Phân loại sản phẩm theo màu sắc dùng Plc s7 200 và WinCC
MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Máy phân loại theo màu sắc JTDM-CCD320 Hình 1.2 Hạt đậu trước sau phân loại Hình 2.1 Cấu trúc PLC Hình 2.2 Các cổng vào CPU224 AC/DC/RLY Hình 2.3 Truyền thơng S7-200 Hình 2.4 Vòng qt (scan) S7-200 Hình 2.5 Đặc tính mở phần mềm WinCC Hình 3.1 Băng chuyền Hình 3.2 Động điện chiều Hình 3.3 Đặc tính động Hình 3.4 Động 12V-DC Hình 3.5 Cảm biến màu TCS 3200 Hình 3.6 Cấu tạo cảm biến màu Hình 3.7 Color Filter Array Hình 3.8 Nguyên lý phối màu Hình 3.9 Arduino Hình 3.10Vi điều khiển ATMEGA4328P-PU Hình 3.11 Mạch Arduino tự chế Hình 3.12Các cổng vào Arduino Hình 3.13 Cách nối dây Ardurino TCS 3200 Hình 3.14Cảm biến quang Hình 3.15 Sơ đồ khối rơle điện từ Hình 3.16 Đặc tính vào rơle Hình 3.17 Cấu trúc chung rơle điện từ Hình 3.18 Nguyên lý cấu tạo role điện từ Hình 3.19 Xy lanh tác động chiều khơng có giảm chấn Hình 3.20 Xy lanh tác động chiều có giảm chấn điều chỉnh Hình 3.21 Xy lanh tác động chiều có giảm chấn khơng điều chỉnh Hình 3.22 Nguyên lý hoạt động van đảo chiều Hình 3.23 ký hiệu tên gọi van đảo chiều Hình 3.24 Van đảo chiều 2/2 Hình 3.25 Van đảo chiều 3/2 Hình 3.26 Van đảo chiều 5/2 Hình 4.1 Sơ đồ cơng nghệ Hình 4.2 Lưu đồ thuật tốn Hình 4.3 Màn hình giao diện PC Access Hình 4.4 Hộp thoại PLC Properties Hình 4.5Tạo Item cho dự án Hình 4.6 Hồn thành tạo Item cho dự án Hình 4.7Lưu lại dự án sau hồn thành Hình 4.8Chọn cấu hình cho PC ACCESS Hình 4.9Giao diên Set PG/PC Interface Hình 4.10Giao diện biểu tượng WinCC máy tính Hình 4.11Giao diện hình WinCCExplorer Hình 4.12Giao diện WinCC Explorer để tạo dự án Hình 4.13 S7200 OPCServer Hình 4.14Giao diện WinCC Hình 4.15Giao diện hình Graphics Designer Hình 4.16Hộp thoại Library Hình 4.17 Thiết kế giao diện cho dự án Hình 4.18Tạo Tag cho phần tử Graphics Designer Hình 4.19 Giao diện hồn chỉnh dự án Hình 4.20Mở Tag Logging Hình 4.21cửa sổ soạn thảo Tag Logging Hình 4.22 Hộp thoại Timers Properties Hình 4.23Cửa sổ soạn thảo Tag Logging Hình 4.24Hộp thoại Properties of WinCC Online Table Control Hình 4.25Giao diện Tag Logging Hình 5.1 Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc Hình 5.2 Giao diện điều khiển giám sát mơ hình WinCC DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Các cổng ghép nối S7-200 với máy tính PC Bảng 3.1 Các loại băng chuyền Bảng 3.2 Photodiode Type Bảng 3.3 Output Frequency Scaling Bảng 3.4 Một số thông số Arduino UNO R3 Bảng 3.5 Bảng nối chân ARDUINO TCS 3200 Bảng 4.1 Phân cơng vào chương trình LỜI MỞ ĐẦU Ngày với phát triển khoa học công nghệ ,nhu cầu tự động hóa nhà máy xí nghiệp trở nên vơ cấp thiết Vì vấn đề đặt phải thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm nhằm giải phóng cơng việc lao động chân tay nâng cao suất cho nhà máy Nhận thấy vấn đề sát thực, với kiến thức trang bị trình học tập nghiên cứu trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, em lựa chọn đề tài : “THIẾT KẾ CHẾ TẠO HỆ THỐNG PHÂN LOẠI VÀ ĐẾM SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC DÙNG PLC S7-200 VÀ WINCC” Trong trình thực hiện, em nhận nhiều hướng dẫn tận tình chu đáo thầy, giáotrong Khoa Điện, đặc biệt bảo cô Nguyễn Thị Kim Trúc Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy, cô Với khoảng thời gian ngắn để thực đồ án kiến thức hạn chế, điều kiện tiếp xúc thực tế chưa nhiều, nên đồ án nhiều thiếu sót Vậy kính mong góp ý từ thầy để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn ! Đà Nẵng, ngày 31 tháng năm 2015 SVTH : Hoàng Anh Tùng Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Nguyễn Thị Kim Trúc CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐẾM VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC 1.1 Tổng quan Nhằm phục vụ đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại sản phẩm đời công cụ hiệu giúp thay người việc đếm phân loại sản phẩm, góp phần nâng cao hiệu cơng việc, với hệ thống phân loại hồn chỉnh phân loại sản phẩm với độ tin cậy cao, hoạt động liên tục giảm tối đa trì hỗn hệ thống Hơn cơng việc đòi hỏisự tập trung cao có tính tuần hồn, nên cơng nhân khó đảm bảo xác cơng việc.Điều ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất.Vì hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách 1.2 Ứng dụng thực tiễn Hiện hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng nhiều sản xuấtcủa nhà máy dây truyền phân loại gạch, ngói, đá granite, phân loại sản phẩm nhựa.Một số nghiên cứu ứng dụng để phân loại hạt cà phê nhiều ứng dụng lĩnh vực cơng nghiệp khác Điển hình hầu hết nhà máy sản xuất gạch ốp lát khâu phân loại gạch thực mắt thường người lao động suất sản xuất độ xác khơng cao, hệ thống tự động nhận dạng phân loại đời hứa hẹn tiết kiệm sức người tăng suất cho nhà máy Nước ta nước có ngành cơng nghiệp phát triển thiết bị máy móc để phục vụ cho nơng nghiệp hạn chế, hệ thống sản xuất gạo chất lượng cao chi tiêu chất lượng đòi hỏi cao, quy định chặt chẽ tỉ lệ hạt không đạt yêu cầu hạt bị sâu, đen, đỏ, vàng Các phương pháp phân loại truyền thống thường có tác dụng với tất dạng gạo xuất tạo chất đòi hỏi phải có đổi cơng nghệ SVTH: Hoàng Anh Tùng Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Nguyễn Thị Kim Trúc Hình 1.1: Máy phân loại theo màu sắc JTDM-CCD320 SVTH: Hoàng Anh Tùng Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Nguyễn Thị Kim Trúc Hình 1.2: Hạt đậu trước sau phân loại SVTH: Hoàng Anh Tùng Trang Đồ án tốt nghiệp GVHD: ThS Nguyễn Thị Kim Trúc 1.3 Nhu cầu xu phát triển Tự động hố q trình cho phép giảm giá thành sản phẩm, giảm sức lao động người, nâng cao xuất lao động Trong thời đại, sản phẩm làm vấn đề giá thành sản phẩm vấn đề quan tâm lẽ loại sản phẩm hai nhà sản xuất đưa giá thành sản phẩm rẻ với chất lượng dĩ nhiên người ta lựa chọn sản phẩm rẻ Chính lẽ mà người ln tìm tòi phương pháp để giảm giá thành sản phẩm sở cho nghành tự động hố đời Một động lực cho phát triển tự động hố giảm sức lao động người, nâng cao chất lượng sản phẩm xuất lao động Người ta từ lâu nhận lao động người sánh máy móc kể suất chất lượng đặc biệt loại máy móc tự động.Vì việc đời ngành tự động hố giảm bớt lao động người mà nâng cao suất chất lượng sản phẩm Q trình tự động hố làm cho việc quản lí trở nên đơn giản, thay đổi điều kiện làm việc công nhân mà giảm số lượng cơng nhân đến mức tối đa Ngồi tự động hố cải thiện điều kiện làm việc công nhân, tránh cho công nhân công việc nhàm chán, lặp lặp lại, thay cho người lao động nơi có điều kiện làm việc nguy hiểm, độc hại… Tự động hố áp dụng cho nhiều loại hình sản xuất hàng loạt đơn với trình độ chun mơn hố cao mà suất chất lượng sản phẩm cao Ngày để đánh giá mức độ sản xuất, người ta đánh giá vào mức độ tự động hoá sản xuất Với tầm quan trọng thế, ngành tự động hoá quốc gia giới quan tâm khơng mặt sản xuất mà thời buổi kinhtế thị trường việc cạnh tranh sản phẩm thị trường khó khăn, đòi hỏi khơng chất lượng sản phẩm mà giá thành Trong thời gian gần đây, tự động hoá ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống từ kinh tế đến trị - xã hội, như: Trong cơng nghiệp, y tế, ngân hàng, thư viện… 1.4 Nhu cầu tự động hóa phân loại sản phẩm Hiện công việc phân loại sản phẩm công việc lặp lặp lại nên tránh nhàm chán công việc Công việc phân loại sản phẩm theo SVTH: Hoàng Anh Tùng Trang 10 CHƯƠNG KẾT QUẢ, KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Kết - Mơ hình chạy ổn định, phân biệt ba màu sắc ( màu đỏ, màu xanh màu xanh cây) đếm số lượng sản phẩm Khi có sản phẩm qua tín hiệu cảm biến TCS3200 với cảm biến vị trí tác động piston đẩy màu lập trình vào thùng quy định.Số lượng sản phẩm đếm lưu trữ mục Tag Logging WinCC Hình 5.1: Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc - Mơ hình điều khiển giám sát qua phần mềm WinCC Các nút ấn WinCC thay cho nút ấn thực WinCC mô với mơ hình thực tế Hình 5.2 Giao diện điều khiển giám sát mơ hình WinCC 5.2 Kết luận Qua trình tìm hiểu, thực tế phải đạt kết hợp xác cao phần khí phần điện, có kết cấu khí chắn hệ điều khiển thơng minh xác Từ đó, em nhận thấy số ưu, nhược điểm, hạn chế đồ án sau: Ưu điểm - Mơ hình hoạt động ổn định, xác - Sử dụng phần mềm để điều khiển, giám sát hoạt động mơ hình trực quan, sinh động Nhược điểm - Động công suất nhỏ, đảm bảo chạy thử nghiệm mơ hình - Kiến thức khí hạn chế nên mơ hình hoạt động gây tiếng ồn TÀI LIỆU THAM KHẢO Giáo trình mơn học điều khiển logic- Khoa Điện- Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng Lập trình với S7 & WINCC -Trần Thu Hà – Trần Thị Hoàng Anh – Phạm Quang Huy-NXB Hồng Đức Kỹ thuật điều khiển lập trình PLC S7-200 –ThS Châu Trí Đức http://www.plc-siemens.com/ http://www.dientuvietnam.net/forums/ http://www.alldatasheet.com/ http://www.mcu.banlinhkien.vn/ http://www.arduino.vn/ A PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN ARDUINO const int s0 = 8; // Khai báo chân TCS3200 const int s1 = 9; const int s2 = 12; const int s3 = 11; const int out = 10; // Khai báo chân LED int redLed = 2; int greenLed = 3; int blueLed = 4; // Đặt biến int red = 0; int green = 0; int blue = 0; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(s0, OUTPUT); pinMode(s1, OUTPUT); pinMode(s2, OUTPUT); pinMode(s3, OUTPUT); pinMode(out, INPUT); pinMode(redLed, OUTPUT); pinMode(greenLed, OUTPUT); pinMode(blueLed, OUTPUT); digitalWrite(s0, HIGH); digitalWrite(s1, HIGH); } // Hiện thị phần tram màu sắc hình void loop() { color(); Serial.print("R Intensity:"); Serial.print(red, DEC); Serial.print(" G Intensity: "); Serial.print(green, DEC); Serial.print(" B Intensity : "); Serial.print(blue, DEC); //Serial.println(); if (red < blue && red < green && red < 20) { Serial.println(" - (Red Color)"); digitalWrite(redLed, HIGH); // Turn RED LED ON digitalWrite(greenLed, LOW); digitalWrite(blueLed, LOW); } else if (blue < red && blue < green) { Serial.println(" - (Blue Color)"); digitalWrite(redLed, LOW); digitalWrite(greenLed, LOW); digitalWrite(blueLed, HIGH); // Turn BLUE LED ON } else if (green < red && green < blue) { Serial.println(" - (Green Color)"); digitalWrite(redLed, LOW); digitalWrite(greenLed, HIGH); // Turn GREEN LED ON digitalWrite(blueLed, LOW); } else{ Serial.println(); } delay(2000); digitalWrite(redLed, LOW); digitalWrite(greenLed, LOW); digitalWrite(blueLed, LOW); } void color() { digitalWrite(s2, LOW); digitalWrite(s3, LOW); //count OUT, pRed, RED red = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH); digitalWrite(s3, HIGH); //count OUT, pBLUE, BLUE blue = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH); digitalWrite(s2, HIGH); //count OUT, pGreen, GREEN green = pulseIn(out, digitalRead(out) == HIGH ? LOW : HIGH); } B CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN TRÊN PLC ... pháp theo dạng liệu hình khối( Dât Block) viết tắt DB Nếu chương trình dược viết theo kiểu LAD, thiết bị lập trình tự tạo chương trình theo kiểu STL tương ứng Nhưng ngược lại chương trình viết theo. .. liệu biểu diễn theo cách mà ta muốn Các phương pháp thu thập lưu trữ liệu: - Liên tục theo chu kỳ (Cyclical logging): giá trị thu thập cách liên tục theo chu kỳ trật tự thời gian - Theo chu kỳ chọn... tồn cảnh, qui trình cơng nghệ cụm cơng nghệ cần theo dõi Tính hỗ trợ Split Screen Wizard Các hình ảnh trình điều khiển cấu trúc theo sơđồ hình để theo dõi trình cách tổng thể Việc chia hình ảnh