BÁO cáo THỰC tập tốt NGHIỆP THIẾT kế hệ THỐNG PHÂN LOẠI và ĐÓNG gói sản PHẨM THEO KÍCH THƯỚC

XÂY DỰNG HỆ THỐNG

TỔNG QUAN HỆ THỐNG

2.1.1 Tổng quan về dây chuyền phân loại sản phẩm

Dây chuyền là một hình thức tổ chức sản xuất trong đó các bộ phận thiết bị được thực hiện kế tiếp nhau theo một trình tự đặt trước.

Dây chuyền phân loại sản phẩm là một hệ thống tự động hóa giúp phân loại sản phẩm theo các tiêu chí khác nhau như kích thước, khối lượng, vật liệu, màu sắc và mã vạch Hiện nay, việc áp dụng dây chuyền phân loại sản phẩm ngày càng trở nên quan trọng trong quy trình sản xuất Trong bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung vào hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước, cụ thể là chiều cao, nhằm nâng cao hiệu quả và chính xác trong quá trình phân loại.

2.1.2 Sự phát triển của hệ thống phân loại sản phẩm

Từ xa xưa, con người đã phân loại sản phẩm phục vụ cho sinh hoạt và thương mại, nhưng phương pháp này chủ yếu thủ công và dựa vào sức lao động Khi nền kinh tế phát triển và khoa học kỹ thuật bùng nổ, công nghệ được áp dụng vào sản xuất, giúp máy móc dần thay thế sức lao động Điều này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của các hình thức phân loại sản phẩm.

Phân loại sản phẩm hiện nay là một thách thức lớn, đòi hỏi sự tập trung cao và tính chính xác mà con người khó có thể duy trì Việc phân loại dựa trên những chi tiết nhỏ mà mắt thường khó nhận ra có thể dẫn đến sai sót, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.

Hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm đã ra đời như một giải pháp thiết yếu để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng Tùy thuộc vào độ phức tạp của yêu cầu phân loại, các hệ thống này có thể có quy mô lớn hoặc nhỏ khác nhau.

2.1.3 Các hệ thống phân loại sản phẩm trong công nghiệp hiện nay

Tùy vào yêu cầu của nhà sản xuất và đối tượng cần phân loại là gì mà ta sẽ có những hệ thống phân loại khác nhau như:

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat

 Phân loại sản phẩm theo kích thước ở Intech.

Hình 1: Băng tải phân loại sản phẩm theo kích thước ở Intech

 Phân loại bưu phẩm theo khối lượng ở Viettel Post

Hình 2: Băng tải phân loại sản phẩm theo khối lượng ở Viettel Post

 Phân loại cà chua theo màu sắc

Hình 3: Băng tải phân loại cà chua theo màu sắc

 Phân loại bưu phẩm theo mã vạch và khối lượng ở LAZADA

Hình 4: Hệ thống phân loại bưu phẩm ở LAZADA

CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM

2.2.1 Sơ đồ tổng quát của hệ thống

Hình 5: Sơ đồ khối tổng quát của hệ thống

 Khối nguồn: nhiệm vụ cấp nguồn hoạt động cho các khối: cảm biến, xử lý trung tâm, cơ cấu chấp hành và khối hiển thị.

 Khối cảm biến: thu thập tín hiệu và chuyển đổi tín hiệu đó thành tín hiệu điện áp để gửi về khối xử lý trung tâm.

Khối khuếch đại tín hiệu đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường tín hiệu thu thập được, vốn có giá trị rất nhỏ Nhờ vào khối này, tín hiệu được khuếch đại lên đủ lớn để khối xử lý trung tâm có khả năng hiểu và thực hiện các bước xử lý tiếp theo.

Khối xử lý trung tâm nhận tín hiệu từ khối cảm biến và chuyển đổi thành tín hiệu mà PLC S7-1200 có thể hiểu Sau đó, nó thực hiện các tính toán theo chương trình đã lập trình sẵn để xuất kết quả và hiển thị Đồng thời, khối này cũng điều khiển động cơ giảm tốc của băng tải, giúp đưa sản phẩm đến tay gạt phân loại sản phẩm.

Khối cơ cấu chấp hành hoạt động dựa trên tín hiệu từ khối xử lý trung tâm, điều khiển động cơ giảm tốc của băng tải phân loại sản phẩm và băng tải con lăn Đồng thời, nó cũng kích hoạt động cơ của tay gạt sản phẩm để đảm bảo phân loại chính xác các loại sản phẩm.

2.2.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống

 Nhấn nút START băng tải 1 (Main 1) bắt đầu chạy, đèn báo trạng thái bật của nút START là đèn màu xanh lá cây sẽ sáng.

 Main 1 sẽ dừng lại khi nhấn nút STOP và đèn báo trạng thái bật của nút STOP là đèn màu đỏ sẽ sáng.

Khi xảy ra sự cố khẩn cấp, việc nhấn nút EMERGENCY STOP (E-stop) sẽ ngay lập tức dừng toàn bộ hệ thống hoạt động và kích hoạt đèn cảnh báo trên tủ điều khiển.

 Để reset lại toàn bộ hệ thống, ta sẽ nhấn nút RESET khi đó đèn trạng thái bật của nút này là đèn màu vàng sẽ sáng.

 Phân loại sản phẩm lỗi:

Khi băng tải 1 hoạt động, sản phẩm sẽ được đưa đến đầu vào của băng tải và di chuyển đến khu vực kiểm tra chiều cao thông qua hai cảm biến quang (CB1 và CB2) Nếu sản phẩm có chiều cao phù hợp, cả hai cảm biến sẽ được kích hoạt, xác nhận rằng sản phẩm không bị lỗi và tiếp tục được chuyển đến khâu tiếp theo.

Sản phẩm chỉ tác động lên CB1 sẽ bị coi là sản phẩm lỗi và bị loại bỏ Tín hiệu từ CB1 được ghi nhận và sau một khoảng thời gian delay, chân điều khiển Pusher sẽ được thiết lập lên mức 1 để đẩy sản phẩm lỗi ra ngoài Sau khi hoàn tất việc đẩy, Pusher sẽ được reset về mức 0 để trở về vị trí ban đầu, tiếp tục chờ đợi để thực hiện nhiệm vụ khi có sản phẩm lỗi mới.

 Phân loại sản phẩm nhỏ:

 Sản phẩm không bị lỗi được băng tải đưa vào khâu xử lý tiếp theo.

Lưu ý: Ở cuối Main 1 có đặt một cảm biến quang phát hiện vật để khi có sản phẩm qua nó thì mới kích hoạt băng tải 2 ( Main 2 ) chạy.

Tại giai đoạn này, sản phẩm được phát hiện thông qua hai cảm biến quang CB3 và CB4 Nếu sản phẩm có chiều cao tác động đến cả hai cảm biến, nó sẽ được chuyển đến giai đoạn tiếp theo Ngược lại, nếu sản phẩm chỉ tác động đến CB3 mà không tác động đến CB4, nó sẽ được phân loại là sản phẩm nhỏ và xử lý tại giai đoạn này.

Sau khi hệ thống trải qua thời gian delay, chân điều khiển thanh gạt sẽ được thiết lập lên mức 1 để chuyển sản phẩm sang băng tải phân loại sản phẩm nhỏ Sau khi hoàn tất việc gạt sản phẩm nhỏ, hệ thống sẽ thực hiện một khoảng thời gian delay và sau đó reset chân điều khiển của thanh gạt về mức 0.

 Phân loại sản phẩm lớn

Sản phẩm lớn, sau khi được vận chuyển đến khâu phân loại, sẽ được gạt qua băng tải phân loại sản phẩm lớn để tiếp tục quy trình thanh gạt.

 Đếm và đóng gói sản phẩm nhỏ, lớn:

Cuối mỗi băng tải phân loại sản phẩm, có một cảm biến được lắp đặt để đếm số lượng sản phẩm đi qua, và kết quả được hiển thị trên một màn hình LCD đặt tại vị trí cuối băng tải.

Băng tải con lăn hoạt động đồng thời đưa Pallet đến vị trí rơi của sản phẩm để tiến hành đóng gói Khi sản phẩm đến vị trí rơi, cảm biến đã được lắp đặt sẽ phát hiện và kích hoạt băng tải dừng lại, cho phép sản phẩm rơi xuống Pallet.

 Khi đếm đủ 5 sản phẩm thì cho băng tải con lăn tiếp tục hoạt động đưa Pallet tiếp theo vào và tiếp tục thực hiện quy trình.

Hệ thống hoạt động liên tục cho đến khi người vận hành nhấn nút dừng (STOP) hoặc trong trường hợp khẩn cấp, nhấn nút dừng khẩn cấp (E-stop) để tạm ngừng toàn bộ hoạt động của hệ thống.

GIỚI THIỆU VỀ S7 – 1200

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần cho S7-200 So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

S7-1200 là dòng bộ điều khiển logic lập trình (PLC) lý tưởng cho nhiều ứng dụng tự động hóa, nhờ vào thiết kế nhỏ gọn, chi phí hợp lý và khả năng lập trình mạnh mẽ.

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng dụng sử dụng với S7- 1200.

 S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).

 Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và chương trình điều khiển:

 Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào PLC

 Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của mình

S7-1200 được trang bị cổng PROFINET, hỗ trợ giao thức Ethernet và TCP/IP, đồng thời cho phép kết nối với các module truyền thông mở rộng qua RS485 hoặc RS232.

Phần mềm Step7 Basic được sử dụng để lập trình cho S7-1200, hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình là FBD, LAD và SCL Phần mềm này được tích hợp trong TIA Portal V15 của Siemens.

Để thực hiện một dự án với S7-1200, bạn chỉ cần cài đặt TIA Portal, vì phần mềm này tích hợp cả môi trường lập trình cho PLC và thiết kế giao diện HMI.

Hình 6: Sự khác biệt giữa PLC S7 – 200 và PLC S7 – 1200 của Siemens

Các thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:

 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng

 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm chi phí sản phẩm

 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB)

 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP

 Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24 VDC

Hình 7: Cấu tạo của bộ điều khiển S7 – 1200

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ chương trình khác nhau….

2.3.2 Các dòng chính của PLC S7 – 1200

S7 - 1200 có 5 dòng là CPU 1211C, CPU 1212C và CPU 1214C, CPU 1215C, CPU 1217C.

 PLC S7 - 1200 CPU 1211C có bộ nhớ làm việc 50KB work memory.

 PLC S7-1200 CPU 1212C có bộ nhớ làm việc 75KB work memory.

 PLC S7-1200 CPU 1217C có bộ nhớ làm việc 150KB work memory Bảng 1: Các dòng chính của PLC S7-1200

Làm việc 50 KB 75 KB 100 KB 125 KB 150 KB

Nạp 1 MB 2 MB 4 MB người dùng

I/O tích hợp Digital 6DI–4DO 8DI–6DO 14DI–10DO cục bộ Analog 2 AI 2AI – 2AO

Module truyền thông 3 (Mở rộng về bên trái)

Profinet 1 cổng truyền thông Ethernet 2 cổng truyền thông

Tốc độ thực thi tính toán

Tốc độ thực thi Boolean 0.08 μ s/lệnh

2.3.3 Tính năng nổi bật của S7 - 1200

 Cổng truyền thông Profinet (Ethernet) được tích hợp sẵn:

 Dùng để kết nối máy tính, với màn hình HMI hay truyền thông PLC-PLC

 Dùng kết nối với các thiết bị khác có hỗ trợ chuẩn Ethernet mở

 Đầu nối RJ45 với tính năng tự động chuyển đổi đấu chéo

 Hỗ trợ 16 kết nối ethernet

 TCP/IP, ISO on TCP, và S7 protocol

 Các tính năng về đo lường, điều khiển vị trí, điều khiển quá trình: trong đó có 3 bộ đếm 100kHz và 3 bộ đếm 30kHz.

Hệ thống sử dụng 2 ngõ ra PTO 100kHz để điều khiển tốc độ và vị trí của động cơ bước hoặc bộ lái servo Các ngõ ra này cung cấp tín hiệu PWM, cho phép điều chỉnh tốc độ động cơ, vị trí của van, cũng như kiểm soát nhiệt độ hiệu quả.

 16 bộ điều khiển PID với tính năng tự động xác định thông số điểu khiển (auto-tune functionality)

Board tín hiệu mở rộng (signal board) cho phép mở rộng tín hiệu vào/ra bằng cách gắn trực tiếp phía trước CPU, giúp tăng cường khả năng kết nối mà không làm thay đổi kích thước của hệ thống điều khiển.

 Mỗi CPU có thể kết nối tối đa 8 module mở rộng tín hiệu vào/ra.

 Ngõ vào analog 0-10V được tích hợp trên CPU

 3 module truyền thông có thể kết nối vào CPU mở rộng khả năng truyền thông, ví dụ module RS232 hay RS485.

 Card nhớ SIMATIC, dùng khi cần rộng bộ nhớ cho CPU, copy chương trình ứng dụng hay khi cập nhật firmware.

 Chẩn đoán lỗi online / offline

TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO ĐỀ TÀI

 Yêu cầu của hệ thống như sau:

 Hệ số ma sát = 0,1 (Hệ số ma sát lúc bắt đầu = 0,15)

 Khối lượng truyền tải W = 45 Kg ( 3x15 Kg)

 Tốc độ truyền tải băng chuyền V = 0,6 m/s = 36 m/phút

⇒ tốc độ tại trục động cơ: vòng/phút

 Tốc độ động cơ: N min = 1,3 đến N max = 500 vòng/phút

2.4.1.1 Giới thiệu về băng tải

Băng tải là thiết bị quan trọng trong việc di chuyển vật liệu đơn giản và vật liệu rời theo phương ngang và nghiêng Chúng được sử dụng phổ biến trong các dây chuyền sản xuất để vận chuyển các cơ cấu nhẹ, trong ngành luyện kim để chuyển quặng và thang đá, cũng như tại các trạm thủy điện để vận chuyển nhiên liệu.

Trong các kho bãi, xe nâng được sử dụng để vận chuyển hàng bưu kiện, vật liệu hạt và nhiều sản phẩm khác Chúng đóng vai trò quan trọng trong các ngành công nghiệp nhẹ, thực phẩm và hóa chất, giúp di chuyển sản phẩm hoàn thành và chưa hoàn thành giữa các công đoạn và phân xưởng, đồng thời hỗ trợ loại bỏ các sản phẩm không còn sử dụng được.

Hình 8: Hình ảnh băng tải trong công nghiệp

2.4.1.2 Một số loại băng tải trong công nghiệp

Băng chuyền có nhiều loại, mỗi loại được thiết kế để vận chuyển các loại vật liệu khác nhau Việc lựa chọn băng chuyền phù hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng và loại vật liệu cần tải.

 Băng tải cao su: Chịu nhiệt, sức tải lớn.

 Băng tải xích: Khá tốt trong ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững chắc.

 Băng tải đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương hướng lên thẳng đứng

 Băng tải PVC: Tải nhẹ và thông dụng với kinh tế

 Băng tải góc cong: chuyển hướng sản phẩm 30 đến 180 độ

Hình 9: Một số loại băng tải trong công nghiệp

2.4.1.3 Phương án lựa chọn băng tải

Trong hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước, băng tải đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp sản phẩm để phân loại Với yêu cầu sử dụng các thùng rời, băng tải PVC được lựa chọn là giải pháp tối ưu Việc sử dụng băng tải PVC mang lại nhiều ưu điểm cho hệ thống phân loại này.

 Sản phẩm được dẫn trực tiếp trên băng tải.

 Tải trọng của băng tải không cần lớn.

 Thiết kế dễ dàng, dễ thi công.

 Vật liệu dễ tìm, giá thành rẻ, thường được sản xuất kèm động cơ.

 Do đó, chọn băng tải PVC GUF-P 2000 AC của hãng MK Technology Group với các thông số kỹ thuật:

 Chiều dài: 6000 mm và 4000 mm

 Đường kính con lăn chính: 53 mm

 Tổng khối lượng tải: nhỏ hơn 75 Kg

 Tốc độ truyền tải: lên đến 80 m/s

Hình 10: Kích thước của băng tải GUF-P 2000 AC

Sau khi phân loại sản phẩm, việc đóng gói để lưu kho hoặc xuất kho là cần thiết, và băng tải con lăn là công cụ hỗ trợ hiệu quả cho quy trình này Mỗi thùng chứa 5 sản phẩm, và trên băng tải có thể xếp 3 thùng cùng lúc, giúp tối ưu hóa quá trình vận chuyển và tính toán tổng khối lượng hàng hóa.

Chọn băng tải con lăn RBS-P 2065/2066 của hãng MK Technology Group với các thông số sau:

 Đường kính con lăn chính: 50 mm

 Tổng khối lượng tải: nhỏ hơn 400 Kg

 Tốc độ truyền tải: lên đến 30 m/s

2.4.2 Lựa chọn động cơ cho băng tải

Để chọn động cơ phù hợp, cần tính toán công suất truyền động cần thiết và mô men tải Việc này giúp đảm bảo rằng động cơ có công suất lớn hơn hoặc bằng công suất đã tính toán Đồng thời, cần kiểm tra để đảm bảo mô men định mức của động cơ lớn hơn hoặc bằng mô men tải yêu cầu.

2.4.2.1 Lựa chọn động cơ cho băng tải PVC a) Xác định công suất truyền động và mô men tải

 Công suất truyền động yêu cầu P LR

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat kW

 Mô men xoắn của tải tại đầu trục động cơ T LR

N.m b) Lựa chọn công suất động cơ ( dự kiến )

 Vì công suất truyền động cần thiết là 0,0311 kW nên ta chọn công suất cho động cơ là 0,2 kW

⇒ Chọn Động cơ giảm tốc Mitsubishi GM-S 0,2kW 4P 380V.

 Mô men xoắn định mức của động cơ:

 Kiểm tra lại công suất động cơ

 Điều kiện: Mô men định mức T M > Mô men tải T LR ⇒

 Theo như lựa chọn trên, T M = 3,82 Nm > T LR = 0,99 Nm Thoả c) Đánh giá quá trình khởi động

 Mô men khởi động của động cơ:

T MS : Mô men khởi động lớn nhất của động cơ (N.m)

: Hệ số mô ment khởi động tối đa (Chọn dựa theo tài liệu TECHNICAL NOTE No.30 của Mitsubishi)

: Hệ số phát nóng (Chọn dựa theo tài liệu TECHNICAL NOTE No.30 của Mitsubishi)

 Mô men tải lúc khởi động:

Vì T MS = 2,59 > T LS = 1,49 ⇒ Thoả d) Đánh giá quá trình vận hành liên tục

 Mô men động cơ hoạt động liên tục ở 300 vòng/phút (50Hz)

Với = 1 là hệ số mô men xoắn liên tục (50Hz)

2.4.2.2 Lựa chọn động cơ cho băng tải con lăn a) Xác định công suất truyền động và mô men tải

 Công suất truyền động yêu cầu P LR kW

 Mô men xoắn của tải tại đầu trục động cơ T LR

N.m b) Lựa chọn công suất động cơ (dự kiến)

Để đảm bảo công suất truyền động cần thiết là 0,104 kW, chúng ta quyết định chọn động cơ có công suất 0,4 kW Việc này được thực hiện vì nếu chọn công suất 0,1 kW hoặc 0,2 kW, mô men khởi động của động cơ sẽ không đủ lớn so với mô men của tải quy về trục động cơ.

⇒ Động cơ giảm tốc Mitsubishi GM-S 0,4kW 4P 380V.

 Mô men xoắn định mức của động cơ:

 Kiểm tra lại công suất động cơ

 Điều kiện: Mô men định mức T M > Mô men tải T LR ⇒

Theo như lựa chọn trên, T M = 7,64 Nm > T LR = 3,31 Nm Thoả c) Đánh giá quá trình khởi động

 Mô men khởi động của động cơ:

 T MS : Mô men khởi động lớn nhất của động cơ (N.m)

 : Hệ số mô ment khởi động tối đa (Chọn dựa theo tài liệu TECHNICAL NOTE No.30 của Mitsubishi)

 : Hệ số phát nóng (Chọn dựa theo tài liệu TECHNICAL NOTE No.30 của

 Mô men tải lúc khởi động:

Nm Vì T MS = 5,2 > T LS = 4,95 ⇒ Thoả d) Đánh giá quá trình vận hành liên tục

 Mô men động cơ hoạt động liên tục ở 300 vòng/phút (50Hz)

Với = 1 là hệ số mô men xoắn liên tục (50Hz)

 Yêu cầu cần phát hiện vật theo chiều cao và chiều rộng nên chọn cảm biến quang khuếch tán E3AS-F1500IMN 2M của hãng Omrom có các đặc điểm sau:

 Phát hiện đáng tin cậy các phôi có bề mặt gồ ghề.

 Sử dụng công nghệ TOF ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi màu sắc, cung cấp khả năng phát hiện ổn định.

Trong phương pháp TOF (Time of Flight), khoảng cách được xác định dựa trên thời gian di chuyển của ánh sáng, không phụ thuộc vào lượng ánh sáng phản xạ Điều này giúp phép đo không bị ảnh hưởng bởi màu sắc hay chất liệu của phôi Nhờ đó, các phôi có độ phản xạ thấp như cao su đen vẫn có thể được phát hiện từ khoảng cách tương tự.

Hình 11: Phương pháp TOF phát hiện vật có độ phản xạ khác nhau

 Thông số của cảm biến E3AS - F1500IMN 2M:

 Công suất tiêu thụ tối đa: 1080 mW (dòng tiêu thụ 45 mA ở 24 VDC)

 Khoảng cách phát hiện: 100 - 1500 mm

Hình 12: Cảm biến quang E3AS - F1500IMN 2M

Hình 13: Sơ đồ kết nối cảm biến E3AS – FS1500IMN 2M

2.4.4 Lựa chọn xi lanh khí nén

2.4.4.1 Chọn xi lanh khí nén

 Để lựa chọn xi lanh có thể đẩy được vật cần phân loại, ta cần tính toán lực đẩy và lực kéo của xi lanh.

 Lực kéo xi lanh Với D: Đường kính của xi lanh (mm) d: Đường kính thanh piston (mm) P: Áp suất (Bar)

F: Lực đẩy hoặc lực kéo xi lanh (N)

 Theo yêu cầu tải trọng đáp ứng là F w = 15.9,8 = 147 N.

Chọn xi lanh RM/8020/M/250 của IMI Norgen có D = 20 mm và d = 8 mm với áp suất khí nén của máy khí nén thông dụng P = 6 Bar.

Bảng 2: Bảng chọn thông số xi lanh IMI Norgen

 Tiến hành kiểm tra lại các thông số vừa chọn dựa trên công thức: ¿

2.4.4.2 Chọn van điện từ khí nén

Bảng 3: Bảng chọn thông số van điện từ IMI Norgen

 Dựa vào bảng trên, chọn van V60A417A-A2000 có thông số như sau:

Hình 15: Van điện từ khí nén V60A417A – A2000

2.4.5 Lựa chọn Linear Arm Sorter

Bảng 4: Hướng dẫn lựa chọn Linear Arm Sorter của FALCON AUTOTECH

 Dựa vào bảng trên, chọn cánh tay phân loại sản phẩm Linear Arm Sorter XL của hãng FALCON AUTOTECH với các đặc điểm sau:

 Kích thước sản phẩm tối thiểu: 150x50x50

 Kích thước sản phẩm tối đa: 800x50x600

 Tần suất sản phẩm mỗi giờ: lên đến 1800 sản phẩm

 Khối lượng tối đa: lên đến 20Kg

Hình 16: Linear Arm Sorter XL.

LẬP BẢNG THỐNG KÊ CÁC THIẾT BỊ CỦA ĐỀ TÀI

Bảng 5: Bảng báo giá thiết bị của hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm

7 Động cơ giảm tốc Băng tải con lăn: GM-S Cái

TRIỂN KHAI TRÊN PHẦN MỀM TIA PORTAL V15.1 VÀ FACTORY I/O

Sơ lược về phần mềm Tia Portal

Phần mềm Totally Integrated Automation Portal (TIA Portal), được Siemens phát triển lần đầu vào năm 1996, đã mang đến một bước đột phá lớn trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp bằng cách tích hợp tất cả công cụ cần thiết vào một bộ phần mềm duy nhất TIA Portal giúp tiết kiệm thời gian, chi phí và công sức cho kỹ sư trong quá trình thiết kế, thử nghiệm, vận hành và nâng cấp hệ thống tự động hóa Với giao diện thân thiện, phần mềm này phù hợp cho cả người mới và những người có kinh nghiệm trong lập trình tự động hóa, cho phép người dùng dễ dàng cấu hình, lập trình, thử nghiệm và chẩn đoán các bộ điều khiển PLC và module HMI của Siemens.

Cách tạo một project mới trên Tia Portal v15.1

3.1.2.1 Dowload phần mềm Tia Portal v15.1

 Bước 1: Nhấp chuột vào đường link: https://ngocautomation.com/huong-dan-cai-tia-v15-

1-full-crack/ để tải về đầy đủ file cài đặt phần mềm Tia Portal v15.1

 Bước 2: Sau khi đã tải về tiến hành cài đặt như video đã hướng dẫn có trong đường link trên.

Cài đặt Tia Portal v15.1 Cài đặt Simatic S7 PLCSIM v15.1 Cài đặt file EKB để có thể dùng miễn phí phần mềm Tia Portal v15.1

 Bước 3: Nháy đúp chuột vào biểu tượng phần mềm Tia Portal v15.1 trên màn hình chính để tiến hành lập trình.

3.1.2.2 Tạo một Project mới trên Tia Portal v15.1

 Bước 1: Nháy đúp chuột vào biểu tượng phần mềm Tia Portal v15.1 trên màn hình desktop.

 Bước 2: Tạo một project mới bằng cách Chọn Create new project

Hình 17: Tạo tên và đường dẫn lưu project mới trên Tia Portal v15.1

Sau đó đặt tên cho project tại mục Project name.

Nhấn dấu 3 chấm tại mục Path để chọn vị trí lưu của project Sau khi đã hoàn thành, ta nhấn Create để tạo project.

 Bước 4: Chọn Add new device Controllers SIMATIC S7-1200 CPU sử dụng Add.

Chọn CPU phù hợp với nhu cầu ⇒

Hình 19: Lựa chọn CPU cho PLC

 Bước 5: Một Project mới đã xuất hiện.

Chọn Program blocks trong mục PLC_1 [Unspecific CPU 1200]

Nháy đúp chuột vào Main [OB1] để vào giao diện viết chương trình Hoặc chọn Add new block để chọn Function, Function block hay Data block

Hình 20: Giao diện CPU của PLC được chọn

Hình 21: Chọn Add new block để chọn các khối lập trình

Hình 22: Giao diện của Add new block

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM MÔ PHỎNG FACTORY I/O

3.2.1 Giới thiệu chung về phần mềm Factory I/O

Factory IO là phần mềm mô phỏng 3D hiện đại và trực quan, giúp người dùng dễ dàng tạo dựng nhà máy ảo bằng các bộ phận công nghiệp phổ biến Phần mềm này hỗ trợ mô phỏng quy trình chuyên nghiệp với nhiều hãng PLC và thư viện phong phú, mang lại trải nghiệm gần gũi với thực tế Nhiều ứng dụng đã sử dụng Factory IO để mô phỏng trước khi triển khai thực tế, giúp nâng cao hiệu quả và đáp ứng nhu cầu xây dựng hệ thống sản xuất chân thực.

Factory I/O là nền tảng đào tạo PLC phổ biến, vì PLC là bộ điều khiển chủ yếu trong các ứng dụng công nghiệp Ngoài ra, Factory I/O còn tương thích với vi điều khiển, SoftPLC, Modbus và nhiều công nghệ khác.

3.2.2 Cài đặt phần mềm mô phỏng Factory I/O

Visit the website https://factoryio.com/ and click on "Try for free" to download a 30-day trial version Please note that after 30 days, the trial will expire, and you will need to reinstall Windows to download the trial version again.

Nếu không chọn phiên bản miễn phí, người dùng có thể tải bản có bản quyền với chi phí, cho phép sử dụng phần mềm mà không lo về thời hạn Hiện tại, Factory cung cấp 7 phiên bản khác nhau, phù hợp với nhu cầu đa dạng của người dùng.

Tải phần mềm mô phỏng Factory I/O phiên bản 2.4.3 miễn phí tại đường link https://getlink.qthang.net/RZ9IcnL (Mật khẩu: www.qthang.net) Phần mềm đã được mua bản quyền, cho phép người dùng giải nén và sử dụng vĩnh viễn.

Lưu ý: Hiện tại phần mềm mô phỏng Factory I/O đã có phiên bản v2.5.0 nên chúng ta có thể lựa chọn để phù hợp với nhu cầu sử dụng

Giải nén file phần mềm đã tải về: Nhấn chuột phải vào file Giải nén ở đây (Extract Here)

Hình 23: Giải nén file phần mềm Factory I/O

Chạy file “factoryio-installer-latest.exe” để cài đặt phần mềm

Hình 24: Chạy file cài đặt phần mềm Factory I/O

Copy file “Factory IO.exe” vào thư mục theo đường dẫn: “C:Program Files (x86)Real GamesFactory IO” [Ghi đè khi được hỏi]

Copy file “Assembly-CSharp.dll” vào thư mục theo đường dẫn: “C:Program Files (x86)Real GamesFactory IOFactory IO_DataManaged” [Ghi đè khi được hỏi]

 Bước 3: Sau khi đã thực hiện đúng và đủ 2 bước trên thì sẽ xuất hiện biểu tượng của

Factory I/O trên màn hình chính Như vậy là ta đã hoàn thành việc cài đặt phần mềm mô phỏng Factory I/O v2.4.3.

3.2.3.1 Giao diện làm việc của Factory I/O

Giao diện làm việc của phần mềm mô phỏng Factory I/O được chia thành ba phần chính, mỗi phần mang đến những khái niệm cơ bản giúp người dùng hiểu rõ quy trình làm việc tổng thể.

Hình 25: Giao diện làm việc của phần mềm mô phỏng Factory I/O a) Toolbar (1)

 Trên thanh Toolbar bao gồm các nút điều khiển mô phỏng:

 Ngoài các nút điều khiển thì có các mục:  FILE

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat b) Pallet (2)

Palette trong Factory I/O hiển thị tất cả các thiết bị có sẵn Khi tạo Scene, người dùng chỉ cần kéo và thả các phần từ Palette vào không gian 3D Có thể chọn danh mục từ danh sách để hiển thị các phần tương ứng hoặc sử dụng ô Search để lọc thiết bị theo tên.

Hình 26: Thư viện thiết bị của phần mềm Factory I/O c) Status Bar (3)

 Hiển thị thông tin về trạng thái hiện tại của Factory I/O gồm: phiên bản hiện tại, tên Scene và Driver đã chọn.

Lưu ý: Chỉ số Hiệu Suất Thấp sẽ xuất hiện khi Factory I/O không thể duy trì tốc độ cập nhật mô phỏng trên 15 khung hình/giây, điều này có thể dẫn đến hiện tượng hình ảnh bị giật và sai sót trong các phép tính vật lý.

Chúng ta có thể cải thiện hiệu suất bằng cách:

 Giảm chất lượng video⇒ ( Option Video )

 Giảm số lượng các phần trong Scene bằng cách xóa các phần không sử dụng.

Hình 27: Cải thiện hiệu suất của Factory I/O

3.2.3.2 Điều khiển trên Factory I/O a) Options ⇒

 Vào File Options để vào giao diện điều chỉnh các tùy chọn cho Factory I/O

Hình 28: Giao diện tùy chỉnh điều khiển cho Factory I/O

Trên bảng điều khiển, người dùng có khả năng thay đổi các phím chỉ định cho các thao tác cụ thể Dưới đây là danh sách các phím mặc định cùng với các thao tác tương ứng.

Trên bảng Instructor, người giảng dạy có thể khóa Scene hiện tại trong chế độ chạy, ngăn chặn việc chỉnh sửa các thiết bị hiện tại và ẩn các lỗi Những tính năng này giúp giảng viên tạo ra thử thách cho học viên, yêu cầu họ hoàn thiện các hệ thống đã được xây dựng một phần và thực hiện phân tích, xử lý sự cố hiệu quả.

 Licensing: Trong mục này, ta có thể kích hoạt hoặc hủy kích hoạt giấy phép cũng như kiểm tra thông tin liên quan về giấy phép hiện tại.

Bạn có thể hủy kích hoạt giấy phép độc lập bất cứ lúc nào và kích hoạt nó trên một máy tính khác Lưu ý rằng để thực hiện việc hủy kích hoạt, bạn cần chạy Factory I/O với quyền quản trị viên.

Factory I/O có hai chế độ hoạt động: Edit và Run Trong chế độ Edit, người dùng có thể tùy chỉnh hệ thống theo ý muốn, trong khi chế độ Run cho phép mô phỏng hệ thống theo thời gian thực Để chuyển đổi giữa hai chế độ này, chỉ cần nhấp vào nút Phát trên thanh công cụ hoặc nhấn phím F5.

 Edit Mode: Trong chế độ này, ta có thể mở, lưu, tạo mới và chỉnh sửa hệ thống tùy ý.

 Creating: Các phần được tạo bằng cách kéo chúng từ Palette vào môi trường 3D.

Ngoài ra, ta có thể tạo một thiết bị mới bằng cách sao chép một thiết bị

TIEU LUAN MOI download : skknchat123@gmail.com moi nhat hiện có bên ngoài môi trường 3D: chọn một thiết bị, nhấn và giữ phím Alt và

Kéo thiết bị đã sao chép đến vị trí mới hoặc sử dụng tổ hợp phím Ctrl + C và Ctrl + V để sao chép và dán thiết bị hoặc nhóm thiết bị trong cùng một Scene hoặc giữa các Scene khác nhau Lưu ý rằng nếu thiết bị được bao quanh bởi màu đỏ, điều này có nghĩa là nó đang trùng lặp với thiết bị khác và sẽ bị xóa nếu không được đặt đúng cách.

Hình 29: Thao tác lấy thiết bị từ thư viện Factory I/O

Để di chuyển một thiết bị, bạn chỉ cần nhấp chuột trái vào thiết bị đó và kéo chuột đến vị trí mới Nếu muốn di chuyển nhiều thiết bị cùng lúc, hãy nhấp chuột trái vào nền Scene và kéo chuột để bao gồm tất cả các thiết bị cần di chuyển trong vùng chọn Ngoài ra, bạn có thể thêm hoặc xóa thiết bị khỏi vùng chọn bằng cách giữ phím Ctrl trong khi chọn thiết bị.

Hình 30: Di chuyển một cụm các thiết bị

 Deleting: Xóa các thiết bị không sử dụng đến bằng cách chọn thiết bị đó và nhấn Delete.

Để di chuyển các thiết bị, bạn cần nhấp và giữ nút chuột trái (LMB) Mặc định, các thiết bị sẽ được di chuyển theo phương ngang, và để di chuyển theo phương dọc, hãy nhấn phím.

ỨNG DỤNG TIA PORTAL V15.1 VÀ FACTORY I/O TRONG ĐỀ TÀI

3.3.1 Lưu đồ thuật toán của đề tài

Hình 98: Lưu đồ thuật toán của hệ thống

3.3.2 Ứng dụng Tia Portal v15.1 Để có thể kết nối phần mềm lập trình Tia Portal v15.1 với phần mềm mô phỏng Factory I/O v2.4.3, ta cần sử dụng một file template Hiểu nôm na, file template là một chương trình mẫu đã được lập trình sẵn các giao thức để kết nối Factory I/O với các phần mềm lập trình như Tia Portal và được biểu thị thông qua S7 - PLCSIM, có như vậy các hệ thống được xây dựng trong Factory I/O mới có thể được lập trình và điều khiển một cách chính xác nhất, giúp người dùng có cái nhìn trực quan nhất về hệ thống của mình thiết kế.

To access the appropriate Factory I/O Template for your version of TIA Portal and for the S7-1200 or S7-1500 PLCs, double-click on the following link: [Factory I/O Template](https://docs.factoryio.com/tutorials/siemens/setting-up-s7-plcsim-v13/).

Hình 99: File template cho các phiên bản của Tia Portal

 Bước 2: Sau khi tải về ta tiến hành giải nén

 Bước 3: Mở phần ⇒mềm Tia Portal v15.1 ⇒

Chọn Browse Chọn file FactoryIO_Template đã giải nén Chọn Open.

 Bước 4: Nháy đúp chuột chọn PLC_1

 Bước 5: CPU mặc định cho PLC S7 – 1200 bản Tia Portal v15.1 là CPU 1212C DC/DC/

Hình 103: Giao diện CPU 1212C DC/DC/DC

 Bước 6: Chọn PLC_1 [CPU 1212C DC/DC/DC]

[OB1] để vào giao diện lập trình cho hệ thống ⇒

Hình 104: Chọn Main [OB1] để vào giao diện lập trình

Bước 7: Trong Network 1, có file %FC9000 đã được lập trình sẵn các giao thức cần thiết để kết nối Tia Portal v15.1 với Factory I/O Từ đây, chúng ta sẽ bắt đầu lập trình từ Network 2 trở đi.

Hình 105: Giao diện lập trình Tia Portal v15.1 đã kết nối với file Template

 Bước 8: Lưu project với tên phù hợp

3.3.2.2 Chương trình của hệ thống

Chương trình chính gồm 7 network, mỗi network giải quyết một giai đoạn trong hệ thống bao gồm:

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất, cần loại bỏ các sản phẩm lỗi và thiết lập hệ thống băng tải hai chiều Việc phân loại sản phẩm nhỏ và lớn rất quan trọng, cùng với việc đếm và đóng gói từng loại sản phẩm một cách chính xác.

 Network 2: Loại bỏ sản phẩm lỗi

 Network 3: Cho băng tải 2 (Main 2) chạy

 Network 4: Phân loại sản phẩm nhỏ

 Network 5: Phân loại sản phẩm lớn

 Network 6: Đếm sản phẩm nhỏ

 Network 7: Đếm sản phẩm lớn

3.3.3.1 Xây dựng hệ thống trên Factory I/O

Chi tiết mô tả và xây dựng hệ thống:

3.3.2 Kết nối Factory với Tia Portal

 Bước 1: Sau khi đã viết code cho hệ thống xong ta sẽ chọn CPU và bật mô phỏng bằng cách nhấn vào Start Simulation

Hình 107: Bật chế độ mô phỏng PLCSIM

 Bước 2: Chọn PN / IE (1) làm giao diện PG / PC và trên giao diện PG / PC chọn

PLCSIM S7-1200 / S7-1500 (2) Nhấn Start search (3) Khi quá trình quét hoàn tất, hãy Select the device (4) và nhấn Load (5).

Hình 108: Cài đặt địa chỉ cho PLC

 Bước 3: Trên S7-PLCSIM, chọn RUN để bật CPU lên chế độ Run mode.

 Bước 4: Thực hiện kết nối Factory⇒ I/O với S7 – PLCSIM

Trên Factory I/O, chọn File Driver Configuration ( F4 )

 Chọn CONFIGURATION để định cấu hình cho PLC.

 Chọn PLC tương ứng với PLC đã chọn ở Tia Portal (S7-1200 hoặc S7-1500)

Hình 112: Tùy chọn cấu hình cho PLC

Nhấn Esc để trở về cửa sổ điều khiển chính và sau đó nhấn CONNECT để kết nối với Simulator Khi kết nối thành công, biểu tượng dấu tích màu xanh lá cây sẽ xuất hiện bên cạnh Driver đã chọn.

KẾT QUẢ MÔ PHỎNG

3.4.1 Một số hình ảnh hệ thống

Hình 114: Hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm theo kích thước

Hình 115: Tủ điện của hệ thống phân loại sản phẩm

Hình 116: Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động

3.4.2 Video chạy demo đề tài

Tiêu đề	Thiết Kế Hệ Thống Phân Loại Và Đóng Gói Sản Phẩm Theo Kích Thước
Tác giả	Châu Đăng Khoa
Người hướng dẫn	Th.S Võ Thiện Lĩnh
Trường học	Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải Phân Hiệu Tp.HCM
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện Tử & Tin Học Công Nghiệp
Thể loại	báo cáo thực tập tốt nghiệp
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Tp. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	107
Dung lượng	7,42 MB