Phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng plc s7 1200 đồ án tốt nghiệp

ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC SỬ DỤNG PLC S7 1200 GVHD: Th.S HỒ THANH TUẤN SINH VIÊN: TRẦN HUY CHƯƠNG LỚP: 20DT01 MSSV: 17020019 NGÀNH: ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Bình Dương, 10-2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành Cho Cán Bộ Hướng Dẫn) Họ tên SV: TRẦN HUY CHƯƠNG Mã số SV: 17020019 Lớp: 20DT01 Ngành: Điện - Điện Tử Tên đề tài: phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200 Người hướng dẫn (tên đầy đủ): Th.S HỒ THANH TUẤN Nội dung đồ án a Nhận xét hình thức báo cáo : Số trang : 52 Số chương : 05 Số bảng số liệu : 03 Số hình ảnh : 31 Số tài liệu tham khảo : 07 Sản phẩm : 01 Nhận xét nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu nhận xét ưu điểm hạn chế) Ý nghĩa đồ án i Nhận xét đồ án (nhận xét kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu, việc xây dựng ứng dụng demo, thái độ, ưu điểm, hạn chế sinh viên tham gia) a Ưu điểm: b Hạn chế: Đề xuất, đánh giá Đủ tiêu chuẩn bảo vệ Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ Đánh giá chung: Điểm tối đa NỘI DUNG Điểm 10 Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, trình thực phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát) Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải vấn đề) Sự phù hợp phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển kết nghiên cứu) Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo đề tài) Kết đạt kiến nghị (kết nghiên cứu, tóm tắt, kiến nghị đề tài) Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục tài liệu tham khảo) 1.5 1.0 3.0 2.0 1.0 1.5 CB HƯỚNG DẪN ii BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP (Dành Cho Cán Bộ Phản Biện) Họ tên SV: TRẦN HUY CHƯƠNG Mã số SV: 17020019 Lớp: 20DT01 Ngành: Điện - Điện Tử Tên đề tài: Phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200 Người phản biện (tên đầy đủ): Nội dung đồ án a Nhận xét hình thức báo cáo : Số trang Số bảng số liệu Số tài liệu tham khảo Số chương Số hình vẽ Sản phẩm b Nhận xét nội dung (kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu nhận xét ưu điểm hạn chế) Ý nghĩa đồ án iii Nhận xét đồ án (nhận xét kiến thức, phương pháp mà sinh viên tìm hiểu, nghiên cứu, việc xây dựng ứng dụng demo, thái độ, ưu điểm, hạn chế sinh viên tham gia) a Ưu điểm: b Hạn chế: Đề xuất, đánh giá Đủ tiêu chuẩn bảo vệ Chưa đủ tiêu chuẩn bảo vệ Câu hỏi (phản biệt dặt 02 câu hỏi) iv Đánh giá chung: Điểm tối đa NỘI DUNG Điểm 10 Hướng nghiên cứu (cách tiếp cận đề tài, trình thực phương pháp nghiên cứu điều tra, khảo sát) Nội dung trình bày từ hướng nghiên cứu (đặt vấn đề, giải vấn đề) Sự phù hợp phương pháp (giá trị khoa học, thực tiển kết nghiên cứu) Phạm vi phân tích (tính mới, tính sáng tạo, độc đáo đề tài) Kết đạt kiến nghị (kết nghiên cứu, tóm tắt, kiến nghị đề tài) Hình thức (định dạng, cấu trúc, nội dung, mục lục tài liệu tham khảo) 1.5 1.0 3.0 2.0 1.0 1.5 CB HƯỚNG DẪN v LỜI CẢM ƠN Kính thưa: - Ban giám hiệu trường Đại Học Bình Dương - Thầy cô khoa Điện – Điện tử Lời đầu tiên, cho phép em gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban giám hiệu Trường Đại học Bình Dương với quý Thầy/Cô khoa Điện-Điện tử truyền đạt cho em kiến thức vơ bổ ích, tận tình dạy, giúp đỡ em trình học tập rèn luyện hồn thiện đồ án Đó tảng quan trọng nhất, hành trang quý giá để em hoàn thành đồ tự tin bước tiếp vào đường tới Em xin gửi lời cảm ơn thầy Th.S Nguyễn Thanh Tuấn tạo điều kiện cho phép em thực đồ án tốt nghiệp Thầy tận tâm bảo hướng dẫn em qua buổi học, buổi nói chuyện, thảo luận nguyên cứu đề tài Nhờ có lời hướng dẫn dạy bảo đó, đồ án tốt nghiệp em hoàn thành cách tốt Trong trình thực đồ án tốt nghiệp, hạn chế kiến thức kỹ thực tế nên chun đề cịn nhiều thiếu sót Em kính mong thầy bạn bè có ý kiến đóng góp quý báu để kiến thức lĩnh vực hồn thiện Sau cùng, em xin kính chúc quý thầy cô khoa Điện – Điện tử thật dồi sức khỏe, để tiếp tục thực sứ mệnh tốt đẹp truyền đạt kiến thực cho hệ mai sau Em xin chân thành cảm ơn ! Sinh viên TRẦN HUY CHƯƠNG vi BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÌNH DƯƠNG CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT Tên đề tài: phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200 Giảng viên hướng dẫn: Th.S HỒ THANH TUẤN Thời gian thực hiện: Từ 27/6- 28/10/2022 Sinh viên thực hiện: TRẦN HUY CHƯƠNG – MSSV: 17020019 Nội dung đề tài : Lý chọn đề tài - Hiện nay, với phát triển cơng nghệ số hóa, dây chuyền tự dộng ứng dụng ngày rộng rãi sản xuất Các doanh nghiệp sản xuất tự cải tiến công nghệ, hệ thống máy móc để tạo sản phẩm chất lượng tốt nhất, giá cạnh tranh Đó sở nâng cao vị cạnh tranh, giúp doanh nghiệp đứng vững thị trường khốc liệt, sau vấn đề em định xây dựng mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc, nhằm đáp ứng nhu cầu khách hang doanh nghiệp Mục tiêu - Mục tiêu nghiêng cứu đề tài “ phân loại sản phẩm theo màu sắc’’ tìm hiểu rõ PLC nguyên lý phân loại sản theo màu sắc - Phạm vi thực hiện: Mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc” sử dụng PLC S7 1200 Ý nghĩa: - Mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc’’có sử dụng PLC giúp cho doanh nghiệp phần tiết kiệm nguồn nhân lực dây chuyền sản xuất Đối tượng: vii - Mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc” sử dụng PLC S7 1200 Phương pháp thực : - Tìm hiểu đề tài nghiên cứu - Tìm hiểu biết cách sử dụng lập trình PLC S7 1200 - Hiểu nguyên lý cách vận hành loại cảm - Lập trình tìm hiểu PLC mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc” - Tìm mua vật liệu linh kiện để thi cơng mơ hình - Thi cơng sản phẩm ( tiến hành chạy thử nghiệm khắc phục lỗi, hồn thiện mơ hình) Kết mong muốn: - Mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc” chạy theo yêu cầu đề Kế hoạch thực hiện:(Mô tả kế hoạch làm việc phân công công việc cho sinh viên tham gia) NỘI DUNG CÔNG VIỆC THỰC NGÀY/TUẦN HIỆN Gặp GVHD để liên hệ đề tài Được GVHD chấp nhận phát triển đề tài Viết đề cương chi tiết TUẦN 1-2 Đề cương chi tiết GVHD chấp nhận Nộp đề cương chi tiết cho khoa viii Chọn vật liệu thi công mua linh kiện cần thiết Thiết kế phần khung mơ hình “phân loại sản phẩm theo màu sắc” Gặp thầy hướng dẫn xin ý kiến mượn TUẦN 3-4 PLC Báo cáo tiến độ với GVHD GVHD góp ý chỉnh sửa Tìm hiểu biết cách sử dụng lập trình PLC S7 1200, Tìm hiểu nguyên lý cách vận hành loại cảm biến Hiểu biết cách lập trình PLC S7 TUẦN 5-6 1200 Báo cáo tiến độ với GVHD GVHD góp ý chỉnh sửa Lắp ráp hoàn thiện phần cứng, khắc phục cố Test mơ hình khắc phục cố Báo cáo tiến độ với GVHD TUẦN 7-8 GVHD góp ý chỉnh sửa Báo cáo tiến độ với GVHD GVHD góp ý chỉnh sửa ix Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn • Thông số kỹ thuật Mẫu CZ-H35S Loại Triệt tiêu độ bóng, vệt tia nhỏ Phạm vi phát 28 đến 52 mm (Đề nghị: 40 mm) Đường kính vệt nhỏ Đường kính mm khoảng cách tham chiếu 16 mm Nguồn sáng Đèn LED màu đỏ (665 nm)/Đèn LED màu xanh (520 nm)/Đèn LED màu xanh (465 nm) Bán kính uốn cong nhỏ sợi quang 25 mm Khả chống chịu với môi trường Chỉ số chống chịu thời tiết cho vỏ bọc Ánh sáng môi trường xung quanh Nhiệt độ môi trường xung quanh Chống chịu rung Vật liệu Khối lượng SVTH: Trần Huy Chương IP40 Đèn bóng trịn: Tối đa 10,000 lux, Ánh sáng mặt trời: Tối đa 20,000 lux -10 đến +55 °C (Khơng đóng băng) 10 đến 55 Hz, 1,5 mm Biên độ kép theo hướng X, Y, Z tương ứng, Vỏ bọc Chất dẻo gia cường sợi thủy tinh, Vỏ che ống kính Triacetate, Polyarylate (Phần kim loại: Thép không gỉ LOẠI 304) Xấp xỉ 45 g (gồm cáp 2-m) 39 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 3.1.9 Đèn báo 24VDC ❖ Lý chọn thiết bị: - Đèn báo loại đèn báo hiệu thiết kế nhỏ gọn Với mục đích sử dụng để báo hiệu trạng thái hoạt động - Điện áp: 24VDC - Đường kính: 16m ❖ Phương pháp: - Đèn báo kết nối môt chân vào Q0.5 chân vào nguồn 0V tổ ong Hình 3.11 Đèn báo trạng thái 3.2 Thi cơng mơ hình: 3.2.1 Thi cơng phần cơ: Mơ hình thi công sử dụng mặt phẳng gỗ ép (70*50) để dễ dàng dây lắp rắp thiết bị mặt phẳng, thiết bị bắn vít chắn cố định ❖ Mơ hình gồm phân loại màu sắc màu không xác định cuối băng tải: - Phân loại màu xanh dương - Phân loại màu vàng - Phân loại màu không xác định SVTH: Trần Huy Chương 40 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn Hình 3.12 lắp thiết bị vào mặt phẳng 3.2.2 Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc 3.2.2.1 Khối chuyển động ❖ Cơ cấu băng tải: Hệ thống truyền động băng tải kéo động giảm tốc 24VDC kết nối với PLC Khi động quay dây băng tải chuyển động để phôi màu chuyển động tới cảm biến nhận diện màu đưa tín hiệu PLC xử lý tới động bước ❖ Cơ cấu động bước: Động bước động điều chỉnh góc với độ xác cao, động bước dùng để đẩy phôi màu vào khay đựng màu vàng, xanh dương, cảm biến nhận diện màu cài đưa PLC xử lý điều khiển động bước chỉnh tới vị trí để đưa phơi màu vào khay sau thời gian cài động bước quay SVTH: Trần Huy Chương 41 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 3.2.2.2 Khối điều khiển: ❖ Các khối liên kết điều khiển trung tâm PLC S7 1200 ❖ Bảng điều khiển gồm: - CB đóng ngắt 220VAC - khối nguồn 24VDC - PLC S71200 1214C DCDCDC - Cảm biến màu mạch khuếch đại CZV21A đầu dị quang CZH35S Hình 3.13 Khối điều khiển SVTH: Trần Huy Chương 42 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn CHƯƠNG 4: SƠ ĐỒ THUẬT TỐN, CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN, GIAO DIỆN ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT 4.1 Sơ đồ thuật toán: Sơ đồ 4.1.1A: Sơ đồ thuật tốn phơi vàng phơi xanh dương Bắt đầu Khởi tạo hệ thống S S Stop Start On=1 Đ Đ Chạy băng tải Dừng băng tải hệ thống S S Phôi xanh dương Phôi vàng Đ S Phôi Động bước hoạt động Đ không xác định S Động bước hoạt động S Sau 5s Đ Đ Động bước thu Sau 11s Đ Chạy hết băng tải Động bước thu Kết thúc SVTH: Trần Huy Chương 43 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 4.2 Quy định ngõ vào kết nối với PLC: 4.2.1 Quy định ngõ vào, ra: STT ĐẦU VÀO VÀ RA QUY ĐỊNH TÊN I0.0 START I0.1 STOP I0.2 SP Vàng I0.3 SP Xanh dương Q0.0 PULSE (chân xung) Q0.1 DIERCTION (chân hướng) Q0.2 PULSE (chân xung) Q0.3 DIERCTION (chân hướng) Q0.4 Băng tải 10 Q0.5 (ĐB)Đèn báo hệ thống làm việc Bảng Quy định ngõ vào, SVTH: Trần Huy Chương 44 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 4.2.2 Sơ đồ đấu nối PLC: Sơ đồ 4.2.2.1: Sơ đồ đấu nối PLC SVTH: Trần Huy Chương 45 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 4.3 Nguyên lý hoạt động Sau bật CB (Circuit Breaker) cấp điện cho toàn hệ thống PLC khởi động ta nạp chương trình PLC Khi ấn nút khởi động hệ thống đèn báo hệ thống băng tải hoạt động Đặt sản phẩm lên băng tải để cảm biến nhận diện màu, cảm biến phat màu vàng, động bước gạt sẵn đưa sản phẩm màu vàng vào khay sau 5s tính từ lúc phát vật màu vàng động bước quay vị trí băng đầu, cảm biến màu phát sản phẩm màu xanh dương, động bước hai gạt sẵn để đưa sản phẩm màu xanh dương vào khay sau 11s tính từ cảm biển phát màu động bước hai quay vị trí ban đầu, màu không xác định đưa cuối băng tải 4.4 Chương trình điều khiển hệ thống: Network 1: khai báo động bước SVTH: Trần Huy Chương 46 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn Network 2: khai báo động bước SVTH: Trần Huy Chương 47 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn Network 3: khởi động tắt mơ hình SVTH: Trần Huy Chương 48 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn Network 4: nhận diện sản phẩm màu vàng SVTH: Trần Huy Chương 49 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn Network 5: nhận diện sản phẩm màu xanh dương SVTH: Trần Huy Chương 50 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn 4.5 Bảng thử nghiệm mơ hình phân loại màu sắc: Màu Số lần Tỉ lệ đạt vàng 100% Xanh dương 100% Màu không xác định 10 100% ❖ Đánh giá: - Hệ thống hoạt động ổn định - Hệ thống hoạt động sai số nhỏ nhận diện màu sắc từ 1% đến 2% - Màu sắc màu vàng đạt tỉ lệ nhận diện hệ thống lên đến 100% - Màu sắc màu xanh dương đạt tỉ lệ nhận diện hệ thống lên đến 100% - Màu không nhận diện đạt tỉ lệ hệ thống lên đến 100% - Khi nhận diện màu sắc xong hệ thống tự động gạt màu vào vị trí định sẵn - Hệ thống hoạt động ổn định điều khiển PLC S7 1200 - Hệ thống không bị nhiễu nhiều nhận diện màu sắc cài, sai số nhỏ SVTH: Trần Huy Chương 51 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận: Trong trình thực Đồ án “phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200” giúp em hiểu rõ kiến thức lý thuyết học lớp q trình thực hành mơn điều khiển tự động Thiết kế mơ hình phần mềm kết hợp với việc cho chạy thực tế giúp em nắm vững kiến thức chung Việc thực mơ hình vơ hưu ích tiện lợi, lẽ thực mơ hình giúp sinh viên tiếp cận thang máy thực tế cách chủ động hơn, làm quen với nguyên lý hoạt động dễ dàng khắc phục có cố xảy Cùng với kỹ tin học văn phịng, thuyết trinh làm việc nhóm quan trọng q trình hồn thành đồ án tốt nghiệp 5.2 Kiến nghị: Trong suốt trình thực đồ án “phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200 “, số vấn đề khó khăn cơng việc hồn thành: ❖ Khó khăn: – Mơ hình cịn nhiều khuyết điểm mặt thẩm mỹ – Cịn nhiều chức chưa tích hợp – Chưa hoàn thiện hệ thống báo cháy tải – Chưa thực sản phẩm hết báo hệ thống ❖ Cơng việc hồn thành: – Hoàn thành đồ án hạn – Thiết kế chế tạo thành cơng mơ hình – Lập trình chạy yêu cầu đặt – Tìm hiểu hiểu sâu cách sử dụng PLC – Thực đầy đủ yêu cầu giáo viên đề ❖ Hướng phát triển đề tài: – Thêm chức đưa sản phẩm vào băng tải, bật cảnh báo, – Nâng cấp hệ thống phân biệt nhiều màu SVTH: Trần Huy Chương 52 Lớp 20DT01 Đồ Án Tốt Nghiệp GVHD: Th.S Hồ Thanh Tuấn – Nâng cấp hệ thống – Nâng cấp chương trình, hệ thống điều khiển giám sát Wincc – Nâng cấp hệ thống báo cháy tải – Nâng cấp hết sản phẩm hệ thống báo người điều khiển SVTH: Trần Huy Chương 53 Lớp 20DT01