NGHIÊN cứu, CHẾ tạo và lập TRÌNH điều KHIỂN mô HÌNH PHÂN LOẠI sản PHẨM

2022 TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm Họ tên sinh viên : Đặng Tuấn Đạt ` ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: TS Nguyễn Đức Quận Đặng Tuấn Đạt 1811505520206 18TDH2 Đà Nẵng, 06/2022 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Người hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: Mã sinh viên: Lớp: TS Nguyễn Đức Quận Đặng Tuấn Đạt 1811505520206 18TDH2 Đà Nẵng, 06/2022 TÓM TẮT Tên đề tài: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Sinh viên thực hiện: Đặng Tuấn Đạt Mã SV: 1811505520206 Lớp: 18 TDH2 Nội dung: Trong đề tài này, nhóm tìm hiểu nghiên cứu phương pháp phân loại sản phẩm, có nhiều phương pháp phân loại sản phẩm hiệu quả, số phương pháp phân loại sản phẩm theo màu sắc nhóm lựa chọn nghiên cứu thi cơng Hệ thống có khả phân loại sản phẩm theo màu sắc gồm xanh lục, đỏ, xanh dương Nhóm thiết kế xây dựng hồn thiện phần cứng, sử dụng cảm biến màu để nhận biết sản phẩm sử dụng PLC S7-1200 để điều khiển hệ thống Giám sát điều khiển hệ thống thông qua WinCC Bố cục đề tài gồm có chương sau: Chương nhóm tìm hiểu tự động hóa ngành cơng nghiệp Từ đánh giá tầm quan trọng tự động hóa cơng nghiệp xu phát triển tự động hóa cơng nghiệp Chương nhóm tìm hiểu hệ thống phân loại đóng gói sản phẩm, qua tìm hiểu rõ mơ hình phân loại sản phẩm thực tế Từ lên ý tưởng để thiết kế, chế tạo lập trình mơ hình phân loại sản phẩm Chương nhóm tìm hiểu tổng quan lập trình điều khiển PLC Chương trình lập trình TIA PORTAL chương trình giám sát WinCC Chương thiết kế thi cơng, lập trình điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm nghiên cứu tìm hiểu Đánh giá kết luận đề tài TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ CỘNG HỊA XÃ HƠI CHỦ NGHĨA VIỆT THUẬT NAM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Sinh viên thực hiện: Đặng Tuấn Đạt     MSV: 1811505520206 Tên đề tài: Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm Các số liệu, tài liệu ban đầu: - Mơ hình phân loại sản phẩm có màu sắc khác - Lập trình điều khiển dùng PLC S7-1200 giám sát WinCC - Mơ hình hoạt động hai chế độ: điều khiển tay tự động - Hệ thống báo động có cố bất thường Nội dung đồ án: - Tổng quan tự động hóa q trình sản xuất công nghiệp xu phát triển hệ thống tự động hóa cơng nghiệp - Tổng quan hệ thống phân loại đóng gói sản phẩm công nghiệp - Nghiên cứu, khảo sát đánh giá hệ thống phân loại sản phẩm cơng nghiệp - Thiết kế, chế tạo, lập trình điều khiển giám sát mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc - Nhận xét, đánh giá hướng phát triển Các sản phẩm dự kiến - Báo cáo đồ án tốt nghiệp - Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc - Chương trình điều khiển dùng PLC S7-1200 giám sát WinCC - Các vẽ thiết kế mơ hình Ngày giao đồ án:21/2/2022 Ngày nộp đồ án:30/5/2022 Đà Nẵng, ngày 21 tháng năm 2022 Trưởng Bộ môn Người hướng dẫn TS Nguyễn Đức Quận LỜI NĨI ĐẦU Cơng nghiệp hóa – đại hóa đất nước trong mục tiêu mà nước ta trọng năm vừa qua Việc áp dụng dây chuyền sản xuất tự động ngày áp dụng nhiều nhà máy, xí nghiệp nhằm tăng suất làm việc, tăng lợi nhuận đầu ra, giảm thời gian sản xuất… đáp ứng cầu thị trường, phát triển hàng ngày hàng kinh tế cơng nghệ Từ ngành kỹ thuật điều khiển tự động hóa đời phát triển hơn, đáp ứng đủ nhu cầu nguồn lực cho công nghiệp thời đại phát triển nước nhà Sau khoảng thời gian học tập rèn luyện, nhận kiến thức chuyên ngành thầy cô khoa Điện – Điện tử, Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật– Đại học Đà Nẵng, nhóm chúng em tiến hành thực đồ án “NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM ” Đồ án ứng dụng kiến thức nhận trường lớp với việc tìm hiểu thơng qua Internet để giải vấn đề đặt đánh giá sở lý thuyết đến giải thực tiễn Từ sở nền, vững thêm kiến thức suốt năm đại học Em xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Đức Quận tận tình hướng dẫn giúp chúng em thực đồ án Trong trình thực đồ án cố gắng khơng thể tránh thiếu sót, mong đóng góp ý thầy Đà Nẵng, ngày tháng năm 2022 Đặng Tuấn Đạt CAM ĐOAN Tên đề tài : “NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM.” Sinh viên thực hiện: Đặng Tuấn Đạt Mã sinh viên: Lớp: 1811505520206 18TDH2 “Tôi xin cam đoan đồ án tốt nghiệp tơi nghiên cứu thực Tơi khơng chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tơi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm.” Sinh viên thực {Chữ ký, họ tên sinh viên} Đặng Tuấn Đạt Mục Lục Nhận xét người hướng dẫn Nhận xét người phản biện Tóm tắt Nhiệm vụ đồ án Lời nói đầu i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh sách bảng, hình vẽ v MỞ ĐẦU .VI Trang CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HĨA TRONG CƠNG NGHIỆP 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Định nghĩa tự động hóa cơng nghiệp .1 1.3 Ưu nhược điểm tự động hóa cơng nghiệp 1.3.1 Ưu điểm .2 1.3.2 Nhược điểm .2 1.4 Xu phát triển hệ thống tự động hóa cơng nghiệp CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM 2.1 Khái niệm 2.2 Các phương pháp phân loại tự động 2.3 Đóng gói sản phẩm công nghiệp .5 2.3.1 Đặt vấn đề 2.3.2 Các phận hệ thống 2.3.3 Đặc điểm, nguyên lí hoạt động 2.4 Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc .7 2.4.1 Khái quát 2.4.2 Mục tiêu thiết kế 2.4.3 Yêu cầu 2.4.4 Nội dung thiết kế .9 CHƯƠNG 3.1 TỔNG QUAN VỀ BỘ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC 10 Tổng quan PLC 10 3.1.1 Khái quát PLC (Programmable Logic Controller) .10 3.1.2 Cấu trúc PLC 12 3.1.3 Nguyên lý hoạt động PLC 13 3.1.4 Ưu điểm PLC 14 3.1.5 Nhược điểm PLC 15 3.1.6 Các ứng dụng PLC 15 3.2 Tổng quan PLC S7 1200 16 3.2.1 Các dịng PLC S7-1200 17 3.2.2 Module mở rộng PLC S7-1200 .17 3.3 Ngôn ngữ lập trình cho PLC S7-1200 18 3.4 Phương pháp lập trình PLC S7-1200 19 3.5 Các tập lệnh PLC S7-1200 20 3.5.1 Bit Logic 20 3.5.2 Bộ đảo logic NOT 20 3.5.3 Cuộn dây ngõ (LAD) 20 3.5.4 Các lệnh set reset 21 3.5.5 Lệnh dò ngưỡng dương âm 21 3.5.6 Lệnh timer .21 3.5.7 Bộ đếm counter .23 3.5.8 Lệnh so sánh 24 3.5.9 Các lệnh tính tốnh 24 3.5.10 Lệnh giá trị nhỏ lớn 25 3.6 Phần mềm lập trình cho PLC S7-1200 25 3.6.1 Tổng quan phần mềm TIA Portal V15 .25 3.6.2 Giao diện phần mềm TIA PORTAL .26 3.6.3 Sử dụng tag PLC 28 3.6.4 Tải chương trình xuống CPU 29 3.7 Giới thiệu WinCC .30 3.7.1 Tổng quan WinCC 30 3.7.2 Các ứng dụng WinCC .31 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG .32 4.1 Giới thiệu mơ hình 32 4.2 Chức phần 32 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 4.7.2 Lập trình PLC Bước 1: Mở ứng dụng TIA PORTAL V15 hình Desktop Hình 4.22 Giao diện TIA PORTAL V15 Bước 2: Viết chương trình điều khiển cho PLC Hình 4.23 Chương trình điều khiển viết ứng dụng Bước 3: Mơ mơ hình WinCC SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 53 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Hình 4.24 Mơ mơ hình WinCC Bước 4: Kết nối PLC S7-1200 với máy tính - Bảng định địa Bảng 4.2 Bảng địa input output STT Input Địa Output Địa Nút nhấn (ON) I0.0 Băng tải Q0.0 Nút nhấn (OFF) I0.1 Xi lanh Q0.1 Cảm biến hồng ngoại I0.2 Xi lanh Q0.2 K1 (Blue) I0.3 K2 (Green) I0.4 K3 (Red) I0.5 SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận Ghi 54 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Sơ đồ nối dây PLC Hình 4.25 Sơ đồ nối dây PLC SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 55 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận: Sau hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài “Nghiên cứu, chế tạo lập trình điều khiển mơ hình phân loại sản phẩm ”, nhóm em có thêm nhiều kiến thức chun ngành, tìm hiểu dây chuyền sản xuất tự động nay, thiết bị điện sử dụng phổ biến công nghiệp,thi cơng mơ hình phù hợp với u cầu đặt Tìm hiểu sử dụng TIA Portal V15 việc lập trình hệ thống, WinCC việc điều khiển giám sát, tạo giao diện giao tiếp HMI, đáp ứng yêu cầu công nghệ có khả ứng dụng vào thực tế Phân tích, giải xử lý vấn đề phát sinh q trình nghiên cứu, tìm hiểu, thi cơng đồ án Tổ chức làm việc nhóm người cách hiệu quả, giải công việc thảo luận Ưu nhược điểm đề tài: Ưu điểm: - Mơ hình hoạt động ổn định với chi phí chế tạo thấp - Dễ dàng vận hành - Có thể giám sát điều khiển qua WinCC Nhược điểm: - Mơ hình mơ khâu dây chuyền sản xuất đại với lắp đặt lập trình kỹ sư giàu kinh nghiệm nên chưa sát thực tế chưa tối ưu tối đa - Kiến thức kinh nghiệm chưa nhiều nên việc lập trình, hoạt động thẩm mĩ mơ hình chưa thật mượt mà tốt, cịn nhiều chức WinCC S7 – 1200 chưa áp dụng đề tài - Chưa tối ưu hóa mơ hình chi phí cịn hạn chế Hướng phát triển đề tài: - Đề tài khâu nhỏ nên đầu tư thêm để phát triển thêm nhiều khâu khác vệ sinh sản phẩm, đóng gói sản phẩm,… để tạo dây chuyền sản xuất hồn chỉnh với độ xác cao - Nghiên cứu thiết kế giao diện vận hành & giám sát từ xa qua Web server SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 56 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] tpa-fas.com.vn/Tin/tu-dong-hoa-cong-nghiep-la-gi-mot-so-ung-dung-tu-dong-hoapho-bien-hien-nay [2] PLC ? Nguyên lý hoạt động PLC, Ưu điểm nhược điểm (plcmitsubishi.com) [3] PLC Tech (2020) Tài liệu PLC Siemens S7 1200 Tiếng Việt https://plctech.com.vn/tai-lieu-plc-siemens-s7-1200-tieng-viet [4] An Nguyễn (2020) Các thành phần hệ thống SCADA.https://congnghedoluong.com/2020/06/11/scada-la-gi/ [5] Phần mềm TIA Portal V16 Professional / Basic - (vattunhamay.vn) [6] Đỗ Công Trình (2018) https://kupdf.net/download/xemtailieu-he-thong-pha-tronson-dung-s7-1200- 1_5af3e150e2b6f5eb063621ea_pdf [7] GIỚI THIỆU VỀ CẢM BIẾN MÀU ~ HỆ THỐNG THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ (thegoicodientuthongminhpro.blogspot.com) [8] GIỚI THIỆU VỀ ARDUINO VÀ ỨNG DỤNG ARDUINO | www.vietnic.vn [9] bangtaihaitin.com/tin-tuc/khai-niem-ve-bang-tai-6.html SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 57 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Phụ Lục Chương trình lập trình tia Portal: Chương trình SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 58 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Chương trình auto SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 59 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 60 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 61 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Chương trình Manu SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 62 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Chương trình output SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 63 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 64 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM SVTH: Đặng Tuấn Đạt Người hướng dẫn: TS Nguyễn Đức Quận 65 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, CHẾ TẠO VÀ LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Code lập trình arduino #define S0 #define S1 #define S2 #define S3 #define OUT #define LedRed A2 #define LedBlue A0 #define LedGreen A1 int R,G,B = 0; void setup() { pinMode(S0, OUTPUT); pinMode(S1, OUTPUT); pinMode(S2, OUTPUT); pinMode(S3, OUTPUT); pinMode(OUT, INPUT); pinMode(LedRed, OUTPUT); pinMode(LedBlue, OUTPUT); pinMode(LedGreen, OUTPUT); digitalWrite(S0,HIGH); digitalWrite(S1,LOW); Serial.begin(9600); for (int i=0; i30 && R81 && G60 && B65 && R40 && G25 && B50 && R40 && G55 && B