1. Tên đề tài: Thiết kế hệ thống dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu sắc 2. Lý do chọn đề tài: Ngày nay việc vận dụng công nghệ kỹ thuật vào sản suất giúp ích to lớn và hiệu quả trong việc nâng cao năng suất . Máy móc làm việc sẽ giảm sức lao động của cong người . chính vì lý do đó nên nhóm em quyết định chọn đề tài thiết kế hệ thống tự động phân loại sản phẩm theo màu sắc . Ứng dụng thực tiễn cho việc phân loại vật có màu sắc khác nhau. 3. Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu về công nghệ điều khiển tự động Tìm hiểu quá trình phân loại sản phẩm dựa theo màu sắc của các hệ thống lớn đang áp dụng thực tiễn trong cuộc sống. Thiết kế hệ thống phân loại làm ra mô hình nhỏ thực tiễn 4. Tài liệu tham khảo dự kiến
CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc Hà Nội, ngày…tháng…….năm 2022 ĐỀ CƯƠNG ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC Họ tên sinh viên: Mã sinh viên: Lớp Khóa: 2018 – 2023 Ngành: Cơng nghệ kĩ thuật điều khiển tự động hóa Chuyên ngành: Tự động hóa điều khiển thiết bị điện cơng nghiệp Tên đề tài: Thiết kế hệ thống dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu sắc Lý chọn đề tài: Ngày việc vận dụng công nghệ kỹ thuật vào sản suất giúp ích to lớn hiệu việc nâng cao suất Máy móc làm việc giảm sức lao động cong người lý nên nhóm em định chọn đề tài thiết kế hệ thống tự động phân loại sản phẩm theo màu sắc Ứng dụng thực tiễn cho việc phân loại vật có màu sắc khác Nội dung, nhiệm vụ nghiên cứu: - Nghiên cứu công nghệ điều khiển tự động - Tìm hiểu trình phân loại sản phẩm dựa theo màu sắc hệ thống lớn áp dụng thực tiễn sống -Thiết kế hệ thống phân loại làm mơ hình nhỏ thực tiễn Tài liệu tham khảo dự kiến Ngày giao đề tài: Ngày 15 tháng 10 năm 2022 Ngày nộp quyển: Ngày 15 tháng 02 năm 2023 Phụ Trách Khoa Giảng viên hướng dẫn MỤC LỤC CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI MÀU SẮC Đặt vấn đề 2 Các loại băng tải thị trường 2.1 Băng tải lăn 2.2 Băng tải PVC 2.3 Băng tải PU .6 2.4 Băng tải cấp liệu 2.5 Băng tải xích .8 2.6 Băng tải cao su 2.7 Băng tải nâng hạ 10 Phân loại sản phẩm 12 Giới thiệu băng tải dùng mô hình 13 CHƯƠNG II: CẤU TRÚC VÀ CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG Cấu trúc chung hệ thống phân loại sản phẩm 15 Băng tải 16 Khối xi-lanh khí nén 19 3.1 Xi-lanh khí nén .20 3.2 Van điện tử (Van khí nén) .22 3.3 Máy nén khí bình trích chứa khí nén 24 3.4 Ống dẫn khí & Van tiết lưu .25 Cảm biến màu sắc TCS230-Chống nhiễu 26 ADRUINO UNO R3 30 Bộ điều khiển logic khả trình PLC 35 Cảm biến quang .42 RELAY (Rơle) .45 CHƯƠNG III: THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC Cấu trúc hệ thống 47 Lựa chọn thiết bị 48 Xây dựng khối băng tải cấu chấp hành 50 Lập trình hệ thống nhận dạng màu sắc 51 Lập trình điều khiển PLC 57 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Phân loại băng tải 17 Bảng 2.2: Phân loại xi-lan 19 Bảng 2.3 : Sơ đồ chân TCS3200 27 Bảng 2.4: Module lọc S2, S3 TCS3200 28 Bảng 2.5: Bảng chọn tỷ lệ chuyển đổi tần số TCS3200 29 Bảng 2.6: Thông số cảm biến quang 44 Bảng 2.6: Thông số kĩ thuật module relay 46 Bảng 2.7:Bảng chức chân module relay 46 Bảng 3.1: Thống kê thiết bị 49 Bảng 3.2: Bảng đấu nối chân TSC3200 với Arduino 53 Bảng 3.3: Đấu nối chân Arduino 55 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Dây chuyền phân loại hoa qua theo màu sắc Hình 1.2: Băng tải lăn Hình 1.3: Băng tải PVC Hình 1.4: Băng tải PU Hình 1.5: Băng tải cấp liệu Hình 1.6: Băng tải xích Hình 1.7: Băng tải cao su Hình 1.8: Băng tải nâng hạ 11 Hình 1.9: Băng tải dùng mơ hình 13 Hình 2.1: Cấu trúc tổng quát hệ thống phân loại sản phẩm 15 Hình 2.2: Cấu tạo băng tải 17 Hình 2.3: Cấu tãoi-lanh khí nén 21 Hình 2.4: Van khí nén 5/2 Airtac 23 Hình 2.5: Kí hiệu van 5/2 23 Hình 2.6: Máy nén khí bình tích trữ 24 Hình 2.7: Ống dẫn khí van tiết lưu 25 Hình 2.8: Cảm biến màu sắc TCS230 V2 chống nhiễu 26 Hình 2.9: Cấu trúc TCS230 V2 27 Hình 2.10: Cấu trúc khối photodie TCS230 28 Hình 2.11: Arduino Uno R3 30 Hình 2.12: Các chân nguồn Arduino .32 Hình 2.13: PLC MITSUBISHI FX1S 14RM 37 Hình 2.14: Cấu tạo PLC .38 Hình 2.15: Cấu trúc khối CPU PLC .40 Hình 2.16: Sơ đồ vòng quét thực PLC 42 Hình 2.17: Cấu tạo cảm biến quang 43 Hình 2.18: Cảm biến E3F-DS30C4 44 Hình 2.19: Module Relay 45 Hình 3.1: Cấu trúc hệ thống mơ hình .47 Hình 3.2: Vị trí lắp đặt thiết bị băng tải 50 Hình 3.3: Lưu đồ thuật tốn q trình lấy mẫu sản phẩm 51 Hình 3.4: Sơ đồ đầu nối TCS3200 với Adruino Uno 52 Hình 3.5: Lưu đồ thuật tốn nhận dạng gửi tín hiệu Adruino 54 Hình 3.6: Giao diện lập trình Adruino IDE 56 Hình 3.7: Các giá trị tần số hiển thị qua cửa sổ Serial Monitor Adruino IDE 57 Hình 3.8: Lưu đồ thuật tốn lập trình PLC 57 Hình 3.9: Giao diện lập trình PLC hãng Mitsubishi Thực phần mềm GX-Work2 58 Hình 3.10: Mơ hình phân loại thực tế 59 LỜI MỞ ĐẦU Ngày tự động hóa đóng vai trị vơ quan trọng cơng nghiệp Ngành tự động hóa với phát triển ngành kỹ thuật điện tử, công nghệ thông tin ngành kỹ thuật điều khiển đạt nhiều tiến Tự động hóa giúp nâng cao suất, chất lượng, hạ giá thành sản phẩm, giảm thiểu sức lao động người môi trường khắc nghiệt, độc hại Đồng thời cịn giúp hệ thống vận hành xác Chính mà ngày dây chuyền sản xuất tự động hóa ứng dụng hầu hết dây chuyền sản xuất nhà máy xí nghiệp Trong công nghiệp nước ta nay, việc phân loại sản phẩm nhu cầu thiếu xí nghiệp, nhà máy sản xuất Khi nhận đề tài “THIẾT KẾ HỆ THỐNG DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC” làm đồ án tốt nghiệp Qua trình thực tế tìm hiểu hệ thống phân loại sản phẩm tự động số nhà máy nhận thấy hệ thống số nhà máy hoạt động chưa tốt cần nhiều can thiệp người để phân loại thủ cơng nên chưa có hiệu việc sản xuất Việc cải tạo nâng cấp ứng dụng Tự Động Hóa vào để điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm cần thiết đối nhà máy sản xuất Trong đồ án em tập trung nghiên cứu thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc phù hợp với nhu cầu sử dụng, thuận tiện cho trình sản xuất doanh nghiệp, vận hành, bảo trì sửa chữa SINH VIÊN THỰC HIỆN Hồng Đức Hùng CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI MÀU SẮC Đặt vấn đề Ngày với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… phải nắm bắt vận dụng cách có hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ đợt thực tập tốt nghiệp nhà máy, khu công nghiệp tham quan doanh nghiệp sản xuất, chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa trình sản xuất Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn toàn chưa áp dụng khâu phân loại, đóng bao bì mà cịn sử dụng nhân cơng, nhiều cho suất thấp chưa đạt hiệu Hình 1.1: Dây chuyền phân loại hoa qua theo màu sắc Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường muốn tạo hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời đảm bảo độ xác cao kích thước Nên em định thiết kế thi cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất địi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển mạnh Các loại băng tải thị trường Băng tải thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng, than đá, loại xỉ lị trạm thủy điện dùng vận chuyển nhiên liệu Trên kho bãi dùng để vận chuyển loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt số sản phẩm khác Trong số ngành cơng nghiệp nhẹ, cơng nghiệp thực phẩm, hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hồn thành chưa hồn thành cơng đoạn, phân xưởng, đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng + Ưu điểm: - Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang, nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng - Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn 2.1 Băng tải lăn Thường sử dụng dây chuyền vận chuyển hàng hóa Các mặt hàng có bề mặt tiếp xúc cứng (như hộp carton, khay nhựa, …) Nó có động truyền động khơng có Các lăn băng tải sản xuất với công nghệ khác như: inox, thép mạ kẽm, nhựa, PU, bọc cao su, … Băng tải lăn loại băng tải thiết kế dành riêng cho việc vận chuyển sản phẩm có mặt đáy cứng như: thùng hàng, thùng carton, thùng pallet, … + Cấu tạo : - Khung băng tải làm thép carbon, thép không gỉ, nhôm - Con lăn băng tải sử dụng chất liệu: PVC, thép mạ kẽm, thép không gỉ, túi nhựa - Chế độ hoạt động: hoạt động điện chuyền động - Bộ phận truyền động: Xích đơn, xích đôi, vành đai ma sát, dây đai gân - Các tính bổ sung: Băng tải điện có hệ thống điều khiển băng tần cho phép điều khiển tốc độ băng tải ln hoạt động ổn định - Các tính tiện ích: băng tải lăn dễ dàng kết hợp nhiều dòng lăn băng tải đảm nhận nhiều vị trí vận chuyển hàng hóa khác - Con lăn tích lũy xếp chồng lên để đạt hiệu vận chuyển vật liệu cao Đặc biệt, băng tải lăn có cấu trúc đơn giản, độ tin cậy cao dễ bảo trì Hình 1.2: Băng tải lăn ... hệ thống phân loại sản phẩm Cịn nhiều dạng phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối... v.v… Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết sản phẩm thuộc màu cửa phân loại tự động mở để sản phẩm. .. Động Hóa vào để điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm cần thiết đối nhà máy sản xuất Trong đồ án em tập trung nghiên cứu thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc phù hợp với nhu cầu sử