Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp và phân loại sản phẩm theo màu sắc

Thiết kế và chế tạo hệ thống cấp và phân loại sản phẩm theo màu sắc

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN MỤC LỤC Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẤP VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC” do giảng viên - Th.s Đào Minh Tuấn hướng dẫn đã được hoàn thiện Trong suốt thời gian nghiên cứu và thi công đề tài, chúng em đã gặp không ít vướng mắc nhất định và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu 5 I.1 Lý do chọn đề tài 6 I.5 Phương pháp nghiên cứu 8 I.6 Ý nghĩa nghiên cứu 8 CHƯƠNG 1 8 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 8 1.2.1 Trạm phân phối sản phẩm 11 1.2.2 Trạm tay gắp .11 1.2.3 Yêu cầu công nghệ của hệ thống cấp nguyên liệu 12 1.3.2 Yêu cầu công nghệ của hệ thống cấp nguyên liệu 15 2.1 Tổng quan về PLC 16 2.1.1 Lịch sử phát triển của PLC 16 2.1.3 Ưu nhược điểm của PLC 17 2.2 Cấu hình phần cứng PLC S7-300 .18 2.2.1 Module nguồn PS 307 của S7-300 19 2.2.2 Khối xử lý trung tâm -Module CPU 19 2.3 Cấu trúc chương trình PLC S7 - 300 21 2.3.1 Vòng quét chương trình của S7 300 21 2.3.2 Cấu trúc chương trình của S7 300 22 2.3.3 Các khối chức năng 23 1 Khối tổ chức (Organization Block - OB) 23 2.4 Cấu trúc bộ nhớ 24 2.5 Ngôn ngữ lập trình PLC S7 - 300 .25 2.5.1 Phương pháp STL (Statement List) 26 2.5.3 Phương pháp LAD (Ladder diagram) .27 2.5.4 Ngôn ngữ S7-GRAPH 27 2.6 Các hàm cơ bản 27 2.6.1 Các hàm lôgic tiếp điểm 27 2.6.2 Các hàm so sánh .31 2.6.3 Bộ thời gian .32 2.6.4 Bộ đếm COUNTER 36 3.1.1 Phân tích yêu cầu công nghệ hệ thống 39 3.1.2 Sơ đồ thuật toán và chương trình điều khiển 39 3.2 Thiết kế mô hình hệ thống cấp và phân loại sản phẩm 50 LỜI CẢM ƠN Qua một thời gian nghiên cứu và thực hiện, đến nay chúng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp với đề tài: “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẤP VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC” do giảng viên - Th.s Đào Minh Tuấn hướng dẫn đã được hoàn thiện Trong suốt thời gian nghiên cứu và thi công đề tài, chúng em đã gặp không ít vướng mắc nhất định và đã nhận được nhiều sự giúp đỡ nhiệt thành và quý báu Để hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp đầu tiên cho phép chúng em xin được bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô trong Khoa Điện – Điện Tử - Trường ĐH SPKT Hưng Yên đã truyền thụ những kiến thức quý báu và bổ ích trong thời gian học tập tại trường, để giúp chúng em có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp và nền tảng kiến thức chuyên môn vững chắc sau khi tốt nghiệp Nhóm sinh viên thực hiện xin được trân trọng cảm ơn Th.s Đào Minh Tuấn thầy đã luôn tận tình giúp đỡ, chỉ bảo, cung cấp tài liệu và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nhóm trong suốt quá trình nghiên cứu tìm hiểu và xây dựng đồ án tốt nghiệp này Chúng em xin được trân trọng gửi lời cảm ơn tới cô giáo ThS Vũ Thị Tựa, Cô là giáo chủ nhiệm của chúng em trong suốt 2 năm học đại học, là người đã dìu dắt chúng em từ những bước chân đầu tiên bước vào trường ĐH SPKT Hưng Yên Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của những người bạn, người thân, chúng con xin được cảm ơn bố mẹ, anh chị đã luôn động viên chúng con trong suốt thời gian học tập cũng như xây dựng đồ án này Xin được gửi tới lời cảm ơn sâu sắc nhất! Hưng Yên , Tháng 06 / 2013 Nhóm sinh viên thực hiện - 5- MỞ ĐẦU I.1 Lý do chọn đề tài Trong bối cảnh thế giới đang thay đổi mạnh, từ khi đất nước tiến hành đổi mới chúng ta từng bước tiếp cận với những công nghệ hiện đại của thế giới trong nhiều lĩnh vực, trong đó có điều khiển và tự động hóa Nhưng do điều kiện phát triển của đất nước còn chậm so với các nước tiên tiến nên việc đi tắt đón đầu những công nghệ mũi nhọn là cần thiết nhằm tạo tiền đề để đất nước ta bắt kịp tốc độ phát triển của họ vào những năm đầu thế kỷ này Cũng trên tinh thần đó Đảng và nhà nước ta đã có chủ trương khuyến khích phát triển tự động hoá và coi đây là một ngành mũi nhọn trong công cuộc hiện đại hóa đất nước Tự động hóa quá trình sản xuất ngày càng có một vị trí quan trọng trong sản xuất và đời sống Đặc biệt do sự phát triển của kỹ thuật điện tử, tin học cùng với sự lớn mạnh của điều khiển tự động đã tạo ra nhiều sản phẩm thiết bị hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề điều khiển Nhưng lớn mạnh hơn cả và chỗ đứng vững chắc trong công nghiệp phải kế đến các bộ điều khiển logic có thể lập trình được được gọi tắt là PLC (Programmable logic controller) Với những thế mạnh như: - Kích thước nhỏ gọn, giá thành hạ so với mạch điều khiển dùng rơle - Khả năng chống nhiễu tốt, độ tin cậy cao trong môi trường công nghiệp - Cấu trúc dạng modul cho phép dễ dàng sửa chữa và bảo trì, tăng khả năng sử dụng thêm các khối modul mở rộng đầu vào ra cũng như các khối chuyên dụng - Sử dụng ngôn ngữ lập trình chuyên dùng nên lập trình nhanh và dễ dàng thay đổi chương trình Hơn nữa với chức năng truyền thông kết hợp với phần mềm WINCC (Windows control center) là phần mềm ứng dụng để điều khiển, giám sát và thu thập dữ liệu của một hệ thống TĐH quá trình sản xuất.Việc sử dụng những bộ điều khiển lập trình riêng không đáp ứng yêu cầu điều khiển của hệ thống SCADA, cần phải kết hợp thêm các bộ hiển thị HMI (Human Machine Interface - Giao diện người và máy ) Là những sinh viên theo học chuyên ngành Điện tự động hóa cùng những nhu cầu, ứng dụng thực tế cấp thiết của nền công nghiệp nước nhà chúng em muốn được nghiên cứu và tìm hiểu những thành tựu khoa học mới để có nhiều cơ hội biết thêm về kiến thức thực tế, củng cố kiến thức đã học, phục vụ tốt cho sự nghiệp công nghiệp hóa hiện đại hóa.Vì vậy sau khi tham khảo và tìm hiểu về công nghệ Phân loại sản phẩm theo màu trong hệ thống băng chuyền công nghiệp nhóm chúng em đã đề xuất ý tưởng và dưới sự ủng hộ và hướng dẫn của Th.s Đào Minh Tuấn , nhóm chúng em đã - 6- được giao nghiên cứu và hoàn thành đề tài : “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẤP VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC” Bản thuyết minh của chúng em gồm những nội dung sau: Chương 1: Tổng quan về hệ thống cấp và phân loại sản phẩm Chương 2: Tổng quan về bộ điều khiển PLC S7 – 300 Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình hệ thống cấp và phân loại sản phẩm Chương 4: Sơ đồ thuật toán và chương trình điều khiển Chương 5: Kết luận và kiến nghị I.2 Đối tượng nghiên cứu của đề tài Đối tượng mà đề tài hướng tới và cần hoàn thành bao gồm: - Hệ thống cấp phôi: Gồm 2 trạm cấp phôi và trạm tay gắp Đưa sản phẩm từ hộp cấp nguồn lên trên băng tải - Hệ thống phân loại sản phẩm: Hệ thống gồm 1 cảm biến màu để xác định chính xác vật liệu là 1 trong 3 màu cụ thể Sau đó 3 xi lanh có tác dụng phân loai sản phẩm - Sử dụng thành thạo phần mềm Step 7 để lập trình điều khiển hệ thống bằng PLC S7 – 300 CPU 313C I.3 Phạm vi nghiên cứu của đề tài Sau khi nghiên cứu thì nhóm chúng em đã quyết định thực hiện ý tưởng thiết kế mô hình hệ thống cấp và phân loại sản phẩm gồm có: - Hệ thống cấp liệu gồm: Trạm cấp phôi và trạm tay gắp Các trạm có nhiệm vụ cấp nguyên liệu cho hệ thống băng tải - Mô hình dây truyền phân loại sản phẩm có kết cấu cơ khí bằng nhôm, có ưu điểm chịu lực, nhẹ, đạt yêu cầu về thẩm mỹ và dễ chế tạo - Băng tải chất liệu bằng polime có độ bền cao và có khả năng chịu lực phù hợp với loại sản phẩm cần phân loại - Động cơ giảm tốc công suất dùng cho băng tải sử dụng nguồn 24VDC, 2 van xi lanh phân loại sản phẩm có sử dụng cảm biến giới hạn hành trình - Có 3 máng chứa sản phẩm của từng loại - Hệ thống có khả năng tự dừng lại khi đủ số lượng sản phẩm quy định I.4 Mục đích nghiên cứu của đề tài Mục đích của việc xây dựng mô hình cấp và phân loại sản phẩm theo màu nhằm ứng dụng rất nhiều ra ngoài thực tế như: - Tự động hóa quá trình sản xuất trên dây chuyền Cụ thể là: Thiết kế và chế tạo thành công hệ thống cấp và phân loại sản phẩm theo 3 màu - Giảm số nhân công lao động trên dây chuyền - Tăng khả năng kiểm soát lỗi trên dây chuyền - 7- - Kiểm soát tốt năng lực sản xuất - Giảm chi phí nhân công I.5 Phương pháp nghiên cứu Đồ án là sản phẩm áp dụng lý thuyết được học vào thực tế sản xuất Chính vì vậy chúng em đã áp dụng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, lập trình và mô phỏng bằng phần mềm sau đó thiết kế mô hình thực tế, chạy thử và hiệu chỉnh dần trên chính thiết bị thiết kế I.6 Ý nghĩa nghiên cứu Như đã nói ở trên thì nếu thực hiện thành công đề tài này sẽ mang lại ý nghĩa lớn về cả thực tiễn và lý luận • Ý nghĩa lý luận: Toàn bộ chương trình và bản thuyết minh của đề tài sẽ trở thành tài liệu nghiên cứu, tham khảo nhanh, dễ hiểu, thiết thực cho các bạn sinh viên, những người thích tìm hiểu về đề tài này của chúng em • Ý nghĩa thực tiễn: Với sự thành công của đề tài sẽ góp phần giúp cho các bạn sinh viên mới nói chung và các bạn sinh viên khoa Điện – Điện Tử nói riêng thấy rõ được ý nghĩa thực tế và thêm yêu thích chuyên ngành mình đã chọn Ngoài ra, khi đọc tài liệu này, các bạn hoàn toàn có thể thực hiện việc thiết kế và làm các mô hình hệ thống phân loại sản phẩm một cách đơn giản và hiệu quả CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - 8- 1.1 Giới thiệu sơ lược về hệ thống phân loại sản phẩm Việc ứng dụng tự động hóa là xu thế chung trong công nghiệp hiện nay, hòa chung vào quá trình tự động hóa trong sản xuất, khâu phân loại sản phẩm trong các dây chuyền công nghiệp là một ví dụ điển hình Trước kia, việc phân loại chủ yếu là dựa vào sức người, công việc này đòi hỏi sự tập trung cao và có tính lặp lại nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc Chưa kể đến có những phân loại dựa trên các chi tiết kĩ thuật rất nhỏ mà mắt thường khó có thể nhận ra Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất Ứng dụng băng chuyền và các kỹ thuật để phân loại sản phẩm hoàn toàn tự động sẽ giảm chi phí lao động, nâng cao năng suất và hiệu quả rất nhiều so với phân loại bằng thủ công Bên cạnh việc phân loại sản phẩm dựa vào kích thước, hình dáng bao bì, các sản phẩmhiện nay còn đa dạng về số lượng màu sắc khác nhau nên việc phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc là thực sự cần thiết Ví dụ: Trong các dây chuyền sản xuất Gạch, đá granite hay trong chế biến nông sản (như Cà phê, Gạo ) người ta phân loại thành các sản phẩm loại một, loại hai Dựa vào màu sắc của chúng Để phân loại được sản phẩm theo màu sắc trên băng chuyền, ta có thể dùng cách đơn giản là sử dụng cảm biến màu, hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến màu của những hãng nổi tiếng khác nhau như: Omron (có E3X-DA, E3X-DAC, E3MC,E3ZM-V, ), Sick của Đức (có G-1481-9624,NT6-GC-22, CS1-P1111 ), hay Datasensor của Ý (có TL10, ) Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc bao gồm: trạm phân phối, trạm tay gắp, và trạm phân loại sản phẩm Các trạm đều được thiết kế các thanh nhôm có rãnh và dễ dàng kết nối với nhau để thành 1 hệ thống sản xuất tự động Các trạm có cấu trúc mở , có độ linh hoạt cao Các hệ thống cấp và và phân loại sản phẩm có phương thức hoạt động cơ bản như sau : - 9- Hình 1.1 Sơ đồ tổng quát hệ thống cấp và phân loại sản phẩm Hệ thống gồm 3 trạm: + Trạm phân phối + Trạm tay gắp + Trạm phân loại sản phẩm 1.2 Hệ thống cấp nguyên liệu Trong thực tế hệ thống cấp nguyên liệu bao gồm: - Trạm phân phối - Trạm tay gắp Hình 1.2 Hệ thống cấp nguyên liệu - 10- c Lập trình FC2 hệ thống điều khiển bằng tay - 48- - 49- 3.2 Thiết kế mô hình hệ thống cấp và phân loại sản phẩm Hình 3.1 Hình ảnh của hệ thống 3.2.1 Trạm cấp phôi Thiết kế thực tế Hình ảnh mô hình mô phỏng - 50- sơ đồ khí nén Hình 3.2 Mô hình trạm cấp phôi Các linh kiện chính gồm có: 1 Ống hộp để chứa phôi Có thể xếp đến 8 phôi trong ống, theo trật tự bất kỳ Chi tiết phôi được xếp vào ở phía mở trên 2 Xy lanh kép đẩy chi tiết phôi từ vị trí thấp nhất trong ổ chứa ra ngoài Những chi tiết phôi sẵn sàng trong ống chứa được nhận biết bằng cảm biến quanh điện chùm xuyên qua Vị trí của xylanh được nhận biết bằng cảm biến điện cảm Tốc độ đi ra hay co lại của xylanh đẩy được hiệu chỉnh thoải mái bằng van tiết lưu một chiều 3 Xi lanh quay được điều khiển bằng van điện SY3140 – 5GZ 3.2.2 Trạm tay gắp Hình ảnh mô hình mô phỏng Thiết kế thực tế - 51- Mạch khí nén hệ thống tay gắp sản phẩm Hình 3.3 Mô hình trạm tay gắp Các linh kiện chính gồm có: 1 Chi tiết phôi được kẹp lên bằng giắc hút chân không Hệ thống lọc khí kèm theo một van chân không 2 Sản phẩm được di chuyển bằng Xylanh quay Góc dịch chuyển hiệu chiểu từ 00 và 1800 bởi cữ chặn cơ khí Vị trí cuối được cảm nhận bằng công tác giới hạn điện Micro (micro switches) Vị trí cuối của xylanh được hiệu chỉnh tuỳ theo trạm sau nào được chọn 3 Xi lanh quay được điều khiển bằng van điện SY3140 – 5GZ 3.2.3 Hệ thống phân loại sản phẩm Hình ảnh mô hình mô phỏng Thiết kế thực tế Hình 3.2 Hệ thống phân loại sản phẩm Các linh kiện chính gồm có: 1 Băng tải vận chuyển sản phẩm, được điều khiển bằng 1 động cơ 1 chiều 24V công suất 10W 2 Hệ thống máng đựng sản phẩm Gồm 3 máng chứ sản phẩm theo thứ tự: Máng 1 sản phẩm màu bạc, máng 2 sản phẩm màu đỏ, máng 3 sản phẩm màu đen 3 Thiết bị phân loại sản phẩm gồm có: 3 cảm biến và 3 Xilanh được điều khiển bằng 3 van điện 3.2.4 Các loại cảm biến sử dụng trong hệ thống phân loại sản phẩm 3.2.4.1 Cảm biến xác định sản phẩm màu trắng - 52- Sản phẩm màu trắng được tráng 1 lớp kim loại ở ngoài Chính vì vậy để xác định sản phẩm màu trắng, ta sử dụng cảm biến từ ở mô hình này chúng em sử dụng cảm biến Omron LJ18A3-8-Z/BY Chức năng của cảm biến Omron LJ18A3-8-Z/BY như sau: - Thương hiệu Tên sản phẩm Mã hiệu Loại Điện áp Hiện tại Đáp ứng tần số Khoảng cách phát hiện Thiết lập khoảng cách Đường kính trụ Chuyển dài Chiều dài cáp Chất liệu Omron cảm ứng chuyển đổi cảm biến khoảng cách LJ18A3-8-Z/EX DC 2 dây (nâu, xanh dương) DC 10-30V 300mA DC : 200HZ AC : 20HZ 8mm 0-6.4mm Xấp xỉ 0,65 inch / 16,5 mm Xấp xỉ 2,7 inch / 69 mm Khoảng 1.2m/47’’ Nhựa, hợp kim Nhiệt độ làm việc Trọng lượng Loại -20℃  +60℃temperature range 80g Thường mở Vị trí của cảm biến trong hệ thống băng truyền sản phẩm - 53- Có thể điều chỉnh khoảng cách bằng cách vặn ren của ốc trên thân cảm biến dịch xuống gần bề mặt băng tải 3.2.4.2 Cảm biến xác định sản phẩm màu đỏ Cảm biến xác định màu đỏ nằm ở máng thứ 2 Ở đây nhóm đã sử dụng cảm biến PuYon Type BZJ-211 Chức năng của cảm biến PuYon Type BZJ-211và cách lắp đặt hiệu chỉnh như sau: - Thương hiệu Tên sản phẩm Loại Loại Điện áp Hiện tại Đáp ứng tần số Khoảng cách phát hiện Thiết lập khoảng cách Chiều dài cáp Chất liệu Q&W Chuyển đổi đầu dò BZJ-211 DC 4 dây (đỏ, xanh dương, trắng, đen) DC 10-30V 300mA DC : 200HZ AC : 20HZ 8mm 0-6.4mm Khoảng 1.0m/47’’ Nhựa, hợp kim Nhiệt độ làm việc Trọng lượng Loại -20℃  +60℃ 100g Thường mở Vị trí của cảm biến trong hệ thống phân loại sản phẩm như hình vẽ: - 54- 3.2.4.3 Cảm biến xác định màu đen Đây là sản phẩm màu đen ở cuối dây chuyền sau khi hệ thống đã phân loại được sản phẩm màu trắng và sản phẩm màu đỏ Chính vì vây, nhóm chỉ sử dụng một cảm biến quang để phát hiện vật thể Cảm biến OMRON E3F-DS10P2 có vị trí đặt và chức năng như sau: Vị trí của cảm biến trong hệ thống phân loại sản phẩm - Chức năng của cảm biến và phương pháp điều chỉnh: - 55- Thương hiệu Tên sản phẩm Loại Loại Điện áp Hiện tại Đáp ứng tần số Khoảng cách phát hiện Thiết lập khoảng cách Chiều dài cáp Chất liệu Nhiệt độ làm việc Trọng lượng Loại OMRON Cảm biến quang PNP DC 3 dây (nâu, xanh, đen) DC 10-30V 300mA DC : 200HZ AC : 20HZ 10cm 0-6.4mm Khoảng 1.0m/47’’ Nhựa, hợp kim -10℃  +60℃ 80g Thường mở - Để hiệu chỉnh khoảng cách tác động ta dịch chuyển cảm biến trên ống thiết kế vuông góc với cảm biến bằng ren nhựa quanh thân cảm biến 3.3 Sơ đồ kết nối PLC với thiết bị ngoại vi Bảng khai báo kết nối đầu vào/đầu ra với PLC S7 – 300 Symbol START STOP SENSOR 1 SENSOR 2 SENSOR 3 SENSOR 4 SENSOR 5 SENSOR 6 O.CYL 5 C.CYL 5 O.CYL 6 Address I124.0 I124.1 I124.2 I124.3 I124.4 I124.5 I124.6 I124.7 I125.0 I125.1 I125.2 C.CYL 6 O.CYL 1 C.CYL 1 O.CYL 2 C.CYL 2 O.CYL 3 C.CYL 3 O.CYL 4 I125.3 I126.0 I126.1 I126.2 I126.3 I126.4 I126.5 I126.6 Comment Khởi động hệ thống Dừng hệ thống Cảm biến báo xilanh6 ra đúng vị trí (NO) Cảm biến báo tay quay đúng vị trí thả sản phẩm(NO) Cảm biến báo tay quay đúng vị trí gắp sản phẩm (NO) Cảm biến phát hiện sản phẩm màu trăng (NO) Cảm biến phát hiện sản phẩm màu đỏ (NC) Cảm biến phát hiện sản phẩm màu đen (NC) Nút ấn điều khiển giac hút, hút sản phẩm Nút ấn điều khiển giác hut, thả sản phẩm Nút ấn điều khiển xilanh đẩy sản phẩm (trạm cấp phôi) Nút ấn điều khiển xilanh đẩy sản phẩn đi ra chờ Nút ấn điều khiển xilanh 1 đi ra (Đẩy vật màu đen) Nút ấn điều khiển xilanh 1 đi vào Nút ấn điều khiển xilanh 2 đi ra (Đẩy vật màu đỏ) Nút ấn điều khiển xilanh 2 đi vào Nút ấn điều khiển xilanh 3 đi ra (Đẩy vật màu trắng) Nút ấn điều khiển xilanh 3 đi vào Nút ấn điều khiển tay quay, sang trạm cấp phôi - 56- C.CYL 4 START MOTOR STOP MOTOR AUTO HAND VALVE1 VALVE2 VALVE3 VALVE4 VALVE5 VALVE6 MOTOR I126.7 I125.4 I125.5 I125.6 I125.7 Q124.0 Q124.1 Q124.2 Q124.3 Q124.4 Q124.5 Q124.6 Nút ấn điều khiển tay quay, sang trạm phân loại Nút ấn khởi động motor ở chế độ bằng tay Nút ấn dừng motor Chuyển mạch ở chế độ tự động Chuyển mạch ở chế độ bằng tay Điều khiển xilanh đẩy sản phẩm màu đen Điều khiển xilanh đẩy sản phẩm màu đỏ Điều khiển xilanh đẩy sản phẩm màu trắng Điều khiển xilanh tay quay Điều khiển van hút chân không (giác hut) Điều khiển xilanh cấp phôi Điều khiển động cơ kéo băng tải - 57- Sơ đồ kết nối PLC S7 – 300 CPU 313C với các thiết bị ngoại vi như sau: - 58- Panel mạch điều khiển Panel đầu ra được điều khiển bằng PLC S7 – 300 CPU313C CƠ CẤU CHẤP HÀNH Role điều khiển van Cụm van điều khiển Xilanh đẩy phôi Xilanh vận chuyển phôi - 59- Băng tải vận chuyển và xilanh phân loại sản phẩm CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ - 60- 4.1 Kết quả thực hiện đề tài Được sự ủng hộ và giúp đỡ từ nhiều phía, tuy gặp nhiều khó khăn, nhưng chúng em đã hoàn thành đồ án “THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CẤP VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC” Đồ án đã trình bày khá đầy đủ về các kiến thức cơ sở, phân tích kỹ nguyên lý, cấu trúc từng khối phần cứng và phần mềm để người đọc dễ nắm bắt Đồ án là sản phẩm nghiên cứu miệt mài của nhóm trong thời gian qua Nó đã thể hiện được phần nào những kiến thức,kinh nghiệm mà chúng em tích lũy được trong 3 năm học Đồng thời, thông qua đồ án này, chúng em cũng tự rút ra cho mình nhiều bài học bổ ích Trải qua quá trình nghiên cứu đề tài tốt nghiệp, tìm ra hướng giải quyết và làm việc với mô hình thực tế chúng em đã cơ bản hoàn thành được những nội dung như sau: - Thi công thành công hệ thống cấp và phân loại sản phẩm theo 3 màu Bên cạnh đó là hệ thống khí nén làm nhiệm vụ phân loại sản phẩm về các vị trí quy định cụ thể, cộng với mạch động lực, các mạch kết nối cảm biến với PLC S7 – 300 - Kết nối thành công hệ thống với bộ điều khiển PLC S7-300 - Lập trình cho PLC điều khiển toàn bộ các quá trình từ vận chuyển phôi và phân loại theo 3 màu cụ thể Hạn chế tối đa sự can thiệp của con người trong quá trình điều khiển - Hệ thống có thể dừng khi đủ số lượng sản phẩm quy định - Toàn bộ hệ thống làm việc ổn định với yêu cầu của đề tài 4.2 Những hạn chế của đề tài Bên cạnh những vấn đề mà nhóm chúng em đã giải quyết thành công vẫn còn những hạn chế nhất định của hệ thống: - Trạm tay gắp thiết kế bằng khí nén vận hành còn nặng và khi đưa sản phẩm lên băng tải gây rung mạnh băng tải Vấn đề này có được giải quyết tốt hơn với hệ thống tay gắp bằng rô bốt 3 bậc tự do Do mô hình chỉ mang tính chất mô phỏng diện tích thiết kế nhỏ và hẹp nên việc thi công hệ thống đẩy phôi là rất khó khăn - Mô hình chỉ dừng lại ở việc phân loại theo 3 màu và chưa có phần điều khiển và giám sát qua WINCC nên mọi công việc điều khiển và giám sát chủ yếu thực hiện ngay tại mô hình - Hiện nay, để phân loại được sản phẩm theo màu sắc trên băng chuyền, ta có thể dùng cách đơn giản là sử dụng cảm biến màu, hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại cảm biến màu của những hãng nổi tiếng khác nhau, như : Omron (có E3X-DA, E3XDAC, E3MC,E3ZM-V, ), Sick của Đức (có G-1481-9624,NT6-GC-22, CS1-P1111, ), hay Datasensor của Ý (có TL10, ) Nhưng giá thành của chúng cao mà số màu chúng có - 61- thể nhận biết được không nhiều Vì vậy, một số công ty lớn đã sử dụng hệ thống camera kết hợp với phần mềmcủa hãng National Instrumentsđể phân loại sản phẩm theo màu “Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc” bao gồmmột camera tốc độ cao kết nối với máy tính(PC) vớiphần mềm Vision Builder for Automated Inspection Đó là một giải pháp rất hay, vì thời gian thực hiện đề tài ngắn và năng lực của nhóm có một số hạn chế nên chưa nghiên cứu và áp dụng vào mô hình của nhóm 4.3 Hướng phát triển và kiến nghị Với những lợi ích vượt trội về tiết kiệm không gian, thời gian và nhân lực khi phân loại phôi… Hệ thống này là giải pháp tối ưu cho những dây chuyền muốn phân loại theo nhiều màu sắc: Bánh kẹo, hoa quả Hệ thống tích hợp thêm việc phân loại sản phẩn theo chiều cao hoặc độ dài Tích hợp thêm cảm biến quang hoặc tiệm cận việc này sẽ thực hiện vừa phân loại màu mà loại luôn các sản phẩm cao quá hoặc thấp quá ra khỏi dây chuyền Hệ thống sử dụng cấp phôi là cánh tay robot 3 bậc tự do thì sẽ hoạt động chính xác và hiệu quả hơn rất nhiều Việc phân loại sản phẩm theo mầu sắc bằng cảm biến màu còn rất đắt và số màu phân biệt được còn hạn chế nên nhóm đề xuất thực hiện phân loại bằng một camera tốc độ cao kết nối với máy tính (PC) với phần mềmVision Builder for Automated Inspectioncó thể linh hoạt phân loại được nhiều loại màu sắc khác nhau sẽ là một giải pháp hiệu quả để ứng dụng vào phân loại sản phẩm trong thời gian tới Hệ thống cấp và phân loại sản phẩm này nên thiết kế thêm hệ thống giám sát và điều khiển sử dụng WinCC Điều khiển và giám sát thông qua mạng Profibus, Ethernet, Internet Đó là những phần mà khi tham gia nghiên cứu đề tài chúng em muốn tìm hiểu nhưng chưa có điều kiện Chúng em rất mong các thầy cô và nhà trường sẽ tạo điều kiện cho các lớp sinh viên khóa sau tiếp tục nghiên cứu phát triển đề tài để nâng cao khả năng tiếp cận thực tiễn, tích lũy nhiều kinh nghiệm khi tham gia vào quá trình sản xuất công nghiệp Vì đây là một hướng đi mới và có rất nhiều ứng dụng trong thực tế ngành công nghiệp Việt Nam - 62-