Nghiên cứu thiết kế chế tạo hệ thống 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 CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LƯU KHO TỰ ĐỘNG GVHD: TS NGUYỄN VŨ LÂN SVTH: NGUYỄN ĐỨC HY NGUYỄN HỮU THÂU NGUYỄN PHAN NGỌC THIỆN SKL010902 Tp Hồ Chí Minh, Tháng năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT - KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LƯU KHO TỰ ĐỘNG” Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐỨC HY NGUYỄN HỮU THÂU TS NGUYỄN VŨ LÂN NGUYỄN PHAN NGỌC THIỆN Lớp: Khoá: MSSV: 19146010 MSSV: 19146265 MSSV: 19146268 19146CL4B 2019 – 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO - BỘ MÔN CNKT CƠ ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: “NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG LƯU KHO TỰ ĐỘNG” Giảng viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện: NGUYỄN ĐỨC HY NGUYỄN HỮU THÂU TS NGUYỄN VŨ LÂN NGUYỄN PHAN NGỌC THIỆN Lớp: Khoá: MSSV: 19146010 MSSV: 19146265 MSSV: 19146268 19146CL4B 2019 – 2023 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO BỘ MÔN KỸ THUẬT CƠ ĐIỆN TỬ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o Tp HCM, ngày NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP tháng năm 2023 Học kỳ / Năm học 2022-2023 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Vũ Lân Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Thâu MSSV: 19146265 Nguyễn Đức Hy MSSV: 19146010 Nguyễn Phan Ngọc Thiện MSSV: 19146268 Mã số đề tài: 22223DT155 Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống lưu kho tự động Các số liệu, tài liệu ban đầu: https://www.slideshare.net/trongthuy3/luan-van-nghien-cuu-hoan-thien-mo-hinh-khohang-tu-dong-hay https://www.youtube.com/watch?v=cR_WGtMh7LA Nội dung đồ án: - Tính tốn lên phương án thiết kế - Tính tốn thông số động cơ, chọn chi tiết - Vẽ thiết kế mạch điện mơ hình 3D - Thiết kế mơ hình thực tế - Viết chương trình cho mơ hình - Chạy demo hồn thành Các sản phẩm dự kiến Xây dựng hồn thành mơ hình hệ thống lưu kho tự động Ngày giao đồ án: 15/03/2023 Ngày nộp đồ án: 21/07/2023 Ngôn ngữ trình bày: Bản báo cáo: Tiếng Anh  Tiếng Việt  Trình bày bảo vệ: Tiếng Anh  Tiếng Việt   TRƯỞNG KHOA TRƯỞNG BỘ MÔN GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) Được phép bảo vệ……………………………… LỜI CAM KẾT - Tên đề tài: Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống lưu kho tự động - GVHD: Ts Nguyễn Vũ Lân - Họ tên sinh viên: Nguyễn Hữu Thâu MSSV: 19146265 Nguyễn Đức Hy Nguyễn Phan Ngọc Thiện MSSV: 19146010 MSSV: 19146268 - Ngày nộp khóa luận tốt nghiệp: 21/07/2023 - Lời cam kết: “Tơi xin cam đoan khóa luận tốt nghiệp (ĐATN) cơng trình nhóm tơi nghiên cứu thực Tôi không chép từ viết cơng bố mà khơng trích dẫn nguồn gốc Nếu có vi phạm nào, tối xin chịu hoàn toàn trách nhiệm” Ký tên SVTH1 (Ký, ghi rõ họ tên) Tp Thủ Đức,ngày … tháng … năm 2023 Ký tên SVTH2 Ký tên SVTH3 (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) i LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình thực đồ án tốt nghiệp trường Đại học Sư Phạm Kỹ thuật TpHCM, nhóm nhận nhiều giúp đỡ, trợ giúp quan tâm quý Thầy/Cô Nhóm xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý Thầy/Cô khoa Đào Tạo Chất Lượng Cao tạo điều kiện thuận lợi để nhóm thực đề tài Và nhóm xin gửi lời cảm ơn đến thầy hướng dẫn – Ts Nguyễn Vũ Lân tận tình hướng dẫn, đưa ý kiến góp ý, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho nhóm thực đề tài Trong q trình thực đề tài này, nhóm nghiên cứu thực đề tài cách nghiêm túc hoàn chỉnh có thể, khơng thể tránh thiếu sót Vì nhóm thực mong nhận ý kiến đóng góp từ phía q Thầy/Cơ bạn đọc để điều chỉnh thiếu sót, hồn thiện đề tài Xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Thâu Nguyễn Đức Hy Nguyễn Phan Ngọc Thiện ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN Nghiên cứu, thiết kế chế tạo hệ thống lưu kho tự động Lý chọn đề tài: Trong trình phát triển cơng nghiệp hố đại hố ngày nay, tự động hoá sản xuất nhu cầu quan trọng doanh nghiệp sở kinh doanh, việc tự động hố xuất nhập hàng hoá vào kho sở sinh doanh nhu cầu cần thiết sở kinh doanh nhiều hạn chế việc thuê nhân công bưng bê sử dụng xe đẩy hàng, đem lại suất khơng cao khó kiểm tra có sai sót xảy Nên nắm bắt nhu cầu nên nhóm nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống lưu kho tự động để đáp ứng nhu cầu giải nhược điểm Các vấn đề nghiên cứu: Nghiên cứu cách thức điều khiển thiết bị ngoại vi PLC Siemens S7 1200 CPU 1214C DC/DC/DC Thu thập liệu barcode để phân loại hàng hóa cách tự động Tính tốn cơng suất, lựa chọn động phù hợp với trọng lượng hàng hóa Thiết kế cấu đẩy rút đưa hàng hóa vào kho lưu trữ tự động Nghiên cứu lập lưu đồ thuật tốn cho hệ thống phân loại hàng hóa barcode lưu đồ thuật toán nhập kho, xuất kho Quá trình thực kết nghiên cứu: Sau trình nghiên cứu thực đề tài, nhóm bước giải vấn đề đặt mục tiêu để hoàn thiện đồ án Trong q trình thực nhóm làm được: - Hoàn thành thiết kế vẽ hệ thống điện vẽ lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống lưu kho - Đấu nối sơ đồ điện cho hệ thống lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống vẽ thiết kế - Tối ưu lưu đồ thuật toán sử dụng barcode lưu đồ thuật toán xuất, nhập kho - Vận hành điều chỉnh lỗi phần cứng phần mềm phát sinh trình thực đồ án Định hướng phát triển đề tài: Sau hồn thiện mơ hình đưa vào vận hành đạt hiệu suất đặt mục tiêu nhóm nhận thấy hệ thống có tính khả thi, áp dụng vào thực tế nhà xưởng, mơ hình kinh doanh cần lưu trữ hàng hóa Và nhóm tìm hiểu nghiên cứu thêm để phát triển, hoàn thiện cấu đưa hàng hóa vào kho chịu trọng tải lớn hơn, nhanh có tính ổn định để phù hợp với nhu cầu thực tế iii MỤC LỤC LỜI CAM KẾT i LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT ĐỒ ÁN iii MỤC LỤC iv DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH VẼ vii DANH MỤC BẢNG BIỂU x DANH MỤC VIẾT TẮT .xi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tính cấp thiết 1.3 Mục tiêu hoàn thành 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Phương pháp nghiên cứu 1.5.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 1.6 Giới hạn đề tài 1.7 Kết cấu ĐATN CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Cấu tạo quy trình cơng nghệ hệ thống 2.1.1 Khái niệm hệ thống lưu kho tự động: 2.1.2 Nguyên lý làm việc 2.1.3 Các thành phần hệ thống lưu kho tự động 2.2 Các mơ hình hệ thống lưu kho 2.3 Các phương pháp vận chuyển hàng hoá kho 2.4 Những phương pháp phân loại hàng hoá 2.4.1 Tìm hiểu mã vạch 2.4.2 Ứng dụng 2.4.3.Ý nghĩa mã vạch sản phẩm 2.5 Cơ sở lý thuyết liên quan đến hệ thống điện 10 2.5.1 Điều khiển động bước 10 2.5.2 Hệ thống cảm biến phát vật thể 11 2.5.3 Thiết bị quét mã vạch 12 2.6 Cơ sở lý thuyết hệ thống điều khiển 13 iv 2.6.1 Tổng quan PLC 13 2.6.2 Bộ điều khiển PLC cấu trúc bao gồm thành phần sau: 14 2.6.3 Phần mềm lập trình điều khiển hệ thống 15 CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ 19 3.1 Tính tốn thiết kế hệ thống khí 19 3.1.1 Yêu cầu thiết kế 19 3.1.2 Đề xuất thiết kế hệ thống 19 3.1.3 Tỉ lệ mơ hình so với thực tế 19 3.1.4 Thiết kế kệ chứa hàng hàng hoá 19 3.1.5 Tính tốn thiết kế cấu chuyển hàng 20 3.2 Thiết kế hệ thống điện 34 3.2.1 Yêu cầu thiết kế 34 3.2.2 Sơ đồ khối hệ thống điện 34 3.3 Lựa chọn thiết bị 35 3.3.1 Khối xử lý trung tâm 35 3.3.2 Khối chấp hành 36 3.3.3 Khối cảm biến 43 3.3.4 Khối thu thập liệu 44 3.4 Thiết kế sơ đồ nối dây điện 47 3.5 Thiết kế hệ thống điều khiển 49 3.5.1 Hệ thống phân loại sản phẩm 49 3.5.2 Hệ thống lưu kho tự động 51 3.5.3 Thiết kế giao diện hệ thống giám sát 56 CHƯƠNG 4: GIA CÔNG LẮP ĐẶT HỆ THỐNG 57 4.1 Gia cơng lắp đặt khí 57 4.1.1 Lắp đặt hệ thống khung hệ thống 57 4.1.2 Lắp đặt kệ đựng hàng kiện hàng 57 4.1.3 Lắp đặt hệ thống băng tải 58 4.1.4 Lắp đặt trục X cấu chuyển hàng 59 4.1.5 Lắp đặt trục Z cấu chuyển hàng 60 4.1.6 Lắp đặt trục Y cấu chuyển hàng 61 4.2 Lắp đặt hệ thống điện 62 4.3 Thiết kế hệ thống giao diện làm việc hệ thống 62 4.4 Cách vận hành hệ thống: 63 v