Hệ thống phân loại sản phẩm theo chất liệu và đếm sản phẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHẤT LIỆU VÀ ĐẾM SẢN PHẨM VIỆN KỸ THUẬT HUTECH NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: TH.S NGUYỄN VẠN QUỐC Sinh viên thực MSSV Lớp Hoàng Minh Luân 1811050052 18DTDA1 Trần Khánh Bằng 1811050008 18DTDA1 Trần Duy Chung 1811050209 18DTDA1 TP Hồ Chí Minh, tháng năm 2022 LỜI CẢM ƠN Em xin thay mặt thành viên nhóm gửi lời cảm ơn chân thành tri ân sâu sắc với giản viên trường đại học HUTECH, đặc biệt thầy Nguyễn Vạn Quốc Viện Kỹ Thuật tạo điều kiện để chúng em nghiên cứu có thời gian hồn thành đồ án tốt nghiệp theo thời hạn Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Vạn Quốc lần hướng dẫn, giúp đỡ tận tâm theo sát tiến độ để chúng em hoàn thành đề tài tốt nghiệp Trong q trình thực hồn thiện đề tài đồ án tốt nghiệp chắn em số thành viên nhóm cịn mắc phải nhiều sai sót mong thầy, giản viên trường đại học HUTECH Viện Kỹ Thuật thông cảm bỏ qua cho chúng em Đồng thời, với kinh nghiệm kiến thức hạn chế nhóm em xin nhận đóng góp ý kiến từ thầy để đồ án chúng em hồn thiện Sau làm đề tài nghiên cứu khoa học dự án lớn tương lai Em xin chân thành cảm ơn ! i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iii DANH MỤC BẢNG v CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Phân loại sản phẩm lĩnh vực xây dựng .2 1.3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài 1.4 Phương pháp thiết bị nghiên cứu 1.5 Khả triển khai ứng dụng, triển khai kết nghiên cứu 1.6 Dự kiến kết nghiên cứu đề tài 1.7 Giới thiệu mô hình phân loại sản phẩm theo chất liệu 1.7.1 Các hệ thống công nghiệp CHƯƠNG 2: TỔNG QUANG GIẢI PHÁP 2.1 Các giải pháp 2.1.1 Phân loại sản phẩm xí nghiệp 2.2.1 Giải pháp hệ thống phân loại sản phẩm công ty Intech 2.2 Về kinh tế 2.3 Về xã hội môi trường 2.4 Giải pháp giám sát – điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm PLC .10 2.5 Giới thiệu tủ điện điều khiển hệ thống 10 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 13 3.1 Các phương pháp giải 13 3.1.1 Phương pháp vận chuyển .13 3.1.2 Phương pháp nhận diện vật 14 3.1.3 Hệ thống đẩy hàng 14 3.1.4 Khảo sát số nhà máy phân loại 14 Đặt điểm hệ thống cũ: .15 3.2 Mục tiêu đề tài, ý nghĩa thực tiễn .16 3.2.1 Mục tiêu 16 3.2.2 Ý nghĩa mặt khoa học 17 3.2.3 Ý nghĩa mặt thực tiễn 17 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH THIẾT KẾ 18 4.1 Sơ đồ khối hệ thống .18 4.1.1 Nguyên lý hoạt động .19 4.1.2 Quy trình thiết kế chương trình lập trình 20 4.1.3 Tổng quan phần mềm lập trình GX WORDKS2 21 4.1.4 Modbus RTU 25 4.2 Thiết kế phần cứng mơ hình 28 4.2.1 Bảng vẽ sơ phần cưng mơ hình 29 ii 4.2.3 Vị trí thiết bị .30 4.2.4 Giới thiệu thiết bị .31 4.3 Thiêt kế phần mềm 56 4.3.1 Xây dựng sơ đồ Input/Output cho hệ thống 56 4.3.2 Input/Output Address 56 CHƯƠNG 5: THI CƠNG MƠ HÌNH THỰC NGHIỆM 66 5.1 Tiến hành thi công mơ hình 66 5.1.1 Thi công tủ điện 67 5.1.3 Thi công giá đỡ xilanh 69 5.1.4 Thi công lắp đặt vị trí cảm biến .70 5.1.5 Thi công đấu nối tủ điện 71 5.1.7 Thiết kế giao diện HMI 72 5.1.8 Thiết kế xây dựng chương trình điều khiển 73 6.1 Kết đạt sau thực .78 6.1.1 Bài học trải nghiệm thực tế 78 6.1.2 Bài học rút thực chế tạo đề tài 78 6.2 Định hướng phát triển đề tài 79 6.3 Trải nghiệm cá nhân .80 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 PHỤ LỤC 82 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Hệ thống phân loại sản phẩm Hình Kiểu phân loại sản phẩm truyền thống tay Hình 2 Nguyên lý hoạt động hệ thống phân loại sản phẩm .8 Hình Cấu trúc điều khiển giám sát PLC 10 Hình Tủ điện điều khiển hệ thống 12 Hình Băng tải vận chuyển vật 13 Hình Các cảm biến thường dùng để nhận diện vật .14 Hình 3 Phân loại vật liệu sức người lao động 15 Hình Hệ thống phân loại đại 16 Hình Sơ đồ khối hệ thống 18 Hình Nguyên lý hoạt động hệ thống 19 Hình Sơ đồ quy trình thiết kế 20 iii Hình 4 Giao tiếp PLC với máy tính 22 Hình Xác định giá trị bit logic 22 Hình Trạng thái hoạt động PLC .23 Hình Lập trình chương trình điều khiển 24 Hình Đồng chương trình lập trình PLC 24 Hình Bảng vẽ sơ phần cứng 29 Hình 10 Hình bảng vẽ thiết bị 30 Hình 11 PLC FX3U-16MR/ES 31 Hình 12 Biến tần mitsubishi FR-E720-0.4kw 33 Hình 13 Van khí nén STNC TG2521-08 36 Hình 14 Xilanh khí nén Mal-20x175-S 37 Hình 15 Cảm biến tiệm cận autonics PSN30-15DN 39 Hình 16 Cảm biến quang Optex BGS-Z30N 42 Hình 17 HMI GS2110 45 Hình 18 Động HITACHI Pha-0.4kW 47 Hình 19 Nút nhấn ON/OFF KNDELE LA 167-D8 49 Hình 20 Relay trung gian Omron MY2N 50 Hình 21 Nút nhấn dừng khẩn cấp( Emergency) 52 Hình 22 MCB LS BKN C10 .54 Hình 23 Sơ đồ Input – Output hệ thống 56 Hình 24 Lưu đồ giải thuật hệ thống 58 Hình Sơ đồ đấu nối thiết bị 66 Hình Thi cơng tủ điện 67 Hình Thi công băng tải 68 Hình Thi công giá đỡ xilanh 69 Hình 5 Vị trí cảm biến 70 Hình Tiến hành đấu nối thiết bị .71 Hình Thiết kế giao diện HMI GT designer 72 Hình Xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống 73 Hình Chạy mơ chương trình GX Work2 74 Hình 10 Chạy thử mơ GT designer 74 Hình 11 Tủ điện hồn thành xong quy trình lắp đặt 75 Hình 12 Cấp nguồn thử cho tủ điện 76 Hình 13 Giao diện HMI hoạt động .77 iv DANH MỤC BẢNG Bảng Vị trí thiết bị 28 Bảng Catalogue PLC FX3U 32 Bảng Thông số kỹ thuật biến tần mitsubishi FR-E720-0.4kw 34 Bảng Catalogue biến tần FR-E720-0.4kw 35 Bảng Catalogue xilanh khí nén MAL20x175-S 38 Bảng Thông số kỹ thuật cảm biến PSN30-15DN .40 Bảng Catalogue cảm biến PSN30-15DN 41 Bảng Catalogue cảm biến quang optex BGS-30N .44 Bảng Catalogue HMI GS2110 .46 Bảng 10 Catalogue động HITACHI Pha 0.4kW 48 Bảng 11 Catalogue Relay Omron MY2N 51 Bảng 12 Catalogue Nút nhấn Emergency .53 Bảng 13 Catalogue MCB LS BKN C10 55 Bảng 14 Bảng Input 57 Bảng 15 Bảng Output 57 v 5.1.7 Thiết kế giao diện HMI Hình Thiết kế giao diện HMI GT designer 72 5.1.8 Thiết kế xây dựng chương trình điều khiển Hình Xây dựng chương trình điều khiển cho hệ thống 73 5.1.9 Mơ chương trình PLC Hình Chạy mơ chương trình GX Work2 5.1.10 Mơ chương GT designer Hình 10 Chạy thử mơ GT designer 74 5.2 Chạy thử thực nghiệm Hình 11 Tủ điện hồn thành xong quy trình lắp đặt 75 Hình 12 Cấp nguồn thử cho tủ điện 76 Hình 13 Giao diện HMI hoạt động 77 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN 6.1 Kết đạt sau thực 6.1.1 Bài học trải nghiệm thực tế Qua trình thực đề tài đồ án tốt nghiệp nhóm, chúng tơi đặt nhiều tâm huyết đam mê vào đồ án Những điều truyền cảm hứng cho lời khuyên động viên từ anh chị, thầy cô giảng viên Họ cho thấy tâm kiên trì cá nhân nhóm cho chúng tơi biết kinh nghiệm thực tế liên qua đến phận ( cài đặt thiết bị cách nào, khắc phục lỗi thiết bị xảy cố ), hỗ trợ tài liệu hệ thống phân loại sản phẩm cho chúng tơi có them nhiều kiến thức kinh nghiệm việc hồn thành mơ hình thực tiễn 6.1.2 Bài học rút thực chế tạo đề tài Cả nhóm cố gắng hồn thành tốt sản phẩm đề tài đồ án tốt nghiệp máy đóng gói ba biên tự động Tuy nhiên có nhiều sai sót phần cứng kích thước địi hỏi đồng xác cao Vì thân tự tay làm phận theo cách thủ công tận dụng nguyên liệu tái chế, đại trà dễ tìm kiếm nên đáp ứng thiết bị khí chất lượng khơng thể đảm bảo xác u cầu Những vướng mắc khó mà chúng tơi phải giải hệ thống phân loại sản phẩm tín hiệu xử lý cảm biến đồng với xilanh để trình phân loại diễn cách trơn tru Đặt biệt phần tủ điện hệ thống, phần khó vơ quan trọng địi hỏi xác tuyệt đối nhầm bảo vệ cho toàn mạch điện tính mạng người vận hành Ngồi tự tay làm nên thật chúng tơi có giới hạn lớn phận nhỏ khác phần cứng nên tổng thể máy thiếu tính đồng kích thước chuẩn Từ hạn chế khí nêu chúng tơi thực vận hành chạy máy với quy trình lập trình thiết kế đề dựa tính tốn 78 lý thuyết phần khí khơng thể đáp ứng u cầu kỹ thuật nên mục đích cơng việc thực đóng gói khơng thành cơng mong đợi Các lỗi vận hành chạy thử máy: - Xilanh đẩy mạnh làm bay vật - Cháy biến trở ngồi biến tần - Vỏ tủ bị rị điện Giải pháp khắc phục hạn chế mà nhóm đề ra: - Dùng van tiết lưu điều chỉnh khí nén - Tính tốn chọn lại biến trở có điện trở cao - Nối đất 6.2 Định hướng phát triển đề tài Để đồ án khởi chạy thành công cần phải gia cơng chi tiết khí có quy củ Đây điều mà nhóm thực đề tài chưa làm phần cứng Thay PLC board PLC hãng gắn thêm module mở rộng để tối ưu hóa vận hành quy trình sản xuất nhà máy Đề tài hệ thống phân loại sản phẩm theo chất liệu không dừng lại đồ án tốt nghiệp nhu cầu máy móc thực tế cần lập trình ngơn ngữ tiếng Việt đa ngơn ngữ can thiệp Chính tiền đề để sâu vào sản xuất chế tạo dễ dàng bảo trì, sửa chữa, đối tượng người vận hành dễ dàng sử dụng Hầu hết qua khảo sát thực tế hệ thống phân loại hàng nhập chủ yếu từ Trung Quốc Châu Âu nên cá nhân Việt Nam sản xuất hệ thống hội lớn để góp phần thương mại hóa cơng nghệ Việt Nam sản xuất chế tạo đề tài cải tiến thành công Sử dụng băng tải lăn thay cho băng tải nhựa để dễ dàng lắp cảm biến bên dưới, giúp phát vật nhiều kích cỡ ngang 79 6.3 Trải nghiệm cá nhân Có q nhiều điều để học hỏi khơng kiến thức chuyên ngàng tự động hóa mà học xương máu hợp tác, tác phong làm việc, đề cao sức mạnh đoàn kết để thân hoàn thiện hơn, an toàn thẩm mỹ, điềm tĩnh trước khó khăng tưởng bất lực Nhưng cần có niềm tin, cố gắng tâm hướng tương lai phía trước Chúng ta có xác câu trả lời hướng đắn mà mong muốn gửi gắm đường thành công lĩnh vực Cơng nghệ kỹ thuật điều khiển tự động hóa 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO PSN30-15DN - Cảm biến tiệm cận Autonics - Codienhaiau.com ✅ 2.Cách chọn nguồn điện chiều (ledvinhtien.com) 3.FX3U-16MR/ES-A - PLC Mitsubishi - Nhà phân phối Mitsubishi Việt Nam 4.http://www.mitsubisih.com/pdfread/web/viewer.asp?ProductName=MITSUBISHI %20FX3U-16MR/ES-A%20PDF%20datasheet&brandid=2&Downloadid=51742 5.Biến tần Mitsubishi E720 0.4kW, 220V FR-E720-0.4K - A.S.C VN - Trung tâm phân phối, sửa chữa thiết bị điện công nghiệp TPHCM - MegaTV (bientan365.com) 6.https://dl.mitsubishielectric.com/dl/fa/document/catalog/got/l08676eng/l08676eng b.pdf 7.http://www.hitachi-hitt.com/catalog_mo/catalog/Catalog(en).pdf 8.https://chotroihn.vn/nut-nhan-giu-co-den-la38?gidzl=F77jLQeDxoa9.QEbHgXhlA3bbx5-sI-CY9sFW2RKOxo8YPBqDiHs-9dHXxr_cJmWSpQvNJQXIpTEhmhiBW 10.https://thuannhat.com.vn/ro-le-trung-gian-va-ung-dung-trong-cong-nghiep/ 11.https://hoangvina.com/nut-nhan-dung-khan-cap-emergency-stop/ 12.https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/525427/OMRON/MY2N.html 13.https://hoplongtech.com/tailieu/cre-25r1r?lang=vn 14.https://congnghedoluong.com/2020/05/29/mcb-la-gi/ 15.https://dailythietbidiencongnghiep.com/wp-content/uploads/2021/05/MCBMiniature-Circuit-Breakers-LS-Catalogue.pdf 16.Giáo trình Truyền động thủy lực khí nén/Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TPHCM 17.Giáo trình Trang bị điện cơng nghiệp/Trường Đại Học Cơng Nghiệp Thực Phẩm TPHCM 18.Giáo trình Cảm biến hệ thống Cơ điện tử/Trường Đại Học Công Nghệ TPHCM 81 PHỤ LỤC Code chương trình 82 83 Bảng vẽ thiết bị 84 Bảng vẽ mạch động lực 85 Bảng vẽ sơ đồ đấu nối 86 ... nghệ đại Việc sản xuất nhiều loại vật liệu cần phân loại chúng vật liệu riêng biệt có hệ thống tự động phân loại Trên giới có nhiều hệ thống phân loại sản phẩm như: hệ thống phân loại sản phẩm. .. Như trình bày trên, giải pháp hệ thống phân loại sản phẩm theo chất liệu Bạn ứng dụng khơng để phân loại vật liệu mà cịn phân loại theo chiều cao, theo màu sắc theo khối lượng Điều khiển & giám... nghiên cứu, chế tạo mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chất liệu phục vụ cho trình sản xuất đáp ứng yêu cầu khâu phân loại vật liệu sản phẩm lĩnh vực khai thác sản xuất với chi phí thấp suất,