Thiết kế, thi công và điều khiển mô hình lưu kho tự động

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA THIẾT KẾ, THI CƠNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG GVHD: Th.S NGUYỄN TỬ ĐỨC SVTH: DƯƠNG MINH HẢI NGUYỄN NGỌC THANH SKL008485 Tp.Hồ Chí Minh, tháng 8/2022 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KĨ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG Ngành Cơng Nghệ Kĩ Thuật Điều Khiển Tự Động Hóa GVHD: Th.S Nguyễn Tử Đức SVTH: MSSV Dương Minh Hải 17151192 Nguyễn Ngọc Thanh 17151254 TP.HCM, ngày 13 tháng năm 2022 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -o0o NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tên đề tài: THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ ĐIỀU KHIỂN MƠ HÌNH LƯU KHO TỰ ĐỘNG Các số liệu, tài liệu ban đầu:  Kích thước mơ hình: dạng hình chữ nhật, có bàn đỡ, chiều cao 90 cm  Động Servo 100W Driver  Động 24VDC băng tải  Relay 24VDC chức đóng, mở động Nội dung thực đề tài:  Thiết kế giao diện điều khiển giám sát  Thiết kế, xây dựng phần cứng mơ hình  Xây dựng chương trình điều khiển, giao tiếp máy tính PLC  Chạy thử nghiệm, cân chỉnh sửa lỗi mơ hình  Nhận xét, đánh giá chung toàn hệ thống  Viết báo cáo luận văn  Báo cáo đề tài tốt nghiệp Sản phẩm: Mơ hình lưu kho tự động TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ Độc lập - Tự - Hạnh phúc BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN o0o PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: ……………………………………………………………………………………….……… ……………………………………………………………………………… Ưu điểm: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Khuyết điểm: ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Đề nghị cho bảo vệ hay khơng? ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Giáo viên hướng dẫn (Ký & Ghi rõ họ tên) năm 2022 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến bảo nhiệt tình thầy cơ, gia đình bạn bè Đầu tiên, nhóm em gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Nguyễn Tử Đức, giảng viên khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành phố Hồ Chí Minh hướng dẫn, giúp đỡ tận tình suốt trình làm đề tài Bên cạnh đó, nhóm chúng em xin cảm ơn sâu sắc tới thầy cô khoa Điện – Điện Tử nói chung thầy mơn Tự Động Điều Khiển nói riêng giúp đỡ chúng em kiến thức liên quan đến đề tài kiến thức mà thầy hết lịng truyền đạt suốt q trình chúng em học tập trường Xin cảm ơn tất bạn thành viên lớp 171511, người đồng hành gắn bó với nhóm suốt năm học, có góp ý giúp đỡ tụi thời điểm khó khăn làm đề tài Cuối cùng, chúng em xin cảm ơn gia đình động viên, tạo điều kiện vật chất lẫn tinh thần giúp chúng em hoàn thành chương trình đại học cách thuận lợi có thể, gia đình ln nguồn động lực để chúng em cố gắng phấn đấu Đồ án khơng hồn thành tốt đẹp khơng có giúp đỡ tất người Một lần nhóm em xin chân thành cảm ơn Tp Hồ Chí Minh, ngày 29 tháng năm 2022 Nhóm sinh viên thực Nguyễn Ngọc Thanh Dương Minh Hải i LỜI MỞ ĐẦU Với phát triển mạnh công nghiệp ứng dụng 4.0, hoạt động công nghiệp trở nên hồn tồn tự động Trong cơng nghiệp số lượng hàng hóa lưu trữ kho vô lớn, để đáp ứng nhu cầu xếp nhanh gọn hàng hóa thơng thường thủ cơng phải tốn nhiều thời gian, diện tích nhân công lao động, nhiều công ty, nhà máy giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phịng, nhà xưởng mình…Với việc ứng dụng cơng nghệ cao việc cất giữ hàng hóa, quản lý hàng hóa cách khoa học, có hệ thống có tính linh hoạt cao, từ nâng cao hiệu giảm giá thành hoạt động Để góp phần giải vấn đề đó, áp dụng kiến thức học vào thực tế, nhóm chúng em định thực đề tài “Thiết kế, thi công điều khiển mơ hình lưu kho tự động” Đồ án gồm mơ hình hệ thống lưu kho điều khiển qua PLC hoạt động xác ổn định ii MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i LỜI MỞ ĐẦU ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH ẢNH vii CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục tiêu đề tài 10 1.3 Giới hạn đề tài 10 1.4 Phương pháp nghiên cứu 11 1.5 Nội dung đề tài 11 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 12 2.1 Phân tích phương án nhà kho 12 2.1.1 Các dạng nhà kho 12 2.1.2 Phương án lựa chọn 17 2.2 Giới thiệu chung hệ thống 18 2.3 Cơ sở lý thuyết liên quan đến đề tài 24 2.3.1 Giới thiệu PLC 24 2.3.2 Ưu điểm sử dụng PLC 25 2.3.3 Cấu trúc phần cứng PLC 25 2.3.4 Sơ lược PLC S7-1200 26 2.3.4.1 Ưu điểm PLC Seimen 26 2.3.4.2 PLC S7-1200 26 2.3.5 Ngơn ngữ lập trình 27 2.3.6 Chuẩn giao tiếp truyền liệuEthernet 28 iii 2.3.7 Giới thiệu phần mền lập trình 28 2.3.8 Cảm biến hồng ngoại 29 2.3.9 Động servo 29 2.3.10 Encoder 30 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ 31 3.1 Yêu cầu hoạt động hệ thống 31 3.1.1 Yêu cầu 31 3.1.2 Hoạt động hệ thống 31 3.2 Thiết kế phần cứng 31 3.2.1 Chọn giải pháp lưu kho tự động 31 3.2.2 Yêu cầu thiết kế phần cứng 32 3.3 Lựa chọn thiết bị phần cứng 32 3.3.1 Chọn vật liệu khung mơ hình 32 3.3.2 Chọn băng tải 32 3.3.3 Chọn cấu chuyển động 33 3.3.4 Chọn cấu cho phận nâng hàng 34 3.4 Thiết kế phần điện 35 3.5 Lựa chọn thiết bị phần điện 35 3.5.1 Lựa chọn giải pháp thiết bị điều khiển 35 3.5.2 Lựa chọn relay 37 3.5.3 Lựa chọn Van KOGANEI 38 3.5.4 Lựa chọn nguồn 39 3.5.5 Lựa chọn đèn báo 40 3.5.6 Lựa chọn nút nhấn 41 3.5.7 Lựa chọn cảm biến 42 3.5.8 Lựa chọn công tắc hành trình 43 3.5.9 Lựa chọn CB 44 3.5.10 Màn hình giám sát HMI 44 3.5.11 Lựa chọn động 46 iv 3.6 Sơ đồ kết nối 49 3.6.1 Sơ đồ kết nối PLC 49 3.6.2 Sơ đồ kết nối Servo OMRON R88M-G10030HS2 51 3.6.3 Sơ đồ kết nối nguồn với servo motor 52 3.7 Lập trình điều khiển 53 3.7.1 Sơ đồ khối 53 3.7.2 Sơ đồ hoạt động 54 3.7.3 Hoạt động chi tiết hệ thống 55 CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG 57 4.1 Phần 57 4.1.1 Danh sách thiết bị 57 4.1.2 Mơ hình hồn thiện 58 4.2 Phần điện 58 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC, SO SÁNH, TỔNG HỢP 60 5.1 Giao diện hệ thống 60 5.2 Báo cáo kết 64 5.3 Phân tích so sánh 67 5.4 Tổng kết 67 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 68 6.1 Kết luận 68 6.1.1 Công việc thực 68 6.1.2 Nhược điểm 68 6.2 Cách khắc phục hướng phát triển đề tài 68 Hướng phát triển.: 69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG………………… 71 v ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 109 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 110 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 111 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 112 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 113 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 114 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP *Chương trình điều khiển trục X 115 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 116 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP *Chương trình điều khiển trục Y 117 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 118 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP *Chương trình điều khiển trục Z 119 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 120 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 121 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 122 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN S K L 0