Ngày nay ở trên thế giới, cùng với sự phát triển của các chuỗi thương mại điện tử xuyên biên giới, các doanh nghiệp đa quốc gia với các kho hàng hóa khổng lồ, đặt ra bài toán cấp thiết cần ứng dụng công nghệ cao để cất giữ, luân chuyển khối lượng hàng hóa lớn một cách nhanh gọn đồng thời đảm bảo được độ chính xác cao và nhanh chóng để chuỗi logistic vận hành trơn tru, hiệu quả. Tại Việt Nam: Theo Báo cáo Nền kinh tế số Đông Nam Á 2022 của Google, Temasek và Bain Company, Báo cáo Thương mại điện tử năm 2023 của Lazada chỉ rõ, tổng giá trị hàng hóa giao dịch (GMV) của ngành thương mại điện tử tại Việt Nam năm 2022 đạt mốc 14 tỷ USD, tăng 26% so với cùng kỳ năm trước. Đà tăng trưởng này được dự báo sẽ tiếp tục duy trì, thậm chí ở mức cao hơn và lên đến 37% hàng năm, giúp GMV của ngành đạt con số 32 tỷ USD trong 3 năm tiếp theo. Với tốc độ tăng trưởng trung bình 20% mỗi năm, Việt Nam được eMarketer xếp vào nhóm 5 quốc gia có tốc độ tăng trưởng thương mại điện tử hàng đầu thế giới cho nên số lượng kho hàng ngày căng tăng cả về quy mô và số lượng. Vì vậy cần phát triển hệ thống kho hàng tự động giúp nâng cao hiệu quả chuỗi logistic và giảm chi phí.
ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI TRƯỜNG CƠ KHÍ KHOA CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Đề tài: Thiết kế hệ thống điều khiển cho kho hàng tự động Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: MSSV Lớp: TS Đặng Thái Việt Nguyễn Văn Tòng 20195201 CĐT 01 - K64 Hà Nội, 07/2023 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Quang Toàn – Cơ điện tủ 05 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN CƠ KHÍ GVHD: Đặng Thái Việt SME.EDU - Mẫu 6.a Học kỳ: Bộ môn Cơ điện tử Năm học: 2022 - 2023 ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ Mã HP: ME5512 Thời gian thực hiện: 15 tuần; Ngày …/…/20… Ngày …/…/20… Ngày …/…/20… ĐƠN VỊ CHUYÊN MÔN NGƯỜI RA ĐỀ CB Hướng dẫn (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) (ký, ghi rõ họ tên) Ngày giao nhiệm vụ: 05/04/2023; Ngày hoàn thành: 26/07/2023 Họ tên sv: Nguyễn Văn Tòng; MSSV: 20195201; Mã lớp:729113; Chữ ký sv: I Nhiệm vụ thiết kế: Thiết kế hệ thống điều khiển cho kho hàng tự động Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ II GVHD: Đặng Thái Việt Số liệu cho trước: Thời hạn phục vụ: lh =19000(h) Đặc tính tải trọng : va đập vừa Cụm xe nâng: Đường kính lăn bánh d3 =100(mm) Chiều cao xe nâng h =L/4(mm) Chiều dài xe nâng L =1200(mm) Vận tốc nâng Vn =3.4(m/ph) Trọng lượng tối đa xe nâng (1, 2, 3, 4, 9) Gn =160(kg) Cụm xe di chuyển: Trọng lượng tối đa hàng xe di chuyển ngang (5,6,7,8,11,12,13) Gd = 70 (kg) Đường kính bánh xe d8 =130(m/ph) 10 Vận tốc xe di chuyển hàng Vx =5,5(m/ph) 11 Chiều dài xe di chuyển L1 =900(mm) 12 Chiều dài phần đặt hàng xe L2 =600(mm) III Nội dung thực hiện: Phân tích ngun lý thơng số kỹ thuật - Tổng quan hệ thống điều khiển - Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển - Xác định thành phần thông số/yêu cầu kỹ thuật hệ thống điều khiển Thiết kế hệ thống điều khiển - Mơ hình hóa hệ thống truyền động cho chuyển động - Phân tích, mơ phỏng, xác định thông số hệ thống điều khiển Xây dựng vẽ mạch điện phần mềm điều khiển - Xây dựng mạch - Xây dựng hàm lô gic điều khiển phần mềm điều khiển Mô nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển - Tự chọn, sử dụng SimMechanics, Tia Portal, … Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1.1 Tìm hiểu chung hệ thống lưu trữ hàng hóa 1.1.2 Tìm hiểu hệ thống lấy cất hàng hóa tự động AS/RS 10 1.2 CẤU TRÚC CƠ BẢN CỦA MỘT HỆ THỐNG KHO TỰ ĐỘNG 13 1.2.1 Hệ thống vận chuyển 13 1.2.2 Hệ thống xuất nhập 15 1.2.3 Hệ thống lưu trữ 16 1.3 Kết luận chương 1: 17 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH NGUN LÝ VÀ THƠNG SỐ KỸ THUẬT18 2.1 Yêu cầu thiết kế kho hàng: 18 2.2 Nguyên lý hoạt động thông số kỹ thuật quan trọng 18 2.2.1 Nguyên lý hoạt động 18 2.2.2 Các thông số kỹ thuật quan trọng 21 2.3 Các thành phần hệ thống điều khiển 21 2.3.1 Bộ điều khiển PLC Siemen S7 – 1200 22 2.3.2 Thiết kế HMI: Sử dụng hình HMI TP900 Comfort INOX PCT 24 2.3.3 Bộ nguồn chiều 27 2.3.4 Động điện chiều 24VDC 27 2.3.5 Rơ-le trung gian đảo chiều động 28 2.3.6 Cơng tắc hành trình chiều 30 2.3.7 Cảm biến tiệm cận 31 2.4 Các vị trí lắp đặt thiết bị ngoại vi 32 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 34 3.1 Xây dựng lưu đồ thuật toán cho hệ thống 34 3.2 Xây dựng vẽ mạch điện 35 CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ MÔ PHỎNG 36 4.1 Lập trình điều khiển 36 4.1.1 Khai báo cổng vào PLC 36 4.1.2 Chương trình điều khiển PLC 37 4.2 Mô nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển 44 Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt KẾT LUẬN 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO 46 Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Các thiết bị bốc dỡ Hình 1.2 : Hệ thống AS/RS 12 Hình 1.3: Phân loại hệ thống AS/RS 12 Hình 1.4: Hệ thống kho hàng tự động 13 Hình 1.5: Pallet 14 Hình 1.6: Cơ cấu cất/lấy hàng kho 14 Hình 1.7: Mã vạch 15 Hình 1.8: Hệ thống lưu trữ kho hàng Amazon 16 Hình 2.1: Layout kho hàng 19 Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động kho hàng tự động 20 Hình 2.3: PLC Siemen S7 – 1200 CPU 1214 DC/DC/Relay 22 Hình 2.4: Sơ đồ đấu nối vào/ra PLC 24 Hình 2.5: Giao tiếp PLC HMI 25 Hình 2.6: Màn hình HMI TP900 Comfort INOX PCT 25 Hình 2.7: Bộ nguồn chiều 24V 27 Hình 2.8: Động điện chiều 28 Hình 2.9: Sơ đồ mạch điện động điện chiều 28 Hình 2.10: Rơ-le trung gian 29 Hình 2.11: Sơ đồ nguyên lý Rơ-le 29 Hình 2.12: Cơng tắc hành trình chiều 30 Hình 2.13: Cảm biến tiệm cận với ngõ analog 4-20mA 0-10VDC 31 Hình 2.14: Mơ hình hệ thống kho hàng tự động 32 Hình 2.15: Sơ đồ lắp đặt cảm biến 32 Hình 3.1: Sơ đồ tự động kho hàng 34 Hình 4.1: Giao diện HMI 44 Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Ưu nhược điểm hệ thống 18 Bảng 2.2: Các thành phần hệ thống điều khiển 21 Bảng 2.3: Thông số PLC 23 Bảng 2.4: Thơng số hình HMI 26 Bảng 2.5: Thông số hình HMI 33 Bảng 4.1: Địa cổng vào PLC 36 Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt LỜI NÓI ĐẦU Ngày giới, với phát triển chuỗi thương mại điện tử xuyên biên giới, doanh nghiệp đa quốc gia với kho hàng hóa khổng lồ, đặt tốn cấp thiết cần ứng dụng cơng nghệ cao để cất giữ, luân chuyển khối lượng hàng hóa lớn cách nhanh gọn đồng thời đảm bảo độ xác cao nhanh chóng để chuỗi logistic vận hành trơn tru, hiệu Tại Việt Nam: Theo Báo cáo Nền kinh tế số Đông Nam Á 2022 Google, Temasek Bain & Company, Báo cáo Thương mại điện tử năm 2023 Lazada rõ, tổng giá trị hàng hóa giao dịch (GMV) ngành thương mại điện tử Việt Nam năm 2022 đạt mốc 14 tỷ USD, tăng 26% so với kỳ năm trước Đà tăng trưởng dự báo tiếp tục trì, chí mức cao lên đến 37% hàng năm, giúp GMV ngành đạt số 32 tỷ USD năm Với tốc độ tăng trưởng trung bình 20% năm, Việt Nam eMarketer xếp vào nhóm quốc gia có tốc độ tăng trưởng thương mại điện tử hàng đầu giới số lượng kho hàng ngày căng tăng quy mô số lượng Vì cần phát triển hệ thống kho hàng tự động giúp nâng cao hiệu chuỗi logistic giảm chi phí Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Cơ điện tử TS Đặng Thái Việt đã hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho chúng em nhiều kiến thức q báu cho việc hồn thành đồ án mơn học Em xin chúc thầy cô môn thầy Đặng Thái Việt mạnh khỏe công tác tốt! Sinh viên thực Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1.1 Tìm hiểu chung hệ thống lưu trữ hàng hóa Trước việc lưu trữ hàng hóa thực thủ cơng cách sử dụng sức người để bốc xếp có thêm trợ giúp số thiết bị bốc dỡ cần cẩu, xe nâng,…(Hình 1.1) Hình 1.1: Các thiết bị bốc dỡ Nhìn chung, nhà kho có nhược điểm sau: + Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa + Khơng phân loại hàng hóa khác (các hàng hóa thường để chung với kho) + Khơng bảo quản tốt hàng hóa số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau) + Rất khó kiểm sốt số lượng hàng hóa vào kho Với đời hệ thống xếp hàng hóa tự động, người ta quản lý tốt hàng hóa nhanh chóng việc lưu trữ xuất hàng hóa khỏi kho, hệ thống kho tự động sử dụng tay máy xếp chồng để vận chuyển hàng hóa, điều đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị đại cho hệ thống kho tốn nhiều chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa Nguyễn Văn Tịng– Cơ điện tủ 01 – K64 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt bù lại hàng hóa bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý kiểm soát, tiết kiệm nhân cơng … 1.1.2 Tìm hiểu hệ thống lấy cất hàng hóa tự động AS/RS Đây hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với cơng nghệ đại, sử dụng nhà kho hoàn toàn tự động Hệ thống gồm có phần chính: phần mềm phần cứng + Phần mềm gồm có phần mềm điều khiển hoạt động tay máy xếp chồng theo dõi trạng thái kho hàng + Phần cứng bao gồm hệ thống giá kệ cố định, cần cẩu xếp chồng, băng tải/hệ thống xe vận chuyển tự động Hệ thống Tự động lưu trữ truy xuất hàng (AS/RS - Automated Storage and Retrieval System) có lịch sử phát triển dài từ năm đầu kỷ 20 Dưới nhìn tổng quan lịch sử đời hệ thống AS/RS: + Những năm 1930-1940: AS/RS xuất ngành công nghiệp có nhu cầu lưu trữ hàng tồn kho lớn ngành ô tô công nghiệp sản xuất Các hệ thống ban đầu sử dụng để lưu trữ truy xuất linh kiện phụ tùng trình sản xuất + Những năm 1950-1960: AS/RS tiếp tục sử dụng mở rộng ngành công nghiệp khác ngành thực phẩm, dược phẩm hàng tiêu dùng Sự phát triển công nghệ điện tử máy tính giúp tăng cường hiệu suất khả tự động hóa hệ thống + Những năm 1970-1980: Trong thập kỷ này, hệ thống AS/RS ứng dụng rộng rãi ngành vận chuyển logistics Các hệ thống AS/RS tích hợp vào kho hàng tự động trung tâm phân phối để tăng cường hiệu suất giảm chi phí vận chuyển lưu trữ hàng hóa + Những năm 1990-2000: Các cơng nghệ tự động hóa điều khiển tiến tích hợp vào hệ thống AS/RS Các hệ thống AS/RS trở nên linh hoạt hơn, có khả xử lý hàng hóa đa dạng tùy chỉnh theo nhu cầu cụ thể ngành công nghiệp + Những năm 2010-2020: AS/RS tiếp tục phát triển ứng dụng rộng rãi ngành công nghiệp đại Các công nghệ tiên tiến trí tuệ nhân tạo, máy học Internet of Things (IoT) tích hợp vào hệ thống AS/RS, tăng cường khả tự động hóa tối ưu hóa hiệu suất chúng Nguyễn Văn Tịng – Cơ điện tủ 01 – K64 10 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt 2.4 Các vị trí lắp đặt thiết bị ngoại vi - (Hình 2.14) hình minh họa 3D hệ thống kho hàng tự động: Hình 2.14: Mơ hình hệ thống kho hàng tự động - Các vị trí lắp đặt cảm biến hệ thống mô tả (Hình 2.15): Hình 2.15: Sơ đồ lắp đặt cảm biến Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 32 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt - Dựa vào số lượng cảm biến cấu chấp hành, ta xây dựng bảng thông số Input Output sau: Bảng 2.4: Thơng số hình HMI Địa I0.1 I0.2 I1.1 Ký hiệu START STOP CBX0 I1.2 I1.3 I1.4 I2.1 CBX1 CBX2 CBX3 CBZ2 I2.2 CBZ1 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 Q0.0 Q0.1 CBY0 CBY1 CBY2 CBY3 CBY4 DEN_START DC_X_TIEN Q0.2 DC_X_LUI Q0.3 DC_Y_NANG Q0.4 DC_Y_HA Q0.5 DC_Z_RA Q0.6 DC_Z_VAO Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 Chức Nút chạy Nút dừng Cảm biến vị trí gốc X0 xe trục X Cảm biến vị trí cột Cảm biến vị trí cột Cảm biến vị trí cột Cơng tắc hành trình gốc Z2 trục Z Cơng tắc hành trình điểm Z1 trục Z Cảm biến vị trí gốc theo trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Đèn báo hiệu hệ thống hoạt động Xung tín hiệu điều khiển động trục X Tín hiệu đảo chiều động trục X Xung tín hiệu điều khiển động trục Y Tín hiệu đảo chiều động trục Y Xung tín hiệu điều khiển động trục Z Tín hiệu đảo chiều động trục Z 33 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN 3.1 Xây dựng lưu đồ thuật toán cho hệ thống - Sơ đồ tự động (Hình 3.1): Hình 3.1: Sơ đồ tự động kho hàng - Sơ đồ Grafcet: Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 34 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt 3.2 Xây dựng vẽ mạch điện Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 35 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ MƠ PHỎNG 4.1 Lập trình điều khiển 4.1.1 Khai báo cổng vào PLC Sau xác định thông số Input & Ouput xây dựng chương trình điều khiển tự động lưu đồ Grafcet, ta tiến hành khai báo địa cổng vào PLC để tiến hành lập trình Bảng 4.1: Địa cổng vào PLC Địa I0.1 I0.2 I1.1 Ký hiệu START STOP CBX0 I1.2 I1.3 I1.4 I2.1 CBX1 CBX2 CBX3 CBZ2 I2.2 CBZ1 I3.1 I3.2 I3.3 I3.4 I3.5 Q0.6 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 CBY0 CBY1 CBY2 CBY3 CBY4 DEN_START DC_X_TIEN DC_X_LUI DC_Y_NANG DC_Y_HA DC_Z_RA DC_Z_VAO Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 Chức Nút chạy Nút dừng Cảm biến vị trí gốc X0 xe trục X Cảm biến vị trí cột Cảm biến vị trí cột Cảm biến vị trí cột Cơng tắc hành trình Z2 trục Z Cơng tắc hành trình Z1 trục Z Cảm biến vị trí gốc theo trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Cảm biến vị trí tầng trục Y Đèn báo hiệu hệ thống hoạt động Tín hiệu điều khiển động trục X Tín hiệu đảo chiều động X Tín hiệu điều khiển động trục Y Tín hiệu đảo chiều động trục Y Tín hiệu điều khiển động trục Z Tín hiệu đảo chiều động trục Z 36 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt 4.1.2 Chương trình điều khiển PLC - Khởi động hệ thống: Đèn START bật lên, hệ thống bắt đầu hoạt động: - Hệ thống có chế độ “Gửi hàng” “Lấy hàng”: - Do chương trình điều khiển Gửi Lấy hàng ô hàng có tương đồng nên báo cáo em trình bày đại diện chương trình gửi lấy hàng hàng số Nguyễn Văn Tịng– Cơ điện tủ 01 – K64 37 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt - CHƯƠNG TRÌNH GỬI HÀNG KHI CHỌN Ơ HÀNG SỐ + Khi có tín hiệu O1 (chọn hàng số để cất hàng) đồng thời ba động gốc Động trục X di chuyển tiến lên cảm biến X1 bật động dừng lại + Khi hệ thống kho hàng đến cột (cảm biến X1 on) động trục Y bắt đầu nâng hệ thống lên tầng + Khi cảm biến Y2 có tín hiệu ON động trục Y bắt đầu dừng lại + Hệ thống di chuyển đến cột tầng vị trí cất hàng động trục Z di chuyển hàng vào kho hàng để cất hàng, cảm biến Z2 on động trục Z dừng lại + Khi cảm biến Z1 có tín hiệu ON động trục Z dừng lại Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 38 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt + Khi vị trí gửi hàng, động trục Y hạ hệ thống xuống vị trí cảm biến Y1 để tiến hành cất hàng vào kho Cảm biến Y1 on động trục Y dừng lại + Động trục Z di chuyển gặp cơng tắc hành trình Z1 dừng lại, hàng cất vào hàng số Khi đèn trạng thái có hàng ô hàng bật ON + Khi cảm biến Z2 có tín hiệu ON động trục Z dừng lại Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 39 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt + Khi đèn trạng thái hàng bật hệ thống bắt đầu di chuyển gốc vị trí lấy/trả hàng Động trục Y di chuyển hạ hệ thống xuống gặp cảm biến Y0 dừng lại + Động trục X tiếp tục di chuyển gốc, gặp cảm biến X0 dừng lại + Reset hệ thống, xóa lệnh cất hàng hàng số 1, xóa lệnh cất hàng Kết thúc q trình cất hàng hàng số Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 40 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt - LẤY HÀNG Ở Ô HÀNG SỐ + Khi có tín hiệu O1 (chọn ô hàng số để lấy hàng) đồng thời ba động gốc Động trục X di chuyển tiến lên cảm biến X1 bật động dừng lại + Khi hệ thống kho hàng đến cột (cảm biến X1 on) động trục Y bắt đầu nâng hệ thống lên tầng + Khi cảm biến Y1 có tín hiệu ON động trục Y dừng lại Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 41 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt + Hệ thống di chuyển đến cột tầng vị trí lấy hàng động trục Z di chuyển vào kho hàng để lấy hàng, cảm biến Z2 on động trục Z dừng lại + Khi vị trí lấy hàng, động trục Y nâng hệ thống lên vị trí cảm biến Y2 để tiến hành lấy hàng khỏi kho Y2 on động trục Y dừng lại +Động trục Z di chuyển gặp cảm biến Z1 dừng lại, hàng cất vào hàng số Khi đèn trạng thái có hàng ô hàng bật ON Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 42 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt + Khi cảm biến Z1 có tín hiệu ON động trục Z dừng lại + Khi đèn trạng thái hàng tắt hệ thống bắt đầu di chuyển gốc vị trí lấy/trả hàng Động trục Y di chuyển hạ hệ thống xuống gặp cảm biến Y0 dừng lại + Khi cảm biến X0 có tín hiệu ON động trục X dừng lại + Hệ thống gốc để thực trả hàng, trả hàng thành cơng hệ thống reset trạng thái trả hàng hàng số 1, xóa lệnh trả hàng * Tương tự trả hàng cất hàng tự động hàng khác Nguyễn Văn Tịng– Cơ điện tủ 01 – K64 43 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt 4.2 Mô nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển - Sau xây dựng xong chương trình điều khiển PLC, ta tiến hành xây dựng giao diện người máy HMI mô PLCsim phần mềm TIA Portal (Hình 4.1) Hình 4.1: Giao diện HMI Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 44 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt KẾT LUẬN Trong đồ án này, em thực việc thiết kế hệ thống điều khiển kho hàng tự động hiệu Mục tiêu em tối ưu hóa q trình lưu trữ truy xuất hàng hóa kho, đảm bảo tăng cường hiệu suất giảm chi phí hoạt động Em nghiên cứu đề xuất hệ thống điều khiển tổng quát cho kho hàng tự động Hệ thống bao gồm điều khiển PLC, hình HMI, 13 biến đầu vào gồm nút bấm cảm biến, biến đầu gồm chuyển động thuận ngược chiều động Cuối giả lập mơ q trình hoạt động hệ thống phần mềm Tia Portal Qua việc thiết kế triển khai hệ thống điều khiển kho hàng tự động, em đạt kết đáng ý Hệ thống điều khiển cách xác quán, đảm bảo việc lưu trữ truy xuất hàng hóa nhanh chóng hiệu Em xây dựng giao diện người dùng thân thiện dễ sử dụng để quản lý theo dõi hoạt động kho Tuy nhiên, trình thiết kế hệ thống điều khiển kho hàng tự động, em đối mặt với số thách thức Các yếu tố tính phức tạp quy trình lưu trữ truy xuất hàng hóa, tính linh hoạt việc tương tác với thiết bị công nghệ khác nhau, việc đảm bảo an tồn q trình vận hành vấn đề quan trọng cần xem xét giải Nguyễn Văn Tòng– Cơ điện tủ 01 – K64 45 ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐIỆN TỬ GVHD: Đặng Thái Việt TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bài giảng Giao diện người máy – TS.Lê Giang Nam [2] PGS TS Ngơ Văn Thun - Lập trình với PLC S7 1200 S7 1500 NXB Thanh Niên [3] Nguyễn Trọng Doanh - Điều khiển PLC - NXB Khoa học Kỹ thuật [4] P.P.L Regtien - Sensors for Mechatronics [5] Emma Mourral, Claire Lesaffre (2020) Master Thesis Benefits and Challenges of an Automated Storage and Retrieval System [6] Roodbergen, K.J & Vis, I.F.A (2009) A survey of literature on automated storage and retrieval systems, European Journal of Operational Research 194(2), 343-362 [7] Automated Storage and Retrieval Systems: A Primer" - Robert B Williams, J David Mulkey, and John D Lee Nguyễn Văn Tòng – Cơ điện tủ 01 – K64 46