điều khiển giám sát dây truyền phân loại và đóng gói sản phẩm

Xuất phát từ tình hình thực tế tự động hóa tại các phân xưởng, nhà kho và các khu vực điều hành quản lý vẫn đang tiếp tục được nâng cao cùng với kiến thức đã được học trong trường, chúng

LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin ngày càng cao đem lại nhiều lợi ích cho con người nhằm giảm thiểu tối đa sức lao động của con người trong quá trình sản xuất Mức độ tự động hóa tại các phân xưởng và nhà kho cũng như các khu vực quản lý điều hành vẫn tiếp tục được nâng cao Ngày càng nhiều các thiết bị tiên tiến đòi hỏi khả năng xử lý, mức độ hoàn hảo , sự chính xác của các hệ thống sản xuất ngày một cao hơn, đáp ứng nhu cầu sản xuất về số lượng, chất lượng, thẩm mỹ ngày càng cao của xã hội

Xuất phát từ tình hình thực tế tự động hóa tại các phân xưởng, nhà kho và các khu vực điều hành quản lý vẫn đang tiếp tục được nâng cao cùng với kiến thức đã được học trong trường, chúng em đã nghiên cứu

và thực hiện đề tài dây truyền phân loại và đếm sản phẩm Đây chỉ là một phần nhỏ trong quy trình sản xuất, tuy vậy chúng em mong rằng với

đề tài này chúng em sẽ củng cố được kiến thức đã được học trong trường

và ứng dụng một phần nhỏ trong sản xuất

Do hạn chế về thời gian, kinh nghiệm thực tế, vừa tìm hiểu, vừa học hỏi trong quá trình thực hiện nên không tránh khỏi thiếu sót, chúng em rất mong nhận được sự đóng góp của thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

1 Cấu tạo mô hình

Mô hình thực tế được làm theo bản vẽ thiết kế hình trên:

- Phần khung mô hình: được đóng bằng gỗ

- Phần băng tải:

+ Gồm có hai con lăn đặt ở vị trí hai đầu băng tải Hai con lăn truyền lực và kéo băng tải nhờ hai dây cao su

+ Mặt băng tải được làm bằng mặt vải quấn tròn xung quanh 2 con lăn Sản phẩm được đặt chạy trên mặt băng tải

- Các máng hứng sản phẩm:

- Các chi tiết, thiết bị được lắp trên khung mô hình:

+ Các động cơ: DC1, DC2, DC3

- Các động cơ DC1, DC2, DC3 là động cơ 1 chiều 24V

- DC 1 là động cơ có nhiệm vụ kéo quay mặt băng tải thông qua dây cao su với con lăn phía trên

- DC 2 là động cơ có nhiệm vụ điều khiển thanh gạt ở vị trí 1

- DC 3 là động cơ có nhiệm vụ điều khiển thanh gạt ở vị trí 2

+ Các cảm biến: CB1 CB2, CB3

- Các cảm biến được sử dụng là cảm biến quang 3 dây của hãng siemen

- Các cảm biến được gắn bên cạnh mặt băng tải

- CB1 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 15cm so với mặt băng tải

- CB2 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 10cm so với mặt băng tải

- CB3 được gắn bên cạnh mặt băng tải cao hơn 5cm so với mặt băng tải

+ Các sản phẩm:

Có 3 loại sản phẩm: sản phẩm cao,sản phẩm trung bình, sản phẩm thấp Cả ba sản phẩm đều được làm bằng gỗ

- Sản phẩm cao làm bằng gỗ có kích thước 60x60x150

- Sản phẩm trung bình bằng gỗ có kích thước 60x60x100

- Sản phẩm thấp bằng gỗ có kích thước 60x60x50

* Sau khi gắn các thiết bị lên khung mô hình thì toàn bộ xung quanh được đóng kín bằng gỗ mỏng

2 Chức năng hoạt động của các nút ấn trên mô hình

STT Tên Địa chỉ Chức năng

tải quay , cảm biến và các tay gat,hệ thống đặt sản phẩm được hoạt động

tải,tay gạt,không cho cài đặt số sản phẩm

trở về mặc định trong khi băng tải vẫn quay

chế độ set thì băng tải không quay,các tay gạt,cảm biến không hoạt động

-remote

Nút gạt local cho phép hệ thống điều khiển tại chỗ với sự tác động của công nhân đứng máy.Khi ở mức local thì các nút ấn trên Win

CC bị vô hiệu(bao gồm cả star,stop,reset ) Nút gạt remote cho phép điều khiển hệ thống

từ phòng máy tính giám sát Khi này các nút

ấn của hệ thống dưới hiện trường đều bị vô hiệu (bao gồm cả star,stop,reset )

3 Nguyên lý hoạt động của dây truyền phân loại và đếm sản phẩm.

Trong mô hình trình bày có 3 loại sản phẩm khác nhau về kích thước Đây chính là đặc điểm mà chúng em sử dụng để phân loại và

đếm sản phẩm Qua kích thước của sản phẩm mà chúng m chia thành 3 loại là sản phẩm cao,sản phẩm trung bình và sản phẩm thấp

Khi ta ấn start khởi động toàn bộ hệ thống thì băng tải quay.Các cảm biến,tay gat,bộ đếm sản phẩm,led hiển thị đều hoạt động

1 Khi có sản phẩm cao đi qua Cảm biến quang nhận tín hiệu đưa về PLC,Khi sản phẩm đi qua hoàn toàn PLC bắt sườn xuống của tìn hiệu cảm biến đưa vào.Làm counter đếm,lúc này win cc đọc tìn hiệu từ counter và hiển thị ra màn

hình.PLC xuất tín hiệu xuống vi điều khiển làm vi điều khiển đếm sản phẩm cao.Sau đó vi điều khiển out tín hiệu

ra hiển thị led tại con led thể hiện số sản phẩm cao Sau 1 khoảng thời gian trễ đã được tính toán để sản phẩm đi đến

vị trí thuận lợi thì PLC out ra tìn hiệu cho tay gạt sản phẩm cao hoạt động,sau đó PLC tiếp tục out ra tín hiệu cho tay gạt quay trở lại vị trí ban đầu

2 Khi có sản phẩm trung bình đi vào băng tải.Do sự sắp xếp chiều cao các cảm biến khác nhau mà cảm biến cao sẽ nẳm cao hơn sản phẩm trung bình và thấp nên nó không thể phát hiện ra 2 loại sản phẩm thấp và trung bình,Khi cảm biến trung bình phát hiện vật phẩm nó cũng thao tác tương tự như với sản phẩm cao

3 Khi sản phẩm thấp xuất hiện trên băng tải.Nó dễ dàng đi qua 2 cảm biến cao và trung bình đến với cảm biến

thấp.Khi này cảm biến thấp có nhiệm vụ đưa tín hiệu vào PLC để đếm sản phẩm thấp ,mà PLC không cần đưa tín hiệu gạt ví sản phẩm thấp sẽ đi thẳng về cuối băng tải

4 Về chế độ đếm sản phẩm.Chỉ áp dụng với sản phẩm cao

và trung bình.Khi ta đặt số sản phẩm đếm là 1 số n( nguyên,dương) thì snr phẩm xuất hiện sẽ được đếm từ 1 đếm n.Khi đến n nó sẽ hiện n 1 khoảng thời gian để quan sát sau đó tự về 0 để chuẩn bị cho chu trình tiếp theo

5, Cảm biến E3F DS10C4

 Cảm biến quang điện phản xạ khuếch tán

Đầu ra là NPN, 3 dây nối NO NPN cho phép dòng điện trong cảm biến đi vào điện áp chung Đầu ra của cảm biến hoạt động như một khóa chuyển mạch Bình thường đầu ra của cảm biến là một Transistor có vai trò như một khóa ( khi sụt áp) Nếu cảm biến vừa phát hiện được đối tượng sau đó tạo ra đường tác động Đương tác động này được nối trực tiếp tới Trans NPN Nếu điện áp truyền tới đương tác động là 0V, Trans không cho phép dòng chạy trong cảm biến Nếu điên áp trên đường tác động lớn hơn (12V), Trans sẽ mở khóa cho phép dòng chạy trong cảm biến tới cực chung

Cảm biến chịu phản ứng của các tác nhân vật lý Nếu cảm biến

không hoạt động, điện áp đường tác động thấp, khi đó Trans khóa Có nghĩa là đầu ra NPN không có dòng vào/ ra Khi cảm biến hoạt động làm cho đường tác động có điện áp cao, Trans mở khóa và tác động đóng khóa Dòng chạy từ cảm biến tới đất Điện áp ở đầu ra của NPN giảm xuống -V



 Vỏ làm bằng chất liệu ABS

 Chống nhiễu tốt

 Gọn và tiết kiệm chỗ

 Bảo vệ chống ngắn mạch và nối cực nguồn

 Hình dáng:

 Thông số định mức, đặc tính kỹ thuật:

hiện

xung tối đa 10%(p-p)

đa 100mA, điện áp dư : tối đa 1V

ở 100mA

được cự nguồn cấp DC

Điều chỉnh độ nhạy

Ảnh hưởng ánh sáng của môi

trường

Đèn dây tóc: tối đa 3000lux Ánh sáng mặt trời: Tối đa 10000lux

đóng băng hoặc ngưng tụ) Bảo quản -300C tới 700C ( không đóng băng hoặc ngưng tụ)

Bảo quản -30% đến 95%( không ngưng tụ)

các bộ phận mang điện và vỏ

Cường độ điện môi 1000VAC, 50/60Hz trong 1 phút

giữa các bộ phận mang điện và vỏ

hoặc 300m/s2 trong 1h theo x,

y ,z

lần ở mỗi hướng x,y,z

2m)

Sơ đồ đấu dây:

Lưu ý:

 Nếu dây vào/ra của cảm biến quang được đặt giống như dây cáp điện hoặc dây điện thế cao Cảm biến quang có thể bị sai lệch hoặc

có thể bị phá hủy bởi nhiễu điện tách riêng dây hoặc sử dụng dây bọc như là dây vào/ ra từ cảm biến

 Không để cảm biến bị va đập mạnh khi gắn vào đối tượng

 Không nối dây với dây nâu khi không tải, nếu nối trực tiếp các dây cảm biến có thể bị phá hủy ( loại chuyển đổi AC)

 Khi sử dụng cảm biến quang điện ở gần bộ chuyển đổi động cơ, đảm bảo động cơ được nối đất Nếu động cơ nối đất bị hỏng thì cảm biến có thể bị sai lệch Khi sử dụng cảm biến ở trên 450C, dòng trên tải nằm trong khoảng 110mA tới 130mA

Kích thước

NPN output

Ứng dụng trong ngành công nghiệp sản xuất thực phẩm:

a)Phát hiện vật trên mặt băng tải

Bộ cảm biến E32-T16WR + E3X-DA-S cài đặt các cảm biến để cho một phần của chùm đường 30-mm, rộng trên băng tải này

Cảm biến này dùng để phát hiện vật phẩm trên băng tải Bằng cách đặt cảm biến quang ngang qua mặt băng tải ta có thể phát hiện ra vật phẩm khi nó đi qua cảm biến Tín hiệu từ cảm biến đưa về sẽ được đếm số lương Bộ điều khiển sẽ xác định khi nào đủ số lượng sẽ đóng gói vào thùng

Băng tải này được ứng dụng trong sản xuẩt bánh kẹo Trong việc đóng thùng các sản phẩm với số lượng đặt sẵn

b) Phát hiện những thay đổi về chiều cao

Bộ cảm biến E32-TC200 + E39-F1 + E3X-DA-S với một ống kính dài khoảng cách cho phép phát hiện những thay đổi về chiều cao gây ra bởi hai pallet cho các loại bia đóng hộp được lắp vào với nhau.Cảm biến quang thông thường không có ánh sáng truyền mạnh mẽ mà có thể xâm nhập pallet Gắn một đường dài ống kính đơn vị để các cảm biến quang cung cấp đủ ánh sáng cường độ thâm nhập pallet bia Bộ cảm biến phát hiện này cung cấp ổn định vì sự khác biệt lớn trong lượng ánh sáng truyền từ một đến hai pallet

Bộ cảm biến này cho phép phát hiện trong hộp bia đã có đủ số lượng lon bia hay chưa

c)Phát hiện hai loại kẹo hoặc Cookies

-Bộ cảm biến E32-D11L + E3X-DA [] TW-S phát hiện sự khác biệt màu

sắc của hai loại bánh kẹo hoặc cookies

-Sử dụng hai cảm biến để xác định các loại kẹo hoặc cookie bởi vì bạn cần một đầu ra cảm biến cho từng loại kẹo hoặc cookies

Trên băng tải có hai loại bánh: 1 loại bánh màu trắng sữa còn 1 loại bánh màu sôcôla Công việc phải phân loại 2 loại bánh này để đóng hộp: Mỗi loại một nửa

G Ưu , khuyết điểm của mô hình

1 Ưu điểm của mô hình

Chỉ sử dụng 3 cảm biến lần lượt để phan biệt 3 loại sản phẩm và đếm cùng lúc.Với việc sử dụng 3 cảm biến tách rời sẽ hạn chế được nhiễu khi đặt 3 cảm biến liền nhau.Giảm khối lượng tính toàn,lập

trình,từ đó đơn giản hóa công việc của lập trình viên.Với 1 chương trinh nhẹ hơn sử dụng cho PLC là hợp lí hơn khi mà bộ PLC được coi là có khả năng lập trình với các bài toàn nhỏ,ít network.Nhờ việc lập trình đơn giản mà PLC hoat đông nhanh,chính xác giúp duy trì tuổi thọ PLC

2 Khuyết điểm :

Mô hình vẫn mang tính nghiên cứu khi chưa tiến đến 1 dây truyền công nghệ thực tế.Từ mô hình phát triển lên thực tế còn phải thay đổi nhiều về cấu tạo,khung mô hình,phải thay đổi nhiểu về bài toán công nghệ nhằm nâng cao tính ổn định của hệ thống và tiết kiệm điện

năng,giảm chi phí dây truyền…