BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TÀI LIỆU THAM KHẢO BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ⸙∆⸙ ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LO. Mong muốn lớn nhất của người kỹ sư thiết kế là nắm trong tay một công cụ điều khiển mạnh, đa năng và ổn định. Theo đà phát triển của công nghệ điện tử, các chip vi xử lý, vi điều khiển, bộ logic có thể lập trình, máy tính PC lần lượt ra đời đã đáp ứng được phần lớn mong muốn đó. Và chúng nhanh chóng là những giải pháp được lựa chọn để tự động hóa quá trình sản xuất. Trong nhiều ngành công nghiệp hiện nay, nhất là ngành công luyện kim, chế biến thực phẩm, tự động trong công nghiệp,…Bộ Logic có thể lập trình PLC (Promamable Logic Controller) là một thiết bị không thể thiếu trong dây truyền sản xuất. Đó là những thiết bị xử lý mạnh mẽ và ổn định trong công nghiệp được ra đời nhằm nhiệm vụ điều khiển các thiết bị điện ngoại vi dựa vào các tín hiệu đầu vào và chương trình điều khiển bên trong. PLC đã thay thế cho các thiết bị đóng ngắt cơ khí trước đây vốn rất cồng kềnh, tốn nhiều chi phí và tổn hao nănng lượng. Bên cạnh đó ,với đà phát triển của công nghiệp và tự động hoá, việc phân loại, gia công, đóng gói, hay lưu, xuất kho là công việc không thể thiếu trong các nhà máy xí nghiệp. Do vậy, việc tự động hoá các quá trình này là chìa khoá then chốt giúp các cơ sở công ngiệp tiết kiệm chi phí, tăng tốc độ và quy mô sản xuất. Nắm bắt được tầm quan trọng đó nên nhóm đã tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu về “Tự động hoá trong quá trình phân loại, gia công đóng gói, lưu kho sử dụng bộ điều khiển Logic lập trình “ và lấy đó là đề tài tiểu luận cho nhóm của mình. Để làm đề tài này nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tấn Đời là giảng viên hướng dẫn cho nhóm, cũng là người truyền đạt kiến thức quan trọng cho môn học này. Dù đã cố gắng hết sức nhưng có thể không tránh khỏi những thiếu sót . Rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ thầy. Nhóm xin chân thành cảm ơn
BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH -⸙∆⸙ - ĐỒ ÁN MÔN HỌC ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI GIA CƠNG ĐĨNG GĨI VÀ LƯU KHO SẢN PHẨM GVHD: NGUYỄN TẤN ĐỜI NHÓM 3: PHAN MINH ĐIỀN LÂM TẤN DŨNG 19151037 20161299 NGUYỄN HOÀN QUỐC DŨNG 20161301 NGUYỄN TẤT Ý 20161399 Tp Hồ Chí Minh tháng năm 2022 LỜI NÓI ĐẦU Mong muốn lớn người kỹ sư thiết kế nắm tay công cụ điều khiển mạnh, đa ổn định Theo đà phát triển công nghệ điện tử, chip vi xử lý, vi điều khiển, logic lập trình, máy tính PC đời đáp ứng phần lớn mong muốn Và chúng nhanh chóng giải pháp lựa chọn để tự động hóa q trình sản xuất Trong nhiều ngành công nghiệp nay, ngành công luyện kim, chế biến thực phẩm, tự động cơng nghiệp,…Bộ Logic lập trình PLC (Promamable Logic Controller) thiết bị thiếu dây truyền sản xuất Đó thiết bị xử lý mạnh mẽ ổn định công nghiệp đời nhằm nhiệm vụ điều khiển thiết bị điện ngoại vi dựa vào tín hiệu đầu vào chương trình điều khiển bên PLC thay cho thiết bị đóng ngắt khí trước vốn cồng kềnh, tốn nhiều chi phí tổn hao nănng lượng Bên cạnh ,với đà phát triển cơng nghiệp tự động hố, việc phân loại, gia cơng, đóng gói, hay lưu, xuất kho cơng việc khơng thể thiếu nhà máy xí nghiệp Do vậy, việc tự động hố q trình chìa khố then chốt giúp sở cơng ngiệp tiết kiệm chi phí, tăng tốc độ quy mô sản xuất Nắm bắt tầm quan trọng nên nhóm tiến hành tìm hiểu, nghiên cứu “Tự động hố q trình phân loại, gia cơng đóng gói, lưu kho sử dụng điều khiển Logic lập trình “ lấy đề tài tiểu luận cho nhóm Để làm đề tài nhóm xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Tấn Đời giảng viên hướng dẫn cho nhóm, người truyền đạt kiến thức quan trọng cho môn học Dù cố gắng khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ thầy Nhóm xin chân thành cảm ơn! Mục lục LỜI NÓI ĐẦU .i Mục lục ii Danh sách hình ảnh iv Chương 1.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG GIỚI THIỆU TỔNG QUAN .1 1.1.1 Vai trò tự động hóa sản xuát đại .1 1.1.2 Phạm vi ứng dụng đề tài 1.1.3 Ứng dụng đề tài thực tế 1.2 MÔ TẢ HỆ THỐNG 1.2.1 Hình ảnh 3D phần hệ thống .3 1.2.2 Hình ảnh chi tiết phần có hệ thống xây dựng phần mềm mô Factory I/O 1.3 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG Chương 2.1 THIẾT KẾ PHẦN CỨNG HỆ THỐNG .9 CÁC BƯỚC VẬN HÀNH HỆ THỐNG .9 2.1.1 Phần vận hành thủ công 2.1.2 Phần vận hành tự động 2.2 GIỚI THIỆU CÁC CƠ CẤU CƠ KHÍ CỦA HỆ THỐNG .10 2.3 TIẾT KẾ SƠ ĐỒ KHỐI CHỨC NĂNG 11 2.4 CHỌN THIẾT BỊ CHO CÁC KHỐI 12 2.5 SƠ ĐỒ NỐI DÂY THIẾT BỊ 19 2.5.1 Mạch động lực 19 2.5.2 Mạch khí nén 20 2.5.3 Sơ đồ nối chân PLC 22 Chương 3.1 ĐIỀU KHIỂN VÀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ẢO 25 THI CÔNG HỆ THỐNG 25 3.1.1 Lý luận quy đổi thiết bị thực sang thiết bị ảo Factory I/O 25 3.1.2 Quy đổi thiết bị thực sang thiết bị ảo Factory I/O 25 3.1.3 Vẽ hệ thống ảo Factory I/O 26 3.2 ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ẢO BẰNG PLC 30 3.2.1 Cấu hình phần cứng 30 3.2.2 Khai báo tags 32 3.2.3 Lập trình mô PLC 35 3.3 GIAO TIẾP FACTORY I/O VÀ PLC SIM 38 3.4 VẬN HÀNH HỆ THỐNG 42 Chương KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN .44 4.1 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 44 4.2 KẾT LUẬN .44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Danh sách hình ảnh Hình 1.1: Nhà máy phân loại đóng gói lưu kho Intech .2 Hình 1.2: Hệ thống phân loại & gia công tự động nhà máy Vinfast Hình 1.3: Hình 3D phận phân loại sản phẩm Solidwork Hình 1.4: Hình 3D phận đóng gói sản phẩm Solidwork Hình 1.5: Hình ảnh tổng quan hệ thống xây dựng Factory IO .4 Hình 1.6: Hệ thống lưu kho có phần mềm Factory I/O .7 Hình 1.7: Hình cảnh mơ tả hoạt động hệ thống Hình 2.1: Cơ cấu khí băng tải .10 Hình 2.2: Cơ cấu khí cánh tay máy tổ máy gia cơng .10 Hình 2.3: Cơ cấu khí khối Pick and Place đóng hút sản phẩm 11 Hình 2.4: Cơ cấu khí hệ thống lưu kho 11 Hình 2.5: Sơ đồ khối chức hệ thống 12 Hình 2.6: Sơ đồ nối dây biến tần V20 .15 Hình 2.7: Băng tải dây đai lăn .17 Hình 2.8: Hệ thống lưu kho YD20170120-01 18 Hình 2.9:Mạch động lực hệ thống .19 Hình 2.10: Mạch khí nén khối đóng nắp 20 Hình 2.11: Đồ thị tác động khối khí nén đóng nắp .20 Hình 2.12: Mạch khí nén đóng thùng 21 Hình 2.13: Đồ thị tác động khối khí nén đóng thùng 21 Hình 2.14 Sơ đồ nối dây PLC (1) 22 Hình 2.15: Sơ đồ nối dây PLC (1) 23 Hình 2.16: Sơ đồ nối dây PLC (3) 24 Hình 2.17:Sơ đồ nối dây PLC(2) 24 Hình 3.1: Hệ thống ảo vẽ hồn tất 30 Hình 3.2: Cấu hình phần cứng driver để kết nối tương tự PLC 31 Hình 3.3 Các tags PLC 34 Hình 3.4: Khởi tạo giao tiếp PLC sim .35 Hình 3.5: Hệ thơng nút nhấn .35 Hình 3.6: Hệ thống băng tải 35 Hình 3.7: Quá trình tách màu 35 Hình 3.8:Robot máy gia công .36 Hình 3.9: Khối chức vận hành đóng nắp 36 Hình 3.10 Hệ thống nút nhấn lưu kho màu tiêu biểu 37 Hình 3.11 Hoạt động băng tải lưu kho màu tiêu biểu .38 Hình 3.12: Khối chức lưu kho cho loại sản phẩm 38 Hình 3.13: Vận hành hệ thống 43 CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG Chương GIỚI THIỆU HỆ THỐNG 1.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN 1.1.1 Vai trò tự động hóa sản xuát đại Trong thời kỳ cơng nghiệp hóa, đại hóa nay, với tốc độ phát triển công nghệ thiết bị đại, đồng thời yêu cầu thị trường, doanh nghiệp buộc phải có biện pháp tăng suất làm việc giảm chi phí, giảm nhân lực, việc tối ưu quy trình sản xuất, phân loại, gia cơng, đóng gói, lưu kho điều cần thiết, giúp doanh nghiệp tiết kiệm chi phí, phát triển nhanh bền vững.Một biện pháp tốt để tối ưu hố sản xuất tự động hóa q trình, sử dụng máy móc, robot, để thực cơng đoạn cách tự động hoá, hạn chế việc sử dụng sức người Từ giảm thiểu chi phí rủi ro người, đẩy mạnh tốc độ sản xuất, tăng độ xác cho cơng đoạn Hiện nay, nước ta có nhiều hình thức việc tự phân loại đóng gói lưu kho kho yếu tố then chốt người Đa số sử dụng mắt người để phân loại sản phẩm, đóng thùng thủ cơng hay sử dụng xe nâng có người lái, sức công nhân bốc vác để lưu xuất kho Điều tồn nhiều nhược điểm sau: - Sử dụng nhân cơng tốn nhiều chi phí sức người, hiệu xuất chưa cao, dễ bị gian đoạn người thiếu sức khoẻ - Gia công thủ cơng chưa có độ xác cao, dễ gây độc hại xho người lao động - Việc lưu xuất kho phải qua nhiều bước trung gian, thiếu tính trật tự, khó kiểm sốt nên gây thiếu diện tích kho bãi - Nguy xảy tai nạn lao động cao 1.1.2 Phạm vi ứng dụng đề tài Hệ thống phân loại gia cơng đóng gói lưu kho ứng dụng nhiều ngành nhiều lĩnh vực Nó đáp ứng cho doanh nghiệp sản ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG xuất, xí nghiệp cơng nghiệp, cơng ty thương mại điện tử, Lĩnh vực Logistic cảng biển,… địi hỏi quy mơ lớn, làm việc xác, liên tục lâu dài 1.1.3 Ứng dụng đề tài thực tế Hình 1.1: Nhà máy phân loại đóng gói lưu kho Intech Hình 1.2: Hệ thống phân loại & gia cơng tự động nhà máy Vinfast 1.2 MƠ TẢ HỆ THỐNG Hệ thống gồm khối độc lập hoạt động kết nối với là: ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG - Khối điều khiển: Sử dụng PLC S7 1200 để điều khiển tồn hệ thống, vị trí điều khiển đặt tủ điều khiển sử dụngc nút nhấn để kích hoạt - Khối phân loại: Phân loại nguyên liệu, sản phẩm theo màu sắc, (có thể phân loại theo mã QR), sử dụng cảm biến piston để đưa khỏi băng chuyền - Khối gia công: Sự dụng cánh tay robot để gấp nguyên liệu vào hệ thống gia công gấp chúng sau hồn thành - Khối đóng gói: Sử dụng xilanh khí nén để lấy đóng gói sản phẩm - Khối đóng thùng lưu kho: Sử dụng băng chuyền, thang nâng, xilanh khí nén để đóng thùng sản phẩm, vận chuyển đến nới lưu kho 1.2.1 Hình ảnh 3D phần hệ thống Hình 1.3: Hình 3D phận phân loại sản phẩm Solidwork ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG Hình 1.4: Hình 3D phận đóng gói sản phẩm Solidwork Hình 1.5: Hình ảnh tổng quan hệ thống xây dựng Factory IO ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH ... liệu thô dựa vào cảm biến màu sắc ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH CHƯƠNG GIỚI THIỆU HỆ THỐNG Khối gia công: Sử dụng cánh tay robot để gấp gia công sản phẩm Khối đóng gói: Đóng gói sản phẩm gia cơng xi... lanh đóng hộp hút đưa sản phẩm vào thùng Giai đoạn lưu kho: Các thùng băng chuyền đưa đến kho, cảm biến lưu kho nhận biết sản phẩm kích hoạt thang nâng , động để lưu kho Ngoài băng chuyền lưu kho. .. phân loại đóng gói lưu kho Intech .2 Hình 1.2: Hệ thống phân loại & gia cơng tự động nhà máy Vinfast Hình 1.3: Hình 3D phận phân loại sản phẩm Solidwork Hình 1.4: Hình 3D phận đóng gói sản