Đồ án môn học hệ thống phân loại và dán nhãn sản phẩm

Giới thiệu hệ thống phân loại và dánnhãn sản phẩm1.1 Giới thiệu chungTrong thời đại 4.0, thời đại công nghệ thông tin thì việc Điều khiển tự động hóa không còn xa lạ đối với hầu hết các

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍMINH

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬBỘ MÔN TỰ ĐỘNG ĐIỀU KHIỂN

Trang 2

Mục lục

Mục lục i

Danh sách hình ảnh ii

Chương 1 Giới thiệu hệ thống phân loại và dán nhãn sản phẩm 1

1.1 Giới thiệu chung 1

2.4 Sơ đồ nối dây 12

Chương 3 Thiết kế và vận hành hệ thống ảo 15

3.1 Giới thiệu về Factory I/O 15

3.2 Thiết kế hệ thổng ảo trên Factory I/O 15

Trang 3

Danh sách hình ảnh

Hình 1-1: Băng tải (Belt Conveyor) 1

Hình 1-2: Tay kẹp (Left & Right Positions) 2

Hình 1-3: Cánh tay (Pick & Place) 2

Hình 2-1: Sơ đồ tổng quát quy trình vận hành hệ thống 5

Hình 2-2: Sơ đồ quy trình phân loại sản phẩm theo giá trị cảm biến trả về 6

Hình 2-3: Sơ đồ quy trình ghép phôi 7

Hình 2-13: Signal modules 16 DI/ 16 DO 11

Hình 2-14: Modules analog input 12

Hình 2-15: Mạch PLC nhận tín hiệu các sensor và điều khiển băng tải 12

Hình 2-16: Mạch PLC nhận tín hiệu từ các sensor và điều khiển băng tải, pusher và tai kẹp 1 13

Hình 2-17: Mạch PLC nhận tín hiệu cảm biến và điều khiển các tay kẹp 13

Hình 2-18: Mạch PLC nhận giá trị các cảm biến và điều khiển pick & place 14

Hình 2-19: Mạch PLC nhận giá trị của vision sensor và giá trị số sản phẩm đã hoàn thành

Trang 4

Hình 3-4: PLC tag cho ngõ ra 17

Hình 3-5: Gắn các biến vào Factory IO 18

Hình 3-6: Lập trình điều khiển nút nhấn 19

Hình 3-7: Lập trình điều khiển băng tải 19

Hình 3-8: Lập trình điểu khiển băng tải 19

Hình 3-9: Lập trình điều khiển băng tải 20

Hình 3-10: Lập trình điều khiển Pusher 1 20

Hình 3-14: Lập trình điều khiển tay kẹp 1 21

Hình 3-15: Lập trình điều khiển tay kẹp1 22

Hình 3-20: Lập trình điều khiển kích thả hàng 23

Hình 3-21: Lập trình điều khiển kích thả hàng 24

Hình 3-22: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 vào ra 24

Hình 3-23: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 lên xuống 24

Hình 3-25: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 hút thả hàng 25

Hình 3-26: Lập trình điều khiển cánh tay máy 2 vào ra 25

Hình 3-29: Lập trình điều khiển cánh tay máy 2 hút thả hàng 26

Hình 3-30: Lập trình điều khiển đếm sản phẩm 27

Trang 5

Chương 1: Giới thiệu hệ thống phân loại và dán nhãn sản phẩm

Chương 1 Giới thiệu hệ thống phân loại và dánnhãn sản phẩm

1.1 Giới thiệu chung

Trong thời đại 4.0, thời đại công nghệ thông tin thì việc Điều khiển tự động hóa không còn xa lạ đối với hầu hết các ngành công nghiệp Sự phát triển nhanh chóng của khoa học máy tính và công nghệ truyền thông đã giúp cho việc điều khiển, vận hành dây chuyền sản xuất trở nên đơn giản, chính xác, nhanh chóng và hiệu quả hơn bao giờ hết Chính vì vậy, việc học tập, nghiên cứu những ứng dụng của các ngành sử dụng công nghệ cao là một yêu cầu cần thiết và có tác dụng to lớn đối với các kĩ sư kĩ thuật Và một trong số những thành tựu trong lĩnh vực điều khiển tự động đó là ứng dụng của bộ điều khiển lập trình PLC vào sản xuất Nhờ những đặc tính nổi trội mà PLC có thể được ứng dụng vào rất nhiều nghành cũng như các công đoạn sản xuất khác nhau Việc lập trình cho PLC có thể làm một chuỗi các công đoạn phân loại và dán nhãn sản phẩm – chuỗi công đoạn hoàn toàn có thể làm thủ công nhưng với sự trợ giúp của PLC thì năng suất cũng như hiệu quả được tăng lên gấp bội.

Và cũng chính vì vậy mà nhóm chúng em quyết định thực hiện bài Đồ án với đề tài “ Mô hình dây chuyền phân loại và dán nhãn sản phẩm” Ứng dụng của hệ thống trong thực tế: Hệ thống phân loại và dán nhãn sản phầm được ứng dụng rất nhiều trong các dây chuyền sản xuất xi măng,nhựa, thực phẩm,…

1.2 Các thành phần trong hệ thống - Băng tải:

Hình 1-1: Băng tải (Belt Conveyor)

1

Trang 6

- Right Positioner và Left Positioner

Hình 1-2: Tay kẹp (Left & Right Positions)

- Two_Axis Pick & Place

Hình 1-3: Cánh tay (Pick & Place)

2

Trang 7

Trang 8

- Tủ điện điểu khiển

Hình 1-7: Tủ điện điều khiển

1.3 Hình vẽ 3D mô tả hệ thống

Hình 1-8: Hệ thống

4

Trang 10

Chương 2: Thiết kế hệ thống

Hình 2-10: Sơ đồ quy trình phân loại sản phẩm theo giá trị cảm biến trả về

6

Trang 13

- Pick and Place

Hình 2-15: Pick & Place

Trang 14

Hình 2-17: Nút nhấn Start Hình 2-18: Nút nhấn Stop

Hình 2-19: Nút nhấn Reset

2.3 Chọn PLC cho hệ thống

Hiện nay có rất nhiều loại bộ lập trình trên thị trường của nhiều hãng khác nhau

(Mitsubishi, Omron, Siemens, Festo, Allen Bradley ) Các tính năng của PLc ngày

càng được tăng cường nhằm cải thiện hiệu suất và chất lượng Tuy nhiên, hầu hết các PLC cùng cỡ thì có chức năng tương đương nhau.

Để kết nối với factory IO, ta sử dụng PLC Siemens Với các thiết bị đã chọn ở trên cần yêu cầu khoảng 30 ngõ vào và 30 ngõ ra Nên ta chọn PLC S7 1214 DC/DC/DC:

10

Trang 15

Hình 2-20: PLC 1214 DC/DC/DC

PLC S7 1214 DC/DC/DC có 14 DI, 10 DO và 2 ngõ Analog Plc này hỗ trợ mở rộng thêm 8 signal modules và 3 communication modules Với nhu cầu của thiết bị ta đã chọn cần thêm 2 signal modules 16DI/16DO và 1 analog input module:

Hình 2-21: Signal modules 16 DI/ 16 DO

11

Trang 16

Hình 2-22: Modules analog input

2.4 Sơ đồ nối dây

Hình 2-23: Mạch PLC nhận tín hiệu các sensor và điều khiển băng tải

12

Trang 17

Hình 2-24: Mạch PLC nhận tín hiệu từ các sensor và điều khiển băng tải, pusher và tai kẹp 1

Hình 2-25: Mạch PLC nhận tín hiệu cảm biến và điều khiển các tay kẹp

13

Trang 18

Hình 2-26: Mạch PLC nhận giá trị các cảm biến và điều khiển pick & place

Hình 2-27: Mạch PLC nhận giá trị của vision sensor và giá trị số sản phẩm đã hoàn thành

14

Trang 19

Chương 3: Thiết kế và vận hành hệ thống ảo

Chương 3 Thiết kế và vận hành hệ thống ảo

3.1 Giới thiệu về Factory I/O

Factory I/O là một phần mềm thiết kế và mô phỏng trực quan các hệ thống điều

khiển tự động hoá theo cách trực quan nhất Sử dụng các đối tượng công nghiệp phổ biến để xây dựng một nhà máy ảo Phần mềm có thể giao tiếp gần như với mọi PLC Có nhiều mô hình nhà máy dựa theo các ứng dụng công nghiệp.Với bộ thư viện phong phú, phần mềm Factory IO mô phỏng được các hệ thống, đối tượng thông dụng trong hệ thống tự động hoá dưới dạng 3D.

3.2 Thiết kế hệ thổng ảo trên Factory I/O

Đề tài: “ Hệ thống phân loại và dán nhãn sản phẩm” gồm 2 công đoạn: phân loại và dán nhãn sản phẩm

3.2.1 Phân loại

Ở đây, nhóm sẽ tập trung thiết kế hệ thống phân loại theo chiều cao của hộp hàng Hệ thống gồm 3 băng tải:

Băng tải 1 – “Belt conveyor 2m (1)”: Vận chuyển 4 loại phôi: nắp xanh dương; nắp xanh lá, đế xanh dương, đế xanh lá.

Băng tải 2 – “Curveld Belt Conveyor” : Vận chuyển phôi tới nơi phân loại Băng tải 3,4- “Belt conveyor 6m (2):Vận chuyển phôi tới nơi phân loại Tay đẩy – “Pusher”: phân loại sản phẩm

Vision Sensor nhận biết sản phẩm Hoạt động:

Nhấn Start: Băng tải 1, 2, 3, 4 chạy Vision Sensor phát hiện các loại

Pusher đẩy ra theo giá trị cảm biến nhận được

Hình 3-28: Hệ thống phân loại

15

Trang 20

3.2.2 Ghép phôi và đếm sản phẩm

Sau khi phân loại hộp hàng thì đến công đoạn ghép phôi Hệ thống gồm:

4 băng tải: trung chuyển trung chuyển các phôi sau phân loại xong tới tay kẹp 4 tay kẹp: “Left & Right Position” Thực hiện giữ các phôi cố định.

2 Pick & Place: Lấy các phôi ghép lại thành sản phẩm cuối cùng Hai sensor để đếm sản phẩm xong

Hoạt động:

Sau khi các Pusher ở khối phân loại đẩy các phôi vào các băng tải Các băng tải vận chuyển các phôi vào vị trí tay kẹp

Các tay kẹp sẽ giữ các phôi cố định.

Hai cánh tay Pick & Place sẽ hút nắp của phôi đặt lên đế của phôi

Sản phẩm sau khi hoàn thành được chuyển sang thùng chứa, trước khi đó ta sản phẩm sẽ đi qua cảm biến Cảm biến tác động sẽ đếm sản phẩm ứng với màu sản phẩm hiển thị lên

Trang 21

Hình 3-30: PLC tag cho ngõ vào

Hình 3-31: PLC tag cho ngõ ra

17

Trang 22

Hình 3-32: Gắn các biến vào Factory IO

Sau khi đã đặt biến cho ngõ vào ngõ ra ta lập trình PLC dựa vào quy trình vận hành (Mục 2.1)

18

Trang 23

Hình 3-33: Lập trình điều khiển nút nhấn

Hình 3-34: Lập trình điều khiển băng tải

Hình 3-35: Lập trình điểu khiển băng tải

19

Trang 24

Hình 3-36: Lập trình điều khiển băng tải

Hình 3-37: Lập trình điều khiển Pusher 1

20

Trang 25

Hình 3-41: Lập trình điều khiển tay kẹp 1

21

Trang 26

Hình 3-42: Lập trình điều khiển tay kẹp1

22

Trang 27

Hình 3-47: Lập trình điều khiển kích thả hàng

23

Trang 28

Hình 3-48: Lập trình điều khiển kích thả hàng

Hình 3-49: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 vào ra

Hình 3-50: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 lên xuống

24

Trang 29

Hình 3-52: Lập trình điều khiển cánh tay máy 1 hút thả hàng

Hình 3-53: Lập trình điều khiển cánh tay máy 2 vào ra

25

Trang 30

Hình 3-56: Lập trình điều khiển cánh tay máy 2 hút thả hàng

26

Trang 31

Hình 3-57: Lập trình điều khiển đếm sản phẩm

27

Trang 32

Tài liệu tham khảo

- Analog Input,