Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và đáp ứng sự mong đợ ủa khách hàng, việc thiết kế và triển khai hệ ống i c thtự động hoá trong việc kiểm tra, sắp xếp và đó
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
Hiện nay, với sự ến bộ không ngừng của các ngành khoa học kỹ ti thuật và kỹ thuật điện tử, hệ ống điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong th mọi lĩnh vực, từ kỹ thuật, quản lý đến công nghiệp tự động hoá và sản xuất Chúng ta cần nắm bắt và khai thác tối đa tiềm năng của công nghệ này để đóng góp vào sự phát triển của khoa học toàn cầu và đặc biệt là trong lĩnh vực điều khiển tự động
Trong quá trình tự động hóa các khâu sản xuất, không thể bỏ qua vai trò quan trọng của khâu kiểm tra, phân loại, sắp xếp và đóng gói Đây là những bước quyết định cuối cùng trước khi sản phẩm đến tay người tiêu dùng Các hệ thống hiện đại đã giúp tối ưu hóa quy trình này, tăng cường hiệu suất và chất lượng sản phẩm, đồng thời giảm thiểu lỗi và lãng phí
Trong xu hướng chung đó thì tự động hóa đang trở thành một yếu tố không th thiể ếu trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm, đặc biệt là trong ngành sản xuất bánh kẹo, một ngành công nghiệp có sứ ảnh hưởng quan trọng đến sự phát triển củc a nền kinh tế Bánh trung thu không chỉ đơn thuần là một món ăn truyền thống, mà còn là một phần không thể thiếu trong văn hóa ẩm thực của người Việt và nhiều quốc gia châu Á khác
Tuy nhiên, với sự gia tăng của nhu cầu và quy mô sản xuất, việc sản xuất và đóng gói bánh trung thu đã trở thành một thách thức đáng kể đối với các doanh nghiệp và nhà sản xuất Để đảm bảo chất lượng sản phẩm, tối ưu hóa hiệu suất sản xuất và đáp ứng sự mong đợ ủa khách hàng, việc thiết kế và triển khai hệ ống i c th tự động hoá trong việc kiểm tra, sắp xếp và đóng gói sản phẩm bánh Trung Thu đã trở nên vô cùng quan trọng Thực hiện điều này giúp đảm bảo tính đồng đều và chất lượng cao của sản phẩm, đồng thời cung cấp sự hiệu quả và hiệu suất mà ngày nay các doanh nghiệp không thể thiếu.
PHÂN LOẠI CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA, SẮP XẾP VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM BÁNH TRUNG THU CÓ Ở TH TRƯỜNG HIỆN NAY 2Ị
KIỂM TRA, SẮ P X ẾP VÀ ĐÓNG GÓI BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG
a, Đặc điểm của ệc kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bằng phương pháp thủ vi công:
Kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bánh Trung Thu bằng phương pháp thủ công vẫn còn tồn tại và được sử dụng ủ yếu trong các nhà sản xuất nhỏ và các cơ sở ch sản xuất bánh Trung Thu truyền thống Dưới đây là quy trình thực hiện các công đoạn này bằng tay:
1 Kiểm tra chất lượng: Người công nhân sẽ kiểm tra thủ công từng chiếc bánh một để đảm bảo chúng đáp ứng các tiêu chuẩn về kích thước, hình dạng, màu sắc và chất lượng Bất kỳ bánh nào có khuyết điểm hoặc không đạt tiêu chuẩn sẽ bị loại bỏ
2 Sắp xếp bánh Trung Thu: Sau khi kiểm tra, bánh Trung Thu được sắp xếp theo loại và kích thước Người công nhân có thể ực hiện việth c này bằng tay hoặc sử dụng các công cụ như khuôn hoặc băng chuyền đơn giản để nhóm các sản phẩm lại với nhau.
3 Đóng gói bánh Trung Thu: Bánh Trung Thu được đóng gói bằng tay vào hộp hoặc túi theo thiết kế và cách trình bày cụ ể Người công th nhân sẽ đặt bánh vào hộp, thường là bằng cách sắp xếp chúng một cách cẩn thận để tạo nên sự đẹp mắt Sau đó, họ có thể đóng nắp hộp hoặc túi và gắn nhãn sản phẩm
4 Kiểm tra cuối cùng: Trước khi sản phẩm được đóng gói hoàn chỉnh, một cuộc kiểm tra cuối cùng thường được thực hiện để đảm bảo rằng bánh Trung Thu đã được sắp xếp và đóng gói một cách chính xác và đẹp mắt
Phương pháp này thường được sử dụng trong các cơ sở sản xuất nhỏ hoặc trong các sản phẩm bánh Trung Thu đặc biệt và thủ công Tuy nhiên, nó có thể đòi hỏi nhiều lao động và thời gian hơn so với tự động hóa và có thể dễ dàng gặp lỗi do yếu tố con người
Hình 1: Dây chuyền sản xuất bánh trung thu thủ công b, Phân tích ưu và nhược điểm của ệc kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bằvi ng phương pháp thủ công: Ưu điểm:
1 Tính linh hoạt: Phương pháp thủ công cho phép điều chỉnh nhanh chóng khi cần thiết Người công nhân có thể thích nghi với các biến đổi nhỏ trong sản phẩm hoặc yêu cầu đặc biệ ủa khách hàng t c
2 Chi phí ban đầu thấp: Không cần đầu tư vào các máy móc và thiết bị tự động hóa đắt tiền, điều này phù hợp cho các doanh nghiệp nhỏ hoặc sản xuất bánh Trung Thu với quy mô nhỏ
3 Sản phẩm tạo nét cá nhân: Việc sản xuất bằng tay có thể tạo ra các sản phẩm có đặc điểm riêng biệt, tạo sự tương tác và nét cá nhân mà máy móc tự động hóa khó có thể thay thế
1 Tốn thời gian và lao động: Quá trình thủ công đòi hỏi nhiều lao động và thời gian hơn so với tự động hóa Điều này có thể làm tăng chi phí và giảm hiệu suấ ản xuất s t
2 Khả năng sai sót: Do phụ thuộc vào con người, phương pháp thủ công có nguy cơ sai sót cao hơn, ví dụ như sắp xếp không đồng đều hoặc đóng gói không chính xác
3 Khó duy trì chất lượng đồng đều: Sản phẩm cuối cùng có thể không đảm bảo độ đồng đều trong kích thước và trình bày, điều này có thể ảnh hưởng đến sự hài lòng của khách hàng
4 Khả năng mở rộng hạn chế: Khi nhu cầu sản xuất tăng lên, phương pháp thủ công có thể trở nên không thể duy trì được và đòi hỏ ầu tư lớn để i đ chuyển sang tự động hóa
5 Khả năng duy trì hiệu suất thấp: Do phụ thuộc vào lao động con người, hiệu suất của quá trình sản xuất bằng phương pháp thủ công thường thấp hơn so với tự động hóa Điều này có thể dẫn đến sản lượng giới hạn và khả năng đáp ứng các đơn đặt hàng lớn
KIỂM TRA, SẮP XẾP VÀ ĐÓNG GÓI BẰNG DÂY CHUYỀN TỰ ĐỘNG
a, Đặc điểm của ệc kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bằvi ng dây chuyền tự động:
Kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bằng dây chuyền tự động là một quy trình sản xuất hiện đại và hiệu quả, đặc biệt cho việc sản xuất hàng loạt các sản phẩm như bánh Trung Thu Dưới đây là cách quy trình này thường hoạt động:
1 Kiểm tra chất lượng tự động: Một hệ thống máy móc hoặc camera được sử dụng để kiểm tra chất lượng của các bánh trung thu khi chúng di chuyển trên dây chuyền Hệ ống này có khả năng nhận biết kích th thước, hình dạng, màu sắc và các khuyết điểm và có thể ại bỏ các lo sản phẩm không đạt tiêu chuẩn
2 Sắp xếp tự động: Các robot hoặc máy móc tự động được sử dụng để đặt bánh trung thu vào mỗi hộp Hệ ống này có khả năng đặt bánh th một cách chính xác và nhanh chóng để tạo thành bộ sản phẩm hoàn chỉnh
3 Đóng gói tự đông: Máy móc tự động đóng nắp hộp catton và dán nhãn sản phẩm sau khi hộp đã được đặt bánh vào.Điều này giúp đảm bảo tính đồng đều và trình bày chuyên nghiệp của sản phẩm cuối cùng
Hình 2: Dây chuyền sản xuất bánh trung thu tự động b, Phân tích ưu và nhược điểm của việc kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bằng dây chuyền tự động: Ưu điểm:
1 Tăng năng suất: Quá trình tự động hóa giúp tăng năng suất sản xuất bánh Trung Thu lên đáng kể so với việc thủ công Máy móc có thể làm việc liên tục và nhanh chóng
2 Độ chính xác và đồng đều: Máy móc tự động hoạt động với độ chính xác cao, loại bỏ hoàn toàn các sai sót con người và đảm bảo rằng sản phẩm cuối cùng luôn đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng.
3 Tối ưu hóa quá trình: Các hệ thống tự động hoá có thể tối ưu hóa quy trình sản xuất và đóng gói để tiết kiệm nguyên liệu, thời gian và năng lượng
4 Khả năng làm việc liên tục: Máy móc có thể làm việc 24/7 mà không cần nghỉ ngơi, đảm bảo rằng sản xuất không bị gián đoạn.
5 Giảm lãng phí: Được kiểm soát chặt chẽ, quá trình tự động hóa giảm lãng phí nguyên liệu và sản phẩm, giúp tối ưu hóa nguồn tài nguyên
1 Chi phí ban đầu cao: Đầu tư vào hệ ống tự động hoá đòi hỏi mộth t số ền lớn cho máy móc và phần mềm, điều này có thể là một rào ti cản cho các doanh nghiệp nhỏ
2 Khó thay đổi và điều chỉnh: Máy móc tự động thường không linh hoạt như con người, và việc thay đổi hoặc điều chỉnh quy trình sản xuất có thể đòi hỏi thời gian và công sức đáng kể
3 Sự phụ thuộc vào công nghệ: Sự cố hoặc hỏng hó trong hệ ống tự th động hoá có thể dẫn đến gián đoạn sản xuất và đòi hỏi sự can thiệp của kỹ thuật viên chuyên nghiệp.
LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ CHO HỆ TH ỐNG KIỂM TRA, SẮP XẾP VÀ ĐÓNG GÓI SẢN PHẨM BÁNH TRUNG THU
TỔNG QUAN THIẾT BỊ CÓ TRONG HỆ THỐNG
Việc kết hợp các thiết bị trong dây chuyền tự động hóa mang lại nhiều lợi ích quan trọng bao gồm tăng hiệu suất, cải thiện chất lượng sản phẩm, tiết kiệm nguồn nhân lực, và gia tăng tính linh hoạt trong quy trình sản xuất Điều này giúp doanh nghiệp tăng cường cạnh tranh và đáp ứng được nhu cầu thị trường hiện đạ Sau i. đây là một số loại thiết bị quan trọng được sử dụng trong dây chuyền kiểm tra, sắp xếp và đóng gói sản phẩm bánh trung thu:
1 Cảm biến vật xác định có vật
3 Xilanh đẩy sản phẩm lỗi
4 Cảm biến vậ ến vị t đ trí xilanh đẩy sản phẩm lỗi
6 Cảm biến vậ ở vị t trí xilanh hút
11 Hệ ống gập lắp thùngth
12 Cảm biến vậ ở vị trí dán keo t
15 Cảm biến vậ ở vị t trí gập thùng
Tiêu chí so sánh Mitsubishi
Khả năng chịu đựng môi trường công nghiệp
Có khả năng chịu nhiệt độ, độ rung và độ ẩm cao
Khả năng chịu nhiệt độ, độ ẩm, độ rung không cao
Có khả năng chịu nhiệt độ, độ rung và độ ẩm cao
Có khả năng tùy chỉnh mạnh mẽ, lập trình bằng nhiều ngôn ngữ, tích hợp module mở rộng và tích hợp dễ dàng với các thiết bị và mạng khác
Cho phép tùy chỉnh trong một phạm vi nh t đấ ịnh
Có khả năng tùy chỉnh linh hoạt với nhiều module mở rộng và phần mềm tùy chỉnh
Tính linh hoạt Mitsubishi có nhiều tính năng và khả năng kết nối linh ho t Hạ ỗ trợ nhiều giao thức và có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống
Khả năng kết nối hạn chế, không có nhiều giao thức kế ốit n
Có nhiều tính năng và khả năng kết nối linh hoạt
Hỗ ợ nhiều giao tr thức và có thể dễ dàng tích hợp vào các hệ thống
Giá thành Trung bình Rẻ nhất Cao nhất
Qua đây ta có thể ấy được các dòng PLC củ Mitsubishi và Siemens có ưu th a thế lớn hơn về khả năng chịu đựng môi trường công nghiệp, tính linh hoạt cũng như khả năng tùy chỉ Mặt khác giá thành của nh PLC Siemens khá cao, khó đáp ứng được với nhu cầu kinh doanh vừa và nhỏ, PLC của Omron có giá thành rẻ nhất nhưng các khía cạnh đáp ứng với môi trường công nghiệp đều cho chất lượng không tốt vì thế lựa chọn PLC của Mitsubishi là một sự lựa chọn hợp lý bởi các khía cạnh mà nó mang lại cùng với giá thành trung bình, phù hợp với nhu cầu kinh doanh từ nhỏ tớ ớn củi l a doanh nghiệp b, Tìm hiểu về PLC FX3U Mitsubishi
PLC FX3U là dòng PLC nhỏ gọn, giá cả phải chăng của Mitsubishi Electric Dòng PLC này được thiết kế cho các ứng dụng tự động hóa quy mô nhỏ và vừa, chẳng hạn như sản xuất, đóng gói, vận chuyển, v.v
❖ Thông số kỹ thuật: o CPU: 8 bit o Bộ nhớ chương trình: 2400 byte o Bộ nhớ dữ ệu: 1024 byteli o Số đầu vào/ra: 24/24 (FX3U-24MT), 48/48 (FX3U-48MT), 64/64 (FX3U-64MT), 96/96 (FX3U-96MT), 128/128 (FX3U-128MT) o Giao tiếp: Ethernet, RS-232, RS-422, RS-485 o Điện áp hoạ ộng: 24 VDC, 100-240VACt đ o Nhiệt độ ho t động: -10 ~ 55 độ C ạ
❖ Tính năng nổi bật: o Thiết kế nhỏ gọn, dễ lắp đặt và bảo trì: PLC FX3U có kích thước nhỏ gọn, chỉ 90 x 90 x 70 mm, giúp dễ dàng lắp đặt và bảo trì Dòng PLC này cũng được thiết kế với các cổng kết nối dễ ếp cận, giúp việc kếti t nối với các thiế ị khác trở nên dễ dàng t b o Giá cả phải chăng: PLC FX3U có giá cả phải chăng, phù hợp với các ứng dụng tự động hóa quy mô nhỏ và vừa o Hỗ trợ nhiều loại module mở rộng: PLC FX3U hỗ trợ nhiều loại module mở rộng, giúp mở rộng khả năng của PLC cho phù hợp với các ứng dụng khác nhau Các module mở rộng này bao gồm module đầu vào/ra, module analog, module truyền thông, v.v o Chức năng lập trình đơn giản, dễ học: PLC FX3U được lập trình bằng phần mềm GX Works 2 của Mitsubishi Electric Phần mềm này có giao diện trực quan, dễ sử dụng, giúp người dùng dễ dàng học cách lập trình PLC o Tốc độ xử lý nhanh: PLC FX3U có tốc độ xử lý nhanh, lên tới 0,065 micro giây trên một lệnh đơn logic Điều này giúp PLC FX3U có thể đáp ứng được các ứng dụng đòi hỏi tốc độ xử lý cao o Độ tin cậy cao: PLC FX3U được thiết kế với độ tin cậy cao Dòng PLC này được trang bị các tính năng bảo vệ ống nhiễu, giúp PLC có thể ch hoạt động ổn định trong các môi trường công nghiệp khắc nghiệt
❖ Ứng dụng củ PLC FX3U:a o Sản xuất: PLC FX3U được sử dụng để điều khiển các máy móc và thiết bị trong các dây chuyền sản xuất Một số ứng dụng phổ biến của PLC FX3U trong sản xuất bao gồm: Điều khiển băng tải, máy đóng gói, máy in, máy CNC, điều khiển robot, máy hàn, máy tiện,… o Đóng gói: PLC FX3U được sử dụng để điều khiển các máy móc và thiết bị trong các dây chuyền đóng gói Một số ứng dụng phổ biến của PLC FX3U trong đóng gói bao gồm: Điều khiển máy đóng gói, máy dán nhãn, máy in, điều khiển hệ ống kiểm tra chấth t lượng,… o Vận chuyển: PLC FX3U được sử dụng để điều khiển các hệ ống vậth n chuyển tự động Một số ứng dụng phổ biến của PLC FX3U trong vận chuyển bao gồm: Điều khiển hệ ống băng tải, hệ ống nâng hạ, điềth th u khiển hệ ống kiểm soát giao thông,…th
2.2 LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÁC
Băng tải là một thiết bị công nghiệp được sử dụng để vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu từ nơi này đến nơi khác Băng tải có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, đóng gói, vận chuyển, kho bãi,… Băng tải mang l i nhiạ ều lợi ích cho các doanh nghiệp, bao gồm tăng năng suất lao động, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm
Cấu tạo của băng tải Băng tải bao gồm các thành phần chính sau::
• Dây băng tả Đây là thành phần chính của băng tải, được sử dụng để vậi: n chuyển hàng hóa Dây băng tải có thể được làm bằng nhiều chất liệu khác nhau, bao gồm nhựa, cao su, vải, v.v.
• Hệ ống truyền động: Hệ ống truyền động được sử dụng để di chuyển th th dây băng tải Hệ ống truyền động có thể bao gồm động cơ, hộp giảm tốc, th rulo, v.v
• Khung đỡ: Khung đỡ được sử dụng để đỡ dây băng tải Khung đỡ có thể được làm bằng nhiều chấ ệu khác nhau, bao gồt li m thép, inox, v.v
• Các thiết bị phụ trợ: Các thiết bị phụ ợ có thể bao gồm các thiết bị như tr cảm biến, bộ phận định vị, v.v Các thiết bị ụ ợ này được sử dụng để ph tr điều khiển và giám sát hoạ ộng của băng tảt đ i
Phân loại băng tải Băng tả: i có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:
• Theo loại dây băng tả Băng tải có thể được phân loại thành băng tải nhựa, i: băng tải cao su, băng tả ải, v.v.i v
• Theo hướng vận chuyển: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải dọc, băng tải ngang, băng tải xiên, v.v
• Theo phương pháp vận chuyển: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải con lăn, băng tải xích, băng tải lưới, v.v
• Theo ứng dụng: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải sản xuất, băng tải đóng gói, băng tả ận chuyển, v.v.i v Ứng dụng của băng tải Băng tải đượ ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệ: c p khác nhau, bao gồm:
• Sản xuấ Băng tảt: i được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm trong các dây chuyền sản xuất
• Đóng gói: Băng tải được sử dụng để vận chuyển sản phẩm trong các dây chuyền đóng gói
• Vận chuyển: Băng tải được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các kho bãi, nhà ga, v.v
• Kho bãi: Băng tải được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các kho bãi. Lợi ích của băng tải Băng tải mang lại nhiều lợi ích cho các doanh nghiệp, bao : gồm:
• Tăng năng suất lao động: Băng tải giúp tự động hóa quá trình vận chuyển, từ đó giúp tăng năng suất lao động
• Tiết kiệm chi phí: Băng tải giúp giảm chi phí nhân công và chi phí vận chuyển
• Nâng cao chất lượng sản phẩm: Băng tải giúp vận chuyển hàng hóa một cách an toàn và chính xác, từ đó giúp nâng cao chất lượng sản phẩm
• Chiều rộng dây: 300mm, tùy chọn 400mm, 450mm, 500mm, 600mm, 700mm1
• Số tầng băng tải thực phẩm: 1 tầng, 2 tầng, 3 tầng1.
• Chiều cao: 500 mm, 600 mm, 700 mm, có thể điều chỉnh theo nhu cầu doanh nghiệp1
• Tốc độ điều chỉnh: 0-30 (m/min)1
• Động cơ giảm tốc: 380 v, 3phase, 50 hz1.
• Khung băng tải: v t liậ ệu inox 304, 3161
• Dây băng tải: Dây PU, PVC dùng trong ngành chế biến thực phẩm1
• Nhiệt độ làm việ ổn định: 0-400°C1.c
• Bộ điều khiển: biến tần, nút dừng khẩn cấp, nút nhấn ON/OFF1.2.2.2
Hình 12: Hình ảnh băng tải
Nút nhấn là một thiết bị cơ khí được sử dụng để đóng hoặc ngắt mạch điện Nút nhấn thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại và có một lò xo bên trong Khi người dùng nhấn nút, lò xo sẽ tác động vào các tiếp điểm bên trong nút nhấn, từ đó đóng hoặc ngắt mạch điện
Cấu tạo của nút nhấn: Nút nhấn bao gồm các thành phần chính sau:
LỰA CHỌN THIẾT BỊ HỆ THỐNG
LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ KHÁC
Băng tải là một thiết bị công nghiệp được sử dụng để vận chuyển hàng hóa, nguyên vật liệu từ nơi này đến nơi khác Băng tải có thể được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm sản xuất, đóng gói, vận chuyển, kho bãi,… Băng tải mang l i nhiạ ều lợi ích cho các doanh nghiệp, bao gồm tăng năng suất lao động, tiết kiệm chi phí và nâng cao chất lượng sản phẩm
Cấu tạo của băng tải Băng tải bao gồm các thành phần chính sau::
• Dây băng tả Đây là thành phần chính của băng tải, được sử dụng để vậi: n chuyển hàng hóa Dây băng tải có thể được làm bằng nhiều chất liệu khác nhau, bao gồm nhựa, cao su, vải, v.v.
• Hệ ống truyền động: Hệ ống truyền động được sử dụng để di chuyển th th dây băng tải Hệ ống truyền động có thể bao gồm động cơ, hộp giảm tốc, th rulo, v.v
• Khung đỡ: Khung đỡ được sử dụng để đỡ dây băng tải Khung đỡ có thể được làm bằng nhiều chấ ệu khác nhau, bao gồt li m thép, inox, v.v
• Các thiết bị phụ trợ: Các thiết bị phụ ợ có thể bao gồm các thiết bị như tr cảm biến, bộ phận định vị, v.v Các thiết bị ụ ợ này được sử dụng để ph tr điều khiển và giám sát hoạ ộng của băng tảt đ i
Phân loại băng tải Băng tả: i có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:
• Theo loại dây băng tả Băng tải có thể được phân loại thành băng tải nhựa, i: băng tải cao su, băng tả ải, v.v.i v
• Theo hướng vận chuyển: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải dọc, băng tải ngang, băng tải xiên, v.v
• Theo phương pháp vận chuyển: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải con lăn, băng tải xích, băng tải lưới, v.v
• Theo ứng dụng: Băng tải có thể được phân loại thành băng tải sản xuất, băng tải đóng gói, băng tả ận chuyển, v.v.i v Ứng dụng của băng tải Băng tải đượ ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệ: c p khác nhau, bao gồm:
• Sản xuấ Băng tảt: i được sử dụng để vận chuyển nguyên vật liệu, sản phẩm trong các dây chuyền sản xuất
• Đóng gói: Băng tải được sử dụng để vận chuyển sản phẩm trong các dây chuyền đóng gói
• Vận chuyển: Băng tải được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các kho bãi, nhà ga, v.v
• Kho bãi: Băng tải được sử dụng để vận chuyển hàng hóa trong các kho bãi. Lợi ích của băng tải Băng tải mang lại nhiều lợi ích cho các doanh nghiệp, bao : gồm:
• Tăng năng suất lao động: Băng tải giúp tự động hóa quá trình vận chuyển, từ đó giúp tăng năng suất lao động
• Tiết kiệm chi phí: Băng tải giúp giảm chi phí nhân công và chi phí vận chuyển
• Nâng cao chất lượng sản phẩm: Băng tải giúp vận chuyển hàng hóa một cách an toàn và chính xác, từ đó giúp nâng cao chất lượng sản phẩm
• Chiều rộng dây: 300mm, tùy chọn 400mm, 450mm, 500mm, 600mm, 700mm1
• Số tầng băng tải thực phẩm: 1 tầng, 2 tầng, 3 tầng1.
• Chiều cao: 500 mm, 600 mm, 700 mm, có thể điều chỉnh theo nhu cầu doanh nghiệp1
• Tốc độ điều chỉnh: 0-30 (m/min)1
• Động cơ giảm tốc: 380 v, 3phase, 50 hz1.
• Khung băng tải: v t liậ ệu inox 304, 3161
• Dây băng tải: Dây PU, PVC dùng trong ngành chế biến thực phẩm1
• Nhiệt độ làm việ ổn định: 0-400°C1.c
• Bộ điều khiển: biến tần, nút dừng khẩn cấp, nút nhấn ON/OFF1.2.2.2
Hình 12: Hình ảnh băng tải
Nút nhấn là một thiết bị cơ khí được sử dụng để đóng hoặc ngắt mạch điện Nút nhấn thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại và có một lò xo bên trong Khi người dùng nhấn nút, lò xo sẽ tác động vào các tiếp điểm bên trong nút nhấn, từ đó đóng hoặc ngắt mạch điện
Cấu tạo của nút nhấn: Nút nhấn bao gồm các thành phần chính sau:
• Vỏ: Vỏ là thành phần bên ngoài của nút nhấn, được sử dụng để bảo vệ các thành phần bên trong Vỏ nút nhấn thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại
• Tiếp điểm: Tiếp điểm là các bộ phận điện bên trong nút nhấn, được sử dụng để đóng hoặc ngắt mạch điện Tiếp điểm thường được làm bằng bạc hoặc đồng.
• Lò xo: Lò xo là thành phần bên trong nút nhấn, được sử dụng để tác động vào các tiếp điểm Lò xo thường được làm bằng thép
• Bề mặt ấn: Bề mặ ấn là phần nút nhấn mà ngườt i dùng nhấn Bề mặt ấn thường được làm bằng nhựa hoặc kim loại.
Phân loại nút nhấn: Nút nhấn có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:
• Theo số lượng tiếp điểm: Nút nhấn có thể được phân loại thành nút nhấn đơn tiếp điểm và nút nhấn đôi tiếp điểm Nút nhấn đơn tiếp điểm có một tiếp điểm, trong khi nút nhấn đôi tiếp điểm có hai tiếp điểm.
• Theo trạng thái: Nút nhấn có thể được phân loại thành nút nhấn thường mở (NO) và nút nhấn thường đóng (NC) Nút nhấn thường mở (NO) ở trạng thái mở khi không được nhấn, và ở trạng thái đóng khi được nhấn Nút nhấn thường đóng (NC) ở ạng thái đóng khi không được nhấn, và tr ở ạng thái mở khi đượtr c nhấn
• Theo hình dạng: Nút nhấn có thể được phân loại thành nút nhấn tròn, nút nhấn vuông, nút nhấn chữ nhật, v.v
• Theo cách lắp đặ Nút nhấn có thể được phân loại thành nút nhấn gắn t: bề mặt và nút nhấn gắn lỗ Nút nhấn gắn bề mặt được gắn trực tiếp lên bề mặt, trong khi nút nhấn gắn lỗ được gắn vào lỗ trên bảng mạch. Ứng dụng của nút nhấn Nút nhấn đượ ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác : c nhau, bao gồm:
• Điện tử: Nút nhấn đượ ử dụng trong các thiế ị điện tử để điều khiển c s t b các thiết bị điện tử
• Công nghiệp: Nút nhấn được sử dụng trong các máy móc và thiết bị công nghiệp để điều khiển các máy móc và thiế ị công nghiệp.t b
• Xây dựng: Nút nhấn được sử dụng trong các tòa nhà để điều khiển các hệ ống điện và hệ ống an ninh.th th
Lợi ích của nút nhấn Nút nhấn mang lại nhiều lợi ích cho người dùng, bao : gồm:
• Dễ dàng sử dụng: Nút nhấn dễ dàng sử dụng, chỉ cần nhấn nhẹ là có thể đóng hoặc ngắt mạch điện.
• Độ bền cao: Nút nhấn có độ bền cao, có thể sử dụng trong nhiều năm.
• Giá thành rẻ: Nút nhấn có giá thành rẻ, phù hợp với nhiều nhu cầu sử dụng
• Điện áp cấp cho led: 24V
• Chiều dài của nút nhấn: 42mm
• Đường kính mặt nút nhấn: 15.5mm
• Đường kính lắp đặt: 16mm
• Kiểu nút: nhấn nhả không giữ trạng thái
• 3 chân tiếp điểm: COM, NO, NC
Nguồn tổ ong là một loại nguồn điện được sử dụng phổ biến trong các thiế ị t b điện tử, đặc biệt là các thiết bị điện tử công suất thấp Nguồn tổ ong có cấu tạo nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt và có hiệu suất cao
Cấu tạo của nguồn tổ ong: Nguồn tổ ong bao gồm các thành phần chính sau:
• Mạch chỉnh lưu: Mạch chỉnh lưu được sử dụng để chuyển đổi dòng điện xoay chiều (AC) thành dòng điện một chiều (DC).
• Mạch l c: ọ Mạch lọc đượ ử dụng để lo i bỏ nhiễu từ dòng điện DC c s ạ
• Mạch ổn áp: Mạch ổn áp được sử dụng để giữ cho điện áp đầu ra ổn định
Phân loại nguồn tổ ong: Nguồn tổ ong có thể được phân loại theo nhiều cách khác nhau, bao gồm:
• Theo số ợng đầu ra:lư Nguồn tổ ong có thể được phân loại thành nguồn tổ ong đơn đầu ra và nguồn tổ ong đa đầu ra Nguồn tổ ong đơn đầu ra chỉ có một đầu ra, trong khi nguồn tổ ong đa đầu ra có nhiều đầu ra.
• Theo điện áp đầu ra: Nguồn tổ ong có thể được phân loại thành nguồn tổ ong cố định và nguồn tổ ong có thể điều chỉnh Nguồn tổ ong cố định có điện áp đầu ra cố định, trong khi nguồn tổ ong có thể điều chỉnh có thể điều chỉnh điện áp đầu ra
XÂY DỰ NG C ẤU TRÚC VÀ SƠ ĐỒ ỀU KHIỂN ĐI
GIỚI THIỆU PHẦ N M ỀM SỬ DỤ NG
3.3.1 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH PLC MITSUBISHI GX WORKS 2
GX Work 2 là phần mềm được Mitsubishi nâng cấp với giao diện trực quan đẹp hơn, thao tác mượt mà và thay thế cho GX Developer bị hạn chế một số tính năng Những cải tiến trong phiên bản phần mềm này gồm có:
• Giao diện được thiết kế lại một cách trực quan hơn để thuận tiện cho người sử dụng
• Thư viện các modul được cập nhập đầy đủ hơn
• Hỗ trợ thêm những ngôn ngữ lập trình như FBD và SFC
• Thao tác tùy chỉnh các thông số dễ dàng
• Bộ cài đặt được tích hợp thêm các gói phần mềm hỗ trợ Các dòng PLC Mitsubishi sử dụng được trên phần mềm GX Works2: FX CPU : từ dòng FX3U trở xuống, Q CPU : Q mode, A mode, L CPU, QS CPU, QnA CPU, A CPU, S CPU Cách sử dụng phần mềm
Bước 1: Mở chương trình bằng cách click đúp chuột vào biểu tượng GX Works2 trên màn hình Desktop
Hình 21 Giao diện tạo dự án m i Bước 2: Tạo Chương Trình Cho PLC MITSUBISHI Trên giao diện chính của chương trình • Chọn Project -> New
Hình 22 Giao diện ch n các loại PLC Chọn dòng PLC, kiểu ngôn ngữ cần viết chương trình Do PLC Mitsubishi sử dụng là dòng FX3U nên sẽ giống như hình dưới Sau đó click OK
• Giao diện màn hình lập trình
Hình 23 Giao diện lập trình
3.3.2 PHẦN MỀM LẬP TRÌNH HMI GT DESIGNER 3 a, Giới thiệu GOT trong PLC
GOT(Graphic Operation Terminal) là tên gọi của giao diện máy người (Human Machine Interface -HMI)
GOT là một HMI dạng bảng cảm ứng cho phép thao tác chuyển mạch, hiển thị đèn, hiển thị dữ liệu, hiển thị tin nhắn và những nội dung khác trên màn hình giám sát thay vì bảng điều khiển thông thường
Hình 24 GOT trong PLC b, Ưu điểm của GOT
1 Thu nhỏ bảng điều khiển: Do công tắc và đèn được tạo ra bằng cách sử dụng phần mềm, nên số linh kiện được gắn vào bảng điều khiển như phần cứng có thể được giảm bớt và bảng điều khiển có thể giảm được kích thước
2 Tiết kiệm chi phí đấu dây Đấu dây giữa các linh kiện bên trong bảng điều : khiển được thay thế bởi thiết kế màn hình bằng phần mềm, loại bỏ được nhu cầu đấu dây tốn nhiều thời gian và chi phí lớn
3 Tiêu chuẩn hoá các bảng điều khiển Cho dù bạn có được yêu cầu thay đổi : thông số kỹ thuật, bạn cũng chỉ cần thay đổi thiết lập bằng cách sử dụng phần mềm Bởi thế, các bảng điều khiển có thể được tiêu chuẩn hoá
4 Giá trị gia tăng dạng HMI Ngoài công tắc và đèn, GOT có thể dễ dàng hiển : thị đồ hoạ, văn bản, và chuông báo động Bởi thế, bạn có thể cải thiện giá trị phụ của toàn bộ các thiết bị c, Các bước thiết kế giao diện HMI
Bước 1: Khở ộng chương trìnhi đ
Hình 25 Giao diện ph n mềm GT Designer 3
Bước 2: Click “new” để và “next” tạo một dự án mới
Hình 26 Tạo giao diện dự án Bước 3: Chọn model và kích cỡ màn hình sử dụng cho dự án
Hình 27 Lựa ch n thiết kế thiết b
Bước 4: Nhấn “next” ở bước 3 và nhận được giao diện như hình dưới đây để thiết kế giao diện sử dụng cho ngườ ận hànhi v
Hình 28 Giao diện thiết kế HMI
XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
3.4.1 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ THUẬT TOÁN
Hình 29 Lưu đồ thuật toán 1
Hình 30 Lưu đồ thuật toán 2
Giải thích lưu đồ thuật toán:
• Khi nhấn nút START, hệ ống sẽ khởth i động
• Cảm biến vật 1 sẽ kiểm tra và nếu phát hiện vật thì xilanh 1 sẽ hoạt động để chuyển sản phẩm lên băng tải 1
• Băng tải 1 sẽ bắ ầu hoạ ộng và chuyển sản phẩt đ t đ m đến khu vực kiểm tra lỗi
• Khi sản phẩm đến khu vực kiểm tra lỗi, băng tải 1 sẽ dừng lại trong 5 giây để cho cảm biến lỗi hoạt động và phân loại sản phẩm lỗi Nếu sản phẩm đạt chuẩn, thì nó sẽ tiếp tục trên băng tải 1 Nếu không đạt chuẩn, xilanh 2 sẽ đẩy sản phẩm lỗi vào kho sản phẩm lỗi
• Khi sản phẩm đạt chuẩn và tiếp tục trên băng tải 1, nó sẽ ếp tục di chuyển đếti n vị trí cảm biến xilanh hút
• Băng tải 1 sẽ dừng lại và xilanh hút sẽ hoạ ộng để hút sản phẩm lên.t đ
• Sau khi xilanh hút đã lấy sản phẩm, động cơ 24V sẽ hoạt động, đẩy sản phẩm qua hệ thống trượt sắp xếp (dựa trên 2 cảm biến vị trí 1, 2) Khi xilanh hút hoạt động vào vị trí cảm biến vị trí 2, sản phẩm sẽ được nhả vào thùng giấy carton và xilanh hút quay lạ ị i v trí ban đầu (cảm biến vị trí 1)
• Khi đủ 4 sản phẩm trong thùng carton, xilanh 3 sẽ đẩy thùng carton vào băng tải 2 và động cơ bước quay lạ ị trí ban đầu i v
• Băng tải 2 sẽ đưa thùng carton vào quy trình đóng thùng sản phẩm Khi này, xilanh 4 và xilanh 5 ở hai bên sẽ gập lại, hệ thống dán băng keo hoạt động Động cơ 24V kéo hệ ống dây curoa để dán băng keo Sau đó, xilanh 6 sẽ cắt xuống th và cắ ứt băng keo dán.t đ
• Sau khi đóng thùng xong, băng tải 2 sẽ đưa hộp bánh vào kho chứa Trong quá trình đóng thùng, băng tải 2 có thể hoạt động ở hai chế độ tốc độ khác nhau, chậm khi đóng thùng và nhanh khi thùng đã qua khâu dán
• Khi nhấn STOP, hệ ống dừng hoạt động.th
3.4.2 PHÂN CỔNG VÀO, RA CHO HỆ THỐNG
Start X000 Tín hiệu khởi động
CB PH vật S1 Tín hiệu cảm biến xem có vật hay không
CB PH vật lỗi S2 Tín hiệu cảm biến khi vậ ới camera kiếm tra lỗit t
CB PH vật hút S3 Tín hiệu cảm biến khi vậ ới xlianh hútt t
CB PH thùng S4 Tín hiệu cảm biến khi thùng vào băng tải 2
CB Gập S5 Tín hiệu cảm biến khi thùng tới vị trí gập 2 đầu
CB Gạt S6 Tín hiệu cảm biến khi thùng tới vị trí gạt 2 bên
CB dán S7 Tín hiệu cảm biến khi thùng tới vị trí dán băng dính
CB cắt S8 Tín hiệu cảm biến khi thùng tới vị trí cắt băng dính
Xilanh đẩy vật Y000 Xilanh đẩy vật vào băng tải 1
Băng tải 1 Y001 Di chuyển vậ ến cảm biến hútt đ
Camera Y002 Kiểm tra sản phẩm xem có bị lỗi hay không
Xilanh đẩy lỗi Y003 Đẩy sản phẩm lỗi vào thùng chứa lỗi
Xilanh hút Y004 Hút sản phẩm lên ĐC trượt Y005 Di chuyển sản phẩm từ băng tải 1 vào thùng
Xilanh đẩy thùng Y007 Đẩy thùng vào băng tải 2
Băng tải 2 Y010 Di chuyển vậ ể đóng góit đ Động cơ gạt Y011 Đóng nắp thùng phía trước sau
Xilanh gạt bên phải Y012 Đóng nắp thùng bên phải
Xilanh gạt bên trái Y013 Đóng nắp thùng bên trái Động cơ dán băng dính Y014 Dán băng dính cho thùng
3.4.3 LẬP TRÌNH CHO HỆ THỐNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM MITSUBISHI
GX WORKS 2 a, Các lệnh sử dụng trong phần mềm GX WORKS 2
Lệnh Chức năng Ký hiệu
LD Tiếp điểm thường mở
LDI Tiếp điểm thường đóng
Tiếp điểm phát hiện sườn lên Khi đầu vào
IN chuyển trạng thái từ 0 lên 1 thì bit trạng thái được set lên 1
Tiếp điểm phát hiện sườn xuống Khi đầu vào IN chuyển trạng thái từ 1 xuống 0 thì bit trạng thái được set lên 1
Ta kb Timer (trong đó a, b là số tự nhiên) b, Chương trình trên MITSUBISHI GX WORKS 2
Dòng lệnh 1 : Bắt đầu chương trình
Dòng lệnh 2 : Dừng hệ thống
Dòng lệnh 3 : Khi vậ ở vị trí cảm biến S1 thì khởi động xilanh Y000 đẩy vật vào t băng tải 1 và khởi động băng tải 1 Khi vật đến vị trí cảm biến S2 thì reset xilanh Y000 và reset băng tải 1 Đồng thời kh i đở ộng camera để quét sản phẩm
Dòng lệnh 4 :Kiểm tra lỗi , nếu có sản phẩm lỗi thì xilanh đẩy sản phẩm lỗi sẽ hoạt động đẩy sản phẩm lỗi vào thùng chứa lỗi
Dòng lệnh 5 : Sau khi kiểm tra lỗi xong băng tải sẽ ếp tục hoạt động và xilanh ti đẩy sản phẩm lỗi sẽ quay về vị trí ban đầu
Dòng lệnh 6 : Khi vật đi qua cảm biến hút thì băng tải 1 sẽ dừng sau đó xilanh hút sẽ hút sản phẩm lên
Dòng lệnh 7 : Sau khi hút sản phẩm lên động cơ trượt sẽ hoạt động di chuyển vật vào thùng
Dòng lệnh 8 : Sau khi vật vào thùng bộ đếm sẽ đếm lên 1 sau đó chạy lạ ừ đầu.i t
Dòng lệnh 9 : Xilanh đẩy thùng vào băng tải 2 Khi đến cả biến phát hiện có m thùng vào băng tải thì băng tải 2 sẽ hoạt động và đồng thời xilanh đẩy thùng quay trở lạ ị trí ban đầu.i v
Dòng lệnh 10 : Khi thùng đến vị trí cảm biến gạt , động cơ gạt sẽ gạt 2 mặt trước sau của nắp thùng và khi thùng chạm đến cảm biến gập thì 2 xilanh 4, 5 sẽ gập 2 bên nắp thùng lại
Dòng lệnh 11: Sau khi chạm cảm biến động cơ dán keo sẽ dán đóng thùng lại Sau đó động cơ cắt băng keo sẽ hoạ ộng và cắt băng keo.t đ
3.4.4 THIẾT KẾ GIAO DIỆN HMI TRÊN PHẦN MỀM GT DESIGNER
Bước 1: sau khi kích vào phần mềm GT Designer, ta chọn “New” để tạo thư mục mới
Bước 2: Sau khi bấm vào “New” ta có giao diện sau, Bấm next đ tiể ếp tục
Bước 3 : Chọn kích cỡ màn hình cho chương trình
Bước 5 : L a chự ọn truyền thông
Bước 6 : Màn hình mô phỏng
Bước 7 : Sử dụng các tool trên thanh công cụ, xây dựng được màn hình điều khiển Một số công cụ quan trọng trên thanh công cụ như:
• Project: Tao moi, Lane, Mo Project khác
• Edit: Các thao tác Cụ, Caps Paste, Unde
• Seroon: Nơi tạo thêm màn hình mới, sửa đổi thông số màn hình
• Common: Thay đổi thi t lế ập cho 11M
• Figure: Các công cụ viết chữ, về hình
• Object: Nơi chứa các đối tượng lập trình
• Communication: Nơi thiế ập kết nối, đen nhoad upload chương trìnht l Để tạo các đối tượng trên màn hình HMI, chọn Object
Các công cụ quan trọng trong Object:
• Lamp: Đèn báo, thuring ding de chi thi dara
• Numerical Display Input Tạo ở hiển thị nhập dữ liệu số
• ASCH Display Input Tạo ô hiển thị nhập dữ liệu chữ (ASCII)
• Date/Time display: đối tượng hiển thị ngày giờ
• Graph: Tạo các loại biểu đồ Để hiển thị ữ trên giao diện HMI, chọn Figure, chọn Textch
Hình 31 Một số công cụ quan tr ng để mô phỏng trên GT DESIGER 3 Bước 8 : L a chự ọn nút nhấn , các tín hiệu đầu vào và gắn giá trị cho nó
Bước 9 : L a chự ọn các thi t bị đầu ra và gắn giá trị ế cho nó
Sau 9 bước trên ta sẽ được chương trình mô phỏng HMI trên phần mềm GT DESIGNER 3 như sau
Hình 32 Mô phỏng hệ ống trên GT Desiger 3th
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ ĐẠ T ĐƯỢC VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦ ĐỀ T A ÀI
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
Sau một thời gian kể từ khi nhận đề tài, với thái độ làm việc hết mình cùng sự giúp đỡ tận tình của các thầy Vũ Hữu Công cùng các thầy cô trong bộ môn Điện kỹ thuật, em đã cơ bản hoàn thành nhiệm vụ đồ án được giao với các công việc như:
▪ Tìm hiểu cấu tạo, nguyên lí hoạt động và cách đấu nối các thiết bị với PLC FX3U
▪ Tìm hiểu nguyên lí hoạt động và các bộ ận chính cần thiết cho hệ ống ph th kiểm tra, sắp xếp và đóng gói bánh trung thu
▪ ết chương trình điều khiển PLC hoạt động và thiết kế màn hình HMI cho Vi hệ ống th
▪ Mô phỏng và chạy thử nghiệm h thệ ống trên phần mềm giả lập.
Tuy nhiên do khoảng thời gian còn hạn chế và thiếu kinh nghiệm thực tế nên việc thiết kế, mô phỏng và viết chương trình PLC chỉ dừng lạ ở mức cơ bản, lý i thuyết Do chưa làm được mô hình thực tế nên còn nhiều yếu tố ưa xch ác định rõ như:
• Chưa xác định được hiệu quả của chương trình điều khiển PLC
• Chưa xác định được tính ốn của hệ ống Các yếu tố như rung động, nhiễu th và độ ễ ời gian của hệ ống tr th th
• Không thể kiểm tra các thiết bị cảm biến và cơ cấu chấp hành có hoạt động hiệu quả như mong đợi không.
