỬ 80 TẤN.....................................................................................................7
2.1. Thiết kế hệ thống cân ô tô...................................................................................7
2.1.1. Yêu cầu của hệ thống................................................................................. 8
2.1.2. Yêu cầu của thiết bị ................................................................................... 8
2.1.3. Trình tự thiết kế ......................................................................................... 8
2.1.4. Thiết kế hệ thống điều khiển ..................................................................... 9
2.1.4.1. Thiết kế tủ điều khiển cân ô tô ............................................................... 9
2.1.4.1.1. Lựa chọn thiết bị.................................................................................. 9
2.1.4.1.2. Sơ đồ mạch điều khiển....................................................................... 22
2.1.4.2. Thiết kế chương trình điều khiển cân ô tô............................................ 29
2.1.4.2.1. PLC và Analog EM235 ..................................................................... 29
2.1.4.2.2. Giao điện giám sát trạm cân .............................................................. 37
2.1.4.2.3. Kết quả mô phỏng ( Phụ lục)............................................................. 42
2.2. Thiết kế hệ thống giám sát trạm cân ô tô .......................................................42
2.2.1. Yêu cầu công nghệ................................................................................... 42

MỤC LỤC
2.2.2. Lựa chọn thiết bị...................................................................................... 42
a) Camera giám sát ........................................................................................... 42
b) Đầu ghi......................................................................................................... 43
c) Cảm biến quang............................................................................................. 44
d) Đèn báo hiệu ................................................................................................. 44
2.2.3. Bài toán giám sát phương pháp nhận dạng biển số.....................................45
2.2.3.1. Thuật toán viết chương trình ................................................................ 45
2.2.3.2. Chương trình viết trên phần mềm visual studio 2012 ( Phụ lục) ......... 47
2.2.4. Kết quả mô phỏng.................................................................................... 47
KẾT LUẬN ....................................................................................................... 48
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................49
PHỤ LỤC ................................................................................................................50
1. Chương trình PLC .............................................................................................50
2. Chương trình nhận diện biển số viết trên phần mềm Visual studio 2012.........61
3. Thiết bị phụ trong hệ thống ...............................................................................71
a) Máy bơm........................................................................................................ 71
b) Aptomat.......................................................................................................... 73
c) Lựa chọn dàn máy tính, máy in ..................................................................... 74

DANH MỤC HÌNH VẼ
Contents
Hình 1.1. Tổ chức trạm cân ô tô.................................................................................2
Hình 1.2. Sơ đồ khối hệ thống cân sử dụng loadcell. ..............................................4
Hình 1.3. Các loại trạm cân ô tô. ..............................................................................6
Hình 2.1. Sơ đồ khối và bố trí hệ thống cân .............................................................7
Hình 2.2. Sơ đồ toàn hệ thống điều khiển................................................................9
Hình 2.3. Cấu tạo của loadcell.................................................................................11
Hình 2.4. Các loại loadcell và ứng dụng trong đời sống......................................12
Bảng 2.3. So sánh các loại loadcell thường dùng cho cân ô tô ...........................12
Hình 2.5. Sơ đồ phân bố loadcell và phân bố lực trên bàn cân ............................13
Hình 2.6. Thiết kế loadcell QSA .............................................................................14
Bảng 2.4. Thông số kĩ thuật loadcell QSA Keli. ..................................................14
Hình 2.5. IC INA125 ................................................................................................15
Bảng 2.6. Thông số kĩ thuật của IC INA125 ..........................................................15
Hình 2.8. Hộp cộng tín hiệu.....................................................................................16
Hình 2.9. Sơ đồ đấu dây vào hộp cộng tín hiệu.....................................................18
Hình 2.10. Dây tín hiệu ...........................................................................................19
Hình 2.11. Thiết kế cơ khí barrier MIB 30 .............................................................20
Hình 2.12. Bố trí thiết bị trên tủ điều khiển...........................................................22
Hình 2.13. Bản vẽ tủ điều khiển..............................................................................23
Hình 2.14. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn barrier, máy bơm...........................24
Hình 2.15. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn PLC..................................................25
Hình 2.16. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn đèn báo ...........................................26
Hình 2.17. Sơ đồ đấu nối vào/ra trên PLC.............................................................27
Hình 2.18. Sơ đồ đấu nối Analog EM235..............................................................28
Hình 2.19. Lưu đồ xe đi vào .....................................................................................36
Hình 2.20. Lưu đồ xe đi ra ........................................................................................37
Hình 2.21. Tag nội liên kết WinCC .........................................................................39
Hình 2.22. Tao tag ngoại liên kết PLC...................................................................40
Hình 2.23 Giao diện WinCC....................................................................................41
Hình 2.24. Giao tiếp PLC với Win CC....................................................................41

Hình 2.25. Camera KCESBTI6048CB....................................................................43
Hinh 2.26. Sơ đồ kết nối camera.............................................................................43
Hình 2.27. Cảm biến quang thu phát .[ 6 ].............................................................44
Hinh 2.28. Đèn báo hiệu XP, đường kính Ø 162.................................................45
Hình 2.29. Nhận dạng ký tự bằng phương pháp SVM. [ 6 ]................................46
Hinh 2.30. Xác định biển số.....................................................................................47

DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC BẢNG
Contents
Bảng 1.1. So sánh các hệ thống cân hiện có............................................................4
Bảng 2.1. Thông số các kiểu bàn cân. ....................................................................10
Bảng 2.2. So sánh ưu nhược điểm các loại bàn cân ............................................10
Bảng 2.3. So sánh các loại loadcell thường dùng cho cân ô tô ...........................12
Bảng 2.4. Thông số kĩ thuật loadcell QSA Keli....................................................14
Bảng 2.5. Thông số kĩ thuật của IC INA125 ..........................................................15
Bảng 2.6. Thông số kĩ thuật dây tín hiệu................................................................17
Bảng 2.7. Thông số kĩ thuật barrier MIB 30..........................................................19
Bảng 2.8. So sánh các bộ lưu điện ...........................................................................20
Bảng 2.9. Thông số bộ lưu điện. ..............................................................................21
Bảng 2.10. Phân cổng vào ra PLC ..........................................................................30
Bảng 2.11. Thông số kĩ thuật của CPU 224 XP....................................................32
Bang 2.12. Thông số camera SBTI6048CB . .........................................................42
Bảng 2.13. Thông số kỹ thuật KCEK4_P1600 ......................................................43

BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT
BẢNG KÝ HIỆU VIẾT TẮT
KÝ HIỆU TÊN GIẢI THÍCH
BR Barrier Barrier vào ra
CB Circuit Breaker Aptomat 1 pha
COS Change Over Switch Chuyển mạch auto/manual
D Đèn báo
MC Magnectic Contactor Contactor 1 pha
OTR Over Thermal Relay Rơ le nhiệt
MK Marshalling Kiosk Rơ le trung gian điều khiển
PC Programmer Compurter Máy tính
PR Print Máy in
CM Camera Camera giám sát
DVR Digital Video Recorder Đầu ghi
MB Máy bơm
UPS Uninterruptible Power
Supplier
Bộ lưu điện

LỜI NÓI ĐẦU
1
LỜI NÓI ĐẦU
Nền công nghiệp và giao thông vận tải của nước ta ngày càng phát triển, những
kỹ thuật tiên tiến ngày càng được ứng dụng nhiều hơn. Hệ thống cân ô tô tự động là
một khái niệm không còn xa lạ. Tuy đã được sử dụng khá rộng rãi nhưng hầu hết
các hệ thống cân xe đều được lắp ráp từ các thiết bị có sẵn từ nước ngoài như
loadcell, bộ hiển thị, phần tự chế tạo là bàn cân, hộp đấu nối loadcel, viết chương
trình quản lý trạm cân. Việc nắm bắt quy trình công nghệ và tự chế tạo được hệ
thống cân sẽ đem lại nhiều lợi ích kinh tế. Với những lý do trên, em đã dựa trên
những kiến thức được học và tìm hiểu để hoàn thành đề tài “ Thiết kế hệ thống cân
ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định ” .
Nội dung gồm những phần chính sau:
- Chương 1 : Tổng quan về hệ thống cân ô tô tự động
- Chương 2 : Thiết kế hệ thống trạm cân ô tô tự động 80 tấn
Thiết kế phần cứng hệ thống cân ô tô
Thiết kế chương trình điều khiển cân ô tô: chương trình PLC, mô phỏng
WinCC
Thiết kế hệ thống giám sát cân ô tô: chương trình nhận dạng biển số trên
visual studio 2012
Trong quá trình hoàn thành để tài em gặp phải một số khó khăn về tìm tài liệu,
vốn kiến thức còn hạn hẹp. Để hoàn thành đề tài, em xin cảm ơn sự chỉ bảo, hướng
dẫn của cô Đinh Thị Lan Anh và xin cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của anh Trần
Thanh Hà, GĐ công ty Tư Vấn thiết kế công nghệ ELANI. Em cũng xin chân thành
cảm ơn các các thầy cô trong Viện Điện-Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, đã
cung cấp những kiến thức vô cùng quý báu cho em trong các năm học vừa qua,
cũng như đã tạo điều kiện để hoàn thành đề tài đồ án.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 3 tháng 7 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Nguyễn văn Bình

Chương1. Tổng quan hệ thống cân ôtô tự động
2
CHƯƠNG I. TỔNG QUAN
HỆ THỐNG CÂN Ô TÔ TỰ ĐỘNG
1.1. Tổng quan hệ thống cân ô tô tự động
- Ứng dụng hệ thống cân ô tô tự động:
Trong công nghiệp: Hiện nay ở hầu hết các nhà máy xí nghiệp trung bình,
lớn đều có các hệ thống cân ô tô điện tử. -Các trạm cân này góp phần không nhỏ
vào quá trình sản xuất của các công ty doanh nghiệp. Các hệ thống cân này giúp
xác định trọng tải hàng hóa, nguyên liệu xuất nhập trong ngày một cách đơn giản,
nhanh chóng, hệ thống lưu trữ dữ liệu tự động giúp doanh nghiệp quản lý thông tin
chính xác, tiện lợi.
Trong giao thông vận tai: Với sự ưu việt của mình (nhanh chóng, chính
xác, độ ổn định cao) các trạm cân ô tô điện tử giúp xác định chính xác khối lượng
của xe lưu góp phần vào việc kiểm soát xe lưu thông.
- Các loại hệ thống cân ô tô hiện có: các hệ thống cân ô tô hiện tại có chung
nguyên lý cân. Tùy theo tải trọng cân sử dụng hệ thống cân phù hợp. Tuy nhiên,
hầu hết hệ thống cân ô tô ở nước ta nhập khẩu nước ngoài với các thiết bị và phần
mềm chọn gói với giá thành cao và việc bảo dưỡng phức tạp. Chúng ta thường làm
ở khâu lắp ráp sản phẩm vì vậy không nắm rõ yêu cầu kỹ thuật, ý nghĩa kinh tế hạn
chế.
Kết luận: Việc nghiên cứu nguyên lý hệ thống cân ô tô tự động từ đó tự thiết
kế, chế tạo , lập trình hệ thống sẽ đem lại nhiều lợi ích về kinh tế và thúc đẩy phát
triển kỹ thuật.
1.2. Tổ chức hệ thống cân ô tô tự động
Hình 1.1. Tổ chức trạm cân ô tô.[ 6 ]
Tổ chức của trạm cân ô tô như Hình 1.1 trạm cân ô tô phục vụ công việc
xác định trọng tải xe thường được tổ chức thành các thành phần chính:

3
Kết cấu xây dựng: bao gồm móng cân ( xây dựng từ sắt, thép, xi măng,
gạch đá…) và mặt bàn cân ( làm bằng thép hoặc bê tong ).
Thiết bị điện: bao gồm cảm biến lực loadcell, bộ khuếch đại, hộp cộng tín
hiệu, bảng hiển thị và các thiết bị phụ.
1.2.1. Kết cấu xây dựng
a) Móng cân: là phần quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của
cân.Móng bàn cân là phần chịu lực, tạo mặt bằng để xây lắp, thi công cân.Móng cân
đảm bảo cho các thiết bị gắn trên nó được cố định chắc chắn, giảm thiểu hiện tượng
rung lắc, sụt lún, chịu được tải trọng lớn.
- Móng bàn cân được làm bằng kết cấu bê tông cốt thép vững chắc, được thi
công phía sâu dưới lòng đất. Vì là bộ phận chịu tải của cả hệ thống cân nên các
móng cân cần có các biện pháp kĩ thuật nhằm chống sụt lún.
b) Bàn cân
- Dùng làm mặt bằng để cân ô tô, bên dưới đặt các cảm biến trọng lượng để
đo trọng lượng của xe ô tô.
- Được làm từ thép hoặc bê tông. Phải đảm bảo độ cứng, vững để xe đi qua
không bị rung lắc, uốn cong, biến dạng ảnh hưởng tới kết quả cân.
1.2.2. Thiết bị điện
a) Cảm biến trọng lượng ( loadcell )
Là thiết bị chính để đo trọng lượng của xe ô tô.Được bố trí dưới dưới gầm
bàn cân, khi trọng lượng xe tác động vào, loadcell sẽ chuyển đổi trọng lượng thành
các tín hiệu điện cung cấp cho bộ xử lý chuyển đổi thành thông số hiển thị trọng
lượng của xe.
b) Hộp nối dây
Một trạm cân bao gồm nhiều loadcell khác nhau, để liên kết các tín hiệu
loadcell với nhau nhằm đưa ra chính xác giá tri trọng lượng của xe chúng ta cần một
bộ cộng tín hiệu.
Bộ cộng tín hiệu có chức năng chính là điều chỉnh độ lệch áp ra chung cho
các loadcell và cộng các tín hiệu loadcell rời dạc thành một tín hiệu chung đưa về
bộ chỉ thị.
c) Bộ hiển thị
Nhận tín hiệu từ hộp cộng tín hiệu, xử lí tín hiệu và chuyển đổi thành giá trị
trọng lượng của xe cho người sử dụng biết. Đưa lên màn hình để kiểm tra và in
phiếu thanh toán hoặc lưu giữ liệu
1.3. Nguyên lý hệ thống cân ô tô tự động

4
Hình 1.2. Sơ đồ khối hệ thống cân sử dụng loadcell. [ 6 ]
Khi có áp lực do tải trọng của xe tác dụng lên mặt cân, các cảm biến lực
(loadcell) bị biến dạng và tạo ra tín hiệu điện.Tín hiệu điện này được truyền đến bộ
khuếch đại chuẩn hóa.Tại đây tín hiệu được chuẩn hóa và khuếch đại lên thành tín
hiệu tương thích dành cho bộ xử lý trung tâm. Khi có áp lực do tải trọng của xe tác
dụng lên mặt cân, các cảm biến lực (loadcell) bị biến dạng và tạo ra tín hiệu
điện.Tín hiệu điện này được truyền đến bộ khuếch đại chuẩn hóa. Tại đây tín hiệu
được chuẩn hóa và khuếch đại lên thành tín hiệu tương thích dành cho bộ xử lý
trung tâm. Bộ xử lý trung tâm nhận tín hiệu từ bộ khuếch đại chuẩn hóa, xử lý tín
hiệu nhận được theo chương trình mà người sử dụng cài đặt.Sau đó các tín hiệu này
được chuyển đổi thành các tín hiệu điều khiển theo yêu cầu và đồng thời ra lệnh cho
khối chỉ thị hiển thị các giá trị ứng với trọng tải của xe Hình 1.2.
1.4. Phân tích ưu nhược điểm của các hệ thống cân ô tô hiện có
Bảng 1.1. So sánh các hệ thống cân hiện có.[ 6 ]
Tên trạm cân Ưu điểm Nhược điểm Ứng dụng
Trạm cân nổi
(Hình 1.3a.
Trạm cân ô tô
nổi)
-Bàn cân lắp đặt dễ
dàng, nhanh chóng.
-Vệ sinh đơn giản,
tránh được các tác động
do rác,bụi bẩn,nước úng.
-Dễ dàng bảo dưỡng,
kiểm tra thiết bị.
-Tốn diện tích (do
phải làm đường dẫn
lên, xuống).
-Thẩm mỹ kém
(cao hơn mặt bằng
chung từ 20-50cm).
-Khả năng thoát
nước kém.
-Tiện lợi cho
những nơi có địa
hình thấp, dễ
ngập nước.

5
Trạm cân
chìm
(Hình 1.3b.
Trạm cân ô tô
chìm)
-Thẩm mỹ.
-Tốn ít diện tích.
-Xe lưu thông qua lại
thuận tiện, dễ dàng đảm
bảo được độ chính xác
và ổn định của cân.
- Chi phí cao.
-Phải có hệ thống
thoát nước, bơm
nước chống ngập
úng.
- Khó vệ sinh, lắp
đặt thay thế và bảo
dưỡng.
- Nơi địa hình
cao, khô ráo, ít
xảy ra ngập úng.
Trạm cân nửa
chìm
(Hình 1.3c.
Trạm
cân ô tô nửa
chìm)
- Thẩm mỹ.
- Tốn ít diện tích trung
bình( do có các hố chờ
để lắp đặt loadcell)
- Ít chịu ảnh hưởng của
môi trường.
- Chi phí móng
hầm cao.
- Dễ bị ngập úng.
-Khó vệ sinh, lắp
đặt và sửa chữa.
- Nơi địa hình
cao, khô ráo, ít
xảy ra ngập úng.
Hình 1.3a. Trạm cân ô tô nổi Hình 1.3b. Trạm cân ô tô
chìm

6
Hình 1.3c. Trạm cân ô tô nửa chìm
Hình 1.3. Các loại trạm cân ô tô. [ 6 ]
1.5. Kết luận
Ứng dụng của hệ thống cân ô tô là rất lớn, chúng ta hoàn toàn có khả năng
thiết kế và chế tạo hệ thống cân ô tô .
Lợi ích khi tự thiết kế, chế tạo:
- Phát huy nội lực trong nước nhằm phục vụ cho quá trình phát triển kinh tế
nước nhà.
- Giảm chi phí cho các doanh nghiệp mà vẫn đáp ứng đầy đủ yêu cầu công
nghệ.
- Chủ động trong việc cung ứng và làm chủ kĩ thuật.

Chương2. Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động 80 tấn
7
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ TRẠM CÂN Ô TÔ
ĐIỆN TỬ 80 TẤN
2.1. Thiết kế hệ thống cân ô tô
Hình 2.1. Sơ đồ khối và bố trí hệ thống cân

8
2.1.1. Yêu cầu của hệ thống
- Hệ thống cân ô tô tự động đảm bảo yêu cầu thiết kế: Tải trọng cân 80 tấn,
sai số +- 20kg.
- Hệ thống hoạt động ổn định, thời gian hoạt động lâu dài.
- Có khả năng tự thi công lắp đặt và sửa chữa bảo dưỡng.
- Sử dụng thiết bị có tính kinh tế tiết kiệm chi phí lắp đặt và sửa chữa.
2.1.2. Yêu cầu của thiết bị
- Thiết bị sử dụng đáp ứng đầy đủ tính năng cần cho hệ thống.
- Giá thành sản phẩm phù hợp.
- Đảm bảo khả năng có thiết bị tính năng tương đương khi thay thế sửa
chữa.
- Thiết bị sử dụng đảm bảo độ bền sử dụng, chống chiu tác động môi trường.
2.1.3. Trình tự thiết kế
a) Phần cứng
-Thiết kế phần cứng cho trạm cân:
Thiết kế móng hệ thống cân ô tô điện tử. Kích thước kết cấu phù hợp với
trạm cân 80 tấn.
Thiết kế sơ đồ mạch điện của hệ thống cân.
- Lựa chọn thiết bị:
Từ thiết kế tính toán số liệu.
Lựa chon thiết bị phù hợp,
b) Phần mềm
- Viết chương trình điều khiển cho hệ thống cân sử dụng PLC S7 200
- Thiết kế giao diện điều khiển hệ thống cân trên WinCC.
- Viết chương trình giám sát của hệ thống cân.

9
2.1.4. Thiết kế hệ thống điều khiển
Hình 2.2. Sơ đồ toàn hệ thống điều khiển
2.1.4.1. Thiết kế tủ điều khiển cân ô tô
2.1.4.1.1. Lựa chọn thiết bị
a) Bàn cân

10
Bàn cân là bộ phận thiết yếu quan trọng của một trạm cân ô tô. Là bộ
phận chủ yếu chịu tải trọng từ ô tô. Vì vậy bàn cân dù được làm từ thép hay bê tông
nhưng phải đáp ứng được các yêu cầu sau: độ bền cao, chống mài mòn cơ học, ăn
mòn hóa học. Có nhiều kích thước bàn cân khác nhau tùy vào nhu cầu sử dụng và
mức cân như Bảng 2.1 dưới đây.
Bảng 2.1. Thông số các kiểu bàn cân. [ 6 ]
Kiểu 1 Kiểu 2 Kiểu 3 Kiểu 4 Kiểu 5
Kích thước
(m×m)
3x8 3x10 3x12 3x16 3x18
Số loadcell
(cái)
4 4 6 6(hoặc 8) 8
Mức cân
(tấn)
≤ 50 ≤ 60 ≤ 80 ≥80 ≥100
Bảng 2.2. So sánh ưu nhược điểm các loại bàn cân [ 6 ]
Phân loại Bàn cân bê tong Bàn cân thép
Ưu điểm Chi phí làm bàn cân rẻ 10% - 25%.
Chi phí bảo dưỡng nhỏ.
Hoạt động tốt trong các môi trường
khắc nhiệt.
Độ bền cao 2-3 lần( môi trường
thường),≥ 3lần( môi trường hóa chất)
Khối lượng nhẹ hơn ~25%.
Thi công nhanh.
Dễ di dời lắp đặt.
Nhược
điểm
Nặng dễ làm mỏi các loadcell.
Thi công chậm do đợi bê tông ổn định.
Di dời lắp đặt khó khăn.
Chi phí làm cân đắt.
Chi phí bảo dưỡng hằng năm
lớn.
Không chịu được môi trường
khắc nhiệt (hóa chất, phân
bón…)
Tuổi thọ thấp hơn bàn cân bê
tông.
Từ Bảng 2.1 và Bảng 2.2 và từ yêu cầu của đề tài nhận thấy bàn cân thép có kích
thước 3𝑚 × 16𝑚 là phù hợp nhất với thiết kế.
b) Cảm biến trọng lượng (Loadcell)
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của loadcell Hình 2.3. Các điện trở lực căng
(strain gauges) được gắn vào bề mặt thân (ổ trục) của loadcell.Đây là một lõi thép
đặc biệt có đọ cứng và độ đàn hồi cao (lõi thép này sẽ bị biến dạng khi chịu tải của
vật).

11
4
Hình 2.3. Cấu tạo của loadcell
Loadcell hoạt động dựa trên nguyên lý của cảm biến sức căng mắc theo sơ
đồ mạch cầu cân bằng Wheatstone. Mạch gồm bốn điện trở mắc nối tiếp với nhau
thành một cầu điện trở.Điện áp ra của mạch cầu tăng 4 lần, sai số nhiệt độ bị loại
trừ.
Khi có tải trọng hoặc lực tác động lên loadcell làm loadcell bị biến dạng,
dẫn tới sự biến dạng của các điện trở lực căng trên thân loadcell dẫn đến thay đổi
giá trị của các điện trở. Sự thay đổi này dẫn tới điện áp đầu ra nếu có một điện áp
kích thích được cung cấp cho ngõ vào của loadcell. Nói cách khác loadcell đã
chuyển đổi lực tác dụng thành tín hiệu điện.
Khi loadcell ở trạng thái cân bằng thì R1 = R2 = R3 = R4
Ur = Uv (
𝑅2
𝑅1+𝑅2
−
𝑅3
𝑅3+𝑅4
) = 0mV
Khi loadcell bị tác động bởi các trọng lực thì các loadcell bị biến dạng trong
phạm vi đàn hồi ( giả sử R1 và R2 bị nén lại, R3 và R4 bị dãn ra) khi đó:
R1’= R1+ ∆R1R3’= R3 - ∆R3
R2’= R2 + ∆R2 R4’= R4 -∆R4
Thay vào biểu thức tính Ur ta dễ dàng nhận thấy lúc này Ur đã khác 0. Nếu
trọng lượng tác động vào càng lớn thì cầu điện trở mất cân bằng càng lớn. Từ đó ta
thấy điện áp ngõ ra của cầu tỷ lệ với sự thay đổi lượng thay đổi điện trở cầu mạch
cầu. Và sự thay đổi ngõ điện áp ra ứng với sự thay đổi điện trở của cầu là không
tuyến tính, việc tuyến tính hóa mối quan hệ này do nhà sản xuất thực hiện và đã
được tích hợp trong loadcell.
Các loại loadcell hiện có:

12
Hình 2.4. Các loại loadcell và ứng dụng trong đời sống. [ 6 ]
Tuy hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại loadcell khác nhau nhưng cân ô tô
theo như Hình 2.4 chỉ sử dụng 3 loại phổ biến như Bảng 2.3:
Bảng 2.3. So sánh các loại loadcell thường dùng cho cân ô tô [ 6]
Loadcell uốn đơn
(Single End Sheer
Beam)
Loadcell uốn kép
(Double End Sheer
Beam)
Loadcell trụ
(Rocker Pin)
Đánh giá
kĩ thuật
Kích thước lớn, khối
lượng nặng khó lắp
đặt.
Kích thước nhỏ, khối
lượng nhẹ, độ chính
xác ổn định cao, sai số
thấp do được bù trừ từ
2 loadcell đơn, dễ lắp
đặt.
Kích thước và khối
lượng nhỏ, độ chính
xác phụ thuộc vào
trình độ lắp đặt, độ
võng bàn cân…
Ứng dụng Hầu như không sử
dụng khi lắp mới.
Được sử dụng rộng rãi,
ngày càng phổ biến.
Phổ biến, được sử
dụng rộng rãi.
Với tất cả những ưu điểm có được như Bảng 2.3 thì loadcell uốn kép là sự
lựa chọn cho hệ thống cân ô tô trong đề tài.

13
- Chọn số lượng loadcell:
Một trạm cân ô tô có thể có từ 4, 6 đến 8 loadcell tùy theo tải trọng tối đa
và thiết kế bàn cân. Tuy nhiên con số này cũng không cố định, với những trạm cân
lớn ta có thể dùng 4 loadcell, và mỗi loadcell này có tải trọng cho phép tối đa lớn.
Tuy nhiên, như vậy thì giá thành của loadcell sẽ lớn, và giảm tính ổn định của trạm
cân (giảm tính vững chắc, gây xê dịch, võng bàn cân). Cùng với tải trọng cân ta có
thể dùng nhiều loadcell để giảm tải trọng tối đa của từng loadcell. Với thiết kế nhiều
loadcell chưa chắc giá thành của trạm cân đã tăng lên, vì khi giảm tải trọng của mỗi
loadcell thì giá thành của chúng cũng sẽ giảm đi.Bản thiết kế trạm cân sẽ được chọn
8 loadcell phân bố đều theo mặt bàn cân nhằm tạo độ vững trãi lớn nhất cũng như
độ võng của mặt bàn cân là nhỏ nhất. Loadcell và lực phân bố trên mặt bàn cân
được thể hiện qua Hình 2.5.
Hình 2.5. Sơ đồ phân bố loadcell và phân bố lực trên bàn cân
Lựa chọn 8 loadcell của cùng 1 nhà sản xuất, khi đó 8 loadcell tạo ra 8
phản lực Q tương ứng bằng nhau lên 8 điểm cố định đề trên mặt bàn cân.Coi trọng
lực ô tô tác dụng lên mặt bàn cân là P khi đó:
∑Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8 = P
Q1= Q2 =Q3 =Q4 =Q5 =Q6 =Q7 =Q8=P/8
Ô tô có trọng tải tối đa là 80 tấn nên 1 loadcell sẽ phải chịu 1 lực bằng 10
tấn.
Tính thêm trọng lượng của bàn cân và các yếu tố ngoại lực tác động vào
hệ, để đảm bảo cho hệ thống hoạt động an toàn, ổn định ta nên chọn loadcell có tải
trọng 15 tấn.Từ bảng thông số loadcell tiêu chuẩn tham khảo trên thị trường . Lựa
chọn loadcell QSA Keli 15 tấn với những thông số kĩ thuật Bảng 2.4 .

14
Hình 2.6. Thiết kế loadcell QSA [ 6 ]
Bảng 2.4. Thông số kĩ thuật loadcell QSA Keli. [ 6 ]
Yếu tố kỹ thuật Số liệu Đơn vị
Tải trọng lớn nhất 5 Tấn
Độ nhạy 2±0.002 mV/V
Điện áp nguồn nuôi 10-15 V DC
Sai số ±0.02 %R.O/10℃
Quá tải an toàn 150 %
c) Bộ khuếch đại tín hiệu
Điện áp đầu ra của loadcell là rất nhỏ, với các thông số kĩ thuật như trên
khi ta cấp điện áp 10V cho loadcell thì điện áp đầu ra của loadcell sẽ nằm trong
khoảng 0- 20mV. Vì vậy để giảm thiểu sai số cho hệ thống ta cần khuếch đại tín
hiệu điện áp này trước khi xử lý tín hiệu. Sư dụng bộ khuếch đại tín hiệuINA125
với thông số kỹ thuật Bảng 2.5.
Để kết quả cân phản ánh chính xác nhất thì bộ khuếch đại phải đảm bảo
các yếu tố sau:
- Khuếch đại phải có tính chất tuyến tính.
- Có khả năng chống nhiễu tần số công nghiệp.

15
Hình 2.7. IC INA125 [ 6 ]
Bảng 2.5. Thông số kĩ thuật của IC INA125 [ 6 ]
Đặc tính kỹ thuật Thông số Đơn vị
Số kênh (#) 1
Vs (Min) 2.7 (V)
Vs (Max) 36 (V)
Bias đầu vào hiện tại (+ / -) (Max) 25 (nA)
Đầu vào offset Drift (+ / -) (Max) 2 (uV / độ C)
Tiếng ồn tại 1kHz (Typ) 38 (NV / rt (Hz))
CMRR (Min) 100 (dB)
Không tuyến tính (+ / -) (Max) 0.012 (%)
Băng thông tại G = 100 (Min) 4.5 (kHz)

16
Iq (Typ) 0.46 (mA)
Đầu vào offset (+ / -) (Max) 250 (uV)
Tăng 1 đến 10000 (V / V)
Nhiệt độ hoạt động -40 đến 85 (C)
Pin 16PDIP
16SOIC
gói
d) Hộp cộng tín hiệu
Hệ thống trạm cân bao gồm nhiều loadcell khác nhau, để kết nối các loadcell
chúng ta sử dụng một bộ kết nối Hình 2.7 có chức năng : Kết nối các dây tín hiệu
của các loadcell lại thành 1 dây chung để đưa về bộ xử lý. Điều chỉnh độ lệch áp ra
của các loadcell sao cho chúng gần giống nhau nhất nhằm đảm bảo sai lệch vị trí
trên bàn cân nằm trong sai số cho phép.
Với thiết kế cân điện tử gồm 8 loadcell, lựa chọn hộp nối dây 8 đầu vào
Keli- Trung Quốc với các đặc tính sau:
- Vỏ bằng inox hoạt động tốt trong môi trường khắc nhiệt.
- Dây tín hiệu được bảo vệ bằng hệ thống ống sắt.
- Cấp bảo vệ đoạt chuẩn IP 68.
Hình 2.8. Hộp cộng tín hiệu
Nguyên tắc của hộp nối: biến trở 10𝛺 tinh chỉnh điện áp cung cấp cho từng
loadcell, điệ trở 2.2k nhằm loại bỏ ảnh hưởng điện trở của bản thân dây dẫn
loadcell. Điện trở dây dẫn bao gồm điện trở của dây và điện trở của các mối nối.
Dây tín hiệu Hình 2.10 dùng để kết nối tín hiệu từ hộp nối dây tới PLC, máy
tính hoặc các thiết bị khác.Gồm 2 loại: loại 6 lõi và loại 4 lõi, thông thường hay
dùng loại 4 lõi.

17
Bảng 2.6. Thông số kĩ thuật dây tín hiệu
Loại 4 lõi
Màu sắc lõi Đỏ,trắng, xanh, đen
Đường kính dây 5.2±0.02mm
Tiết diện dây 0.2mm
Điện trở dây(𝛺/mm) < 0.9
Vật liệu phủ PVRP

18
Hình 2.9. Sơ đồ đấu dây vào hộp cộng tín hiệu

19
Hình 2.10. a) Dây tín hiệu b) Lõi dây tín hiệu
e) Barrier
Trong thiết kế hệ thống trạm cân ô tô, barrier có chức năngxe ô tô vào, ra
trạm cân. Đồng thời nó cũng giúp điều hành quá trình cân xe một cách ổn định, có
tổ chức.
Theo thiết kế trạm cân, mặt bàn cân được chọn là loại mặt bàn cân có kích
thước 3m x 16m chính vì vậy mà ta phải lựa chọn các loại barrier có thanh chắn dài
>3m. Tham khảo trên thị trường chúng em quyết định chọn loại barrier MIB 30
Bảng 2.7.
Bảng 2.7. Thông số kĩ thuật barrier MIB 30. [ 1]
Barrier MIB 30 Số liệu Đơn vị
Chiều dài thanh chắn 3.5 M
Thời gian đóng mở 1.4 S
Điện áp nguồn 220/110 ±10% V
Tần số 50-60 Hz
Công suất 120 W
Khối lượng( không bao gồm thanh chắn) 50 Kg

20
Hình 2.11. Thiết kế cơ khí barrier MIB 30
f) Bộ lưu điện UPS
Bộ lưu điện UPS là hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản hơn là bộ
lưu trữ điện dự phòng nhằm làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống.
Bảng 2.8. So sánh các bộ lưu điện
UPS
online
Tắc chuyển đổi
kép: từ AC sang
DC sau đó chuyển
ngược DC sang AC
- Nguồn điện cung cấp cho tải hoàn toàn do UPS
tạo ra đảm bảo ổn định cả về điện áp và tần số.
- Thiết bị được cung cấp điện bởi UPS hầu như
cách ly hoàn toàn với sự thay đổi của lưới điện. Vì
vậy, nguồn do UPS online tạo ra là nguồn điện
sạch (lọc hầu hết các sự cố trên lưới điện), chống
nhiễu hoàn toàn.
- Điện áp ra hoàn toàn hình SIN và thời gian
chuyển mạch gần như bằng 0
UPS
offline
Khi có nguồn điện
lưới UPS sẽ cho
điện lưới thẳng tới
phụ tải. Khi mất
điện, tải sẽ được
chuyển mạch cấp
điện từ ắc quy qua
Phạm vi áp dụng UPS loại này thường cho các
thiết bị đơn giản, công suất nhỏ, ít nhạy cảm lưới
điện, đòi hỏi độ tin cậy thấp. Đa số các UPS ngày
nay đều có Software kèm theo giao tiếp với máy
tính qua cổng COM hoặc USB. Software này cho
phép kiểm soát các trạng thái hoạt động của UPS
(Điện áp vào/ra, tải tiêu thụ...).Ngoài ra bạn còn có

21
bộ inverter thể lập thời khoá biểu tự động (Mở /shutdown máy
tính theo ngày,giờ, tuần,tháng)
UPS tĩnh Sử dụng bộ biến
đổi điện tử công
suất làm chức năng
chỉnh lưu và nạp
acqui để tích trữ
điện năng khi làm
việc bình thường
Khi xảy ra sự cố,điện áp một chiều qua bộ nghịch
lưu được biến thành điện áp xoay chiều và được
cấp cho các tải ưu tiên.Ưu điểm của UPS tĩnh là
kích thước nhỏ gọn,đáp ứng nhanh,vận hành đơn
giản, làm việc chắc chắn,dòng cho phép lớn.
Như vậy theo Bảng 2.8, UPS phù hợp nhất với đề tài là loại UPS
offline, nguồn dòng lớn, không đòi hỏi đọ chính xác cao , đơn giản.Theo như tính
toán công suất ở phần lựachọn aptomat thì Pmax của hệ thống bằng 867W,và trong
hệ thống máy bơm, máy tính, máy in là những thiết bị có dòng khởi động lớn vì vậy
ta cần chọn bộ lưu điện có công suất gấp 2-2.5 lần công suất tổng của hệ thống.
Vậy PUPS= Pmaxx 2.5=2167W.
Ta nên chọn bộ UPS có công suất 2500VA để tránh quá tải cho hệ thống
khi lắp thêm một vài linh kiện mở rộng nếu có. Sau khi tham khảo nhóm chúng em
quyết định chọn
Bộ lưu điện upselec 2500VA Offline với các thông số Bảng 2.9.
Bảng 2.9. Thông số bộ lưu điện. [ 1 ]
Đặc tính kỹ thuật Thông số
Công suất 1500W
Điện áp vào 85-125 V AC
Điện áp ra 180, 220,240V
Thời gian chuyển mạch 0.2-0.4ms
Thời gian nạp < 8h
Lựa chọn Acquy cho bộ lưu điện:
Ah=
𝑇×𝑊
𝑉×𝑑𝑓
=
5×867
60×0.7
= 103.2Ah (theo giaiphappc.vn )
Trong đó Ah là dung lượng bình acquy
T là thời gian cần có điện của hệ thống (giả sử chọn 5h)
V là hiệu điện thế của mạch nạp bình acquy(số bình× 12𝑉)
df là hiệu suất của bộ lưu điện (thường là 0.7;0.8)
Chọn 5 bình acquy 12v để lưu điện ta được
Ah=
5×867
60×0.7
= 103.2Ah
Vậy cần 5 bình acquy 120Ah/12V để đảm bảo yêu cầu.

22
2.1.4.1.2. Sơ đồ mạch điều khiển
a) Tủ trung tâm
Hình 2.12. Bố trí thiết bị trên tủ điều khiển

23
Hình 2.13. Bản vẽ tủ điều khiển

24
a) Tủ động lực
Hình 2.14. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn barrier, máy bơm

25
Hình 2.15. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn PLC

26
Hình 2.16. Sơ đồ mạch động lực cấp nguồn đèn báo

27
c) Tủ PLC với analog
Hình 2.17. Sơ đồ đấu nối vào/ra trên PLC

28
Hình 2.18. Sơ đồ đấu nối Analog EM235
Các thành phần của module analog EM235:

29
Thành phần Mô tả Vung nhớ PLC
A+ , A- , RA Các điểm nối của đầu
vào A
AIW 0
B+ , B- , RB Các điểm nối của đầu
vào B
AIW 2
C+ , C- , RC Các điểm nối của đầu
vào C
AIW 4
D+ , D- , RD Các điểm nối của đầu
vào D
AIW 6
1 đầu ra tương tự ( MO,
VO, IO)
Các đầu nối của đầu ra
Gain Chỉnh hệ số khuếch đại
Offset Chỉnh trôi điểm không
Swith cấu hình Cho phép chọn dải đầu
vào và độ phân giải
Kết luận: Những thiết bị phần cứng đã lựa chon phù hợp với yêu cầu
của hệ thống cân ô tô tự động. Lựa chon thiết bị với tiêu chí đáp ứng các yêu cầu hệ
thống không lãng phí đầu tư.
2.1.4.2. Thiết kế chương trình điều khiển cân ô tô
2.1.4.2.1. PLC và Analog EM235
a) Tổng quan về PLC S7-200 [4]
Khái niệm: Thiết bị điều khiển logic khả trình (Programmable Logic
Control) viết tắt là PLC, là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán
điều khiển số thông qua 1 ngôn ngữ lập trình thay cho việc phải thể hiện thuật toán

30
đó bằng mạch số.mS7-200 là thiết bị điều khiển logic lập trình loại nhỏ của hãng
Siemens, có cấu trúc theo kiểu module và có các module mở rộng. Các module này
đươc sử dụng cho nhiều ứng dụng lập trình khác nhau.
- S7-200 thuộc nhóm PLC loại nhỏ, quản lý một số lượng đầu vào/ra tương
đối ít.
- Có từ 6 đầu vào/ 4 đầu ra số (CPU221) đến 24 đầu vào/ 16 đầu ra số
(CPU226). Có thể mở rộng các đầu vào/ra số bằng các module mở rộng
- Kiểu đầu vào IEC 1131-2 hoặc SIMATIC. Đầu vào sử dụng mức điện áp
24VDC, thích hợp với các cảm biến
- Có 2 kiểu ngõ ra là Relay và Transitor cấp dòng
- Tích hợp sẵn cổng Profibus hay sử dụng một module mở rộng, cho phép
tham gia vào mạng Profibus như một Slave thông minh.
- Có cổng truyền thông nối tiếp RS485 vơi đầu nối 9 chân. Tốc độ truyền
cho máy lập trình kiểu PPI là 9600 bauds, theo kiểu tự do là 300 – 38.400 bauds.
- Tập lệnh có đủ lệnh bit logic, so sánh, bộ đếm, dịch/quay thanh ghi, timer
cho phép lập trình điều khiển Logic dễ dàng.
- Ngôn ngữ lập trình: LAD, STL, FBD.
b) Chương trình PLC cho hệ thống trạm cân
- Phân cổng vào ra:
Bảng 2.10. Phân cổng vào ra PLC
START_HT I0.0
STOP_HT I0.1
CB_DIVAO I0.2
CB_DIRA I0.3
CB_MUC_CAO I0.4
MANUAL_BARRIER1 I0.6
BARRIER_1 Q0.0
BARRIER_2 Q0.1
DENVAO_DO Q0.2
DENVAO_XANH Q0.3
DENRA_DO Q0.4

31
DENRA_XANH Q0.5
BOM Q0.6
QUA_TAI Q0.7
BAO_LUT_HO Q1.0
CB_LOADCELL AIW0
KL_MAX VW102
HIENTHI VW104
HIIENTHI_CANVAO VW106
HIIENTHI_CANRA VW108
HOATDONG M0.0
DUNG M0.1
NUT_CANVAO M0.2
CAN_VAO M0.3
NUT_CANRA M0.4
CAN_RA M0.5
CAN_V M0.6
CAN_R M0.7
MANUAL_CANVAO M1.0
MANUAL_CANRA M1.1
- Modul CPU:

32
Dòng PLC S7-200 có hai họ là 21X ( loại cũ ) và 22X ( loại mới ), trong đó
họ 21X không còn sản xuất nữa. Họ 21X có các đời sau: 210, 212, 214, 215-2DP,
216; họ 22X có các đời sau: 221, 222, 224, 224XP, 226, 226XM…
Trong thiết kế đề tài, sử dụng trực tiếp tín hiệu của loadcell sau khi được
xử lý (tín hiệu analog) để đưa vào PLC xử lý, vì vậy khi chọn thiết bị PLC ta phải
chọn dòng CPU có cổng vào analog.
Sau khi xem qua bảng thống số kĩ thuật các modul PLC S7-200 và từ thực
tiễn yêu cầu của đề tài chọn mudul CPU 224XP với các thông số kĩ thuật chính sau:
Bảng 2.11. Thông số kĩ thuật của CPU 224 XP. [ 6]
Bộ nhớ
chương trình
Dữ
liệu
bộ
nhớ
Cổng vào/ra Đếm tốc độ
cao
Đồng
hồ
thời
gian
thực
Cổng
giao
tiếp
Chạy
vs chế
độ
chỉnh
sửa
Chạy
với
chế độ
không
chỉnh
sửa
Digital Analog 1 pha 2 pha
Thông
số
12288
bytes
16384
bytes
10240
Bytes
14/10 2/1 4-
30Hz
3-
20Hz
Xây
dựng
bên
trong
2 RS-
485
- Modul analog EM235. [3]
Chuyển đổi tín hiệu điện thành tín hiệu số đưa vào PLC.
+ Đặc tính kỹ thuật:
Thời gian chuyển đổi ngắn.
Không cần bộ khuếch đại khi kết nối cảm biến.
Thực hiện được các công việc phức tạp.
+ Cài đặt thông số:
Chọn dãy điện áp trong giới hạn 0V ÷ 10V cho EM235, bật công tắc trên
module theo các vị trí đã được ấn định tương ứng với từng dãy điện áp đàu và độ
phân giải của tín hiệu theo bảng dưới đây
+ Cách truy xuất dữ liệu vào/ra analog của các Module EM235:
Do dữ liệu dung để lưu trữ giá trị Analog(nhiệt độ, áp suất, trọng lượng..) có
độ dài 16bit (một WORD, hai Byte), do đó khi truy xuất địa chỉ của ngõ vào Analog
ta cần chú ý địa chỉ phải cách nhau2 Byte( AIW0, AIW2,AIW4..).
+ Định dạng dữ liệu

33
Dữ liệu đầu vào:
Định dạng:
- Đối với dải tiến hiệu đo không đối xứng ( ví dụ 0 – 10V, 4 – 20
m A):
MSB
LSB
15 14 3 2 1
0
0 Dữ liệu 12bit 0 0 0
Modul Analog Input của s7 – 200 chuyển dải tín hiệu đầu vào (áp, dòng) thành
giá trị số từ 0 ÷ 32000
- Đối với dải tín hiệu đô đối xứng ( Ví dụ ± 10V, ± 10mA) :
MSB
LSB
15 4 3 2 1
0
Dữ liệu 12 bit 0 0 0 0

34
Modul Analog Input của s7 – 200 chuyển dải tín hiệu đầu vào (áp, dòng) thành
giá trị số từ -32000 ÷ 32000
Công thức tính toán cho modul analog trong
O𝑣 =
O𝑠ℎ − O𝑠𝑙
I𝑠ℎ − I𝑠𝑙
x(I𝑣 − I𝑠𝑙) + O𝑠𝑙
Với yêu cầu đề tài yêu câu:
Ov Đầu ra ( 0 đến 80000 kg )
Iv Đầu vào ( 6400 đếm 32000) tương ứng với dòng điện của cảm biến từ
Osh Đầu ra max: 80000
Osl Đầu ra min :500 ( khối lượng bàn cân kg)
Ish Đầu vào max 32000
Isl Đầu vào min 6400
Ta có phương trình đường thẳng tìm được:
O𝑣 =
80000 − 500
32000 − 6400
x(I𝑣 − 6400) + 500
c) Nguyên lý hoạt động và lưu đồ chương trình
Nguyên lý hoạt động :

35
-Xe đi vào: Hệ thống bắt đầu hoạt động khi xe đi vào: cảm biến xe vào xác
định sự có mặt của xe. Đèn vào đỏ sáng, barrier 1 bắt đầu mở ( thời gian mở 5s);
barrier 1 mở hết, đèn xanh vào bật sáng. Xe di chuyển lên bàn cân (thời gian chờ
:barrier 1 dừng 10s), xe vào bàn cân, barrier 1 đóng lai ( thòi gian đóng 5s). Ấn cân
xe, chạy chương trình: chụp biển số, đọc cảm biến, tính toán trọng lượng, in phiếu.
Đèn ra đỏ, barrier 2 bắt đầu mở (thời gian mở 5s); barrier 2 mở hết, đèn xanh ra bật
sáng. Xe di chuyển ra ngoài ( barrier 2 dừng 10s, đóng lại hết 5s) , reset lại hệ
thống. Dừng.
-Xe đi ra: Hệ thống bắt đầu hoạt động khi xe đi ra: cảm biến xe ra xác định
sự có mặt của xe. Đèn ra đỏ sáng, barrier 2 bắt đầu mở ( thời gian mở 5s); barrier 2
mở hết, đèn xanh ra bật sáng. Xe di chuyển lên bàn cân (thời gian chờ :barrier 2
dừng 10s), xe vào bàn cân, barrier 2 đóng lai ( thòi gian đóng 5s). Ấn cân xe, chạy
chương trình: chụp biển số, đọc cảm biến, tính toán trọng lượng, in phiếu. Đèn ra
đỏ, barrier 1 bắt đầu mở (thời gian mở 5s); barrier 1 mở hết, đèn xanh ra bật sáng.
Xe di chuyển ra ngoài ( barrier 1 dừng 10s, đóng lại hết 5s) , reset lại hệ thống.
Dừng.
Lưu đồ chương trình PLC:
Đ
S
Đ
S
S
Đ
Đ
S
S
Đ
Đ
S
Chụp biển số xe. Đọc cảm biến
loadcell
Tính toán trọng lượng.Hiển thị
kết quả. In phiếu
Đèn đỏ vào sáng. Barier 1 mở
Start
Đèn xanh vào sáng. Barier 1 mở hết
T ≥ 5s
Cảm biến vào
có xe không
T ≥ 5s
Đèn đỏ ra sáng
Barier 2 mở
Đèn xanh ra sáng
Barrier 2 mở
Xe di chuyển ra ngoài
T ≥ 10s
Ấn cân xe
Khởi động chương trình
Xe vào bàn cân.
T ≥ 5s

36
Đ
S
Đ
S
Đ
Hình 2.19. Lưu đồ xe đi vào
Đ
S
Đ
S
S
Đ
Đ
S
S
Đ
Đ
S
Đ
S
Barrier 1 đóng
T ≥ 5s
Nút stop có nhấn
không
Kết thúc chương trình
End
Chụp biển số xe. Đọc cảm biến
loadcell
Tính toán trọng lượng.Hiển thị
kết quả. In phiếu
Đèn đỏ ra sáng. Barier 2 mở
Start
Đèn xanh ra sáng. Barier 2 mở hết
T ≥ 5s
Cảm biến ra
có xe không
T ≥ 5s
Đèn đỏ vao sáng
Barier 1 mở
Đèn xanh vao sáng
Barrier 1 mở
Xe di chuyển ra ngoài
T ≥ 10s
Ấn cân xe
Khởi động chương trình
Xe vào bàn cân.
Nút stop có nhấn
không
T ≥ 5s

37
Đ
S
Đ
Hình 2.20. Lưu đồ xe đi ra
d) Code PLC ( Phụ lục )
2.1.4.2.2. Giao điện giám sát trạm cân
a) Tổng quan về phần mềm Wincc. [ 4 ]
WinCC ( Windows Control Centre ) là một hệ thống phần mềm điểu khiển
giám sát công nghiệp, có tính kỹ thuật và hệ thống màn hình hiển thị đồ họa để điều
khiển các nhiệm vụ đặt ra trong sản xuất và trong quá trình tự dộng hóa quá trình.
Hệ thống này đưa ra những module chức năng tích hợp công nghiệp do hiển thị đồ
họa, thông báo, lưu trữ và báo cáo. Nó là một trình điều khiển mạnh, nhanh chóng
cập nhật các ảnh quá trình cần sản xuất và các chức năng lưu giữ an toàn đảm bảo
một tính lợi ích cao.
WinCC Explorer trong WinCC
- Chức năng của WinCC Explorer
+ Tạo một Project mới.
+ Đặt cấu hình trọn vẹn.
+ Gọi và lưu trữ Project.
+ Quản lý Project: Mở, lưu, di chuyển và copy.
+ Chức năng ẩn bảng mạng cho nhiều người sử dụng (Client – Server
inverionment).
+ Trình bày (thể hiện) cấu hình dữ liệu.
+ Điều khiển và đặt cấu hình của cấp bậc của các Picture/ kiến trúc hệ thống,
chẳng hạn như cách thể hiện các thư mục.
+ Cài đặt thông số tổng thể như ngôn ngữ, hệ thống dẫn đường người dung.
+ Đặt cấu hình cho các vị trí chức năng đặc biệt của người dung.
+ Phản hồi tài liệu (feedback documentation)
+ Lập báo cáo các trạng thái của hệ thống.
+ Chuyển đổi giữa chạy thực (Runtime) và đặt cấu hình.
+ Thử các Mode như mô phỏng khi chạy (Simulation), trợ giúp hoạt động
đặt cấu hình dữ liệu, chuyển đổi các picture, hiển thị trạng thái và đặt thông tin.
- Các thành phần cơ bản trong WinCC Explorer
+ Quản lý Tag (Tag Managerment).
+ Các loại dữ liệu: Chức các loại dữ liệu được gán cho các Tag và các kênh
khác.
Barrier 2 đóng
T ≥ 5s Kết thúc chương trình
End

38
+ Các chương trình soạn thảo.
+ Graphic Designer: Là một trình soạn thảo nó cung cấp các đối tượng đồ
họa và các bảng mẫu cho phép tạo các hình ảnh của các quá trình từ đơn giản tới
phức tạp.
+ Alarm Logging: Cho phép thao tác lựa chọn việc thu thập và lưu trữ các
kết quả của quá trình và chuẩn bị hiển thị các thông báo (Message Blocks), các lớp
thông báo và báo cáo. Alarm Control của Graphic Designer được sử dụng để hiển
thị các thông báo trong quá trình chạy thực (Runtime).
+ Tag Logging: Được sử dụng để thu thập dữ liệu từ các quá trình và chuẩn
bị chung cho việc hiển thị và lưu trữ.
+ Report Designer: Là một hệ thống tích hợp các báo cáo để cung cấp tài liệu
theo thời gian định trước hoặc theo sự kiện điều khiển của các thông báo, các thao
tác, các nội dung lưu trữ, các dữ liệu hiện thời hoặc dữ liệu lưu trữ trong các dạng
báo cáo của người sử dụng hoặc có thể chọn các dạng Layout trong Project.
+ Global Scrips: Cho phép tạo ra các hành động cho các đối tượng.
+ Text library: Cho phép soạn thảo các văn bản để sử dụng trong khi chạy
thực bởi các Module khác nhau.
Tag và Tag Group:
Dữ liệu quản lý phân biệt hai loại tag :
+ Interal Tag (Tag nội): Là các khối nhớ trong winCC được phân chia theo
chức năng như một PLC. Chúng có thể được tính toán và chỉnh sửa trong WinCC
và không có địa chỉ trên lớp PLC.
+ Exteral Tag (Tag ngoại): Gán các địa chỉ và kết nối trong các lớp PLC.
Trong loại tag này có một khung đặc biệt gọi là khung tag dữ liệu thô (Raw Data
Tag – RDT). Từ một quan điểm chung, dữ liệu thô phù hợp với một dạng khung dữ
liệu thông báo trên mức vận chuyển. RDT không hiển thị được trong Graphics
designer. RDT chỉ sử dụng trong các ứng dụng sau của WinCC: Alarm logging, Tag
logging và Global Scripts.
b) Thiết kế giao diện điều khiển giám sát cho hệ thống cân ô tô

39
Hình 2.21. Tag nội liên kết WinCC

40
Hình 2.22. Tao tag ngoại liên kết PLC

41
Hình 2.23 Giao diện WinCC
c) Kết nối PLC với Win CC
WinCC không giao tiếp trực tiếp với PLC mà thông qua S7-200 PC Access
được cài đặt khá đơn giản, Với ưu điểm tốc độ kết nối cao, dễ tiếp cận và có thể ứng
dụng để giao tiếp WinCC với các loại PLC khác như Allen Bradley, Omron, …
Hơn nữa OPC PC Access còn cho phép ép vào MS Excel để liên kết dữ liệu một
cách đơn giản và hiệu quả.
Hình 2.24. Giao tiếp PLC với Win CC

42
2.1.4.2.3. Kết quả mô phỏng ( Phụ lục)
2.2. Thiết kế hệ thống giám sát trạm cân ô tô
2.2.1. Yêu cầu công nghệ
a) Bài toán giám sát
- Chụp ảnh biển số xe ra vào trạm cân.
- Camera quan sát đang là giải pháp phổ biến và được xem như là một
công cụ an ninh chủ đạo trong việc phòng chống tội phạm, giám sát dây truyền sản
xuất, giám sát nhà xưởng…Trong thiết kế trạm cân ô tô điện tử sử dụng camera vào
trạm cân nhằm mục đích ghi lại biển số xe tự động. Qua đó giúp cho quá trình quản
lý, vận hành trạm cân đơn giản, tiện lợi và quản lý quá trình xuất nhập hàng khỏi
kho chính xác, thuận tiện.
b) Yêu cầu công nghệ
- Chụp ảnh biển số xe cân: Với thời gian gian nhanh (50-100ms) và độ chính
xác cao (95%) giúp cho việc cân xe trở nên nhanh chóng, dễ dàng, chính xác, giảm
thiểu tối đa các gian lận.
2.2.2. Lựa chọn thiết bị
a) Camera giám sát
Hệ thống camera của trạm cân gồm 4 camera, 2 camera có chức năng chụp
ảnh biển số xe, 2 camera dùng để giám sát thùng xe. Các camera sử dụng là loại
camera nhận dạng (camera IP) với những đặc điểm sau:
+ Camera là loại camera ngoài trời có đèn hông ngoại.
+ Có khả năng làm việc tốt ở những môi trường khắc nhiệt.
+ Có khả năng chống ngược sáng ( tránh bị lóa khi có đèn xe rọi vào).
+ Độ phân giải cao.
Từ tất cả những yêu cầu trên và qua tìm hiểu chọn camera KCE-
SBTI6048CB với các thông số kĩ thuật như sau:
Bang 2.12. Thông số camera SBTI6048CB . [ 6 ]
Chíp 1/3" Sony CMOS Sensor
Độ phân giải 2.1 Megapixel
Độ nhạy sang 0.02 Lux
Tiêu cự 3.6mm (10-20 m2
)
Số bóng hồng ngoại 48 bóng

43
Hình 2.25. Camera KCESBTI6048CB.
b) Đầu ghi
Kết nối camera:
Hinh 2.26. Sơ đồ kết nối camera.
Bảng 2.13. Thông số kỹ thuật KCEK4_P1600 .[ 6 ]
Điện áp nguồn 12V
Cấp bảo vệ IP66

44
Công nghệ nén Linux
Tốc độ hiển thị 400fps
Tốc độ ghi hình hệ PLA 400 fps(1CIF), 200fps(2CIF), 100fps(D1).
Đầu vào 16 cổng BNC
Đầu ra BNC,VGA HDMI
+ Hỗ trợ 2 khe căm ổ cứng.
+ Hỗ trợ sao lưu dữ liệu qua cổng USB hoặc phần mềm quản lý tập trung
CMS.
+ Phần mềm hỗ trợ trên Iphone, Androids.
+ Phần mềm quản lý tập trung camera.
c) Cảm biến quang
Hình 2.27. Cảm biến quang thu phát .[ 6 ]
Khoảng cách phát hiện 15m. Nguồn cấp 12-24V. Thời gian đáp ứng 1ms.
Đơi tượng phát hiện vật mờ đục trên 15mm. Ngõ ra PNP.
d) Đèn báo hiệu

45
Hinh 2.28. Đèn báo hiệu XP, đường kính Ø 162
2.2.3. Bài toán giám sát phương pháp nhận dạng biển số
2.2.3.1. Thuật toán viết chương trình
a) Giới thiệu về thư viện OpenCV
OpenCV (Open Source Computer Vision) là một thư viện mã nguồn
mởvềthị giác máy với hơn 500 hàm và hơn 2500 các thuật toán đãđược tối ưu về xử
lý ảnh, và các vấn đề liên quan tới thị giác máy. OpenCV được thiết kế một cách tối
ưu, sử dụng tối đa sức mạnh của các dòng chip đa lõi…để thực hiện các phép tính
toán trong thời gian thực, nghĩa là tốc độđápứng của nó có thể đủ nhanh cho các
ứng dụng thông thường. OpenCV là thư viện được thiết kế để chạy trên nhiều nền
tảng khác nhau (cross-patform), nghĩa là nó có thể chạy trên hệ điều hành
Window, Linux, Mac, iOS … Việc sử dụng thư viện OpenCV tuân theo các quy
định về sử dụng phần mềm mã nguồn mở BSD do đó chúng ta có thể sử dụng thư
viện này một cách miễn phí cho cả mục đích phi thương mại lẫn thương mại.
b) Phân tích bài toán
Bài toán nhận dạng biển số xe có nhiều ý nghĩa trong thực tế, nó giúp
việc giám sát, quản lý, thống kê … các phương tiện một cách dễ dàng, tiện lợi và
nhanh chóng. Một số ứng dụng điển hình đã được triển khai trong thực tế như ứng
dụng trong quản lý bãi đỗ xe hông minh, ứng dụng thu phí ở các trạm thu phí, ứng
dụng phát hiện lỗi vi phạm giao thông một cách tự động …
b) Thuật toán điều khiển
- Phát hiện vùng chứa biển số xe và cách ly kí tự.
Vì biển số xe có những đặc trưng cơ bản được quy định bởi các cơ quan
chức năng nên ta có thể dựa vào đặc trưng này để phân biệt với các đối tượng khác.
Theo quy định của bộ công an, biển số xe đằng trước của các loại xe dân dụng
là một hình chữ nhật, có kích thước470x110(mm), phông nền màu trắng và các kí
tự chữ cái in hoa màu đen. Các kí tự chữ số bao gồm từ 0 tới 9 và các kí tự chữ số
bao gồm A, B, C, D, E, F, G, H, K, L ,M ,N, P, S, T, U, V, X, Y, Z (20 kí tự).
Load ảnh, khử nhiễu, làm mịn
Chuyển ảnh ban đầu thành ảnh xám
rồi nhị phân hóa ảnh
Tìm các đường bao quanh đối tượng

46
c) Nhận dạng ký tự bằng phương pháp SVM
Hình 2.29. Nhận dạng ký tự bằng phương pháp SVM. [ 6 ]
SVM (SurportVector Machine) là một mô hình máy học giám sát được
dùng trong việc phân tích, phân lớp dữ liệu dựa vào các siêu phẳng. Giả sử ta có
một tập dữ liệu hai chiều như hình bên, khi đó ta có thể phân lớp dữ liệu này
thành hai phần nhờ một siêu. Siêu phẳng trong mặt phẳng là một đường thằng,
trong không gian3 chiều là một mặt phẳng và tổng quát trong không gian n chiều là
một không gian n-1chiều.Trong trường hợp dữ liệu là không tuyến tính, ta cần ánh
xạ tập dữ liệu đó lên một không gian có số chiều lớn hơn để thuận tiện cho
việc phân loại dữ liệu, nhiệm vụ là cần phải tìm siêu phẳng sao cho khoảng cách tới
các biên của dữ liệu là lớn nhất.
Xác định hình chữ nhật bao quanh
các đường bao quanh đã tìm được từ
bước 3
Tìm ra các hình chữ nhật có khả năng
là vùng chứa biển số, nếu hình chữ
nhật thu được ở bước 4
Nhận dạng ký tự bằng phương pháp
SVM

47
2.2.3.2. Chương trình viết trên phần mềm visual studio 2012 ( Phụ lục)
2.2.4. Kết quả mô phỏng
Hinh 2.30. Xác định biển số
Kết luận : Sau khi tìm hiểu thuật toán tiến hành xây dựng được chương
trình nhận dạng biển số viết trên phần mềm visual studio 2012. Hệ thống nhận
dạng biển số giúp nhận dạng nhanh xe cân, kết nối dữ liệu máy tính lưu trữ dữ liệu
và in phiếu cân.

Kết luận
48
KẾT LUẬN
Thiết kế hệ thống cân sử dụng trong các nhà máy công nghiệp và trạm
kiểm định với đầy đủ chỉ tiêu kỹ thuật. Thiết kế hệ thống với tiêu chí : giảm giá
thành sản phẩm nhưng vẫn bảo đảm thông số kỹ thuật, dễ nắm bắt quy trình công
nghệ, tính ứng dụng cao.
Kết luận và hướng phát triển: Với những kiến thức đã được học trên
trường và những tài liệu tự tìm hiểu em đã hoàn thành đồ án “ Thiết kế hệ thống
cân ô tô tự động ứng dụng trong các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm
định ”. Với chi phí thiết bị và lắp đặt nhỏ hơn nhiều so với các sản phẩm nhập
ngoại, có các tính năng đầy đủ của một trạm cân ô tô thực tế. Trong tương lai có thể
cải tiến thêm các chức năng mới và nâng cao độ chính xác của hệ thống hơn nữa.

Tài liệu tham khảo
49
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Trọng Quế, Nguyễn Thị Lan Hương, Phạm Thị Ngọc Yến (2009), Cơ sở
kỹ thuật đo, NXB Khoa hoạc và Kỹ thuật
2. Hà Tất Thắng, Bài giảng kỹ thuật lập trình S7-200
3. Lê Ngọc Bích, Phạm Quang Huy (2013), Điều khiển và giám sát trong công
nghiệp, NXB từ điển Bách Khoa
4. SIMATIC S7-200 Programmable Controller System Manual, Siemens.
5. SIMATIC S7-200 Data Sheet for EM231, EM232, and EM235, Siemens
6. Và các website
a. http://automation.com
b. http://direct-industry.com
c. https://support.automation.siemens.com
d. https:// www.dientuvietnam.net
e. http://opencv.org/
f. http://www.comvisap.com/
g. http://vi.scribd.com/doc/36385882/Load-Cell
h. http://canvietnhat.com/product/63/can-o-to-80-tan.html
i. https://www.google.com.vn/

Phụ lục
50
PHỤ LỤC
1. Chương trình PLC
Block: Program_Block
Author:
Created: 06/10/2014 09:05:57 am
Last Modified: 06/16/2014 02:26:08 pm
Symbol Var Type Data Type Comment
TEMP
TEMP
TEMP
TEMP
PROGRAM COMMENTS
Network 1Network Title
KHOI DONG HE THONG CAN XE, NHAN START
LD START_HT
O HOATDONG
AN STOP_HT
= HOATDONG
Symbol Address Comment
HOATDONG M0.0
START_HT I0.0
STOP_HT I0.1
Network 2
DAT GIOI HAN KHOI LUONG CAN (0 : 80000 KG)
LD HOATDONG
MOVR 80000.0, KL_MAX
HOATDONG M0.0
KL_MAX VD114
Network 3
CAN XE, HIEN THI KET QUA( LOADCELL KHOANG DONG DOEN 4:20 mA
/ 6552: 32760), DO CHIA 32,76 UNG VOI 100KG
LD HOATDONG
ITD CB_LOADCELL,
VD100
DTR VD100, VD104
MOVR 80000.0, VD106
/R 32000.0, VD106
MOVR VD106, VD116
*R VD104, VD116
MOVR VD116,
HIENTHI -R
2000.0, HIENTHI

Phụ lục
51
CB_LOADCELLAIW0
HIENTHI VD108
HOATDONG M0.0
Network 4
CAN CHIEU XE VAO, CAM BIEN XE VAO HOAT DONG, SETBIT CAN
VAO ( CAN VAO CHAY)
LD HOATDONG
LDN DUNG
AN CAN_RA
A CB_DIVAO
O CAN_VAO
ALD
S CAN_VAO, 1
CAN_RA M0.3
CAN_VAO M0.2
CB_DIVAO I0.2
DUNG M0.1
HOATDONG M0.0
Network 5
CAN CHIEU XE RA, CAM BIEN XE RA HOAT DONG, SETBIT CAN RA (
CAN RA CHAY)
LD HOATDONG
LDN DUNG
AN CAN_VAO
A CB_DIRA
O CAN_RA
ALD
S CAN_RA, 1
CAN_RA M0.3
CAN_VAO M0.2
CB_DIRA I0.3
DUNG M0.1
HOATDONG M0.0
Network 6
KHI CO HAI CAM BIEN VAO THI HE THONG DUNG KHONG CAN
LD HOATDONG
A CB_DIVAO
A
CB_DIRA =
DUNG
CB_DIRA I0.3
CB_DIVAO I0.2
DUNG M0.1

Phụ lục
52
HOATDONG M0.0
Network 7
CHUONG TRINH CAN XE VAO
LD CAN_VAO
CALL CANVAO
CAN_VAO M0.2
CANVAO SBR0 SUBROUTINE COMMENTS
Network 8
CHUONG TRINH CAN XE RA
LD CAN_RA
CALL CANRA
CAN_RA M0.3
CANRA SBR1 SUBROUTINE COMMENTS
Network 9
RESET BIT CAN VAO KHI GAP CAM BIEN THU 2
LD HOATDONG
A CB_DIRA
O M1.0
AN CB_DIVAO
= M1.0
CB_DIRA I0.3
CB_DIVAO I0.2
HOATDONG M0.0
Network 10
LD M1.0
LPS
A T52
R CAN_VAO, 1
LPP
TON T52, 30
CAN_VAO M0.2
Network 11
RESET BIT CAN RA KHI GAP CAM BIEN THU 1
LD HOATDONG
A CB_DIVAO
O M1.1
AN
CB_DIRA =
M1.1
CB_DIRA I0.3
CB_DIVAO I0.2

Phụ lục
53
HOATDONG M0.0
Network 12
LD M1.1
LPS
A T53
R CAN_RA, 1
LPP
TON T53, 30
CAN_RA M0.3
Network 13
DIEU KHIEN DONG MO BARRIER VAO RA BANG TAY DE CAN XE VAO
LD
MANUAL_BARRIER1
O MANUAL_CANVAO
AN
MANUAL_BARRIER2
= MANUAL_CANVAO
MANUAL_CANVAO M0.6
Network 14
CHUONG TRINH CAN VAO BANG TAY
LD MANUAL_CANVAO
CALL MANUALCANVAO
MANUAL_CANVAO M0.6
MANUALCANVAO SBR2 SUBROUTINE COMMENTS
Network 15
DIEU KHIEN DONG MO BARRIER VAO RA BANG TAY DE CAN XE RA
LD
MANUAL_BARRIER2
O MANUAL_CANRA
AN
MANUAL_BARRIER1
= MANUAL_CANRA
MANUAL_CANRA M0.7
Network 16
CHUONG TRINH CAN RA BANG TAY
LD MANUAL_CANR
CALL MANUALCANRA

Phụ lục
54
MANUAL_CANRA M0.7
MANUALCANRASBR3 SUBROUTINE COMMENTS
Network 17
DIEU KHIEN BOM NUOC TRONG HO CAN NEU NUOC NGAP CAO HON
SO VOI QUY DINH
LD HOATDONG
A CB_MUC_CAO
O
B
O
M
L
P
S
AN CB_MUC_THAP
= BOM
LPP
= BAO_LUT_HO
Block: CANVAO
Author:
Network 1
CHUONG TRINH CAN XE VAO: DEN VAO DO MO--> MO BARRIER 1
LD CAN_VAO
LPS
AN T39
= BARRIER_1
LRD
AN T37
= DENVAO_DO
LPP
AN T52
TON T37, 50
BARRIER_1 Q0.0
CAN_VAO M0.2
DENVAO_DO Q0.2
Network 2
CHUONG TRINH CAN XE VAO: KHI HET 5S DEN XANH VAO SANG SAU
15S DEM XANH VAO TAT( THOI GIAN TU KHI
BAT DAU TOI LUC DONG LA 5S MO+10S XE VAO BAN CAN=15S)
LD CAN_VAO
A T37
LPS
BAO_LUT_HO Q1.0
BOM Q0.6
CB_MUC_CAO I0.4
CB_MUC_THAPI0.5
HOATDONG M0.0

Phụ lục
55
AN T39
= DENVAO_XANH
LPP
TON T39, 100
CAN_VAO M0.2
DENVAO_XANHQ0.3
Network 3
CHUONG TRINH CAN XE VAO: BAT DAU CHUONG TRINH CAN
LD CAN_VAO
A T39
A
NUT_CANVAO
S CAN_V, 1
Network 4
CHUONG TRINH CAN XE VAO: DUA GIA TRI CUA BAN CAN LEN MAN
HINH WIN CC
LD CAN_V
MOVR HIENTHI,
HIIENTHI_CANVAO
CAN_V M0.4
HIENTHI VD108
HIIENTHI_CANVAO VD110
Network 5
CHUONG TRINH CAN XE VAO: SO SANH GIA TRI TREN BAN CAN DE
DUA RA CANH BAO NEU XE QUA TAI TRONG
LD CAN_V
AR>=
HIIENTHI_CANVAO,
KL_MAX
S QUA_TAI, 1
CAN_V M0.4
KL_MAX VD114
QUA_TAI Q0.7
Network 6
CHUONG TRINH CAN XE VAO: CAN XONG( THOI GIAN CAN VA HIEN
THIJ KET QUA, XUAT GIU LIEU LA 5 s ), DEN RA
DO, BARRIER 2 BAT DAU MO
LD CAN_V
TON T40, 30
A T40
LPS
AN T42

Phụ lục
56
= BARRIER_2
LPP
AN T41
= DENRA_DO
BARRIER_2 Q0.1
CAN_V M0.4
DENRA_DO Q0.4
Network 7
CHUONG TRINH CAN XE RA: BARRIER 2 MO SAU 5 S DEN RA DO TAT
DOI XE DI QUA SAU 10 S
LD CAN_V
TON T41, 50
TON T42, 150
CAN_V M0.4
Network 8
CHUONG TRINH CAN XE VAO: SAU 15 S KE TU KHI BAT DAU MO
BARRIER2( 5S MO+ 10S CHO), DONG BARRIER2
THOI GIAN 5S
LD CAN_V
A T41
A T42
LPS
AN T43
= DENRA_XANH
LPP
TON T43, 50
CAN_V M0.4
DENRA_XANH Q0.5
Network 9
LD T43
R CAN_V, 1
CAN_V M0.4
Block: CANRA
Author:
SUBROUTINE COMMENTS
Network 1
CHUONG TRINH CAN XE RA: DEN RA DO --> MO BARRIER 2
LD CAN_RA
LPS
AN T47

Phụ lục
57
= BARRIER_2
LRD
AN T45
= DENRA_DO
LPP
AN T53
TON T45, 50
BARRIER_2 Q0.1
CAN_RA M0.3
DENRA_DO Q0.4
Network 2
CHUONG TRINH CAN XE RA: KHI HET 5S DEN XANH RA SANG SAU 15S
DEM XANH RA TAT( THOI GIAN TU KHI BAT
DAU TOI LUC DONG LA 5S MO+10S XE VAO BAN CAN=15S)
LD CAN_RA
A T45
LPS
AN T47
= DENRA_XANH
LPP
TON T47, 50
CAN_RA M0.3
DENRA_XANH Q0.5
Network 3
CHUONG TRINH CAN XE RA: BAT DAU CHUONG TRINH CAN
LD
CAN_RA
A T47
A
NUT_CANR
A S
CAN_R, 1
Network 4
HINH WIN CC
LD CAN_R
MOVR HIENTHI,
HIIENTHI_CANRA
CAN_R M0.5
HIENTHI VD108
HIIENTHI_CANRAVD112

Phụ lục
58
Network 5
LD CAN_R
AR>= HIIENTHI_CANRA,
KL_MAX
S QUA_TAI, 1
CAN_R M0.5
HIIENTHI_CANRAVD112
KL_MAX VD114
QUA_TAI Q0.7
Network 6
CHUONG TRINH CAN XE VAO: CAN XONG( THOI GIAN CAN VA HIEN
THIJ KET QUA, XUAT GIU LIEU LA 5 s ), DEN RA
DO, BARRIER 2 BAT DAU MO
LD CAN_R
TON T48, 30
A T48
LPS
AN T50
= BARRIER_1
LPP
AN T49
= DENVAO_DO
BARRIER_1 Q0.0
CAN_R M0.5
DENVAO_DO Q0.2
Network 7
CHUONG TRINH CAN XE VAO: BARRIER 2 MO SAU 5 S DEN RA DO
TAT DOI XE DI QUA SAU 10 S
LD CAN_R
TON T49, 50
TON T50, 150
CAN_R M0.5
Network 8
CHUONG TRINH CAN XE RA: SAU 15 S KE TU KHI BAT DAU MO
BARRIER2( 5S MO+ 10S CHO), DONG BARRIER2 THOI
GIAN 5S
LD CAN_R
A T49
A T50
LPS
AN T51

Phụ lục
59
= DENVAO_XANH
LPP
TON T51, 50
CAN_R M0.5
DENVAO_XANHQ0.3
Network 9
LD T51
R CAN_R, 1
CAN_R M0.5
Block: MANUALCANVAO
Author:
Network 1
CHUONG TRINH CAN XE VAO: BAT DAU CHUONG TRINH CAN
LD HOATDONG
A NUT_CANVAO
S CAN_V, 1
CAN_V M0.4
HOATDONG M0.0
NUT_CANVAO I1.0
Network 2
HINH WIN CC
LD CAN_V
MOVR HIENTHI,
HIIENTHI_CANVAO
CAN_V M0.4
HIENTHI VD108
Network 3
LD CAN_V
AR>=
HIIENTHI_CANVAO,
KL_MAX S QUA_TAI, 1
CAN_V M0.4
KL_MAX VD114
QUA_TAI Q0.7
Network 4

Phụ lục
60
SAU 3 S TA RESET CAN_V
LD CAN_V
LPS
AN T52
R CAN_V, 1
LPP
TON T52, 300
CAN_R M0.5
Block: MANUALCANRA
Network 1
CHUONG TRINH CAN XE RABANG TAY: BAT DAU CHUONG TRINH CAN
LD HOATDONG
S CAN_R, 1
CAN_R M0.5
HOATDONG M0.0
Network 2
HINH WIN CC
LD CAN_R
MOVR HIENTHI,
HIIENTHI_CANVAO
CAN_R M0.5
HIENTHI VD108
Network 3
LD CAN_R
AR>=
HIIENTHI_CANVAO,
KL_MAX S QUA_TAI, 1
CAN_R M0.5
KL_MAX VD114
QUA_TAI Q0.7
Network 4
SAU 3 S TA RESET CAN_R
LD CAN_R
LPS
AN T53
R CAN_R, 1
LPP

Phụ lục
61
TON T53, 300
CAN_R M0.5
2. Chương trình nhận diện biển số viết trên phần mềm Visual studio 2012
/ LPRDlg.cpp : Mã nguồn cho chương trình
//
#include"stdafx.h"
#include"LPR.h"
#include"LPRDlg.h"
#include"afxdialogex.h"
#include"LprCore.h"
#include<opencv2/core/core.hpp>
#include<opencv2/highgui/highgui.hpp>
#include<opencv2/imgproc/imgproc.hpp>
#include"TrainSVM.h"
#include"unity_conversion.h"
#include"About.h"
#include<string>
#include<iostream>
#include<fstream>
usingnamespace std;
#ifdef _DEBUG
#definenew DEBUG_NEW
#endif
class CAboutDlg : public CDialogEx
{
public:

Phụ lục
62
CAboutDlg();
// dữ liệu số
enum { IDD = IDD_ABOUTBOX };
protected:
virtualvoid DoDataExchange(CDataExchange* pDX);
// thực hiện
protected:
DECLARE_MESSAGE_MAP()
};
CAboutDlg::CAboutDlg() : CDialogEx(CAboutDlg::IDD)
{
}
void CAboutDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialogEx::DoDataExchange(pDX);
}
BEGIN_MESSAGE_MAP(CAboutDlg, CDialogEx)
END_MESSAGE_MAP()
// CLPRDlg dialog
CLPRDlg::CLPRDlg(CWnd* pParent /*=NULL*/)
: CDialogEx(CLPRDlg::IDD, pParent)
{
m_hIcon = AfxGetApp()->LoadIcon(IDR_MAINFRAME);

Phụ lục
63
}
void CLPRDlg::DoDataExchange(CDataExchange* pDX)
{
CDialogEx::DoDataExchange(pDX);
DDX_Control(pDX, IDC_TEXT_RESULT, text_result);
DDX_Control(pDX, IDC_IMG_FILE, img_file);
DDX_Control(pDX, IDC_IMG_SIZE, img_size);
DDX_Control(pDX, IDC_NUM_PLATE, num_plate);
DDX_Control(pDX, IDC_TIME_DETECT, time_detection);
DDX_Control(pDX, IDC_TIME_REGCO, time_regconition);
DDX_Control(pDX, IDC_TIME_TOTAL, time_total);
}
// Khai báo chương trình con
BEGIN_MESSAGE_MAP(CLPRDlg, CDialogEx)
ON_WM_SYSCOMMAND()
ON_WM_PAINT()
ON_WM_QUERYDRAGICON()
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_FILE_OPENIMAGE,
&CLPRDlg::OnUpdateFileOpenimage)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_FILE_SAVEPLATE,
&CLPRDlg::OnUpdateFileSaveplate)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_FILE_SAVECHARACTERS,
&CLPRDlg::OnUpdateFileSavecharacters)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_FILE_EXIT,
&CLPRDlg::OnUpdateFileExit)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_TOOL_TRAINING,
&CLPRDlg::OnUpdateToolTraining)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON1, &CLPRDlg::OnBnClickedButton1)
ON_BN_CLICKED(IDC_BUTTON2, &CLPRDlg::OnBnClickedButton2)
ON_COMMAND(ID_FILE_SAVETEXT, &CLPRDlg::OnFileSavetext)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_FILE_SAVETEXT,
&CLPRDlg::OnUpdateFileSavetext)
ON_UPDATE_COMMAND_UI(ID_HELP32776,
&CLPRDlg::OnUpdateHelp32776)

Phụ lục
64
ON_STN_CLICKED(IDC_TEXT_RESULT,
&CLPRDlg::OnStnClickedTextResult)
END_MESSAGE_MAP()
// CLPRDlg đua ra ời cảnh báo
BOOL CLPRDlg::OnInitDialog()
{
CDialogEx::OnInitDialog();
// Thêm " Thư mục" trong menu hệ thống.
// IDM_ABOUTBOX phải nằm trong phạm vi lệnh hệ thống.
ASSERT((IDM_ABOUTBOX & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX);
ASSERT(IDM_ABOUTBOX < 0xF000);
CMenu* pSysMenu = GetSystemMenu(FALSE);
if (pSysMenu != NULL)
{
BOOL bNameValid;
CString strAboutMenu;
bNameValid = strAboutMenu.LoadString(IDS_ABOUTBOX);
ASSERT(bNameValid);
if (!strAboutMenu.IsEmpty())
{
pSysMenu->AppendMenu(MF_SEPARATOR);
pSysMenu->AppendMenu(MF_STRING, IDM_ABOUTBOX,
strAboutMenu);
}
}
SetIcon(m_hIcon, TRUE); // thiết lập biểu tượng icon lớn
SetIcon(m_hIcon, FALSE); // thiết lập biểu tượng icon nhỏ

Phụ lục
65
cv::namedWindow("src", 1);
HWND h1 = (HWND) cvGetWindowHandle("src");
HWND hp1 = ::GetParent(h1);
::SetParent(h1, GetDlgItem(IDC_PIC_SRC)->m_hWnd);
::ShowWindow(hp1, SW_HIDE);
cv::namedWindow("plate", 1);
HWND h2 = (HWND) cvGetWindowHandle("plate");
::SetParent(h2, GetDlgItem(IDC_PIC_PLATE)->m_hWnd);
cv::namedWindow("character", 1);
HWND h3 = (HWND) cvGetWindowHandle("character");
::SetParent(h3, GetDlgItem(IDC_PIC_CHARACTER)->m_hWnd);
CFont* font = new CFont; // Font nhận dạng ký tự hiển thị
font->CreatePointFont(320, _T("Arial Bold"));
text_result.SetFont(font);
lpr.set_svm_model("svm.txt");
return TRUE; // trở về TRUE trừ khi bạn thiết lập cho giá trị điều khiển
}
void CLPRDlg::OnSysCommand(UINT nID, LPARAM lParam)
{
if ((nID & 0xFFF0) == IDM_ABOUTBOX)
{
CAboutDlg dlgAbout;
dlgAbout.DoModal();
}
else

Phụ lục
66
{
CDialogEx::OnSysCommand(nID, lParam);
}
}
void CLPRDlg::OnPaint()
{
if (IsIconic())
{
CPaintDC dc(this); // Thiết bị bối cảnh cho bức tranh
SendMessage(WM_ICONERASEBKGND,
reinterpret_cast<WPARAM>(dc.GetSafeHdc()), 0);
// Biểu tượng trung tâm trong hình chữ nhật
int cxIcon = GetSystemMetrics(SM_CXICON);
int cyIcon = GetSystemMetrics(SM_CYICON);
CRect rect;
GetClientRect(&rect);
int x = (rect.Width() - cxIcon + 1) / 2;
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Vẽ biểu tượng icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon);
}
else
{
CDialogEx::OnPaint();
}
}
// Hệ thống gọi chức năng này để có được con trỏ hiển thị khi người dùng đưa con
trỏ chuột tới góc trái của giao diện
// Cửa sổ thu nhỏ.
HCURSOR CLPRDlg::OnQueryDragIcon()

Phụ lục
67
{
returnstatic_cast<HCURSOR>(m_hIcon);
}
void CLPRDlg::OnUpdateFileOpenimage(CCmdUI *pCmdUI)
{
// Load ảnh
static CString Filter=_T("image files (*.bmp; *.jpg) |*.bmp;*.jpg|All Files
(*.*)|*.*||");
CFileDialog dlg(TRUE, _T("*.bitmap"), NULL,
OFN_FILEMUSTEXIST|OFN_PATHMUSTEXIST|OFN_HIDEREADONLY,Filt
er,NULL);
if(dlg.DoModal() == IDOK)
{
file_name = to_string(dlg.GetPathName());
src = imread(file_name);
if(src.empty()) return;
imshow("src", src);
lpr.clear();
}
}
void CLPRDlg::OnUpdateFileSaveplate(CCmdUI *pCmdUI)
{
// Lưu ảnh
if(plate.empty()) return;
static CString Filter=_T("All Files (*.*)|*.*||");
CFileDialog dlg(FALSE, _T("*.jpg"), NULL,
er,NULL);

Phụ lục
68
{
std::vector<int> p(2);
p.at(0) = CV_IMWRITE_JPEG_QUALITY;
p.at(1) = 90;
cv::imwrite(to_string(dlg.GetPathName()), plate, p);
}
}
void CLPRDlg::OnUpdateFileSavecharacters(CCmdUI *pCmdUI)
{
}
void CLPRDlg::OnUpdateFileExit(CCmdUI *pCmdUI)
{
// đóng giao diện phần mềm
this->OnCancel();
}
void CLPRDlg::OnUpdateToolTraining(CCmdUI *pCmdUI)
{
TrainSVM svm;
svm.DoModal();
}
void CLPRDlg::OnBnClickedButton1()
{
//Mở ảnh trong thư viện

Phụ lục
69
static CString Filter=_T("image files (*.bmp; *.jpg) |*.bmp;*.jpg|All Files
(*.*)|*.*||");
CFileDialog dlg(TRUE, _T("*.bitmap"), NULL,
er,NULL);
{
file_name = to_string(dlg.GetPathName());
src = imread(file_name);
Mat disp_src;
resize(src, disp_src, Size(810, 570));
imshow("src", disp_src);
lpr.clear();
}
}
void CLPRDlg::OnBnClickedButton2()
{
// Hiển thị kết quả
Mat disp_plate, disp_character;
lpr.set_image(src);
lpr.do_process();
vector<Mat> plates = lpr.get_plate_detection();
vector<Mat> characters = lpr.get_character_isolation();
vector<double> t = lpr.get_process_time();
vector<string> text = lpr.get_text_recognition();
if(plates.size() > 0)
{
plate = plates[0];

Phụ lục
70
resize(plate, disp_plate, Size(280,50));
imshow("plate", disp_plate);
character = characters[0];
resize(character, disp_character, Size(280,50));
imshow("character", disp_character);
text_recognition = text[0];
text_result.SetWindowTextW(to_wstring(text_recognition));
img_file.SetWindowTextW(to_wstring(file_name));
img_size.SetWindowTextW(to_wstring(to_string(src.cols) + "x" +
to_string(src.rows)));
num_plate.SetWindowTextW(to_wstring((int)plates.size()));
time_detection.SetWindowTextW(to_wstring(t[0]) + " ms");
time_regconition.SetWindowTextW(to_wstring(t[1]) + " ms");
time_total.SetWindowTextW(to_wstring(t[0] + t[1]) + " ms");
}
else
{
text_result.SetWindowTextW(_T(""));
img_file.SetWindowTextW(to_wstring(file_name));
img_size.SetWindowTextW(to_wstring(to_string(src.cols) + "x" +
to_string(src.rows)));
num_plate.SetWindowTextW(_T("0"));
time_detection.SetWindowTextW(to_wstring(t[0]) + " ms");
time_regconition.SetWindowTextW(_T("~ ms"));
time_total.SetWindowTextW(to_wstring(t[0]) + " ms");
}
}
void CLPRDlg::OnFileSavetext()
{
}

Phụ lục
71
void CLPRDlg::OnUpdateFileSavetext(CCmdUI *pCmdUI)
{
// Lưu nhận dạng văn bản
if(text_recognition.empty()) return;
static CString Filter=_T("All Files (*.*)|*.*||");
CFileDialog dlg(FALSE, _T("*.*"), NULL,
er,NULL);
{
string save_file = to_string(dlg.GetPathName());
std::ofstream ofs(save_file);
if(!ofs) return;
ofs << text_recognition;
}
}
void CLPRDlg::OnUpdateHelp32776(CCmdUI *pCmdUI)
{
// hướng dẫn
About tg;
tg.DoModal();
}
3. Thiết bị phụ trong hệ thống
a) Máy bơm
Để trạm cân hoạt động chính xác, bền thì các loadcell và hệ thống dây dẫn
phải được đảm bảo tốt.Nhưng trong quá trình hoạt động, trạm cân luôn phải chịu tác
động của thời tiết, điều đó làm ảnh hưởng xấu tới các thiết bị.
Các loadcell và hệ thống dây dẫn được đặt trong hố cân, tại đây vào những
ngày mưa nếu hố cân không có hệ thống bơm thoát nước sẽ dẫn tới trường hợp
loadcell bị ngâm trong nước dẫn tới hư hỏng. Chính vì vậy hệ thống bơm nước
chống úng là hệ thống vô cùng quan trọng của một trạm cân điện tử.
Theo thiết kế hố cân như ở chương 1, để bảo vệ các loadcell thi mực nước
tại hố cân phải thấp hơn dầm đỡ loadcell. Vậy thể tích nước tối đa cho phép trong
hố cân là:
V=3.06 × 18.06 × 0.77= 42.56(m3
).

Phụ lục
72
Theo tìm hiểu thì tại Việt Nam, Bắc Trung Bộ là vùng có lượng mưa lớn
nhất cả nước, mưa lớn tập trung vào các tháng 9 và tháng 10 với cường độ mưa phổ
biến từ 700-1000mm/h. Cao nhất là tại Kỳ Anh với 1101mm/h (tháng 10/2013).
Số liệu thống kê tham khảo tại website: www.imh.ac.vn (Viện Khoa Học
Khí Tượng Thủy Văn Và Môi Trường)
Lưu lượng mưa được tính theo công thức:
Q=q× 𝐶 × 𝑆 (theo TCVN 7957:2008).
Trong đó: q là cường độ mưa(l/s.ha)q=i× 1.667; i là cường độ mưa
(mm/phút); C là hệ số dòng chảy(C= 0.9); S là diện tích bề mặt.
Với : S=3× 18 = 54m2
=54x 10-4
(ha)
i= 1101/60p=18.35 (mm/phút)
ta được lưu lượng mưa lớn nhất có thể tại nước ta là:
Q=1.667× 18.35 × 0.9 × 54 ×10-4
=148.66×10-3
(l/s)
= 0.54 (m3
/h)
Vậy để bảo vệ trạm cân ta phải chọn các máy bơm có công suất hút ≥ 0.54
m3
/h (với điều kiện khi thiết kế và xây dựng hố cân ta phải thiết kế các gờ bao
quanh hố nhằm chống hiện tượng dồn nước ứ vào hố cân).
Căn cứ theo tính toán nhóm em dùng máy bơm nước Panasonic GP 129 JXK
125w với các thông số kĩ thuật như sau:
Thông số kĩ thuật máy bơm GP 129 JXK
Thông số Số liệu Đơn vị
Công suất 125 W
Công suất hút tối đa 30 l/p
Sức đẩy 19 M
Sức hút 9 M
Điện áp nguồn 220 V

Phụ lục
73
Hinh 2.2.15: May bơm GP129 JXK
b) Aptomat
Hệ thống trạm cân gồm rất nhiều thiết bị điện, điện tử có giá thành cao,
chính vì vậy cần có biện pháp bảo vệ an toàn cho hệ thống trước những sự cố không
mong muốn xảy ra.
Aptomat là khí cụ điện dùng để bảo vệ thiết bị điện khỏi các sự cố quá tải,
ngắn mạch, sụt áp…Aptomat có cấu tạo gồm 4 bộ phận chính sau:
- Hệ thống tiếp điểm: gồm 2 hoặc 3 tiếp điểm
- Hộp dập hồ quang: gồm nhiều lá thép ghép với nhau thành hình chữ U
để khuếch tán, chia nhỏ năng lượng của hồ quang, dập tắt hồ quang nhanh
chóng.
- Cơ cấu truyền động đóng cắt: đóng cắt aptomat.
- Móc bảo vệ: là bộ phận chính để đóng cắt aptomat khi có các sự cố.
Trong thiết kế, hệ thống cân của chúng ta sử dụng nguồn điện 1 pha 220v
vì vậy ta sẽ chọn aptomat là loại aptomat 1 pha có Uđm= 220v.
Hệ thống cân bao gồm các thiết bị: 1 máy tính để bàn, 1 máy in, 2 đèn báo
giao thông, 1 đèn báo sự cố, 4 camera, 2 barrier, 1 máy bơm,1 đầu ghi. Các thiết bị
như PLC, hộp nối tín hiệu…có công suất và dòng định mức rất thấp không ảnh
hưởng lớn tới hệ thống nên ta có thể bỏ qua. Vậy công suất cực đại của toàn hệ
thống là :
Pmax=Pmáy tính+Pmáy in+2Pđèn gt+Pđèn+4Pcamera+2Pbarrier+Pmáy bơm+Pđầu ghi
1 bộ máy tính thường có công suất 200-250w (tham khảo trên cửa hàng
máy tính)
Theo số liệu công suất linh kiện đã chọn trong đề tài số liệu của phần hệ
thống giám sát ta được:
Pmax=250+200+2x40+40+4x9+2x120+125+60=867W
Imax= 867/220=4.34A
Vậy aptomat cần chọn phải có Iđm= 1.2-1.5lần Imax
Tham khảo trên thị trường chúng em quyết định chọn aptomat 1 pha có I-
đm= 6A của Samsung.

Phụ lục
74
Aptomat
c) Lựa chọn dàn máy tính, máy in
Màn hình Dell, 19 inch CPU core 2.7 GHz, ram 2G, HĐ 320G, DVD rw, VGA ATI
1GB
Máy in laser HP-HP 1025
 In khổ A4
 Tốc độ 17trang/phut( đen trắng), 4 trang/phút (màu)
 Độ phân giải: 600. 600 dpi
 Bộ nhơ trng: 8Mb

Phụ lục
75
 Công suất: 290W
 Khối lượng :12kg
 Mực dủng: HP 126A các màu

Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định.docx

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định.docx

Similar to Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định.docx (20)

More from Man_Ebook

More from Man_Ebook (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Thiết kế hệ thống cân ô tô tự động ứng dụng cho các nhà máy công nghiệp và các trạm kiểm định.docx