đồ-án-phân-loại-sản-phẩm-3

1 LỜI NÓI ĐẦU Với mục tiêu đưa đất nước ngày phát triển giàu mạnh, đại tiến tới hội nhập giới phát triển cơng nghiệp đóng vai trị định q trình Địi hỏi ngành cơng nghiệp phải có suất lao động cao, giảm thiểu sức lao động người, áp dụng hệ thống tự động hóa cơng nghiệp giải pháp thiết thực Ngày nay, việc ứng dụng điều khiển logic khả trình PLC ngày sử dụng rộng rãi.Đặc biệt dịng sản phẩm PLC Siemens.Nó mạng lại hiệu hoạt động ổn định, xác, bền bỉ thích ứng với nhiều mơi trường khắc nghiệt cơng nghiệp Do em chọn đề tài “Xây dựng hệ thống điều khiển đếm phân loại sản phảm theo kích thước” với mục đích tạo mơi trường thựchành ứng dụng lí thuyết học PLC vào mơ hình thực tế Qua có kĩ lập trình, kết nối ứng dụng PLC thực tế sau Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô mơn tự động hóa tận tình bảo, tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình thực đồ án, đặc biệt thầy giáo TS Nguyễn Văn Vinh giảng viên hướng dẫn đồ án CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ Ngày với phát triển khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động hóa đóng vai trị quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa ,cung cấp thơng tin…do phải nắm bắt vận dụng cách hiệu nhằm góp phần vào phát triển khoa học kỹ thuật giới nói chung phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng Xuất phát từ đợt thực tập tốt nghiệp nhà máy, khu công nghiệp tham quan doanh nghiệp sản xuất , chúng em thấy nhiều khâu tự động hóa trình sản xuất Một khâu tự động dây chuyền sản xuất tự động hóa số lượng sản phẩm sản xuất băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm Tuy nhiên doanh nghiệp vừa nhỏ việc tự động hóa hồn toàn chưa áp dụng khâu phân loại , đóng bao bì mà phải sử dụng nhân cơng , nhiều cho suất thấp chưa đạt hiệu Từ điều nhìn thấy thực tế sống kiến thức mà em học trường muốn tạo hiệu suất lao động gấp nhiều lần , đồng thời đảm bảo độ xác cao kích thước Nên em định thiết kế thi cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm gần gũi với thực tế, thực tế có nhiều sản phẩm sản xuất địi hỏi phải có kích thước tương đối xác thật có ý nghĩa chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày phát triển , để xứng tầm với phát triển giới 1.2.TÌM HIỂU VỀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.2.1 Hoạt động phân loại thủ công Khi sản phẩm sản xuất ra, người công nhân dùng thiết bị đo kiểm để xác định sản phẩm thuộc loại Sau xếp sản phẩm vào hộp, đếm đủ số lượng dùng băng keo dán lên miệng hộp Việc phụ thuộc nhiều vào trình độ cơng nhân Hơn nữa, cơng nhân làm việc lâu khơng tránh khỏi sai sót dẫn đến chất lượng sản phẩm không đồng 1.2.2 Hoạt động phân loại tự động Khi sản phẩm sản xuất ra, tự động xếp băng chuyền Bên cạnh băng chuyền có đặt thiết bị để nhận biết phân loại phụ thuộc vào sản phẩm Khi sản phẩm tác động thiết bị phân loại chúng sẽ đẩy vào hộp nằm băng chuyền khác.Các sản phẩm lại sẻ băng chuyền tiếp tục mang đến thùng hàng ,thông qua hệ thống đếm tự động đủ số lượng quy định hệ thống sẻ tư động dừng khoàng thời gian để đóng gói sản phẩm Hệ thống hoạt động có lệnh dừng Người cơng nhân việc tới lấy hộp xếp lên xe đẩy đưa vào kho hàng 1.2.3 Các phương pháp phân loại sản phẩm tự động Tùy vào độ phức tạp yêu cầu loại sản phẩm mà ta đưa phương pháp phân loại sản phẩm khác Hiện có số phương pháp phân loại sản phẩm ứng dụng nhiều đời sống : - Phân loại sản phẩm theo kích thước - Phân loại sản phẩm theo màu sắc - Phân loại sản phẩm theo khối lượng - Phân loại sản phẩm theo mã vạch - Phân loại sản phẩm theo vật liệu … 1.3 CÁC BĂNG TẢI PHÂN LOẠI SẢN PHẨM HIỆN NAY 1.3.1 Giới thiệu chung Băng tải thường sử dụng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang phương nghiêng Trong dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, xưởng luyện kim dùng để vận chuyển quặng , than đá, loại xỉ lị trạm thủy điện dùng vận chuyển nhiên liệu Trên kho bãi dùng để vận chuyển loại hàng bưu kiện , vật liệu hạt, số sản phẩm khác Trong số ngành công nghiệp nhẹ , công nghiệp thực phẩm , hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hoàn thành chưa hoàn thành công đoạn , phân xưởng , đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng 1.3.2 Ưu điểm của băng tải - Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang , nằm nghiêng kết hợp nằm ngang với nằm nghiêng - Vốn đầu tư khơng lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn 1.3.3 Cấu tạo chung của băng tải Hình 1.1: Cấu tạo chung băng tải Bộ phận kéo yếu tố làm việc trực tiếp mang vật Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho phận kéo Bộ phận căng , tạo giữ lực căng cần thiết cho phận kéo Hệ thống đỡ,(con lăn, giá đỡ,…) làm phần trượt cho phận kéo yếu tố làm việc 1.3.4 Các loại băng tải thị trường Khi thiết kế hệ thống băng tải vận chuyển sản phẩm đến vị trí phân loại lựa chọn số loại băng tải sau : Bảng 1.1: Danh sách loại băng tải Loại băng tải Băng tải dây đai Tải trọng < 50kg Băng tải 25 ÷ 125 kg Băng tải đẩy 50 ÷ 250 kg Băng tải lăn 30 ÷ 500 kg Phạm vi ứng dụng Vận chuyển chi tiết nguyên công vận chuyển thùng chứa gia công lắp ráp Vận chuyển chi tiết vệ tinh gia công chuẩn bị phôi lắp ráp Vận chuyển chi tiết lớn phận khoảng cách > 50m Vận chuyển chi tiết vệ tinh nguyên công với khoảng cách < 50m Các loại băng tải xích , băng tải lăn có ưu điểm độ ổn đinh cao vận chuyển Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu tương đối phức tạp, đòi hỏi đọ xác cao, giá thành đắt - Băng tải dạng cào : sử dụng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt 1,5 /h tốc độ chuyển động 0,2 m/s.Chiều dài băng tải không hạn chế phạm vi kéo - 10KN Băng tải xoắn vít : Có kiểu cấu tạo : + Băng tải buồng xoắn : Băng tải buồng xoắn dùng để thu dọn phoi vụn Năng suất băng tải loại đạt tấn/h với chiều dài 80cm + Băng tải buồng xoắn : Băng tải có hai buồng xoắn song song với nhau, có chiều xoắn phải, có chiều xoắn trái Chuyển động xoay vào buồng xoắn thực nhờ tốc độ phân phối chuyển động Cả hai loại băng tải buồng xoắn đặt máng thép xi măng 1.4 TÍNH CẤP THIẾT CỦA PHÂN LOẠI SẢN PHẨM Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều sống Dùng sức người, cơng việc địi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc Chưa kể đến có phân loại dựa chi tiết kỹ thuật nhỏ mà mắt thường khó nhận Điều sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời phát triển tất yếu nhầm đáp ứng nhu cầu cấp bách Tùy vào mức độ phức tạp yêu cấu phân loại, hệ thống phân loại có quy mô lớn, quy mô nhỏ khác Tuy nhiên có đặc điểm chung chi phí cho loại quy mô lớn, đặc biệt điều kiện việt Nam Vì đa số hệ thống phân loại tự động đa phần áp dụng vào các hệ thống phân loại có u cầu phức tạp, cịn lượng lớn doanh nghiệp việt nam sử dụng trực tiếp sức lao động người để làm việc Bên cạnh băng chuyền để vận chuyển sản phẩm u cầu cao đặt phải có hệ thống phân loại sản phẩm Cịn nhiều loại phân loại sản phẩm tùy theo yêu cầu nhà sản xuất như: phân loại sản phẩm theo kích thước, phân loại sản phẩm theo màu sắc, phân loại sản phẩm theo khối lượng, phân loại sản phẩm theo mã vạch, phân loại sản phẩm theo hình ảnh,… Vì có nhiều phương pháp phân loại sản phẩm khác nên có nhiều thuật tốn hướng giải khác cho sản phẩm, đồng thời thuật tốn đan xen, hỗ trợ lần Ví dụ muốn phân loại vải phải phân loại kích thước màu sắc, nước uống (như bia, nước ngọt) cần phân loại theo chiều cao, khối lượng, phân loại xe theo chiều dài, khối lượng, phân loại gạch thi theo hình ảnh, kích thước … Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy băng chuyền ngang qua cảm biến thứ chưa kích cảm biến thứ hai phân loại vật thấp nhất, sản phẩm qua hai cảm biến đồng thời phân loại vật cao Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến phân loại màu sắc sẽ đặt băng chuyền, sản phẩm ngang qua cảm biến nhận biết sản phẩm thuộc màu sẽ cửa phân loại tự động mở để sản phẩm phân loại Phát màu sắc cách sử dụng yếu tố tỉ lệ phản chiếu màu (ví dụ màu đỏ, màu xanh cây, màu xanh trời) phản xạ màu khác theo thuộc tính màu đối tượng Nhận thấy thực tiễn đó, luận văn này, em sẽ làm mô hình nhỏ có gần tương tự ngồi thực tế là: tạo dây chuyền băng tải để vận chuyển sản phẩm , phân loại sản phẩm theo kích thước đặt trước CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PLC S7 1200-THIẾT KẾ XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC 2.1 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 2.1.1 GIỚI THIỆU CHUNG Bộ điều khiển logic khả trình (PLC-Programable logic controler) S7-1200 thiết bị điều khiển logic lập trình hãng Siemens (CHLB Đức) mang lại tính linh hoạt sức mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng, hỗ trợ yêu cầu điều khiển tự động Sự kết hợp thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt tập lệnh mạnh mẽ khiến cho S7- 1200 trở thành giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng đa dạng khác Kết hợp vi xử lý, nguồn tích hợp, mạch ngõ vào mạch ngõ kết cấu thu gọn, CPU S7-1200 tạo PLC mạnh mẽ Sau người dùng tải xuống chương trình, CPU sẽ chứa mạch logic yêu cầu để giám sát điều khiển thiết bị nằm ứng dụng CPU giám sát ngõ vào làm thay đổi ngõ theo logic chương trình người dùng, bao gồm hoạt động logic Boolean, việc đếm, định thời, phép tốn phức hợp việc truyền thơng với thiết bị thông minh khác PLC thực chương trình theo chu trình lặp Mỗi vịng lặp gọi vòng quét Mỗi vòng quét bắt đầu giai đoạn đọc liệu từ cổng vào vùng đệm ảo, giai đoạn thực chương trình Sau giai đoạn thực chương trình giai đoạn truyền thông nội kiểm tra lỗi Vòng quét kết thúc giai đoạn chuyển nội dung đệm ảo tới cổng Như thời điểm thực lệnh vào ra, thông thường lệnh không làm việc trực tiếp với cổng vào mà thông qua đệm ảo cổng vùng nhớ tham số Nếu sử dụng chế độ ngắt, chương trình tương ứng với chế độ ngắt soạn thảo cài đặt phận chương trình Chương trình ngắt thực có kiện báo ngắt Để phục vụ truyền thông, S7-1200 cung cấp cổng PROFINET để giao tiếp với mạng PROFINET Ngồi mở rộng module truyền thông dành cho việc giao tiếp qua mạng RS232 hay RS485 Chương trình PLC S7-1200 lưu nhớ chương trình lập hai dạng cấu trúc chương trình sau  Chương trình tuyến tính: Tồn chương trình nằm khối chương trình (OB1), lệnh chương trình ln qt từ đầu đến cuối chương trình quay lại từ đầu trình PLC hoạt động Chương trình thường áp dụng với ứng dụng không phức tạp Chương trình có cấu trúc: Chương trình chia thành phần nhỏ phần thực nhiệm vụ riêng biệt, phần nằm khối riêng biệt Loại chương trình thường áp dụng với yêu cầu phức tạp nhiều khâu Khi lập trình chương trình có cấu trúc thường sử dụng chương trình chương ngắt Chương trình viết khối chương trình gọi chương trình có lệnh gọi Chương trình ngắt viết khối chương trình ngắt thực có kiện ngắt xảy thời điểm vịng qt Hình 2.1: phận PLC • • • • • Bộ phận kết nối nguồn Các phận kết nối nối dây người dùng tháo lắp (phía sau nắp che) Khe cắm thẻ nhớ nằm cửa phía Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp Bộ phận kết nối cổng PROFINET 10