63 Trang 21 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Tên viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển lập trình SCADA Supervisory Control And Data AcquisitionHệ t
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 XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - LƯU KHO TỰ ĐỘNG BẰNG MÃ QR GVHD: THS NGUYỄN TỬ ĐỨC SVTH : NGƠ ĐĂNG THOẠI ĐÀM TRUNG TỒN SKL011722 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN -⸙∆⸙ - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - LƯU KHO TỰ ĐỘNG BẰNG MÃ QR GVHD: ThS Nguyễn Tử Đức SVTH 1: Ngơ Đăng Thoại MSSV: 19151294 SVTH 2: Đàm Trung Tồn MSSV: 19151297 Tp Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Ngô Đăng Thoại MSSV: 19151294 Họ tên sinh viên 2: Đàm Trung Toàn MSSV: 19151297 Chuyên ngành: Cơng nghệ Kỹ thuật Điều khiển Tự động hóa Hệ đào tạo: Đại học quy Khóa: 2019 - 2023 Lớp: 191512B I TÊN ĐỀ TÀI: XÂY DỰNG MÔ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM – LƯU KHO TỰ ĐỘNG BẰNG MÃ QR II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG Các số liệu ban đầu: - Kích thước mơ hình: mơ hình dạng AS/RS, diện tích 1m2, chiều cao 510mm - Động Step motor 57 NEMA23, Step motor 42 NEMA17HS3401S - Động 24VDC băng tải - Relay 24VDC chức đóng, mở động ba tải đèn - Cơ cấu truyền động dây đai Nội dung thực hiện: - Tìm hiều PLC Siemen CPU S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC - Tìm hiều thiết bị điều khiền qua PLC S7 1200 như: driver DM542, driver TB6600, relay trung gian HHP2… - Tìm hiều Tia Portal V16, WinCC Professional, Pycharm, Snap7… - Lập trình điều khiển thiết bị kết nối với PLC S7 1200 - Kết nối PLC S7-1200 với Pycharm - Thiết kế giao diện hệ thống WinCC Professional - Thiết kế thi cơng mơ hình lắp đặt thiết bị thực tế - Đánh giá kết đạt từ tìm mặt hạn chế hướng phát triển đề tài I II III IV V VI VII VIII CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN 5.1 Kết phần cứng 5.1.1 Kết phần khí Sau trình thi cơng cấu nâng hạ, kệ hàng băng tải, nhóm tiến hành lắp ráp phận với phần khí hồn chỉnh Tuy q trình thi cơng hệ thống cịn nhiều sai số hệ thống đảm bảo hoạt động bình thường theo u cầu đặt Nhìn chung phần khí chắn, puly dây đai lắp đặt ăn khớp, dây đai căng vừa đủ, trượt tròn ăn khớp Kết thi cơng phần khí hình 5.1 Hình 1: Kết thi cơng phần khí 5.1.2 Kết phần điện Sau q trình thi cơng phần điện nhóm hồn thành tủ điện đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn tủ điện công nghiệp Các thiết bị bố trí bên tủ ngăn nắp bên ngồi có đầy đủ nút chức để vận hành hệ thống, đồng thời có đèn hiển thị trạng thái hoạt động hệ thống Kết thi cơng phần điện hình 5.2 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 56 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 2: Kết thi cơng tủ điện 5.2 Kết phần mềm Sau trình thi công phần mềm, với mục tiêu ban đầu đặt xử lí mã QR hệ thống cần giao diện đơn giản, ổn định, giúp người dùng dễ dàng thao tác nhập thông số, điều khiển hệ thống Đồng thời giám sát hoạt động, hiển thị thông số thông báo lỗi xảy trình vận hành Kết thi cơng phần mềm hình 5.3 5.4 Hình 3: Kết quét QR code Pycharm BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 57 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 4: Kết thi cơng hình vận hành 5.3 Kết vận hành Kết vận hành hệ thống hình 5.5 đến hình 5.13 Để điều khiển giám sát hệ thống ta cần đăng nhập phân quyền hình 5.5 Hình 5: Màn hình Login hệ thống BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 58 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Để dễ dàng giám sát điều khiển ta chọn hình vận hành Ở hình hiển thị tất chế độ giúp người sử dụng có nhìn tổng quan số lượng, loại hàng trạng thái hàng Nói chung hình vận hành tiện giám sát bao quát toàn hoạt động hệ thống hình 5.6 đến hình 5.9 Hình 6: Màn hình vận hành chế độ nhập kho - Auto Hình 7: Màn hình vận hành chế độ xuất kho - Auto BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 59 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 8: Màn hình vận hành chế độ nhập kho - Manual Hình 9: Màn hình vận hành chế độ xuất kho - Manual BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 60 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Trong trình hoạt động hệ thống gặp cố cảnh báo Thơng tin hiển thị ở hình Alarm hình 5.10 Hình 10: Màn hình Alarm hệ thống Ta xem lại lịch sử xuất nhập kho ở trang thông tin liệu kho hàng hình 5.11 Hình 11: Màn hình hiển thị thơng tin nhập xuất kho BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 61 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Sau hết ca làm việc người vận hành xuất sở liệu để lưu trữ, báo cáo 5.12 Hình 12: Dữ liệu thơng tin lưu trữ Trong q trình hoạt động hệ thống ta cài đặt thơng số, kiểm tra trình trạng hoạt động hệ thống hình cài đặt hình 5.13 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 62 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Hình 13: Màn hình cài đặt Kết đo thời gian nhập xuất kho chu kì liên tục 18 hàng hệ thống thể bảng 5.1 bảng 5.2 Bảng 1: Thời gian nhập kho 18 ô hàng hệ thống VỊ TRÍ Ơ LẦN LẦN LẦN LẦN LẦN 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10.6s 12.7s 14.5s 11.0s 12.7s 14.2s 14.1s 14.5s 14.7s 10.9s 12.7s 14.5s 11.0s 12.9s 14.6s 14.5s 14.3s 15.0s 10.8s 12.9s 14.7s 11.0s 12.9s 14.5s 14.4s 14.6s 14.8s 11.2s 12.8s 14.8s 11.1s 13.1s 14.8s 14.5s 14.7s 14.9s 10.9s 12.8s 15.1s 11.3s 13.2s 14.7s 14.8s 14.6s 14.9s 11.0s 13.0s 14.7s 11.5s 13.0s 14.7s 14.6s 14.1s 14.9s 11.1s 13.0s 14.8s 11.1s 13.6s 14.8s 14.9s 15.0s 15.0s 11.3s 13.2s 14.5s 11.6s 13.2s 15.1s 14.9s 14.8s 15.1s 11.6s 13.3s 15.5s 11.5s 13.0s 15.0s 15.0s 14.9s 14.8s 11.0s 13.2s 15.1s 11.2s 13.2s 15.1s 14.7s 13.8s 15.0s BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN TRUNG BÌNH 11.00s 12.94s 14.92s 11.18s 13.08s 14.64s 14.64s 14.72s 14.84s 11.08s 12.98s 14.72s 11.28s 13.08s 14.86s 14.64s 14.34s 14.98s 63 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Bảng 2: Thời gian xuất kho 18 ô hàng hệ thống VỊ TRÍ Ơ LẦN LẦN LẦN LẦN LẦN 5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 10.3s 12.7s 14.4s 11.1s 12.8s 14.5s 14.7s 14.7s 14.6s 11.2s 12.7s 14.6s 11.2s 13.0s 14.6s 14.7s 14.6s 15.0s 10.4s 12.9s 14.5s 10.7s 12.7s 14.6s 14.8s 14.2s 14.5s 11.4s 12.8s 14.6s 10.9s 12.7s 14.4s 14.6s 14.5s 15.3s 10.4s 13.0s 14.6s 10.5s 12.8s 14.4s 15.0s 14.0s 14.5s 10.7s 12.6s 14.5s 10.8s 12.6s 14.3s 14.4s 14.6s 14.5s 10.3s 12.7s 14.5s 10.8s 12.7s 14.5s 14.7s 14.3s 14.7s 11.2s 12.6s 14.4s 11.2s 13.1s 14.3s 14.6s 14.7s 15.2s 10.4s 12.6s 14.5s 11.1s 12.9s 14.6s 14.7s 14.6s 14.8s 11.7s 12.8s 14.7s 11.1s 12.9s 14.7s 14.7s 14.5s 15.6s TRUNG BÌNH 10.36s 12.78s 14.5s 10.84s 12.78s 14.52s 14.78s 14.36s 14.62s 11.24s 12.7s 14.56s 11.04s 12.86s 14.46s 14.6s 14.58s 15.12s Hệ thống vận hành ổn định chu kì vận hành liên tục chế độ nhập – xuất kho tự động Cơ cấu nâng hạ rung lắc nhẹ, puly dây đai hoạt động trơn tru Về khoảng thời gian nhập xuất kho hệ thống nhóm ổn định không chênh lệch nhiều Theo ghi nhận từ thực nghiệm chu kì vận hành liên tục nhóm thấy sau: - Nhập kho ở vị trí trung bình mất khoảng 11s ở vị trí ô xa nhất mất 15s - Xuất kho ở vị trí trung bình mất khoảng 10.4s ở vị trí xa nhất mất 15.1s - Thời gian nhập kho: 4m04s/18 sản phẩm, trung bình: 13.6s/sản phẩm - Thời gian xuất kho: 4m01s/18 sản phẩm, trung bình: 13.4s/sản phẩm BỘ MƠN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 64 CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ THỰC HIỆN Nhận xét: - Quá trình vận hành hệ thống nhập - xuất kho vị trí theo u cầu - Hệ thống điều khiển nhiều chế độ khác - Xây dựng thuật toán giúp nhập – xuất kho hoạt động với thời gian nhanh, ổn định tối ưu nhất - Hệ thống tối ưu suất việc chuyển sang chế độ xuất kho cấu nâng hạ lập tức đến vị trí cần x́t kho mà khơng cần vị trí bắt đầu - Khi hệ thống gặp cố hệ thống không bị mất liệu Tổng kết: Hệ thống đạt yêu cầu đặt ban đầu BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 65 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.1 Kết luận Sau trình nghiên cứu, thi cơng hồn thành đề tài “XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM – LƯU KHO TỰ ĐỘNG BẰNG MÃ QR”, nhóm đạt mục tiêu lúc đầu đề ra: - Xây dựng mơ hình hệ thống lưu kho tự động hoạt động theo yêu cầu nhóm đặt - Đã quét mã QR Code phân loại yêu cầu đặt - Sử dụng phần mềm TIA Portal V16 để lập trình điều khiển hệ thống mơ giám sát giao diện hình WinCC - Hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động ngõ vào module, thiết bị phần cứng liên quan đến PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC - Làm quen với ngơn ngữ lập trình Python, cách sử dụng phần mềm Pycharm - Hiểu nguyên lý hoạt động, thiết lập thông số, cách đấu dây Driver với PLC động bước - Thi công phần khí mang tính xác tương đối mơ hình biết cách khắc phục phần khí bị lỗi - Thiết kế thi công tủ điện với tính thẩm mỹ kỹ thuật cao phù hợp với tiêu chuẩn tủ điện thực tế 6.2 Hạn chế Đề tài số hạn chế như: - Giao diện điều khiển WinCC Professional trình vận hành đáp ứng chậm có bị đứng - Trong q trình điều khiển có sai số lỗi - Phần khí cịn chưa chắn, rung lắc vận hành - Hệ thống chưa thể nhận biết hàng rơi, rớt q trình vận chuyển - Mã QR cịn hạn chế số lượng BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 66 CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 6.2 Hướng phát triển Nhóm tiếp tục hồn thiện tính hệ thống kết hợp thêm tiêu chí, tính như: - Tối ưu hóa phần khí, phần mầm để hệ thống hoạt động ổn định xác - Thay động bước động có hồi tiếp encoder tăng độ xác cho hệ thống - Cải thiện sử dụng đồng thời nhiều cấu nâng hạ để tiết kiệm thời gian xuất/nhập kho - Thêm tính mới: nhận biết hàng rơi vận chuyển, hệ thống lỗi tự dừng khẩn cấp… - Thiết kế thêm Websever điều khiển giám sát từ xa BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Ngô Văn Thuyên & Phạm Quang Huy, Lập Trình Với PLC S7 1200 S7 1500, Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM (2017) [2] Trần Văn Hiếu, Thiết kế hệ thống HMI/SCADA với Tia Portal, Nhà xuất Khoa học & Kỹ thuật (2016) [3] Siemens 2012, SIEMENS-S7-1200 Programmable Controller System Manual [4] Siemens 2012, SIEMENS-S7-1200 Basics on Creating HTMLs for SIMATIC CPUs [5] Kho AS/RS gì? https://otecvn.com.vn/kho-as-rs-la-gi/, ngày truy cập 10/06/2023 [6] Các loại mã vạch thông dụng ứng dụng chúng, https://shop.sapo.vn/cac-loai-ma-vach-thong-dung/, ngày truy cập 10/06/2023 [7] Ethernet gì? Các tính Ethernet, https://netsystem.vn/ethernet-la-gi-cac-tinh-nang-hang-dau-cua-ethernet/, ngày truy cập 10/06/2023 [8] So sánh động Step động Servo, http://cokhithanhduy.com/so-sanh-dong-co-step-va-dong-co-servo/, ngày truy cập 10/06/2023 BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 68 PHỤ LỤC PHỤ LỤC Phụ lục 1: Chương trình PLC https://drive.google.com/file/d/1ChtDA-AZemf_8MAgD9t7Ofoi25_mU8AD/view Phụ lục 2: Chương trình Pycharm https://drive.google.com/file/d/1xba8QOPoM96YHNJk3KacOoTgmyOR_Qk3/view Phụ lục 3: File thiết kế mơ hình tủ điện https://drive.google.com/file/d/1P7tKOCcy-LNpCurrB07BzjLvvP6icZNK/view Phụ lục 4: File thiết kế sơ đồ nối dây https://drive.google.com/file/d/1M_-taRyT3diSy2X3zB7pltA0z4k57ebt/view BỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN 69 S K L 0