(Luận văn) thiết kế và thi công băng tải phân loại hàng hóa theo kích thước

[Type here] TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT NÔNG NGHIỆP CÔNG NGHỆ CAO lu an n va ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tn to p ie gh ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BĂNG TẢI PHÂN LOẠI HÀNG HĨA THEO KÍCH THƯỚC oa nl w ThS Trần Thái Sơn d Giảng viên hướng dẫn: lu va an Nhóm thực hiện: u nf 1.SV Trần Quang Huy MSSV:17032130 ll m 2.SV Sầm Quốc Thắng oi MSSV:17031333 DH17CD 2017-2021 z Khóa: z at nh Lớp: m co l gm @ an Lu n va Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2021 ac th si [Type here] Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU KHOA CÔNG NGHỆ - KINH TẾ BIỂN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc o0o - BÁO CÁO THỨC TẬP TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên: Trấn Quang Huy Ngày sinh: 22/03/1999 Sầm Quốc Thắng Ngày sinh: 27/03/1999 MSSV Lớp: DH17CD : 17032130 lu an 17031333 : Đại học Hệ đào tạo : Chính quy n va Trình độ đào tạo tn to : Công nghệ kỹ thuật điện-điện tử gh Ngành ie : Cơ điện tử p Chuyên ngành w Tên đề tài: Thiết kế thi công băng tải phân loại hồng hóa theo vật liệu d oa nl Giảng viên hướng dẫn: Th.s Trần Thái Sơn lu an Bà Rịa-Vũng Tàu, ngày năm 2021 SINH VIÊN THỰC HIỆN u nf va GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN tháng (Ký ghi rõ họ tên) (Ký ghi rõ họ tên) ll oi m z at nh z TRƯỞNG KHOA (Ký ghi rõ họ tên) m co l gm @ TRƯỞNG BỘ MÔN (Ký ghi rõ họ tên) an Lu n va SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Thắng ac th si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục tiêu lu 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Cấu trúc đề tài an 1.5 Bài toán điều khiển 1.6 Phân tích phương án điều khiển n va 1.6.2 Sử dụng Vi xử lý CHƯƠNG TÌM HIỂU VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG BĂNG TẢI p ie gh tn to 1.6.1 Sử dụng PLC nl w 2.1 Tổng quan dây chuyền công nghệ 10 d oa 2.2 Sự phát triển hệ thống phân loại sản phẩm 11 2.3 Các hệ thống phân loại sản phẩm 12 2.4 Tìm hiểu phần tử sử dụng hệ thống 13 va an lu ll u nf 2.4.1 Sơ đồ khối tổng quát 13 2.4.2 Tìm hiểu khối nguồn 14 2.4.3 Tìm hiểu phần tử khối vào (I/O) 16 2.4.4 Khối xử lý trung tâm PLC 20 2.4.5 Khối cấu chấp hành 21 2.4.6 Băng tải 23 oi m z at nh z @ l gm CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-300 VÀ PHẦN MỀM WINCC m co 3.1 Giới thiệu plc S7-300 27 an Lu 3.1.1 Giới thiệu chung 27 3.1.2 Các modul PLC S7-300 28 3.1.3 Ngơn ngữ lập trình 32 3.1.4 Các lệnh dùng chương trình 34 n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn 3.2 Giới thiệu phần mềm Wincc 43 3.2.1 Khái niệm 43 3.2.2 Các bước cài đặt WinCC V7.0 máy tính 44 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn 3.2.3 Các thành phần cửa sổ dự án 51 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BĂNG TẢI 4.1 Thiết kế mơ hình 55 4.1.1 Thiết kế phần khung khí 55 4.1.2 Thiết kế phần điều khiển 55 4.1.3 Thiết kế giao diện Wincc giám sát hệ thống 61 4.2 Chế tạo mơ hình 62 4.2.1 Chế tạo phần khung khí 62 lu 4.2.2 Chế tạo phần điều khiển 62 4.2.3 Mơ hình hồn chỉnh 64 an n va 4.3 Chạy thử hiệu chỉnh 64 gh tn to CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ p ie 5.1 Kết đạt 66 w 5.1.1 Ưu điểm 66 d oa nl 5.1.2 Nhược điểm 67 5.1.3 Ứng dụng thực tế mô hình 67 u nf va an lu 5.2 Hướng phát triển đề tài 67 5.3 Kết luận chung 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO 68 ll oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Dây truyền phân loại đóng thùng sữa 10 Hình 2.2: Dây truyền phân loại bia 10 Hình 2.3 Mơ hình phân loại sản phẩm theo kích thước 12 Hình 2.4: Mơ hình phân loại sản phẩm theo vật liệu 13 Hình 2.7 Bộ nguồn 24 VDC 15 Hình 2.8 Bình tích áp 16 Hình 2.9 Đầu cảm biến kiểu DC-3 dây 17 Hình 2.10 Cảm biến thu phát quang 18 Hình 2.11 Nút ấn điều khiển 19 Hình 2.12 Rơ le trung gian 19 Hình 2.13 Van điện khí nén 5/2 20 lu an Hình 2.14 PLC S7-300 CPU314 20 n va Hình 2.15 Động xoay chiều 21 Hình 2.16 Động Một chiều 21 Hình 2.18 Xylanh đẩy phôi tác động kép 22 Hình 2.19 Băng tải thảm 24 Hình 2.20 Băng tải xích 25 Hình 2.21 Băng tải lăn 25 Hình 2.22 Băng tải đứng 25 Hình 2.24.Băng tải linh hoạt 26 p ie gh tn to Hình 2.17 Động chiều có hộp số 22 d oa nl w lu ll u nf va an Hình 2.25 Băng tải rung 26 Hình 3.1 Cấu hình trạm PLC S7-300 28 Hình 3.2: Một số CPU PLC S7-300 29 Hình 3.3 Các loại modul mở rộng S7-300 31 oi m z at nh Hình 3.4 Cấu trúc điều khiển PLC 32 Hình 3.5 Giao diện làm việc WinCC 51 Hình 4.1 Thiết kế khung mơ hình 55 Hình 4.2 Sơ đồ mạch động lực 56 Hình 4.3 Sơ đồ kết nối phần cứng PLC S7-300 56 z gm @ m co l Hình 4.5 Giao diện giám sát Wincc 61 Hình 4.6 Chế tạo phần khung khí 62 Hình 4.7 Chế tạo băng tải vận chuyển thùng chứa 62 Hình 4.8 Chế tạo băng tải phân loại sản phẩm cao trung bình 63 Hình 4.9 Chế tạo hệ thống van khí nén 63 an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn Hình 4.10 Chế tạo hệ thống rơ le trung gian 64 Hình 4.11 Mơ hình hồn chỉnh 64 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Các soạn thảo trung tâm điều khiển ( Control Center) 52 Bảng 4.1 Cấu hình phần cứng PLC S7-300 57 Bảng 4.2 Bảng khai báo địa vào PLC S7-300 57 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn LỜI NÓI ĐẦU Ngày khoa học kỹ thuật nói chung nghành kỹ thuật điên tử nói riêng phát triển có đóng góp nhiều đời sống Nắm tầm quan trọng đó, em nghiên cứu làm đề tài : “THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG BĂNG TẢI PHÂN LOẠI HÀNG HÓA THEO VẬT LIỆU ” thầy Trần Thái Sơn hướng dẫn Những kiến thức lực đạt trình học tập trường đánh giá qua đợt bảo vệ đồ án tốn nghiệp Em cố gắng tận dụng tất kiến thức học trường với tìm tịi nghiên cứu, để hồn thành tốt đồ án tốt nghiệp Kết sản phẩm đạt ngày hôm lu không lớn lao thành năm học trường thành công an n va e trước trường tn to ngày tháng năm p ie gh Sinh viên thực d oa nl w Trương Công Dương Phi, Nguyễn Hữu Nhân ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI 1 Lý chọn đề tài Để theo kịp xu cơng nghiệp hóa – đại hóa cách bền vững an toàn nhất, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa hỏng hóc đảm bảo chất lượng sản phẩm nằm phạm vi cho phép Hơn thuận tiện cho việc mở rộng phát triển tương lai Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức học trường sinh viên ngành điện tử, thông qua việc thiết kế đồ án giúp chúng tơi bước đầu lu an có kinh nghiệm lập trình PLC va n Chính vậy, em nhận đề tài: “Thiết kế, chế tạo mơ hình hệ thống phân gh tn to loại sản phẩm băng tải theo chiều cao,” Mục tiêu p ie 1.2 w - Chế tạo thành công mô hình phân loại sản phẩm theo chiều cao oa nl - Sử dụng PLC S7-300 để xây dựng chương trình điều khiển d - Thiết kế giao diện giám sát, điều khiển WinCC pháp nghiên cứu u nf 1.3 Phương va an lu - Mơ hình hoạt động ổn định, linh hoạt ll Chế tạo mơ hình thật nên em gặp nhiều khó khăn việc thiết kế, chế m oi tạo vào kết nối sản phẩm với PLC S7- 300 Các phương pháp chủ yếu: z at nh - Phương pháp mô phỏng, thiết kế lý thuyết: em thực thiết kế chế z tạo sản phẩm @ l kiếm tra lý thuyết sản phẩm thật gm - Phương pháp thực hành: Song song với việc nghiên cứu lý thuyết em thiết kế chỉnh thông số cho phù hợp công nghệ trúc đề tài an Lu 1.4 Cấu m co - Phương pháp tính tốn: Tính tốn lựa chọn linh kiện, từ thực nghiệm điều n va ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn • Signed 16 - Bit Value: kiểu 16 bit có dấu • Unsigned 16 - Bit Value: kiểu 16 bit không dấu • Signed 32 - Bit Value: kiểu 32 bit có dấu • Unsigned 32 - Bit Value: kiểu 32 bit khơng dấu •Floating Point Number 32 bit IEEE 754: kiểu số thực 32 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754 •Floating Point Number 64 bit IEEE 754: kiểu số thực 64 bit theo tiêu chuẩn IEEE 754 • Text Tag bit character set: kiểu ký tự bit • Text Tag 16 bit character set: kiểu ký tự 16 bit lu • Raw Data type: kiểu liệu thơ an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va 60 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH BĂNG TẢI 4.1 Thiết kế mơ hình 4.1.1 Thiết kế phần khung khí lu an n va p ie gh tn to d oa nl w lu Hình 4.1 Thiết kế khung mơ hình va an Hệ thống băng tải mơ hình gồm có: u nf - Khung thép băng tải có kích thước: chiều dài 430, rộng 6cm, cao 15cm ll - Khung thép băng tải có kích thước: chiều dài 400, rộng 6cm, cao 10cm m oi - Băng tải chống trượt: Có mặt sau bọc lớp vải chống trượt z at nh - Hệ thống che thành máng để tránh sản phẩm trượt khỏi băng tải trình chuyển động z kế phần điều khiển m co l 4.1.2.1 Thiết kế mạch động lực gm 4.1.2 Thiết @ + Ngồi cịn phụ kiện ốc vít, đai vít lăn,…phơi hoạt động an Lu Khi có tín hiệu từ nút ấn cảm biến PLC xuất tín hiệu đầu điều khiển rơ le trung gian cấp điện cho băng tải xy lanh đẩy n va 61 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn Hình 4.2 Sơ đồ mạch động lực lu an đồ kết nối phần cứng PLC S7-300 n va 4.1.2.2 Sơ p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.3 Sơ đồ kết nối phần cứng PLC S7-300 n va 62 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp 4.1.2.3 Cấu GVHD: Trần Thái Sơn hình phần cứng PLC S7-300 lu an Bảng 4.1 cấu hình phần cứng PLC S7-300 n va khai báo địa vào PLC S7-300 p ie gh tn to 4.1.2.4 Bảng d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Bảng 4.2 Bảng khao báo địa vào PLC S7-300 z m co l gm @ an Lu n va 63 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp 4.1.2.5 Lưu GVHD: Trần Thái Sơn đồ thuật toán START CB4=1 BT1=1 BT2=0 BT2=1 lu an n va CB2=1 CB3=1 XL1 HOẠT ĐỘNG XL2 HOẠT ĐỘNG C0 đếm tiến= 3SP Cất vào ghi MW10 p ie gh tn to CB1=1 d oa nl w ll u nf va an lu STOP=1 oi m z at nh END z m co l gm @ an Lu n va 64 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn 4.1.2.6 Chương trình cho PLC-S7-300 lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va 65 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va 66 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn 4.1.3 Thiết kế giao diện Wincc giám sát hệ thống lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh Hình 4.5 Giao diện giám sát Wincc z m co l gm @ an Lu n va 67 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp 4.2 Chế GVHD: Trần Thái Sơn tạo mơ hình 4.2.1 Chế tạo phần khung khí lu an n va gh tn to ie Hình 4.6 Chế tạo phần khung khí p 4.2.2 Chế tạo phần điều khiển d oa nl w 4.2.2.1 Băng tải vận chuyển thùng chứa ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu Hình 4.7 Chế tạo băng tải vận chuyển thùng chứa tải phân loại sản phẩm n va 4.2.2.2 Băng 68 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn lu an n va Hình 4.8 Chế tạo băng tải phân loại sản phẩm cao trung bình p ie gh tn to Hệ thống van khí nén 5/2: d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z @ m co l gm Hình 4.9 Chế tạo hệ thống van khí nén an Lu n va 69 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn Hệ thống rơ le trung gian : lu an Hình 4.10 Chế tạo hệ thống rơ le trung gian va n 4.2.3 Mơ hình hồn chỉnh p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z Hình 4.11 Mơ hình hồn chỉnh l gm thử hiệu chỉnh @ 4.3 Chạy m co - Trong trình chạy thử, ban đầu pittong xi lanh đẩy mạnh làm sản phẩm vị trí đẩy sản phẩm vào băng tải văng Các sản phẩm pittong đẩy khỏi an Lu khay chứa, điều chỉnh lực tác động pittong van lưu tiết n va 70 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn - Các cảm biến khơng nhận tín hiệu sử dụng cảm biến có tín hiệu xuất 24v, modul PLC tích hợp sẵn chân 1L = 24V chân 1M = 0V Khắc phục cách: Điều chỉnh đổi đầu vào chân L M PLC cảm biến hoạt động tốt - Quá trình chạy cảm biến sản phẩm vào không tác động khoảnh cách xa Khắc phục cách: Điều chỉnh nút khoảng cách cảm biến phát sản phẩm lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va 71 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua q trình xây dựng hồn thành đề tài: với việc thiết kế chế tạo mơ hình "Mơ hình băng tải điều khiển đếm, phân loại sản phẩm, điều khiển dừng xác băng tải" dùng PLC S7-300 em thấy đề tài hay, có tính ứng dụng lớn thực tế Trên sở đồ án giải yêu cầu đồ án là: - Xây dựng mơ hình theo u cầu đặt lu - Vận hành theo yêu cầu công nghệ an - Hệ thống cảnh báo hoạt động xác hiệu va n Trong thời gian thực đề tài, em số vấn đề hạn chế sau: hệ to gh tn thống chưa đạt trình độ tự động hóa cao nên chưa phát huy hết chức ie PLC S7-300 hệ thống áp dụng phổ biến công nghiệp với quy p mô từ sản xuất nhỏ đến quy mo sản xuất lớn nl w Tuy nhiên thời gian xây dựng đồ án em tiếp thu nhiều kiến d oa thức quý báu bổ ích có thành định rút từ đồ án sau: an lu - Phương pháp lập trình công cụ phát triển họ PLC S7-300 va - Cách lắp đặt đấu dây PLC ll u nf - Xây dựng hệ thống phổ biến công nghiệp oi m - Do thời gian thực lượng kiến thức hạn chế tránh khỏi z at nh thiếu sót Mong đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo bạn sinh viên để chúng em tích lũy thêm kiến thức z Một lần em xin chân thành cảm ơn tạo điều kiện trường Đại @ điểm m co Mơ hình có ưu điểm sau: l 5.1.1 Ưu gm học Bà Rịa Vũng Tàu - Khoa Điện -Cơ Điện Tử - Thầy Trần Thái Sơn an Lu - Tính ứng dụng thực tế cao, cần thiết nhà máy xí nghiệp lớn, vừa nhỏ, giúp cho cơng việc tự động hóa sản xuất dễ dàng va SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng 72 n - Mơ hình tương đối đơn giản ac th si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn - Không tốn nhiều không gian, mơ hình nhỏ gọn - Sử dụng thiết bị từ giảm nhiều chi phím cho giá thành xây dựng mơ hình -Có thể giám sát từ xa 5.1.2 Nhược điểm Bên cạnh ưu điểm mơ hình có mặt hạn chế sau: - Do mơ hình mơ nên khả trực quan sinh động trình vận hành mơ hình cịn - Khơng thể kết hoạt động thực tế hệ thống 5.1.3 Ứng dụng thực tế mơ hình Dùng dây chuyền phân loại sản phẩm dựa theo kích thước Trong lu an cơng nghiệp đóng bao bì loại sản phẩm cao cấp n va 5.2 Hướng phát triển đề tài gh tn to Bản thân đề tài rộng, đâu cơng nghiệp chế biến thay p ie sản xuất xuất tự động hóa dây chuyền sản xuất có việc phân loại w sản phẩm, thay việc dùng pittong đẩy cánh tay Robot gắp oa nl nhả sản phẩm, hay dùng tay gạt sản phẩm Như áp dụng d trường hợp phân loại vật dễ vỡ, cần nhẹ nhàng Còn trường hợp đồ án chúng lu an em làm phân loại vật khó vỡ nên chúng em sử dụng pittong đẩy Với khả u nf va phát triển đề tài sử dụng ngành sản xuất cơng ll nghiệp đóng chai đóng hộp oi luận chung m 5.3 Kết z at nh Hệ thống chưa đạt trình độ tự động hóa cao nên chưa phát huy hết chức z PLC S7-300 hệ thống áp dụng phổ biến công nghiệp @ gm với quy mô từ sản xuất nhỏ đến quy mô sản xuất lớn m co l Do thời gian thực lượng kiến thức hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Chúng em mong nhận góp ý, bổ sung nhiều thầy cô giáo để đồ án ngày hoàn thiện Một lần cho chúng em xin phép gửi tới lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo Khoa Điện –Cơ Điện Tử trường Đại Học Bà Rịa – Vũng Tàu, tới thầy giáo Th.S Trần Thái an Lu n va 73 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si Thực tập tốt nghiệp GVHD: Trần Thái Sơn Sơn người tận tình giúp đỡ em lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va 74 ac th SVTH: Trần Quang Huy – Sầm Quốc Tháng si