Đang tải... (xem toàn văn)
Đồ án Thiết kế hệ thống phân loại bưu kiện theo mã QR sử dụng PLC S71200 Tài liều chỉ để tham khảo vui lòng không sử dụng làm mục đích khác. Tks Tài liều chỉ để tham khảo vui lòng không sử dụng làm mục đích khác. Tks
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BƯU KIỆN THEO MÃ QR SỬ DỤNG PLC-S7 1200 Sinh viên thực hiện: ptv Người hướng dẫn: Th.S i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA Đề tài: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BƯU KIỆN THEO MÃ QR SỬ DỤNG PLC-S7 1200 Sinh viên thực hiện: ptv Lớp: Tự Động Hóa Người hướng dẫn: Th.S ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt trình làm đồ án tốt nghiệp, em nhận nhiều giúp đỡ, đóng góp ý kiến, tận tình bảo hướng dẫn từ tùy quý thầy cơ, bạn bè gia đình Em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy Th.S, giảng viên phụ trách thực tập hướng dẫn đồ án tốt nghiệp Trường… , người tận tình hướng dẫn bảo, sát suốt trình xây dựng hoàn thiện đồ án em Em xin cảm ơn quý thầy cô Trường…., Khoa Điện - Điện Tử nói riêng dạy dỗ bảo em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, tạo điều kiện giúp đỡ suốt trình học tập giảng đường Giúp em có tảng sở lý thuyết vững vàng trình làm việc sau Tuy nhiên, hạn chế mặt kiến thức thời gian nên đồ án khơng trách khỏi thiếu sót nhiều mặt kiến thức cách trình bày, Kính mong nhận góp ý Thầy Cơ để đồ án hoàn thiện Em xin chân thàn cảm ơn! e iii MỤC LỤC Tran MỤC LỤC i MỞ ĐẦU CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan hệ thống phân loại bưu kiện 1.1.1 Khái niệm hệ thống phân loại bưu kiện 1.1.2 Những hệ thống phân loại bưu kiện phổ biến 1.2 Giới thiệu QR Code 1.2.1 Lịch sử QR Code 1.2.2 Thuật toán QR Code .6 1.3 Ứng dụng xử lý ảnh đọc QR Code 1.3.1 Tổng quan hệ thống xử lý ảnh 1.3.2 Các vấn đề xử lý ảnh 1.3.3 Thu nhận biểu diễn ảnh 10 1.4 Ứng dụng sở liệu quản lý thông tin bưu kiện 10 1.4.1 Khái quát sở liệu 10 1.4.2 Chức sở liệu 10 1.4.3 Phân loại sở liệu 11 1.4.4 Cơ sở liệu SQL Server .11 1.5 Phần mềm công nghệ ứng dụng cho hệ thống 11 1.5.1 Phần mềm TIA Portal 11 1.5.2 Phần mềm Visual Studio .13 1.6 Kết luận chương 15 iv CHƯƠNG GIỚI THIỆU THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BƯU KIỆN THEO MÃ QR 16 2.1 Khối điều khiển .16 2.1.1 Bộ điều khiển PLC 16 2.1.2 Biến tần 20 2.1.3 Relay trung gian 21 2.2 Khối cảm biến 23 2.2.1 Cảm biến tiệm cận 23 2.2.2 Cảm biến quang .24 2.3 Khối chấp hành .25 2.3.1 Băng chuyền 25 2.3.2 Động chạy tải 27 2.3.3 Xy lanh khí nén 27 2.4 Khối giám sát 28 2.5 Khối xử lý ảnh .29 2.6 Kết luận chương 29 CHƯƠNG THIẾT KẾ VÀ TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BƯU KIỆN THEO MÃ QR 30 3.1 Phương án thiết kế 30 3.1.1 Các yêu cầu thiết kế hệ thống 30 3.1.2 Phương án thiết kế 30 3.2 Bố trí thiết bị mơ hình 31 3.2.1 Mô tả hệ thống .31 3.2.2 Giới thiệu thiết bị 32 3.2.3 Khái quát sản phẩm 32 3.3 Tính tốn lựa chọn thiết bị sử dụng hệ thống 33 3.3.1 Băng tải 33 3.3.2 Khối cấu chấp hành 33 3.3.3 Khối cảm biến 37 v 3.3.4 Khối điều khiển 37 3.3.5 Khối xử lý ảnh .41 3.3.6 Khối giám sát 41 3.4 Danh mục thiết bị sử dụng hệ thống 42 3.5 Bản vẽ mạch điện 44 3.5.1 Bản vẽ mạch động lực 44 3.5.2 Bản vẽ mạch điều khiển 45 3.5.3 Bản vẽ truyền thông biến tần V20 module CM1241 46 3.6 Xây dựng lưu đồ thuật toán 47 3.6.1 Các đầu vào, đầu .47 3.6.2 Nguyên lý hoạt động 47 3.6.3 Lưu đồ thuật toán hệ thống 48 3.7 Kết luận chương 49 CHƯƠNG XÂY DỰNG MƠ HÌNH 50 4.1 Yêu cầu xây dựng mơ hình 50 4.2 Lựa chọn thiết bị sử dụng mơ hình 50 4.2.1 Băng tải 50 4.2.2 Khối chấp hành 51 4.2.3 Khối nguồn bảo vệ 53 4.2.4 Khối cảm biến 54 4.2.5 Khối điều khiển 54 4.2.6 Khối xử lý ảnh .56 4.2.7 Khối giám sát 57 4.3 Bản vẽ mạch điện vẽ đấu nối phần cứng mơ hình 57 4.3.1 Bản vẽ mạch động lực 57 4.3.2 Bản vẽ mạch điều khiển 58 4.3.3 Bản vẽ đấu nối phần cứng 59 4.4 Lưu đồ thuật tốn mơ hình 61 vi 4.5 Thiết kế chương trình điều khiển 63 4.5.1 Tạo sở liệu SQL Server 63 4.5.2 Giao diện xử lý mã QR Visual Studio .63 4.5.3 Chương trình điều khiển mơ hình hệ thống .65 4.6 Kết thực nghiệm .66 4.6.1 Hình ảnh phân loại bưu kiện khu vực 66 4.6.2 Hình ảnh phân loại bưu kiện khu vực 67 4.6.3 Hình ảnh phân loại bưu kiện khu vực 68 4.7 Kết luận chương 68 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI .69 TÀI LIỆU THAM KHẢO 70 PHỤ LỤC 70 Chương trình xử lý ảnh C# .70 Chương trình điều khiển TIA 79 vii MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Ngày nay, việc tập trung hóa-tự động hóa cơng tác quản lí, giám sát điều khiển hệ thống tự động nhằm nâng cao hiệu trình sản xuất, tránh rủi ro tiết kiệm chi phí Và hạn chế hướng tất yếu q trình sản xuất khơng thể tránh khỏi, thời gian với phát triển mạnh mẽ công nghệ Cùng với phát triển vượt bậc kĩ thuật vi điện tử, kĩ thuật truyền thông công nghệ phần mềm thời gian qua Và lĩnh vực điều khiển tự động đời, phát triển ngày đa dạng đáp ứng yêu cầu sống, địi hỏi q trình tự động lĩnh vực cơng nghiệp Chính phải lựa chọn q trình điều khiển phù hợp với yêu cầu thực tế đặt cho ngành Đảm bảo điều kiện sở vật chất cho phép, tiết kiệm chi phí vận hành, nâng cao hiệu sản xuất, dễ dàng bảo trì sửa chữa hệ thống có cố Thực tiễn đặt để quản lí nhà máy sản xuất cách linh hoạt ổn định phù hợp nhất, tiết kiệm phải an toàn Trước thời thách thức thời đại, nhận biết nắm bắt vận dụng thành tựu cách có hiệu khoa học kĩ thuật giới nói chung kĩ thuật điều khiển tự động nói riêng Việc ứng dụng kĩ thuật điều khiển vào “quá trình phân loại sản phẩm” đáng kể làm thay đổi sản xuất cũ mang nhiều hạn chế Làm thay đổi cục diện công nghiệp mạnh mẽ Chính trở thành vấn đề hứng thú đầy tiềm cho em tìm hiểu xây dựng thiết kế cải tiến góp phầm vào hồn thiện phát triển sâu, rộng đời sống sản xuất người Lý chọn đề tài Xét điều kiện cụ thể nước ta cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa sử dụng ngày nhiều thiết bị điều khiển tự động dây truyền sản xuất Điều dẫn đến việc hình thành hệ thống sản xuất linh hoạt, cho phép tự động hóa mức độ cao sở sử dụng máy CNC, robot cơng nghiệp Trong có khâu quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm hệ thống phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm nhằm chia sản phẩm nhóm có thuộc tính với để thực đóng gói hay loại bỏ sản phẩm hỏng Trong kỷ nguyên 4.0 thời điểm vàng thương mại điện tử số lượng khách hàng lựa chọn phương thức mua sắm trực tuyến ngày gia tăng, tốc độ tăng trưởng thương mại điện tử lớn Điều cho thấy tiềm thị trường mua sắm Việt Nam lớn Công ty chiến thắng đơn vị mạnh dạn đầu tư công nghệ để tạo đột phá dịch vụ, đáp ứng nhu cầu khách hàng Việc đưa hệ thống phân loại bưu kiện tự động vào đơn vị giao nhận thương mại điện tử xu hướng tất yếu với lĩnh vực đà phát triển Trong công nghiệp 4.0 chất lượng dịch vụ tốc độ phục vụ yếu tố quan trọng giúp tìm giữ khách hàng.Xuất phát từ thực tế em chọn đề tài đồ án “THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BƯU KIỆN THEO MÃ QR SỬ DỤNG PLC-S7 1200” Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: - PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC - Phần mềm TIA Portal - Hệ thống xy lanh khí nén - Xử lí ảnh Phạm vi nghiên cứu: - Thiết kế hệ thống phân loại bưu kiện theo mã QR sử dụng PLC S7-1200 thực tế - Thiết kế phần cứng tạo mô hình, sản phẩm hồn chỉnh - Lập trình PLC S7-1200 điều khiển giám sát “Hệ thống phân loại bưu kiện theo mã QR sử dụng PLC S7-1200” Phương pháp nghiên cứu Đã tiến hành tham khảo tài liệu trang chủ http://www.siemens.com kết hợp với thực hành trực tiếp CPU 1214 Siemens mơ hình để đạt kết tốt thực Đã mượn tham khảo số tài liệu GVHD cung cấp, mượn tài liệu thư viện để nghiên cứu; tài liệu diễn đàn liên quan website, Blog Nghiên cứu mơ hình khóa trước, từ rút kinh nghiệm để tiến hành thực mơ hình Nội dung nghiên cứu - Thu thập nghiên cứu tài liệu - Tìm hiểu PLC S7-1200, phần mềm TIA Portal - Tìm hiểu cơng nghệ mã QR - Tìm hiểu phần mềm Visual Studio - Viết chương trình - Xây dựng mơ hình, kiểm tra sửa lỗi - Kiểm tra, hồn thiện phần cứng chương trình - Hồn thành đồ án: đánh máy, in ấn, đóng bìa nộp đề tài Ý nghĩa thực tiễn đề tài - Phục vụ công tác học tập, nghiên cứu giảng dạy trường đại học, cao đẳng, trung cấp thuộc khối ngành kỹ thuật khắp nước, giúp sinh viên tiếp cận thức tế có nhìn khách quan chân thực trình học tập - Tiết kiệm: Sử dụng nhân lực tăng tốc trình sản xuất, tối ưu hóa dây chuyền sản phẩm, phân loại đơn giản, thay nhiều hầu hết loại cảm biến khác dây chuyền - Chính xác: Nhờ mã QR, người quản lí dễ dàng kiểm tra số lượng bưu kiện, phân loại bưu kiện, phân loại theo nơi nhận, phân loại theo người sử dụng Chính xác đến đích đến - Thuận tiện cho người quản lý, rút bớt thời gian củng không can thiệp nhiều