(Đồ án hcmute) thiết kế hệ thống phân loại bằng mã vạch sử dụng plc kết hợp cánh tay robot

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM BẰNG MÃ VẠCH SỬ DỤNG PLC KẾT HỢP CÁNH TAY ROBOT GVHD:TRẦN VĂN THIÊN SVTH: ĐỖ THẾ ANH MSSV: 16151001 SVTH: ĐINH HOÀNG KHANG MSSV: 16151031 SVTH: NGUYỄN HỮU PHÚC MSSV: 16151065 SKL 0 Tp Hồ Chí Minh, tháng 08/2020 an CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc *** -Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2020 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Đỗ Thế Anh MSSV: 16151001 Họ tên sinh viên 2: Đinh Hoàng Khang MSSV: 16151031 Họ tên sinh viên 3: Nguyễn Hữu Phúc MSSV: 16151065 Ngành: CNKT Điều khiển tự động hóa Lớp: 16151CL1 Giảng viên hướng dẫn: PGS TS Ngô Văn Thuyên ĐT: 0945 853 990 Ngày nhận đề tài: 24 / 02 / 2020 Ngày nộp đề tài: 20 / / 2020 Tên đề tài: Hệ thống phân loại sản phẩm mã vạch sử dụng PLC kết hợp cánh tay Robot Các số liệu, tài liệu ban đầu: Nội dung thực đề tài: Thiết kế phần cứng hệ thống phân loại sản phẩm mã code Tìm hiểu lập trình thiết bị Barcode Reader CF26-LR Mitsubishi Viết chương trình điều khiển giám sát hệ thống phân loại Áp dụng chương trình điều khiển đọc mã vạch vào mơ hình thực cho việc phân loại sản phẩm theo khu vực Sản phẩm: Mơ hình phân loại sản phẩm theo mã code cánh tay Robot Chương trình điều khiển Quyển báo cáo đồ án tốt nghiệp Đĩa CD TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN i an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên sinh viên 1: Đỗ Thế Anh MSSV: 16151001 Họ tên sinh viên 2: Đinh Hoàng Khang MSSV: 16151031 Họ tên sinh viên 3: Nguyễn Hữu Phúc MSSV: 16151065 Ngành: CNKT Điều khiển tự động hóa Tên đề tài: Hệ thống phân loại sản phẩm mã vạch sử dụng PLC kết hợp cánh tay Robot Họ tên Giáo viên hướng dẫn: PGS TS Ngô Văn Thuyên NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm: …………………… (Bằng chữ: … ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2020 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) ii an CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh Phúc ******** PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên sinh viên 1: Đỗ Thế Anh MSSV: 16151001 Họ tên sinh viên 2: Đinh Hoàng Khang MSSV: 16151031 Họ tên sinh viên 3: Nguyễn Hữu Phúc MSSV: 16151065 Ngành: CNKT Điều khiển tự động hóa Tên đề tài: Hệ thống phân loại sản phẩm mã vạch sử dụng PLC kết hợp cánh tay Robot Họ tên Giáo viên phản biện: NHẬN XÉT Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: Ưu điểm: Khuyết điểm: Đề nghị cho bảo vệ hay không? Đánh giá loại: Điểm:……………….(Bằng chữ: ) Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2020 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iii an LỜI CẢM ƠN Trước tiên, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến Thầy cô ngành Tự động hóa, khoa Đào tạo Chất lượng cao, trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.Hồ Chí Minh tận tình dạy chúng em qua năm đại học Thầy cô không truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm mà cịn truyền đạt cách sống hành trang vững cho em mang theo suốt năm tháng sau Nhóm xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Thầy Ngô Văn Thuyên tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm luận văn Thầy tận tình tháo gỡ khó khăn, vướng mắc, định hướng cho em giải vấn đề cách hiệu phù hợp Thầy truyền đạt kinh nghiệm sự hiểu biết sâu sắc khoa học Thầy cách dễ hiểu sinh viên qua chúng em học nhiều từ Thầy phương pháp thực giải vấn đề Sự tậm tâm Thầy việc hướng dẫn học sinh điều làm em cảm phục Con xin gửi lời cảm ơn đến ba mẹ, người động viên lúc khó khăn, ba mẹ điểm tựa niềm động lực to lớn giúp học tập sống tốt Thật khó để nói lời cảm ơn trực tiếp tới ba mẹ, với sự trân trọng thành tâm nhất, xin cảm ơn! Nhóm xin gửi lời cảm ơn đến anh Đỗ Tấn Khoa, anh Trần Nguyên Hải anh Hồ Ngọc Phú tạo điều kiện, cho mượn thiết bị để em thực tốt đề tài phịng thí nghiệm tự động hóa, Trung tâm đào tạo Khu Cơng Nghệ Cao Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng 08 năm 2020 Sinh viên thực iv an LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, tự động hóa sản xuất hầu hết công ty quan tâm đầu tư phát triền nhằm nâng cao suất chất lượng sản phầm, robot thiết bị giúp tự động hóa q trình sản xuất phân loại Trong luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp sử dụng robot Barcode Reader thay người cơng đoạn quy trình phân loại, cụ thể cơng đoạn phân loại hàng hóa theo mã code Luận văn tập trung lập trình điều khiển thiết kế phần cứng hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng cánh tay robot Barcode reader Tìm hiểu điều khiển robot bậc tự RH-3F Barcode reader CF26-LR hãng Mitsubishi, thiết kế cụm hút sản phẩm gắn tay máy, thiết kế hệ thống vận chuyển sản phẩm trình phân loại Áp dụng vào hệ thống thực tế đánh giá chất lượng hệ thống Luận văn gồm có chương liệt kê Chương 1: Tổng quan Chương 2: Cơ sở lý thuyết Chương 3: Thiết kế hệ thống Chương 4: Thiết kế phần mềm Chương 5: Kết đạt Chương 6: Kết luận v an MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN iv LỜI MỞ ĐẦU v Danh Mục Các Từ Viết Tắt ix Danh Mục Bảng x Danh Mục Các Hình Ảnh, Biểu Đồ xi Chương Error! Bookmark not defined Tổng Quan Error! Bookmark not defined 1.1 Đặt vấn đề .Error! Bookmark not defined 1.2 Mục tiêu đề tài .Error! Bookmark not defined 1.3 Nội dung nghiên cứu .Error! Bookmark not defined 1.4 Giới hạn đề tài Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined Cơ Sở Lý Thuyết Error! Bookmark not defined 2.1 Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm .Error! Bookmark not defined 2.1.1 Hệ thống phân loại theo màu sắc .Error! Bookmark not defined 2.1.2 Hệ thống phân loại theo cân nặng .Error! Bookmark not defined 2.1.3 Hệ thống phân loại theo hình dáng Error! Bookmark not defined 2.1.4 Hệ thống phân loại mã vạch .Error! Bookmark not defined 2.2 Chỉ tiêu đánh giá hệ thống Error! Bookmark not defined 2.3 Cơ sở lý thyết phần cứng Error! Bookmark not defined 2.3.1 Thiết bị điều khiển Error! Bookmark not defined vi an 2.3.2 Cấu hình hệ thu thập thơng tin điều khiểnError! defined Bookmark not 2.3.3 Cơ cấu giám sát Error! Bookmark not defined 2.3.4 Cơ cấu phân loại .Error! Bookmark not defined 2.3.5 Cảm biến Error! Bookmark not defined 2.3.6 Băng tải Error! Bookmark not defined 2.3.7 Động điện Error! Bookmark not defined 2.3.8 Thiết bị truyền động Error! Bookmark not defined 2.3.9 Mạng truyền thông công nghiệp Error! Bookmark not defined 2.3.10 Mạng truyền thông Ethernet Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined Thiết Kế Hệ Thống .Error! Bookmark not defined 3.1 Yêu cầu thiết kế .Error! Bookmark not defined 3.2 Quy trình phân loại sản phẩm Error! Bookmark not defined 3.3 Thiết kế phần cứng Error! Bookmark not defined 3.3.1 Lựa chọn cấu hình hệ thu thập thơng tin điều khiểnError! not defined Bookmark 3.3.2 Thiết kế khâu nhận diện sản phẩm Error! Bookmark not defined 3.3.3 Lựa chọn cấu phân loại Error! Bookmark not defined 3.3.4 Bộ điều khiển Robot Error! Bookmark not defined 3.3.5 Lựa chọn băng tải vận chuyển Error! Bookmark not defined 3.3.6 Lựa chọn động kéo băng tải Error! Bookmark not defined 3.3.7 Lựa chọn biến tần .Error! Bookmark not defined 3.3.8 Lựa chọn thiết bị truyền động Error! Bookmark not defined 3.3.9 Lựa chọn cảm biến vật Error! Bookmark not defined 3.3.10 Lựa chọn cấu giám sát Error! Bookmark not defined 3.3.11 Lựa chọn điều khiển hệ thống Error! Bookmark not defined vii an 3.3.12 Lựa chọn thiết bị cấu hình hệ thống điều khiểnError! defined Bookmark not 3.4 Mơ hình hệ thống Error! Bookmark not defined 3.5 Sơ đồ nối dây Error! Bookmark not defined 3.5.1 Sơ đồ nối dây Error! Bookmark not defined 3.5.2 Sơ đồ mạch động lực Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined Thiết Kế Phần Mềm .Error! Bookmark not defined 4.1 Sơ đồ trạng thái .Error! Bookmark not defined 4.2 Thiết kế giao diện HMI Error! Bookmark not defined 4.2.1 Yêu cầu thiết kế Error! Bookmark not defined 4.2.2 Yêu cầu màu sắc .Error! Bookmark not defined 4.2.3 Phân cấp hình Error! Bookmark not defined 4.2.4 Alarm .Error! Bookmark not defined 4.2.5 Phân quyền cho người dùng HMI .Error! Bookmark not defined 4.2.6 Thiết kế giao diện HMI Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined Kết Quả Đạt Được Error! Bookmark not defined 5.1 Kết phần cứng Error! Bookmark not defined 5.2 Kết phần mềm Error! Bookmark not defined 5.3 Quá trình thực nghiệm hoạt động .Error! Bookmark not defined Chương Error! Bookmark not defined Kết Luận Hướng Phát Triển .Error! Bookmark not defined 6.1 Kết luận Error! Bookmark not defined 6.1.1 Công việc thực Error! Bookmark not defined 6.1.2 Hướng phát triển Error! Bookmark not defined Tài liệu tham khảo Error! Bookmark not defined viii an Phụ lục Error! Bookmark not defined Danh Mục Các Từ Viết Tắt TMTĐ: Thương mại điện tử PLC: Programable Logic Controller HMI: Human Machine Interface DAQ: Data Acquisition SCADA: Supervisor Control and Data Acquisition PC: Personal Computer ADC: Analog to Digital Converter PVC: Polyvinyl Chloride I/O: Input/Output LAN: Local Area Network TCP/IP: Transmission Control Protocol/ Internet Protocol RS485: Recommended Standard 485 CPU: Central Processing Unit QR: Quick Response USB: Universal Serial Bus OL: Overload ix an Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] TS Hồng Minh Sơn (2003), “Giáo trình hệ thống điều khiển phân tán”, ĐHBK Hà Nội [2] Nguyễn Quốc Toàn, Nguyễn Lê Trung Hiếu (2017), đồ án tốt nghiệp “Phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC Mitsubishi” [3] Phạm Tài Nam (2018), đồ án tốt nghiệp “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo cân nặng” [4] Lê Văn Thái (2019), đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng camera 3D việc phân loại sản phẩm theo hình dạng kích thước” [5] Phí Đức Tới, Nguyễn Hoàng Long (2019), đồ án tốt nghiệp “Ứng dụng mạng truyền thông công nghiệp điều khiển giám sát qui trình sản xuất sữa” [6] Theo báo cáo giá trị thương mại điện tử Việt Nam 2014- 2020 trang Web Statista.com 65 an Phụ lục Chương trình Robot 66 an 67 an Chương trình PLC 68 an 69 an 70 an 71 an 72 an 73 an 74 an 75 an 76 an 77 an 78 an an