Thiết kế mô hình hệ thống kho bãi lưu trữ thông minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ MƠ HÌNH HỆ THỐNG KHO BÃI LỮU TRỮ THƠNG MINH Trình độ đào tạo: Đại học quy Khoa: Kỹ thuật – Công nghệ Chuyên ngành: Điện công nghiệp dân dụng GVHD: ThS Phan Thanh Hoàng Anh SVTH: Nguyễn Hữu Long MSSV: 18033545 Lớp: DH18DC Vũng Tàu, ngày 24 tháng 02 năm 2022 MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN 01 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 02 1.1.Đặt vấn đề 02 1.2.Mục tiêu, tính tối ưu 02 1.2.1 Mục tiêu 02 1.2.2 Tính tối ưu đề tài 02 CHƢƠNG II TỔNG QUAN 03 2.1 Giới thiệu chung 03 2.2 Giới thiệu PLC 03 CHƢƠNG III CƠ SỞ LÝ THUYẾT 07 3.1.Phân tích hệ thống lưu trữ hàng 07 3.1.1 Lưu trữ hàng hóa truyền thống 07 3.1.2 Lưu trữ hàng hóa thơng minh 08 3.2 Chuyển giao liệu 10 CHƢƠNG IV: THIẾT BỊ PHẦN MỀM VÀ NGUYÊN LÝ 12 4.1.Thiết bị 12 4.1.1 Động bước 12 4.1.2 Xi lanh khí nén 16 4.1.3 Van điện từ khí nén 17 4.1.4 Cảm biến 19 4.1.5 Relay trung gian 22 4.1.6.Driver cho động bước 24 4.2 Phần mềm 27 4.2.1 Tia portal V16 27 4.3 Nguyên lý làm việc 30 4.4 Lập trình PLC 31 CHƢƠNG V KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 53 5.1.Kết luận 53 5.1.1 Những mặt làm 53 5.1.2 Những hạn chế tồn 53 5.2 Hướng phát triển đề tài 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực đề tài này, em nhận nhiều hỗ trợ, góp ý hướng dẫn nhiều người Đầu tiên, nhóm em muốn gửi lời cảm ơn chân thành đến ThS Phan Thanh Hoàng Anh, giảng viên khoa Điện – Điện tử Trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu hướng dẫn, giúp đỡ tận tình suốt q trình làm đề tài Ngồi ra, nhóm em muốn cảm ơn thầy Viện CNKT – Nông nghiệp – Công Nghệ Cao trường Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu tạo điều kiện thuận lợi để nhóm em thực đề tài Xin cảm ơn tất bạn thành viên lớp DH18DC , người đồng hành gắn bó với nhóm suốt năm học vừa qua, có góp ý giúp đỡ tụi thời điểm khó khăn làm đề tài Đề tài khơng hồn thành tốt đẹp khơng có giúp đỡ tất người Một lần em xin chân thành cảm ơn Vũng Tàu , Tháng năm 2021 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề Hàng hóa ln vấn đề cần thiết cho nhu cầu đời sống xã hộ của mội người dân từ vật dụng văn phòng, nhà cửa, sắt thép mặt hàng thúc đẩy phát triển giới vấn đề kho lưu trữ hàng hóa phần thiếu giúp bảo quản xếp để tối diện tích dễ dàng tiềm kiếm Hiện cịn nhiều cơng ty theo hướng thủ cơng , tự vận chuyện hàng hóa vào kho phải có giám sát người để vận hành kho xưởng Để giải vấn đề nêu đưa giải pháp tự động hóa hệ thống robot lập trình để phục vụ cho nhu cần vận chuyển hàng hóa cách thông minh để nhằm rút gọn thời gian, tối ưu hóa nguồn nhân lực cho cơng ty Trước tiên cần thiết kế mơ hình để đánh giá khả phương pháp 1.2 Mục tiêu, tính tối ƣu giới hạn đề tài 1.2.1 Mục tiêu - Nghiên cứu mơ hình điều khiển động động bước xi lanh nén để cẩu gắp vận chuyển - Ứng dụng cơng nghệ có để xây dựng hệ thống điều khiển thơng minh - Giảm chi phí nhân công, tăng khả nẳng tiết kiệm thời gian công sức - Hệ thống tự động vận hành đáp ứng nhu câu cơng nghiệp hóa đại hóa 1.2.2 Tính tối ƣu đề tài - Chi phí đầu tư thấp, hệ thống ổn định có độ bền cao - Có tính linh động cao, mở rộng phát triển theo nhu cầu công ty - Tối ưu thời gian lưu trữ hàng hóa vào xuất kho - Nâng cao khả tự động hóa cho cơng ty CHƢƠNG II: TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu chung Trong thời buổi phát triển Thế Giới kinh tể đóng vài trị quan trọng phát triển.Tất khu vực Châu lục giới ngày phát triển đồng thời với nên cơng nghiệp nông nghiệp phát triển để thúc đẩy sử phát triển cần phải tao mơi trường có tính cạnh tranh cao tất mặt để đáp ứng nhu cầu đại ngày Thứ thiếu để phát triển khu lực lưu giữ hàng hóa xuất hàng hóa ,tất cáng cơng ty lớn cơng ty nhỏ phải có kho hàng riêng nhằm phục vụ nhu cầu lưu trứ hàng hóa ,hiện việc lưu trữ hàng hóa cịn nhiều bất cập chưa tự động hóa dây chuyền, nhằm đáp ứng nhu cầu cơng ty,xí nghiệp em tìm hiểu vận dụng kiến thức học PLC mơn học khác để đưa mơ hình cách để cải thiện tình trạng “ Mơ hình kho thơng minh” 2.2 Giới thiệu PLC Hình 2.1 : PLC S7 1200 - Kích thước: 110 x 100 x 75 - Bộ nhớ người dùng: + Bộ nhớ làm việc: 50Kb + Bộ nhớl ưu trữ: 2Mb + Bộ nhớ Retentive: 2Kb - Ngõ vào số: 14 In/10 Out - Ngõ vào tương tự: in - Vùng nhớ Truy suất bit (M): 4096Byte - Module tín hiệu mở rộng: - Board tín hiệu/truyền thông:1 - Module truyền thông: - Bộ đếm tốc độ cao: + Pha x 100KHZ/3 x 30KHZ + Pha x 80KHZ/3 x 20KHZ - Ngõ xuất xung tốc độ cao: - Truyền thông: Ethernet - Thời gian thực nguồn nuôi: 10 ngày - Thực thi lệnh nhị phân: 0.1 micro giây/lệnh S7-1200 thiết kế theo kiểu hệ thống nhiều mô-đun liên kết lại với Mỗi mô-đun thiết bị riêng lẻ, với chức độc lập, kết hợp với điều khiển lập trình tạo nên hệ thống vận hành s7-1200 Vậy hệ thống bao gồm thiết bị nào? Năm 2009, Siemens dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay dần cho S7-200 So với S7-200 S7-1200 có tính trội: S7-1200 dịng điều khiển logic lập trình (PLC) kiểm sốt nhiều ứng dụng tự động hóa Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, tập lệnh mạnh làm cho có giải pháp hồn hảo cho ứng dụng sử dụng với S7-1200 -S7-1200 bao gồm microprocessor, nguồn cung cấp tích hợp sẵn, đầu vào/ra (DI/DO) -Một số tính bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào CPU chương trình điều khiển: +Tất CPU cung cấp bảo vệ password chống truy cập vào PLC +Tính “know-how protection” để bảo vệ block đặc biệt -S7-1200 cung cấp cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet TCP/IP Ngoài bạn dùng module truyền thong mở rộng kết nối RS485 RS232 -Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 Step7 Basic Step7 Basic hỗ trợ ba ngơn ngữ lập trình FBD, LAD SCL Phần mềm tích hợp TIA Portal 11 Siemens -Vậy để làm dự án với S7-1200 cần cài TIA Portal phần mềm bao gồm mơi trường lập trình cho PLC thiết kế giao diện HMI  Ƣu điểm:  Tính ổn định cao  Ngơn ngữ lập trình đơn giản  Mạch điện điều khiển với PLC gọn nhẹ, dễ dàng bảo quản sửa chữa  Có thể dễ dàng giao tiếp với máy tính thơng qua cổng Ethernet  Khả chống nhiễu tốt  Độ tin cậy cao  Được hỗ trợ nhiều giao tiếp truyền thơng mạng máy tính hình giám sát thu thập liệu WINCC  Nhƣợc điểm: Giá thành phần cứng cao  PLC (Programmable Logic Controller)  Là điều khiển Logic lập trình Hiện có nhiều hãng sản xuất PLC Siemens (Đức), Omron (Nhật Bản), Mitsubishi (Nhật Bản) nhiều nhà sản xuất khác Để lập trình cho PLC có ngơn ngữ lập trình LAD (Ladder Logic – dạng hình thang), FBD (Function Block Diagram – Khối chức năng), STL (Statement List – liệt kê lệnh), ưa chuộng có lẽ LAD đơn giản dễ hiểu PLC nhận tín hiệu ngõ vào dựa vào thuật tốn điều khiển người dùng lập trình bên PLC để xuất tín hiệu ngõ có tác dụng điều khiển thiết bị khác  Cấu trúc bên PLC thể hình 2.11 gồm có :  Bộ nhớ chương trình RAM, ROM  Một vi xử lý trung tâm CPU, dùng để xử lý thuật toán  Các module tín hiệu vào  PLC cấu trúc thành module nên dễ dàng thay thế, mở rộng có nhu cầu Ngồi PLC cịn có khả chống nhiễu tốt, lựa chọn hàng đầu mơi trường cơng nghiệp Hình 2.11: Cấu trúc PLC  Ứng dụng:  PLC ứng dụng nhiều để điều khiển máy bơm, lò nhiệt, động hệ thống băng tải, thang máy dây chuyền sản xuất công nghiệp CHƢƠNG III : CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Phân tích hệ thống lƣu trữ 3.1.1 Lƣu trữ hàng hóa truyền thống Tất công đoạn nhận hàng lấy hàng làm thủ công xe nâng để vận chuyển hàng hóa  Ưu điểm - Chi phí đầu tư khơng cao - Hệ thống vận hành đơn giản - Ít bảo trì bảo dưỡng  Nhược điểm - Chi phí vận hành cao - Thời gian lưu trữ hàng chưa tối ưu - Độ tin chưa cao Hình 3.1: Lưu trữ hàng hóa truyền thống 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 5.1 Kết luận 5.1.1 Những mặt làm đƣợc: - Đã xác định thiết bị cần cho mô mô hình - Sử dụng PLC để áp dụng vào tự động hóa có cơng nghiệp -Ứng dụng cảm biến để xác định đối tượng để cần vận chuyển 5.1.2 Những hạn chế, tồn tại: - Hệ thống hành chưa trơn chu - Chưa tính tốn kinh phí sản xuất cơng nghiệp 5.2 Hƣớng phát triển đề tài: - Phát triển để hướng đến IOT(internet of think) tất dây chuyền để tự động hóa cách tốt - Phát triển thành mơ hình thực tế để xuất cho công ty - Bổ sung HMI để điều khiển , thêm tủ lấy sản phẩm cần thiết 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tài liệu siemens S7 1200 ( Trung tâm tự động hóa cơng nghệ PLCTECH ) - Điều khiển động bước PLC s7 1200(control step with Plc s7 1200) (https://www.youtube.com/watch?v=g4G_3IZCshQ) - https://ngophangroup.com/vi/tin-tuc/co-khi/xi-lanh-khi-nen-dieu-khien-rasao-577.html - https://minhmotor.com/huong-dan-dieu-khien-dong-co-buoc.html 54