I. Thiết kế hệ thống điều khiển
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát mô hình cơ cấu chuyển động vitme chính xác qua internet tại HCMUTE tập trung vào việc xây dựng một hệ thống điều khiển chính xác cho chuyển động vitme. Hệ thống sử dụng công nghệ của hãng Rockwell Automation, bao gồm PLC ControlLogix, servo driver Kinetix K300, và các cảm biến. Mục tiêu chính là đảm bảo độ chính xác cao trong điều khiển vị trí và tốc độ của vitme, đồng thời cho phép giám sát từ xa qua internet. Hệ thống tích hợp giao diện người dùng (HMI) và phần mềm SCADA để điều khiển và giám sát hiệu quả. Các thuật toán điều khiển được thiết kế để tối ưu hóa hiệu suất và độ ổn định của hệ thống. Công nghệ Internet of Things (IoT) được ứng dụng để kết nối hệ thống với internet, cho phép giám sát và điều khiển từ xa.
1.1. Lựa chọn phần cứng
Việc lựa chọn phần cứng phù hợp là yếu tố then chốt đảm bảo hiệu quả của hệ thống. Đồ án sử dụng PLC ControlLogix 1756-L60 như bộ điều khiển trung tâm, có khả năng xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển servo motor. Servo driver Kinetix K300 được lựa chọn nhờ khả năng điều khiển chính xác động cơ servo, đảm bảo độ chính xác cao trong điều khiển chuyển động vitme. Các mô-đun bổ sung như mô-đun Ethernet và mô-đun nguồn được chọn để đáp ứng yêu cầu kết nối và cấp nguồn cho hệ thống. Cảm biến vị trí (encoder) cung cấp thông tin phản hồi về vị trí thực tế của vitme, giúp hệ thống điều khiển có độ chính xác cao. Thiết kế hệ thống chú trọng đến tính khả thi và độ tin cậy của phần cứng, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định trong thời gian dài. Việc lựa chọn phần cứng được dựa trên các thông số kỹ thuật, yêu cầu về độ chính xác và khả năng tích hợp.
1.2. Thiết kế phần mềm
Phần mềm đóng vai trò quan trọng trong việc điều khiển và giám sát hệ thống. Phần mềm điều khiển được lập trình trên nền tảng RSLogix 5000, sử dụng ngôn ngữ lập trình ladder logic để điều khiển PLC. Giao diện người dùng (HMI) được thiết kế trên nền tảng Wonderware induSoft Web Studio 8.0, cung cấp giao diện trực quan và dễ sử dụng cho người vận hành. Phần mềm giám sát SCADA cho phép người dùng theo dõi các thông số hoạt động của hệ thống, bao gồm vị trí, tốc độ và trạng thái của vitme. Phần mềm MotionView hỗ trợ thiết lập và cấu hình các tham số điều khiển servo motor. Việc thiết kế phần mềm được tối ưu hóa để đảm bảo khả năng vận hành ổn định, dễ dàng bảo trì và mở rộng hệ thống trong tương lai. Phần mềm được thiết kế để tương thích với các thiết bị phần cứng đã chọn.
1.3. Điều khiển từ xa qua internet
Hệ thống được thiết kế để cho phép điều khiển từ xa qua internet, tận dụng công nghệ Internet of Things (IoT). Điều này giúp người dùng giám sát và điều khiển hệ thống từ bất kỳ đâu có kết nối internet. An ninh mạng được xem xét kỹ lưỡng trong thiết kế hệ thống, nhằm đảm bảo bảo mật dữ liệu và ngăn chặn truy cập trái phép. Việc triển khai điều khiển từ xa qua internet đòi hỏi sự kết hợp hài hòa giữa phần cứng và phần mềm, đảm bảo tính ổn định và an toàn của hệ thống. Kết nối internet được thiết kế an toàn, tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp và đảm bảo an ninh mạng. Hệ thống giám sát từ xa giúp người dùng thuận tiện trong việc theo dõi và xử lý sự cố kịp thời, nâng cao hiệu quả quản lý.
II. Kết quả và nhận xét
Đồ án đã thành công trong việc thiết kế và xây dựng hệ thống điều khiển vitme chính xác qua internet. Hệ thống hoạt động ổn định, đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác và khả năng giám sát từ xa. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống có độ chính xác cao trong việc điều khiển vị trí và tốc độ của vitme. Giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng. Việc sử dụng công nghệ IoT đã mở rộng khả năng giám sát và điều khiển hệ thống, tạo điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và bảo trì. Tuy nhiên, một số hạn chế cần được cải thiện trong các phiên bản sau, ví dụ như tối ưu hóa thuật toán điều khiển để giảm thiểu thời gian phản hồi và nâng cao độ chính xác hơn nữa.
2.1. Phân tích kết quả
Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống đạt được độ chính xác cao trong việc điều khiển vị trí và tốc độ của vitme. Thời gian phản hồi của hệ thống nhanh, đáp ứng được yêu cầu của ứng dụng. Giao diện người dùng trực quan, dễ sử dụng, giúp người vận hành dễ dàng giám sát và điều khiển hệ thống. Khả năng điều khiển từ xa qua internet hoạt động ổn định, cho phép giám sát và điều khiển hệ thống từ bất kỳ đâu có kết nối internet. Dữ liệu được lưu trữ và hiển thị một cách rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng phân tích và đánh giá hiệu suất của hệ thống. Phân tích dữ liệu cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đáng tin cậy. Mô phỏng hệ thống trước khi xây dựng đã giúp dự đoán và khắc phục một số lỗi tiềm ẩn.
2.2. Ứng dụng thực tiễn
Hệ thống điều khiển vitme chính xác qua internet có nhiều ứng dụng thực tiễn trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Hệ thống có thể được ứng dụng trong các máy móc tự động, hệ thống sản xuất thông minh, robot công nghiệp, và các thiết bị tự động hóa khác. Khả năng giám sát từ xa giúp người dùng tiết kiệm thời gian và chi phí trong việc quản lý và bảo trì hệ thống. Độ chính xác cao của hệ thống giúp nâng cao chất lượng sản phẩm và hiệu quả sản xuất. Ứng dụng thực tế của đồ án có thể được mở rộng ra các lĩnh vực khác như y tế, nông nghiệp, và hàng không vũ trụ. Hệ thống có tiềm năng lớn trong việc tự động hóa các quy trình sản xuất và tăng cường hiệu quả hoạt động của các doanh nghiệp.
