Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

\ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT KHOA CƠ KHÍ -   - ĐỒ ÁN TỔNG HỢP CƠ ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI: HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO Giảng viên : TS PHAN NGUYỄN DUY MINH SVTH : TRẦN TÂN : PHAN THANH HÒA LỚP : 17CĐT1 Đà Nẵng, tháng 09 năm 2020 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: TS PHAN NGUY N DUY MINH ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT Độc lập – Tự – Hạnh phúc KHOA CƠ KHÍ NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỔNG HỢP THÔNG TIN CHUNG Họ tên sinh viên: TRẦN TÂN MSV: 171250443130 Lớp: 17CĐT1 Lớp: 17CĐT1 PHAN THANH HÒA MSV: 171250443110 Chuyên ngành:Kĩ thuật Cơ điện tử Tên đề tài đƣợc giao:Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Giảng viên hƣớng dẫn: TS PHAN NGUY N DUY MINH Ngày giao đề tài:01/06/2020 Ngày kết thúc: 18/09/2020 NỘI DUNG CÔNG VIỆC SINH VIÊN THỰC HIỆN A Thuyết minh: (Kiểu chữ: Times New Roman Canh lề: Top:2cm, Bottom:2cm, Left:3cm, Right:2cm) Bao gồm mục: Trang bìa, trang bìa lót: Theo mẫu Bộ môn qui định Tờ nhiệm vụ đồ án tổng hợp: GVHD đề Nhận xét GVHD: Theo mẫu Bộ môn Mục lục Lời nói đầu Chương Giới thiệu tổng quan hệ thống (hay máy, …) thiết kế chế tạo mơ hình (cỡ chữ 15 in hoa đậm, nội dung chƣơng cỡ chữ 13) Nhu cầu sử dụng hệ thống ứng dụng kỹ thuật công nghệ hệ thống? Giới thiệu số hệ thống có thực tế hiệu sử dụng Phƣơng hƣớng nghiên cứu phát triển hay cải tiến hệ thống phục vụ nhu cầu tốt mà em dự định thiết kế (cần có hình ảnh, hình vẽ minh họa cụ thể) SVTH: TRẦN TÂN-PHAN THANH HÒA Trang Chương Phân tích xác định hệ thống hay máy… thiết kế Nhiệm vụ hệ thống thiết kế (Hệ thống nhằm làm gì? ) Nguyên lý hoạt động hệ thống (Có sơ đồ nguyên lý hoạt động Hệ thống hay máy) Các thành phần hay phận có hệ thống hay máy, nêu nhiệm vụ yêu cầu thành phần hay phận cần có để hệ thống hoạt động đƣợc Chương Tính tốn thiết kế Mơ hình hệ thống Phân tích chọn phƣơng án, kích thƣớc qui mơ mơ hình để mô (thu nhỏ) hệ thống hay máy thực Tính toán thiết kế thành phần điện hệ thống - Từng phận đƣợc nêu cụ thể, có sơ đồ phận, tính động học, động lực học xác định kích thƣớc cụ thể, tính chọn động điện truyền động cho phận hay cấu - Mỗi phận thành phần cần có sơ đồ, hình vẽ tính tốn phân tích chuyển động lực hay mơ men tác động…xác định kích thƣớc cụ thể Thống kê tổng hợp đặc điểm kích thƣớc phận, cấu tính Chương Thiết kế phần điều khiển Yêu cầu tự động hoạt động hệ thống hay máy, nêu cụ thể trình hoạt động hệ thống với tác động điều khiển tự động theo chƣơng trình hay chu trình yêu cầu Xác định thành phần hệ thống: Đối tƣợng điều khiển, cấu tác động, cấu chấp hành, cảm biến, phận điều khiển… Phân tích chọn phƣơng án điều khiển: dùng PLC hay Vi điều khiển hay kết hợp hay loại điều khiển thích hợp Xác định thông số vào, Lập sơ đồ thuật toán, sơ đồ khối, sơ đồ nối dây, giản đồ thời gian…(tùy theo loại điều khiển) Giới thiệu PLC hay mạch điều khiển chọn sử dụng… Viết chƣơng trình điều khiển hệ thống Chương Trình bày việc chế tạo mơ hình lắp phần điều khiển, q trình điều chỉnh, hoàn thiện để hệ thống hay máy hoạt động yêu cầu Kết luận Tài liệu tham khảo B Bản vẽ: (từ 3-5 vẽ A1) Bản vẽ giới thiệu số hệ thống hay máy có Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống hay máy thiết kế Bản vẽ hình chiếu kết cấu mơ hình thiết kế Bản vẽ liên quan đến phần điều khiển C Mơ hình: Phải có mơ hình hoạt động đƣợc theo ý tƣởng thiết kế, mơ hình nên nhỏ gọn, khơng q lớn cồng kềnh, phần điều khiển phải gọn, rõ ràng, kết cấu khí phải cứng vững Sinh viên nộp thuyết minh: Đà Nẵng, ngày tháng năm 2020 Ngày……tháng……năm 2020 Giảng viên hƣớng dẫn LỜI MỞ ĐẦU Hiện cơng đại hóa đất nƣớc, yêu cầu ứng dụng tự động hóa ngày cao vào đời sống sinh hoạt, sản xuất (yêu cầu điều khiển tự động, linh hoạt, tiện lợi, gọn nhẹ, ) Mặt khác nhờ công nghệ thông tin, cơng nghệ điện tử phát triển nhanh chóng làm xuất hàng loạt thiết bị điều khiển lập trình PLC, Arduino Để thực công việc cách khoa học nhằm đạt đƣợc số lƣợng sản phẩm lớn, nhanh mà tiện lợi kinh tế Các cơng ty, xí nghiệp thƣờng sử dụng cơng nghệ lập trình Vi điều khiển cho loại phần mềm tự động Dây chuyển sản xuất tự động giảm sức lao động công nhân mà sản xuất lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Qua đồ án chúng tơi giới thiệu lập trình Aduino ứng dụng cuả vào việc phân loại sản phẩm Trên mơ hình “Phân loại sản phẩm theo chiều cao” Lựa chọn lập trình Arduino đề tài bƣớc phù hợp với yêu cầu giới hạn cần có đề tài đồ án hệ thống điện tử nhƣ đáp ứng nhu cầu ứng dụng thực tế lĩnh vực ngành điện tử theo học Đề tài gồm nội dung nhƣ sau:  Chƣơng 1: Giới thiệu chung hệ thống sản xuất tự động  Chƣơng 2: Phân tích thiết kế hệ thống  Chƣơng 3:Tính tốn thiết kế mơ hình hệ thống  Chƣơng 4: Thiết kế hệ thống điều khiển mơ hình  Chƣơng 5: Xây dựng mơ hình Tuy có nhiều cố gắng nhƣng vốn kiến thức hạn chế nhƣ thời gian hạn chế nên không tránh khỏi sai sót khuyết điểm q trình tính tốn nhƣ thi cơng mơ hình, mong q thầy thơng cảm góp ý kiến q thầy cô nhƣ bạn sin viên MỤC LỤC Contents LỜI MỞ ĐẦU Đề tài gồm nội dung nhƣ sau: .4 CHƢƠNG :KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG .7 1.1 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG .7 1.1.1 Giới thiệu dây chuyền phân loại sản phẩm tự động 1.1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao 1.2 TỰ ĐỘNG HĨA VÀ VAI TRỊ CỦA TỰ ĐỘNG HÓA 1.2.1 Tự động hóa 1.2.2 Vai trò ý nghĩa tự động hóa 10 1.2.3 Hiệu kinh tế tự động hóa 10 1.2.4 Phân loại phƣơng thức điều khiển 10 1.3 KẾT LUẬN 10 CHƢƠNG :PHÂN TÍCH XÁC ĐỊNH HỆ THỐNGMÁY THIẾT KẾ .12 2.1 GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO 12 2.1.1 Yêu cầu hệ thống 12 2.1.2 Giới thiệu sơ lƣợc hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 12 2.2 PHÂN TÍCH, TÍNH CHỌN CÁC PHẨN TỬ CĨ TRONG MƠ HÌNH 15 2.2.1 Hệ thống băng tải 15 2.2.2 Hệ thống truyền động .17 2.2.3 Cảm biến phát sản phẩm 21 2.2.4 Hệ thống thiết bị điều khiển 23 2.2.5 Hệ thống thiết bị hiển thị 27 CHƢƠNG 3: TÍNH THIẾT KẾ MƠ HÌNH CỦA HỆ THỐNG 30 3.1 TÍNH TỐN THIẾT KẾ NG TẢI V ĐỘNG CƠ 30 3.1.1 Động 30 3.1.2 ăng tải 31 3.1.3 T nh modunn 32 CHƢƠNG IV : THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN CỦA HỆ THỐNG 35 4.1 Giới thiệu chung hệ thống điều khiến 35 4.1.1 Hệ thống điều khiển PLC .35 4.1.2 Hệ điều khiển vi điều khiển 38 4.2 Nguyên lý hoạt động hệ thống 43 4.2.1 Sơ đồ nguyên lí hệ thống 43 4.2.2 Nguyên lý hoạt độg 44 4.2.3 Thiết kế điều khiển 44 4.3 Cấu trức phần mềm lập trình .52 4.3.1 Cài đặt Arduino IDE .52 4.3.2 Mơi trƣờng lập trình Arduino 52 4.4 Sơ đồ thuật toán 63 CHƢƠNG V: XÂY DỰNG MƠ HÌNH 64 5.1 XÂY DỰNG MƠ HÌNH .64 5.1.1 Cách chế tạo mơ hình .64 5.1.2 Các thành phần có mơ hình 64 5.1.3 H nh ảnh hệ thống 65 KẾT LUẬN 66 CHƢƠNG :KHÁI QUÁT CHUNG VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG 1.1 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG Việc ứng dụng khoa học công nghệ sản xuất công nghiệp nhằm mục tiêu tang sản xuất lao động, cải thiện chất lƣợng sản phẩm, độ xác cao, giá thành hạ… Các hệ thống điều khiển đƣợc đƣa vào sản xuất, xí nghiệp nhà máy với độ tin cậy cao, hoạt động ổn định, hƣ hỏng giảm nhân cơng lao động Điều đòi hỏi hệ thống điều khiển có khác xử lý, kiểm sốt đƣợc cố tự khắc phục đƣợc cố, sai sót vận hành Một hệ thống nhƣ gọi hệ thống điều khiển Trong tất hoạt động ngƣời đâu vào thời điểm liên quan đến khái niệm điều khiển Nó tập hợp tât tác động mang tính tổ chức nhằm đạt đƣợc mục đích mong muốn Có thể nói điều khiển nhân tố cuối định thành bại hoạt động Trong công nghiệp, hệ thống điều khiển ảnh hƣởng trực tiếp đến chất lƣợng sản phẩm, suất lao động chi phí sản xuất 1.1.1 Giới thiệu dây chuyền phân loại sản phẩm tự động - Dây chuyền hình thức tổ chức sản xuất phận, thiết bị đƣớc thực theo trình tự đặt trƣớc - Dây chuyền phân loại sản phẩm dây chuyển mà sản phẩm đƣợc phân theo loại riêng tùy theo yêu cầu (phân theo khối lƣợng, kích thƣớc, màu sắc…) Sau số hình ảnh hoạt động sản xuất dùng công nghiệp nhà máy nay: - Dây chuyển sản xuất nƣớc đóng chai Hình 1 Dây chuyền sản xuất nƣớc - Dây chuyền sản xuất sữa Vinamilk Hình Dây chuyền sản xuất sữa - Dây chuyền phân loại sản phẩm Hình Dây chuyền phân loại sản phẩm 1.1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao - Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao kiểu dây chuyền phân loại sản phẩm theo kích thƣớc sản phẩm, mà cụ thể theo chiều cao sản phẩm mà phân loại sản phầm khác nhau( loại sản phẩm cao, sản phẩm trung bình hay sản phẩm thấp) - Nhƣ nói dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao đƣợc ứng dụng nhiều công nghiệp lĩnh vực phân loại sản phẩm đóng chai, lọ nhƣ: bia, rƣợu, nƣớc đóng chai… Và cơng đoạn cuối dây chuyền sản xuất, có chức phân loại sản phẩm đƣa thùng chứa tƣơng ứng 1.2 TỰ ĐỘNG HÓA V VAI TRÕ CỦA TỰ ĐỘNG HÓA 1.2.1 Tự động hóa Tự động hóa dùng để cơng việc thực mà khơng có giúp đỡ can thiệp trực tiếp ngƣời Tự động hóa có nghĩa thực nhiệm vụ đặc biệt với giúp đỡ mạch điện, truyền đồng điện Tự động hóa ln chứng tỏ ý tƣởng có hiệu hầu hết cá ngành công nghiệp công ty, mà sản xuất hàng tiêu dùng Tự động hóa bƣớc phát triển sau khí hóa điện khí hóa Tự động hóa q trình sử dụng thiết bị thay chức kiểm tra điều khiển ngƣời quy trình sản xuất Hệ thống tự động hóa bắt đầu xuất với việc sử dụng thiết bị đo lƣờng kiểm tra thông số công nghệ chất lƣợng sản phẩm Các hệ thống thông báo xác thơng tin trạng thái thiết bị , thơng số quy trình cơng nghệ Các thơng tin trƣớc có ngƣời dạy kinh nghiệm chuẩn đoán đƣợc, nhƣng đảm bảo mức độ xác tƣơng đối Các thơng tin q trình hồn thiện quy trình cơng nghệ Hệ thống điều khiển cục chế độ riêng biệt quy trình hồn thiện quy trình cơng nghệ phát triển theo hệ thống tự động hóa Đây kết hợp nhiều hệ thống điều chỉnh tự động dƣới điều hành thiết bị tính tốn điều khiển để đảm báo tối ƣu chế độ cùa q trình cơng nghệ Tất hệ thống điều chỉnh tự động thông số công nghệ nhƣ hệ thống điều khiển cục đƣợc giám sát, điều hành chung trung tâm tính tốn điều khiển Trung tâm đảm bảo cho quy trình cơng nghệ xảy tốt hệ thống đo Trong hệ thống điều khiển đƣợc tạo thành từ khối sau: - Khối vào: Chuyển đổi tín hiệu vật lý thành tín hiệu điện, tín chuyển đổi thƣờng nút ấn,contac, sensor, tùy theo chuyển đổi mà ta có tín hiệu đƣa vào khối xử lý có dạng hay dạng liên tục - Khối xử lý: Nhận tín hiệu thực thao tác đảm bảo trình hoạt động hệ thống Từ thông tin khối vào hệ thống điều khiển phải tạo đƣợc tín hiệu cẩn thiết để điều khiển thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu xử lý - Khối ra: Tín hiệu kết cuối trình xử lý hệ thống điều khển Các tín hiệu đƣợc sử dụng điều khiển cấu, thiết bị, hệ thống đáp ứng yêu cầu sản xuất