Bài báo cáo thực tập chuyên nghành Giám sát và điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng bộ điềukhiển PLC S7-1200 và WinCC được em thực hiện.. Trong các ngành công
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
Tìm hiểu về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
- Phân loại sản phẩm theo chiều cao liên quan đến việc xác định chiều cao của sản phẩm và sử dụng thông tin này để phân loại sản phẩm vào các nhóm khác nhau hoặc hướng dẫn chúng đến các khu vực khác nhau Điều này có thể giúp trong việc tổ chức kho bãi, điều chỉnh quy trình sản xuất, và tối ưu hóa việc vận chuyển và lưu trữ hàng hóa.
1.3.2 Cấu hình cho từng phần hệ thống
Cảm biến đo chiều cao: Các cảm biến như cảm biến siêu âm, cảm biến laser, cảm biến quang học hoặc cảm biến đo đạc được sử dụng để đo chiều cao của sản phẩm Cảm biến này thường được gắn trên băng tải hoặc tại các điểm quan trọng trong dây chuyền sản xuất.
Băng tải và hệ thống vận chuyển: Các sản phẩm di chuyển qua hệ thống băng tải, nơi chúng sẽ được đo chiều cao Hệ thống băng tải có thể tích hợp các cơ chế phân loại như xylanh khí nén hoặc động cơ điện để thay đổi hướng di chuyển của sản phẩm dựa trên kết quả phân loại.
Hệ thống xử lý và điều khiển: Một bộ điều khiển trung tâm
(như PLC hoặc máy tính công nghiệp) nhận dữ liệu từ cảm biến và xử lý thông tin Hệ thống này quyết định cách phân loại sản phẩm và điều khiển các cơ chế phân loại để sắp xếp sản phẩm vào các khu vực hoặc hộp đựng tương ứng.
Giao diện người dùng: Một giao diện người dùng (UI) hoặc bảng điều khiển cho phép người vận hành theo dõi và điều chỉnh hệ thống, thiết lập các tham số phân loại và kiểm tra trạng thái hoạt động.
1.3.3 Các bước trong quy trình phân loại a Nhận Diện Sản Phẩm:
- Sản phẩm đi qua một điểm đo lường trong dây chuyền sản xuất hoặc kho bãi.
- Cảm biến được sử dụng để đo chiều cao của sản phẩm Cảm biến có thể là cảm biến siêu âm, cảm biến laser, cảm biến quang học, hoặc cảm biến đo đạc. b Đo Chiều Cao:
- Cảm biến đo khoảng cách từ cảm biến đến đỉnh sản phẩm và cung cấp dữ liệu chiều cao cho hệ thống điều khiển.
- Các cảm biến hiện đại có thể cung cấp dữ liệu chính xác và nhanh chóng. c Xử Lý Dữ Liệu:
- Bộ điều khiển trung tâm (như PLC hoặc máy tính) nhận dữ liệu từ cảm biến và xử lý thông tin để xác định chiều cao của sản phẩm.
- Dữ liệu được so sánh với các ngưỡng phân loại đã được lập trình trước để quyết định nhóm hoặc khu vực phân loại cho sản phẩm. d Phân Loại Sản Phẩm:
- Dựa trên kết quả phân loại, sản phẩm có thể được chuyển hướng đến các khu vực lưu trữ hoặc đóng gói khác nhau.
- Hệ thống phân loại có thể sử dụng các cơ chế như xylanh khí nén, động cơ, hoặc cánh tay robot để thực hiện phân loại. e Xử Lý Tiếp Theo Yêu Cầu:
- Các sản phẩm đã được phân loại tiếp tục được xử lý theo yêu cầu cụ thể, như đóng gói, vận chuyển, hoặc lưu trữ trong kho bãi.
Ngành Sản Xuất: Phân loại sản phẩm theo chiều cao giúp trong việc tổ chức các sản phẩm để đóng gói và vận chuyển hiệu quả hơn Ví dụ, trong ngành dược phẩm hoặc thực phẩm, việc phân loại theo chiều cao có thể đảm bảo rằng sản phẩm được xử lý đúng cách theo quy định.
Kho Bãi và Logistics: Trong kho bãi, phân loại theo chiều cao giúp tổ chức hàng hóa trên kệ theo kích thước, từ đó tối ưu hóa không gian lưu trữ và cải thiện quy trình vận chuyển.
Ngành nông nghiệp: Trong trong nghành nông nghiệp phân loại cây trông rất quan trọng Cùng 1 giống giống cây, cùng thời điểm gieo hạt nhừng tốc độ sinh trường của mỗi cây là khác nhau Hệ thống sẽ phân loại các cây cóa cùng kích thước và chiều cao với nhau đê có thể chăm sóc với một phát đò khác nhau.
Phân loại gạch và gốm: Chiều cao của sản phẩm gạch hoặc gốm sứ có thể được phân loại để tách các sản phẩm không đạt chuẩn kích thước hoặc phục vụ cho các mục đích sử dụng khác nhau
Hình 1.1 hình ảnh thực tế 1.3.5 Ưu điểm của hệ thống mang lại
Tăng Hiệu Quả: Tự động hóa phân loại theo chiều cao giúp giảm thời gian xử lý và tối ưu hóa quy trình làm việc.
Giảm Sai Sót: Hệ thống tự động giúp giảm thiểu lỗi do con người và đảm bảo tính chính xác trong phân loại.
Tiết Kiệm Chi Phí: Tối ưu hóa quy trình và sử dụng không gian lưu trữ hiệu quả giúp giảm chi phí vận hành và lưu trữ.
Cải Thiện Quy Trình: Tăng cường khả năng điều phối và tổ chức hàng hóa, từ đó cải thiện tổng thể quy trình sản xuất và phân phối.
Phân loại sản phẩm theo chiều cao là một yếu tố quan trọng trong việc tối ưu hóa quy trình công nghiệp và quản lý kho bãi, giúp nâng cao hiệu quả, giảm chi phí và cải thiện chất lượng dịch vụ.
Trong công cuộc phát triển kinh tế như hiện nay, nghành công nghiệp sản xuất hàng hóa và hàng tiêu dùng, hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng vào để thay thế sức lao động của con người giúp tăng hiệu suất.
GIỚI THIỆU PHẦN MỀM VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHO HỆ THỐNG BĂNG TẢI PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO
Lựa chọn các thiết bị cho băng tải
* Cảm biến quang (Photoelectric sensor) hay còn được gọi là mắt thần Được dùng để phát hiện vật cản Cảm biến quang phát ra một tia sáng, khi có vật cản tia sáng này thì cảm biến phát ra tín hiệu để báo về trung tâm điều khiển.
Nó được dùng nhiều trong các dây chuyền tự động hóa.Cảm biến quang như con mắt trong dây chuyền đó, vì vậy nó đóng vay trò rất quang trọng trong công nghiệp.
*Cấu tạo và nguyên lí hoạt động của cảm biến phản xạ gương:
Hình 2.11 Cấu tạo của cảm biến quang.
Cảm biến quang phản xạ gương được cấu tạo bởi 2 bộ phận chính đó là bộ phận phát - thu và gương phản xạ như hình dưới.
Bộ phận phát sẽ phát ra ánh sáng hồng ngoại và truyền thẳng, ánh sáng hồng ngoại sẽ được mã hóa theo một tần số nhất định nhằm mục đích tránh các ảnh hưởng của các nguồn ánh sáng khác.
Còn nếu không có vật đi qua thì ánh sáng từ bộ phận phát sẽ phản xạ ngược lại, bộ phận thu sẽ nhận được ánh sáng và không có tác dụng gì ở ngõ ra.
Nếu có vật đi qua và ngắt ánh sáng truyền đến bộ phận thu thì bộ phận thu sẽ không nhận được ánh sáng từ bộ phận phát, lúc này bộ phận thu sẽ có tín hiệu tác động ở ngõ ra.
Khi gặp gương thì ánh sáng bị phản xạ ngược lại đầu thu ngay trên cảm biến Lúc này cảm biến sẽ luôn báo trạng thái ON.Khi có vật cản đi qua thì sẽ làm mất tín hiệu phản hồi về Lúc đó cảm biến sẽ chuyển trạng thái ON thành OFF.
Tín hiệu ngõ ra ON – OFF được quy định theo loại cảm biến cần dùng Có ba loại tín hiệu ngõ ra thường dùng là PNP – NPN và Namur.
Hình 2.12 Cấu tạo và nguyên lí hoạt động bên trong của cảm biến quang phản xạ gương.
Gương phản xạ là loại gương mà khi chiếu ánh sáng tới ánh sáng phản xạ sẽ trở lại và song song với ánh sáng chiếu tới. Gương phản xạ cho cảm biến quang sẽ thường có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật Về cấu tạo bên trong thì gương phản xạ có hai loại, đó là loại hạt thủy tinh và loại gương 3 mặt.
Hình 2.12 góc chiếu và gương chiếu.
Khoảng cách phát hiện vật Đối với cảm biến quang phản xạ gương thì khoảng cách cài đặt là khoảng cách được tính từ bộ phận phát - thu đến gương phản xạ sao cho bộ phần này có thể nhận được ánh sáng hồng ngoại phát ra từ bộ phận phát Vì thế, có thể nói khoảng cách phát hiện cũng chính là khoảng cách cài đặt Khoảng các phát hiện từ vài CM đến 0,5M và có loại sẽ có khoảng cách phát hiện xa hơn.
Hình 2.13 Khoảng cách phát hiện vật.
Chế độ hoạt động Dark-On và Light-On
Chế độ hoạt động Dark-On.
Hình 2.14 Chế độ hoạt động Dark-On.
Chế độ hoạt động Light-On.
Hình 2.15 Chế độ hoạt động Light-On.
Sơ đồ kết nối dây cho cảm biến:
Hình 2.16 Sơ đồ đấu nối dây.
Cảm biến quang phản xạ gương với ngõ ra 4 dây:
- Dây xanh kết nối nguồn âm.
- Dây nâu kết nối nguồn dương
- Dây đen là ngõ ra output.
- Dây trắng là dây Mute, là chức năng tạm ngừng hoạt động cho cảm biến khi test, bảo trì, bảo dưỡng, chỉ cần kích dây trắng vào chân âm.
-Lắp đặt dễ dàng chỉ với 1 đầu cảm biến vừa thu vừa phát. -Phát hiện được các vật trong suốt, mờ, mỏng
-Khoảng cách làm việc khá xa có thể lên tới 20m
-Tiết kiệm dây dẫn và lắp đặt.
- Khoảng cách phát hiện ngắn hơn loại thu phát (E3z-R: chỉ được 4-5m).
- Vẫn cần 2 điểm lắp đặt cho cảm biến và gương. Ứng dụng của cảm biến quang:
Cảm biến được sử dụng trong những ứng dụng phát hiện vật với độ chính xác cao, cũng như các vật có kích thước nhỏ.
– Đếm sản phẩm trên băng tải
– Kiểm tra sản phẩm lỗi
– Đo độ dày của bề mặt vật thể
– Phát hiện nhãn dán trên bao bì
– Kiểm soát an toàn khi đóng – mở cửa nhà xe
– Bật – tắt vòi rửa xe
– Phát hiện người – vật đi qua cửa
– Sử dụng cho các bãi giữ xe tự động
– Kiểm tra vị trí chi tiết máy có đúng hay chưa.
Và một số ứng dụng khác được minh họa bằng hình ảnh dưới đây:
Hình 2.18 Một số ứng dụng của cảm biến quanng trong cuộc sống
2.3.2 Trang bị động cơ cho băng tải Động cơ băng tải là 1 cơ chế hay một máy có khả năng vận chuyển được một vài đơn vị như túi, hộp, thủng carton, hay 1 số lượng lớn vật liệu, chẳng hạn như hóa chất, đất đá, bột, thực phẩm, từ vị trí A di chuyển đến vị trí B Hay nói cách - khác, băng tải là thiết bị có chức năng chuyển tài hàng hóa, sản phẩm với đặc tính kinh tế cao nhất trong số rất nhiều các thiết bị vận chuyển hàng hóa hay nguyên vật liệu sản xuất cho dủ là với khoảng cách nào.
Băng tải, hệ thống băng tải, băng chuyền công nghiệp đóng vai trò quan trong đối với quá trình tạo nên băng chuyền sản xuất, hệ thống đóng gói, lấp ráp của các doanh nghiệp Nhờ có băng tải mà môi trường và điều kiện sản xuất ngày càng trở nên năng động và thông minh hơn, đồng thời có tính khoa học hơn vì nó giúp giải phóng sức lao động thủ - công, mang lại hiệu quả kinh tế tốt nhất.
Vậy tại sao nên chọn đúng loại động cơ băng tải? Và đây là một số lý do:
Nếu chọn động cơ băng tải công suất thấp hơn yêu cầu vận chuyển sản phẩm, bạn sẽ không thể kéo tải được hoặc băng tải chạy không đạt tốc độ mong muốn, từ đó sẽ gây nóng động cơ, sử dụng thời gian dài như vậy dẫn đến giảm tuổi thọ của động cơ, thậm chí gây ra cháy hỏng Ngừng hoạt động, gây mất an toàn cho người sử dụng.
• Trường hợp chọn động cơ băng tải thừa công suất yêu cầu sẽ gây lãng phí công suất, năng lượng và chi phí hoạt động, đây là điều mà không ai mong muốn.
• Nếu chọn động cơ không đúng với nguyên lý hoạt động và mục đích đặt ra thì sẽ dẫn đến khi lắp đặt vào không phù hợp, gây khó khăn cho nhân viên lắp ráp băng tải vì sẽ không phù hợp với contactor hoặc aptomat.
• Khi công suất motor băng tải đạt đúng đủ yêu cầu nhưng lại không đạt được tốc độ quay mong muốn thì băng tải cũng không đáp ứng được thời gian mà khách hàng yêu cầu.
Các loại động cơ thường dùng cho bằng tải
Có nhiều loại động cơ băng tải với thương hiệu khác nhau, mỗi loại cũng có những ưu nhược điểm khác nhau Đặc biệt, đối với loại băng tải làm bằng cao su, động cơ sẽ dễ dàng lắp đặt. Động cơ băng tải được chia làm các nhóm chính bao gồm: động cơ băng tải con lăn, động cơ băng tải nhựa, động cơ băng tải xích, động cơ băng tải sấy,…
XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ KẾT QUẢ MÔ PHỎNG
Lưu đồ thuật toán hệ thống
CHẠY CHƯƠNG TRÌNH TỰ ĐỘNG
CHẠY CHƯƠNG TRÌNH BẰNG TAY
Hình 3.2 Lưu đồ thuật toán chọn chế độ.
Bắt đầu Đèn sáng, băng tải chạy
3.3 Lưu đồ thuật toán hệ thống tự động.
