Hệ Thống Kiểm Soát Và Giám Sát Nhãn Tự Động - Giải Pháp Tối Ưu

• Tác giả: Pham Hong Dang
• Người hướng dẫn: Associate Professor, PhD. Ngo Van Thuyen
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Automation and Control Engineering Technology
• Đề tài: The Automatic Labelling Control and Monitoring System
• Loại tài liệu: graduation thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: OVERVIEW
• 1.1. Introduction
• 1.2. Overview
• 1.3. Pasting label possibility
• 1.4. Project objective
• 1.5. Project scope
• 1.6. Problem statement
• 1.7. Research content
• 1.8. Research methods
• 1.9. Report layout
• 2. CHƯƠNG 2: THEORETICAL BASIS
• 2.1. The automatic labelling control and monitoring system
• 2.2. Introduction of the system
• 2.3. Programmable Logic Controller (PLC)
• 2.4. OPC and TCP/IP communication
• 2.5. Introduction to OPC
• 2.6. Classify two popular OPC protocols
• 2.7. Introduction to Kepware (KepserverEx Configuration 6)
• 2.8. Computer Vision in Automatic Process
• 2.9. Optical Character Recognition (OCR)
• 2.10. The advantages of OCR
• 2.11. You Only Look Once (YOLOv8)
• 2.12. Introduction to YOLOv8
• 2.13. Operation of YOLOv8
• 2.14. Introduction to OpenCV library
• 2.15. The application of Opencv
• 2.16. Calibration camera and calculate real word coordinate
• 2.16.1. Camera calibration process
• 2.16.2. Calculate the real-world coordinates
• 2.17. Introduction to OpenVINO
• 2.18. Operation of OpenVINO
• 2.19. Web Server with Node.js and Flask
• 3. CHƯƠNG 3: HARDWARE DESIGN
• 3.1. Hardware design requirements
• 3.2. General diagram of the system and block diagram
• 3.3. Vision devices selection
• 3.4. OCR reading position
• 3.5. Location to calculate label coordinates
• 3.6. Vision Light LED. Camera basler Aca2500-14gc
• 3.7. I/O devices and PLC selection
• 3.8. PLC and expansion module
• 3.9. Step Motor and Gearbox
• 3.10. Wiring diagram between Qy40p, Arduino, TB6600, Relay and Nema17
• 3.11. Aptomat Chint MCB 2 phases 32A 6kA
• 3.12. Operational monitoring and display equipment and module Wi-Fi
• 3.13. The light tower
• 3.14. HMI Delta DOP-107 DV
• 3.15. Basic specifications of ROBOT ABB IRB 1200-5/0.44
• 4. CHƯƠNG 4: SOFTWARE DESIGN
• 4.1. System software requirements
• 4.2. Building robot stations and programs on RobotStudio software
• 4.3. Design of system operating stations on RobotStudio
• 4.4. Labelling tool and washing machine model
• 4.5. Created Signals in Robot Controller
• 4.6. Basic Movements and Move Instruction
• 4.7. System operation flowchart
• 4.8. Create a washing machine model on RobotStudio software
• 4.9. Conditions for washing machine model moving on RobotStudio
• 4.10. Robot pasting label to the model
• 4.11. Program Distribution in Rapid
• 4.12. PLC, RobotStudio, Vision system and Kepserver Communication
• 4.13. Setup connection between PLC and Kepserver
• 4.14. Communication between RobotStudio and the Kepserverex software
• 4.15. Communication between the Vision program and the Kepserverex software
• 4.16. Program for the label sorting process
• 4.17. Program to find the labeled area
• 4.18. Alarm designing and History displaying
• 4.19. Right access designing
• 4.20. Webserver monitoring vision processing
• 5. CHƯƠNG 5: EXPERIMENTAL RESULT
• 5.1. Detecting Label Error
• 5.2. Detecting Good Label
• 5.3. HMI during operating process
• 5.4. Running result on RobotStudio
• 5.5. Video of the system results
• PHỤ LỤC

I. Hệ thống kiểm soát nhãn

Hệ thống kiểm soát nhãn là một phần quan trọng trong quy trình tự động hóa công nghiệp. Hệ thống này sử dụng PLC (Programmable Logic Controller) làm bộ xử lý trung tâm, nhận kết quả từ chương trình xử lý hình ảnh và gửi lệnh điều khiển đến robot. Công nghệ kiểm soát nhãn này giúp tăng hiệu quả sản xuất, giảm thiểu lỗi và tiết kiệm thời gian so với phương pháp thủ công. Hệ thống cũng tích hợp giám sát nhãn tự động thông qua giao diện web và HMI, đảm bảo quá trình vận hành liên tục và ổn định.

1.1. Kiểm soát nhãn hiệu quả

Kiểm soát nhãn hiệu quả đạt được thông qua việc sử dụng hệ thống giám sát nhãn thông minh. Hệ thống này kết hợp công nghệ kiểm soát nhãn với tự động hóa giám sát nhãn, giúp xác định vị trí dán nhãn chính xác và giảm thiểu sai sót. Giải pháp giám sát nhãn này không chỉ tăng tốc độ sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm, đáp ứng yêu cầu khắt khe của thị trường.

II. Giám sát nhãn tự động

Giám sát nhãn tự động là một yếu tố then chốt trong hệ thống. Hệ thống sử dụng camera Basler Aca2500-14gc và đèn LED VSTECH VL-DR để thu thập hình ảnh và xử lý thông tin. Quản lý nhãn tự động được thực hiện thông qua OPC UA và TCP/IP, giúp kết nối các thiết bị một cách hiệu quả. Hệ thống giám sát nhãn thông minh này cung cấp giao diện trực quan, dễ dàng theo dõi và điều khiển quá trình dán nhãn.

2.1. Giám sát nhãn chính xác

Giám sát nhãn chính xác đạt được nhờ công nghệ kiểm soát nhãn tiên tiến. Hệ thống sử dụng OpenVINO để tối ưu hóa tốc độ xử lý và giảm kích thước mô hình. Giải pháp giám sát nhãn này giúp phát hiện lỗi nhãn nhanh chóng và đảm bảo độ chính xác cao trong quá trình dán nhãn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ngành công nghiệp yêu cầu độ chính xác cao như sản xuất máy giặt.

III. Ứng dụng thực tế

Hệ thống kiểm soát và giám sát nhãn tự động hiệu quả đã được triển khai thành công tại một nhà máy sản xuất máy giặt. Hệ thống giúp tăng năng suất, giảm chi phí vận hành và cải thiện chất lượng sản phẩm. Công nghệ kiểm soát nhãn và giám sát nhãn tự động đã chứng minh tính hiệu quả trong việc xử lý hàng nghìn sản phẩm mỗi ngày. Giải pháp giám sát nhãn này cũng có thể áp dụng cho các ngành công nghiệp khác, mang lại lợi ích kinh tế đáng kể.

3.1. Kiểm soát nhãn công nghiệp

Kiểm soát nhãn công nghiệp là một ứng dụng quan trọng của hệ thống. Hệ thống này có thể dễ dàng điều chỉnh để phù hợp với các sản phẩm có hình dạng và kích thước khác nhau. Hệ thống giám sát nhãn thông minh giúp giảm thiểu thời gian dừng máy và tăng hiệu quả sản xuất. Đây là một giải pháp giám sát nhãn linh hoạt và hiệu quả, phù hợp với nhu cầu của các nhà máy hiện đại.