Giới thiệu tổng quát về đề tài:Hình 1.1 Hệ thống phân loại hàng trong công nghiệpNgày nay cùng với sự phát triển của ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự đ
GIỚI THIỆU
Giới thiệu tổng quát về đề tài
Hình 1.1 Hệ thống phân loại hàng trong công nghiệp
Ngày nay cùng với sự phát triển của ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin….do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại các khu công nghiệp, nhà máy và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu tự động hóa trong sản xuất Trong dây chuyền sản xuất một trong những khâu tự động là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa chưa được áp dụng trong những khâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công, vì vậy nhiều khi cho ra năng suất hiệu chưa đạt hiệu quả cao
Từ những điều được nhìn thấy trong cuộc sống thực tế và những kiến thức em đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động tăng lên nhiều lần, đồng thời vẫn đảm bảo được độ chính xác cao về trọng lượng Do đó chúng em quyết định thiết kế và thi công mô hình sử dụng băng chuyền nhằm phân loại sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế, trong thực tế có nhiều sản phẩm được sản xuất ra đòi hỏi phải có trọng lượng tương đối chính xác và nó có ý nghĩa quan trọng đối với chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh, để xứng tầm với sự phát triển của thế giới Với sự ra đời và phổ biến rộng rãi của băng tải công nghiệp, chúng ta có thể tối ưu hóa mọi lĩnh vực, trong đó có việc chế biến và phân loại sản phảm Thông qua việc tự động hóa ở các khâu, sử dụng những công nghệ, sản phẩm của khoa học kỹ thuật, băng tải công nghiệp có thể giảm sai sót, giảm bớt nhân công, nâng cao thời gian làm việc liên tục, hiệu suất làm việc cao Hiện nay trên thị trường trong nước và ngoài nước đã có các sản phẩm băng chuyền phân loại sản phẩm có quy mô công nghiệp, dùng cảm biến hoặc robot công nghiệp để xác định trọng lượng Với mục đích có thể tạo ra hệ thống phân loại sản phẩm theo dây chuyền, thân thiện với người dùng, khả năng tùy biến cao và giá thành phải chăng, nhóm xin giới thiệu đề tài:” Mô phỏng phân loại hàng theo trọng lượng (hiện thị HMI)” do chính nhóm tiến hành nghiên cứu và thực hiện Với mô hình này chúng ta có thể phát triển thêm thành một hệ thống hoàn chỉnh, có thể giúp công nhân dễ dàng sử dụng, vận hành cũng như điều chỉnh, thay thế lao động chân tay giúp giảm nhân công, tiền bạc, năng suất làm việc, đồng thời giảm bớt chi phí lắm đặt và vận hành khi phải đầu tư một hệ thống lớn Sau quá trình tìm hiểu, nhóm quyết định chọn sản phẩm làm đối tượng phân loại
1.1 Tính cấp thiết của đề tài:
Ngày nay cùng với sự phát triển của các nghành khoa học kĩ thuật, kĩ thuật điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kĩ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển kĩ thuật điều khiển tự động nói riêng. Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm điện năng, giảm nhân công là nhu cầu rất cấp thiết, bên cạnh đó là nghành công nghiệp ngày càng phát triển các công ti xí nghiệp đã đưa tự dộng hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lí dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lí là nhu cầu thiết yếu, tiết kiệm được nhiều thời gian cũng như tự quản lí một cách dễ dàng.
Hiện nay nhu cầu phân loại size của nhiều sản phẩm khác nhau có trọng lượng khác nhau của các công ty trong nước, trước đây được nhân công cân thủ công bằng cân điện tử Quá trình phân loại như vậy tốn nhiều nhân công, tăng chí phí sản xuất, tốn nhiều thời gian, độ chính xác không cao Để đáp ứng nhu cầu thiết yếu đó các hệ thống phân loại băng tải theo size ra đời để đáp ứng nhu cầu, thời gian và năng suất cao của các công ty Với đề tài thiết kế và thi công mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo trọng lượng đẻ phục vụ nghiên cứu đáp ứng nhu cầu phân loại sản phẩm trong sản xuất.
1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài:
Qua việc sử dụng PLC S7-1200, hệ thống cân băng tải định lượng đạt được sự tự động hoàn toàn trong việc phân loại sản phẩm theo khối lượng Điều này giúp tăng cường hiệu suất và đảm bảo tính chính xác trong quá trình sản xuất. 1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.
- Cảm biến nhận biết chiều cao
- Xylanh piston để phân loại sản phẩm
- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu
- Các rơ le trung gian.
Hệ thống phân loại sản phẩm ra đời hình thành và phát triển trong giai đoạn kinh tế của thế giới nói chung và của đất nước ta nói riêng đã đánh dấu thêm những bước ngoặt quan trọng cho sự tiến bộ của khoa học-công nghệ kỹ thuật Có một tầm quan trọng ảnh hưởng lớn đến nền cơng nghiệp đặc biệt là đối với tình hình nước Việt Nam ta hiện nay, làm tăng nhiều mặt tốt phục vụ cho đời sống cũng như sự phát triển kinh tế con người hứa hẹn một sự phất triển vững mạnh và ổn định lâu dài Một lần nữa nó khẳng định nó có vai trị rất quan trọng cho hoạt động phát triển cung cấp phân phối sản phẩm tới con người một cách tốt nhất, giúp đời sống con người được tốt hơn Vấn đề số lượng và chất lượng sản phẩm thay đổi đáng kể có thể nhận thấy rõ sự phân hóa và đa dạng về mẫu mã cũng như chủng loại của sản phẩm và cũng thấy rõ chất lượng ngày càng được nâng cao và đáp ứng nhu cầu sức khỏe của con người một cách hoàn hảo nhất Từ đây sự thay thế của máy móc của các thiết bị hiện đại, đã giảm thiểu lớn thời gian lao động trực tiếp cho quá trình sản xuất cũng như trong các quá trình khác để tạo ra sản phẩm Nhận thấy một thế mạnh nữa là trong các cơng việc khó khăn, phức tạp đã được thay thế bằng máy móc tự động rất nhiều,khi đó con người chỉ cần điều khiển hệ thống, thiết bị, máy móc,…tại một buồng điều khiển riêng Nhờ vậy, mà sức khỏe và đời sống vật chất tinh thần ngày càng nâng cao và cải thiện một cách rõ rệt.
CƠ SỞ LÍ THUYẾT
Kiến thức về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của mô hình
Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền
Ba cảm biến nhận biết chiều cao
Hai xylanh piston để phân loại sản phẩm
Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu
Các rơ le trung gian
Nguyên lý hoạt động của hệ thống phân loại hàng theo 3 loại khối lượng là dựa trên cơ chế cân bằng lực Hệ thống sử dụng cảm biến lực (loadcell) để đo lường lực tác động lên băng tải khi sản phẩm di chuyển qua.
Hệ thống điều khiển sẽ so sánh giá trị lực đo được với các ngưỡng đã được định sẵn để xác định loại khối lượng của sản phẩm Dựa trên kết quả so sánh, hệ thống sẽ điều khiển các cơ cấu phân loại để định vị và tách sản phẩm vào từng loại khối lượng tương ứng.
Băng tải, băng chuyền là gì?
Băng tải (băng chuyền) là một thiết bị công nghiệp tự động hóa, chuyển tải có tính kinh tế cao được nhiều người ứng dụng trong vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu ở mọi khoảng cách Hay có thể hiểu rằng băng tải là thiết bị vận chuyển các đồ vật từ nơi này đén nơi khác, từ điểm A đến điểm B Nhờ sự ra đời của các loại băng tải cộng nghiệp mà giờ đây, con nhười không phải tốn sức nâng đỡ, vác bằng sức người hay các dụng cụ vận chuyển truyền thống như xe đẩy, xe chở hàng…
Khung băng tải có 1 kết cấu bằng vật liệu nhẹ và linh hoạt trong lắp ráp Thông thường được làm bằng vật liệu thép sơn tĩnh điện, inox hoặc nhôm định hình.
Các loại băng tải công nghiệp
Băng tải cao su: chịu nhiệt, sức tải lớn
Băng tải xích: khá tốt trong ứng dụng tải dạng chai, sản phẩm cần độ vững chắc
Băng tải con lăn gồm băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn thép mạ kẽm, băng tải con lăn nhựa PVC, băng tải truyền động Tùy thuộc vào cách sản xuất của nó mà kích thước con lăn ở băng tải mỗi máy khác nhau.
Băng tải PVC: Tải nhẹ và thông dụng với kinh tế
Băng tải góc cong: chuyển hướng sản phẩm từ 30 đén 180 độ
Băng tải nâng hạ: dùng vào vận chuyển hàng hóa theo theo phương đứng với góc nghiêng nhất định
Cân định lượng
Việc đo lường, kiểm soát các khối lượng trong các nhà máy, khu công nghiệp rất quan trọng Trong nhiều quá trình, việc đo lường tốt giúp cho nhà máy hoạt động một cách liên tục, năng suất cao và tạo ra những sản phẩm tốt Để định lượng nguyên vật liệu trong bồn chứa, phễu chứa trong dây chuyền sản xuất, trước đây người ta sử dụng các sử phương pháp đo lường như đo bằng thể tích, đo mức, đo bằng lưu lượng, đo bằng cân cơ học với sự cồng kềnh và độ chính xác không cao
Ngày nay, các hệ thống hiện đại đòi hỏi các hệ thống phải có độ chính xác cao và năng suất lớn, được kết nối với các thiết bị khác trong hệ thống sản xuất đã cho ra đời các hệ thống cân điện tử sử dụng loadcell Qua đó tiết kiệm được chi phí tiêu hao nguyên liệu, tăng năng suất trong quá trình sản suất, quản lý được chi phí sản xuất Các hệ thống cân sử dụng loadcell như: cân phễu, cân bồn, cân băng tải, cân dạng cơ,
Băng tải cân định lượng
Hình 2.1 Băng tải cân định lượng Cân băng tải định lượng là một giải pháp công nghệ kết hợp giữa băng tải và cân điện tử, cho phép cân định lượng khối lượng nguyên liệu trực tiếp trên băng tải trong quá trình sản xuất Hệ thống này giúp đảm bảo quá trình sản xuất liên tục và đạt chuẩn về khối lượng thành phần nguyên liệu, từ đó cải thiện chất lượng sản phẩm và tăng giá trị gia tăng.
Cấu trúc của cân băng tải định lượng bao gồm các phần sau:
Khung cơ khí và hệ thống giá đỡ: Đây là phần cơ bản để hỗ trợ và duy trì hệ thống hoạt động một cách ổn định Nó bao gồm các thành phần như phễu chứa và hệ thống cấp liệu, hệ thống con lăn băng tải, băng tải vận chuyển nguyên liệu, cùng một số linh kiện và phụ kiện hỗ trợ khác.
Hệ thống cảm biến và điều khiển: Đây là các thiết bị quan trọng trong cân băng tải định lượng Hệ thống này sử dụng các thiết bị cảm biến lực (loadcell) để đo lường lực tác động lên băng tải, cảm biến tốc độ để đo lường tốc độ chuyển động của băng tải Các thông số này sau đó được truyền đến bộ chỉ thị điều khiển, biến tần và động cơ truyền động để điều chỉnh và điều khiển quá trình cân định lượng.
Cân băng tải định lượng giúp đảm bảo sự ổn định và độ chính xác trong việc cân định lượng nguyên liệu trên băng tải, đồng thời nó cũng tạo ra sự tiện lợi và hiệu quả trong quá trình sản xuất Nhờ tính năng này, chất lượng sản phẩm đầu ra có thể được nâng cao, đạt được tiêu chuẩn cao hơn và mang lại nhiều giá trị hơn cho doanh nghiệp.
Một số loại PLC thông dụng nhất tại Việt Nam
Hình 2.2 Một số loại PLC thông dụng
PLC LS của Hàn Quốc
Các dạng PLC
Các ngôn ngữ lập trình PLC được quy định trong chuẩn IEC
Ngôn ngữ lập trình cơ bản:
Instruction List (IL): dạng hợp ngữ
Structured Text (ST): giống Pascal Các ngôn ngữ đồ họa:
Ladder Diagram (LD): giống mạch rơ le
Function Block Diagram (FBD): giống mạch nguyên lý.
Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình PLC
Bộ vi xử lý trung tâm (CPU) là thành phần chính quản lý hoạt động của toàn bộ hệ thống Nó có thể bao gồm một hoặc nhiều bộ vi xử lý, cùng với các kênh truyền dữ liệu như bus.
Bus dữ liệu là một kênh truyền dữ liệu trong hệ thống, thường có độ rộng 8 bit, cho phép truyền thông tin dạng số nhị phân qua các dây truyền riêng lẻ Điều này cho phép truyền tải dữ liệu giữa các thành phần khác nhau của hệ thống.
Sơ đồ khối PLC
Các thành phần vào/ra: đóng vai trị là giao diện giữa CPU và quá trình kỹ thuật Nhiệm vụ của chúng là chuyển đổi, thích ứng tín hiệu và cách ly giữa các thiết bị ngoại vi (cảm biến, cơ cấu chấp hành) và CPU Đầu vào số (DI: Digital Input): các ngõ vào của khối này được kết nối với các bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu nhị phân như nút ấn, cơng tắc, cảm biến tạo tín hiệu nhị phân Dải điện áp đầu vào có thể là 5 VDC, 12 – 24 VDC/VAC, 48 VDC, 100 – 120 VAC, 200 – 240 VAC… Đầu vào tương tự (AI: Analog Input): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu tương tự thành tín hiệu số Các ngõ vào của khối này thường được kết nối với các bộ chuyển đổi tạo ra tín hiệu analog như cảm biến nhiệt độ, cảm biến lưu lượng, hay ngõ ra analog của biến tần Các chuẩn tín hiệu tương tự thường gặp là 4 – 20mA, 0 – 5V, 0 – 10V. Đầu ra tương tự (AO: Analog Output): Khối này có nhiệm vụ biến đổi tín hiệu số được gửi từ CPU đến đối tượng điều khiển thành tín hiệu tương tự Các đầu ra của khối này được kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu tương tự như ngõ vào analog của biến tần, van điện từ… Đầu ra số (DO: Digital Output): Các đầu ra của khối này được kết nối với các đối tượng điều khiển nhận tín hiệu nhị phân như đèn báo, cuộn hút Relay…
Có 3 loại đầu ra số là dạng Trans (1 chiều), Triac (xoay chiều) và Relay với các dải điện áp 5 VDC, 24 VDC, 12 – 48VDC/VAC, 120 VAC, 230 VDC.
Phương thức thực hiện chương trình
PLC hoạt động theo mô hình chu trình lặp, được gọi là vòng quét Trong mỗi vòng quét, dữ liệu từ các cổng vào số được chuyển vào bộ đệm ảo ngõ vào Tiếp theo, chương trình được thực hiện từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối Sau giai đoạn thực hiện chương trình, dữ liệu từ bộ đệm ảo ngõ ra được chuyển đến các cổng ra số Cuối cùng, vòng quét kết thúc với giai đoạn truyền thông nội bộ và kiểm tra lỗi Thời gian cần thiết để hoàn thành một vòng quét được gọi là thời gian vòng quét (scan time) Thời gian vòng không đồng nhất, tức là không phải mọi vòng quét đều hoàn thành trong cùng một khoảng thời gian Tốc độ thực hiện của vòng quét phụ thuộc vào số lệnh trong chương trình và khối lượng dữ liệu truyền thông.
Ứng dụng PLC
Hình 2.3 và 2.4 Ứng dụng của PLC trong công nghiệp
PLC (Programmable Logic Controller) là một thiết bị điều khiển tự động được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp để kiểm soát và giám sát các hệ thống tự động hoá Dưới đây là một số ứng dụng phổ biến của PLC: Điều khiển quy trình sản xuất: PLC được sử dụng để điều khiển các quy trình sản xuất trong công nghiệp, bao gồm điều khiển các máy móc, đo lường và điều chỉnh các thông số quy trình như nhiệt độ, áp suất, dòng chảy, và mức chất lỏng.
Hệ thống điều khiển đóng/mở: PLC có thể được sử dụng để điều khiển các hệ thống đóng/mở trong các ứng dụng như cửa tự động, van, bơm, motor và các thiết bị điện tử khác. Điều khiển hệ thống xử lý nước: PLC được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống xử lý nước, bao gồm hệ thống lọc nước, bể chứa nước, hệ thống xử lý nước thải, và các quy trình xử lý nước khác.
Hệ thống điều khiển giao thông: PLC có thể được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển giao thông như đèn giao thông, cổng tự động và các hệ thống điều khiển giao thông thông minh.
Hệ thống điều khiển tòa nhà thông minh: PLC có thể được sử dụng để điều khiển các hệ thống trong tòa nhà thông minh như hệ thống chiếu sáng tự động, hệ thống điều khiển nhiệt độ và hệ thống an ninh.
Hệ thống điều khiển robot: PLC được sử dụng để điều khiển các hệ thống robot trong công nghiệp, từ robot hàn, robot lắp ráp cho đến robot di chuyển và vận hành tự động trong quá trình sản xuất.
Hệ thống quản lý năng lượng: PLC có thể được sử dụng để quản lý và điều khiển tiêu thụ năng lượng trong các ứng dụng như hệ thống chiếu sáng, hệ thống điều hòa không khí và hệ thống tiết kiệm năng lượng. Đây chỉ là một số ví dụ phổ biến về ứng dụng của PLC Tuy nhiên, PLC có thể được sử dụng trong nhiều lĩnh vực
2.13 Ứng dụng của hệ thống phân loại sản phẩm trong công nghiệp: Ứng dụng trong công nghiệp và kiểm tra và phân loại sản phẩm theo khối lượng. Ứng dụng tron kiểm tra và phân loại nông sản. Ứng dụng kết hợp với Robot thông minh.
Ngoài ba loại hệ thông phân loại sản phẩn trên, còn có hệ thông phân loại sản phẩm khác theo đặc tính VD như phân loại hàng theo màu sắc, kích thước…Hầu hết cấu tạo nguyên lý hoạt động của chung khá giống nhau, chỉ khác nhau ở bộ phận đẩy sản phẩm phân loại (có thể là động cơ xylanh piston hoặc động cơ bước) và bộ phân nhận dạng sản phẩm (cụ thể là các loại cảm biến như màu sắc, cảm biến quang thu phát, cảm biến phát hiện kim loại, cảm biến đo khoảng cách, hay camera phát hiện hình dạng vật thể).
LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO MÔ HÌNH
Giới thiệu về PLC S7-1200
Bộ điều khiển tích hợp, phù hợp cho các ứng dụng từ thấp đến trung bình. Tất cả thu gọn trong một bộ xử lý, tiết kiệm không gian và năng lượng. Kết nối thời gian thực với chuẩn giao tiếp Profinet.
Các CPU có thể được sử dụng trong chế độ độc lập hay kết nối thành một mạng lưới nhất định.
Cài đặt, lập trình và vận hành cực kì đơn giản.
Tích hợp web-server với những trang web tiêu chuẩn dễ dàng cho người sử dụng.
Có khả năng ghi dữ liệu để lưu trữ khi chạy chương trình.
Tích hợp các chức năng mạnh mẽ như đếm, đo, điều khiển vòng kín, điều khiển chuyển động.
Có các đầu vào/ra tín hiệu số và tín hiệu tương tự.
Khả năng mở rộng linh hoạt:
Signal board gắn trực tiếp lên CPU
Những signal module kết nối với CPU để mở rộng I/O
Những phụ kiện như nguồn cấp CPU, module chuyển đổi, thẻ nhớ simatic.
SIMATIC S7-1200 thực hiện nhiệm vụ điều khiển cho các ứng dụng vòng hở và vòng kín trong các thiết bị sản xuất và hệ thống nhà máy Do thiết kế nhỏ gọn với khả năng kết hợp nhiều module cùng một lúc, S7-1200 có thể đa dạng hóa các tác vụ từ việc thay thế các rơle và contactor đến các tác vụ tự động hoàn toàn cho các mạng lưới có cấu trúc phân tán phức tạp.
Những lĩnh vực ứng dụng của s7_1200 bao gồm:
Thang máy và thang cuốn
Thiết bị vận chuyển nguyên vật liệu
Nhà máy xử lý nước thải
Trạm phân phối điện Điều khiển nhiệt độ phòng
Kiểm soát hệ thống sưởi ấm / làm mát
Hệ thống phòng cháy chữa cháy Điều khiển ánh sáng Điều khiển bơm
Hệ thống an ninh / truy cập
Hệ thống S7-1200 bao gồm các bộ phận sau:
Bộ điều khiển CPU kết hợp với ba loại khác nhau như DC/DC/DC, AC/DC/RL, DC/DC/RL
Signal board sử dụng cho việc mở rộng tín hiệu I/O hay giao tiếp truyền thống với chi phí thấp và tiết kiệm không gian do lắp trực tiếp trên CPU. Các môđun I/O tín hiệu số và tín hiệu analog khác nhau.
Các module truyền thông khác nhau.
Bộ chuyển đổi Ethernet với 4 cổng để thực hiện kết nối nhiều mô hình mạng khác nhau.
Bộ phận đầu cuối cho hệ thống đo trọng lượng của SIWAREX.
Bộ nguồn PS 1207 ổn định với điện áp đầu vào là 115/230 V AC, điện áp đầu ra là định mức 24 V DC.
SIMATIC S7-1200 được trang bị các cơ chế truyền thông khác nhau: Tích hợp sẵn giao tiếp truyền thông Profinet
Module truyền thông PROFIBUS DP master
Module truyền thông PROFIBUS DP slave
Module GPRS để kết nối với mạng điện thoại di động GSM/G
Mô-đun LTE để liên lạc trong các mạng điện thoại di động của thế hệ LTE (Long Term Evolution).
Bộ xử lý truyền thông để kết nối với phần mềm trung tâm điều khiển TeleControl qua Ethernet và để truyền thông an toàn qua mạng IP.
Bộ xử lý truyền thông để kết nối với các trung tâm điều khiển cho các ứng dụng từ xa.
RF120C để kết nối với các hệ thống SIMATIC Ident.
Module SM1278 để kết nối cảm biến IO-Link và bộ truyền động.Module giao tiếp Point-to-point.
Lý chọn PLC S7-1200
S7-1200 là lựa chọn thích hợp khi muốn thực hiện linh hoạt và hiệu quả các tác vụ tự động hóa (phạm vi hiệu suất thấp đến trung bình) Nó có các chức năng công nghệ và IO tích hợp, cùng thiết kế đặc biệt nhỏ gọn và tiết kiệm không gian.
HMI của PLC S7-1200
HMI (Human-Machine Interface) đã trở thành một yếu tố không thể thiếu trong công nghiệp và đã trở nên rất quen thuộc với con người Nó đóng vai trò quan trọng trong việc tạo giao tiếp giữa người và máy móc HMI đại diện cho thiết bị hoặc giao diện mà con người sử dụng để tương tác và điều khiển máy móc Ví dụ, màn hình cảm ứng trên lò vi sóng, bảng điều khiển trên máy giặt, hay bảng điều khiển từ xa trên TV để điều khiển phần mềm đều được coi là HMI.3.3.2 Hỗ trợ người vận hành:
Khi các quá trình ở sàn nhà máy được tự động hóa nhiều hơn, người điều khiển cần có thêm nhiều thông tin về quá trình, và yêu cầu về hiển thị và điều khiển nội bộ trở nên phức tạp hơn Một trong những đặc điểm tiến bộ trong lĩnh vực này là hiển thị dạng cảm ứng Điều này giúp cho người điều khiển chỉ cần đơn giản ấn từng phần của hiển thị có một “nút ảo” trên thiết bị để thực hiện hoạt động hay nhận hiển thị Nó cũng loại bỏ yêu cầu có bàn phím, chuột và gậy điều khiển, ngoại trừ công tác lập trình phức tạp ít gặp có thể được thực hiện trong quá trình rửa trôi Người điều khiển làm việc trong không gian rất hạn chế tại sản nhà máy Đôi khi không có chỗ cho họ, các công cụ, phụ tùng và HMI cỡ lớn nên họ cần có HMI có thể di chuyển được
Một số thiết bị sử dụng trong đề tài
TIA Portal là một phần mềm mạnh mẽ của Siemens, cung cấp môi trường thuận tiện để lập trình và thực thi các thao tác trong lĩnh vực tự động hóa Nó cung cấp một giao diện thiết kế trực quan, cho phép người dùng dễ dàng kéo và thả các thành phần và thông tin, đồng thời hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau.
Một tính năng quan trọng của TIA Portal là khả năng quản lý phân quyền người dùng, mã code và dự án tổng quát Điều này giúp người dùng kiểm soát quyền truy cập và quản lý các dự án một cách hiệu quả.
TIA Portal cung cấp tính năng go online và chẩn đoán cho tất cả các thiết bị trong dự án Điều này cho phép người dùng kiểm tra và xác định các lỗi và vấn đề trong hệ thống tự động hóa một cách nhanh chóng và chính xác. Ngoài ra, TIA Portal còn tích hợp một mô phỏng hệ thống, cho phép người dùng thử nghiệm và mô phỏng hoạt động của hệ thống tự động hóa trước khi triển khai thực tế Điều này giúp giảm rủi ro và tăng tính chính xác của quá trình lập trình và triển khai.
Cuối cùng, TIA Portal cung cấp một cách dễ dàng để thiết lập cấu hình và liên kết các thiết bị Siemens Điều này giúp tạo ra một môi trường làm việc liền mạch và tối ưu hóa tính tương thích và hiệu suất của các thiết bị trong hệ thống tự động hóa.
Factory IO là một phần mềm của Real Games dùng để mô phỏng các hệ thống điều khiển tự động hóa trong các nhà máy, xí nghiệp, công nghiệp Với công cụ này, người dùng có thể ẩy mạnh kỹ năng lập trình, tăng khả năng trải nghiệm, học tập sát với thực tế nhất mà không cần dùng đến các bộ phận, chi tiết thật ầy tốn kém Giao diện 3D, hỗ trợ thêm góc nhìn thứ nhất có thể quan sát toàn bộ hệ thống một cách chi tiết Factory IO được thiết kế trực quan, dễ dàng tiếp cận sử dụng trong thời gian ngắn Phần mềm khá nhẹ, không yêu cầu quá cao về cấu hình cài đặt, nên có thể chạy ổn định và mượt mà trên các máy tính phổ thông hiện này.
THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÔ HÌNH
Lưu đồ giải thuật
Hình 4.1 Lưu đồ giải thuật
Phần code trên TIA PORTAL
Hình 4.2 Code của ứng dụng Tia Portal 4.2.2 Code bộ đếm:
Hình 4.3 Code của ứng dụng Tia Portal
4.2.3 Code phần đưa hàng vào kho:
Hình 4.4 Code của ứng dụng Tia Portal 4.2.4 Code cảm biến ra pallet
Hình 4.5 Code của ứng dụng Tia Portal
Tủ điện
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Kết quả
5.1.1 Thiết kế phần cứng trên phần mền Factory IO:
Hình 5.1.1 Mô hình Factory IO 5.1.2 Thiết kế HMI:
Ưu điểm và nhược điểm của đề tài
Ưu điểm: giảm thiểu nhân công, giảm chi phí sản xuất, thời gian, độ chính xác cao, hoạt động trong thời gian dài, tính an toàn, dễ dàng nghiêm cứu và phát triển
Nhược điểm: chi phí xây dựng mô hình cao, không có nguồn độc lập nên không thể hoạt động khi mất điện.
Hướng phát triển của đề tài
Có thể ứng dụng trong công nghiệp các nhà xưởng, nhà máy lớn.
Tự động hóa phân loại sản phẩm theo khối lượng: Sử dụng trí tuệ nhân tạo để tự động hóa phân loại sản phẩm dựa trên khối lượng Các công nghệ này có thể giảm chi phí và thời gian phân loại sản phẩm, từ đó nâng cao hiệu quả và đáp ứng nhu cầu của người dùng một cách nhanh chóng và chính xác.