Nghiên cứu và hoàn thiện mô hình kho hàng tự động

MỤC LỤC Chương 1: Tổng quan kho hàng tựđộng LỜI NĨI ĐẦU Ngày nay, thay cách lưu trữ hàng hóa thủ cơng tốn nhiều diện tích nhân công lao động, nhiều công ty giới trang bị hệ thống kho hàng tự động cho văn phịng, nhà xưởng mình…Với việc ứng dụng cơng nghệ cao việc cất giữ hàng hóa, quản lý hàng hóa cách khoa học, có hệ thống có tính linh hoạt cao, từ nâng cao hiệu hoạt động giảm giá thành hoạt động Sự đời mã vạch giúp đỡ nhiều người trực tiếp làm việc với mặt hàng có dán mã vạch, suất lao động hiệu công việc tăng lên Nó thực đem lại lợi ích lớn cho doanh nghiệp kinh tế thị trường ngày Hiện loại hàng hóa muốn đem bán siêu thị nước xuất nước ngồi phải có mã số mã vạch Hơn nữa, mã số mã vạch hàng hóa cần thể xác đắn theo tiêu chuẩn quốc tế quy định Sau thời gian học tập trường, bảo hướng dẫn nhiệt tình thầy giáo mơn Tự động hóa, em tích luỹ vốn kiến thức định Được đồng ý nhà trường thầy cô giáo Viện em giao đề tài tốt nghiệp : “Nghiên cứu hồn thiện mơ hình Kho hàng tự động” Đồ án tốt nghiệp em gồm bốn chương: Chương 1: Tổng quan Kho hàng tự động Chương 2: Thiết kế trang bị điện tự động hóa Chương 3: Tìm hiểu hồn thiện mơ hình Chương 4: Ứng dụng PLC S7-200 lập trình điều khiển kho hàng tự động Bằng cố gắng nỗ lực thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo thầy Hà Tất Thắng, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ cịn nhiều hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp thầy để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy Hà Tất Thắng, thầy giáo mơn “Tự Động hóa xí nghiệp công nghiệp” tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian qua Hà Nội, ngày 19 tháng năm 2014 Sinh viên thực hiện: Trần Xuân Bách Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Chương TỔNG QUAN VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung kho hàng tự động 1.1.1 Tìm hiểu chung hệ thống lưu trữ hàng hóa Nền cơng nghiệp nước ta n ó i r i ê n g v c c n c t r ê n t h ế g i i n ó i c h u n g phát triển mạnh mẽ Ngày trước, sản phẩm tạo cách thủ công nên việc mang sản phẩm vào kho chủ yếu thực sức người, khơng tận dụng hết khoảng khơng gian, sức chứa kho hàng, việc quản lý hàng hố hiệu tốn nhiều diện tích đất làm nhà kho chứa hàng Trong thời kỳ công nghiệp hoá, đại hoá ngày sản xuất ngày phát triển, hàng hóa làm nhiều đáp ứng nhu cầu tiêu dùng cho xã hội Từ nảy sinh cần có kho hàng đại đáp ứng yêu cầu sản xuất khắc phục hạn chế kho hàng cũ Hiện tại, giới có nhiều hệ thống lưu trữ hàng hóa, hệ thống đa dạng, phong phú thiết bị cách thức thực Nhưng chủ yếu sử dụng nhân cơng để bốc dỡ hàng hóa, thiết bị bốc dỡ hàng máy nâng sử dụng người lái để xếp hàng hóa vào kho Nhìn chung, nhà kho có nhược điểm sau: - Sử dụng nhiều diện tích để chứa hàng hóa - Khơng phân loại hàng hóa khác (các hàng hóa thường để chung với kho) - Khơng bảo quản tốt hàng hóa số lượng nhiều (Chất hàng chồng lên nhau) - Rất khó kiểm sốt số lượng hàng hóa vào kho Với đời hệ thống xếp hàng hóa tự động, người ta quản lý tốt hàng hóa nhanh chóng việc lưu trữ xuất hàng hóa khỏi kho, hệ thống kho tự động sử dụng robot để vận chuyển hàng hóa, điều đồng nghĩa với việc đầu tư trang thiết bị đại cho hệ thống kho tốn nhiều chi phí cho việc vận chuyển hàng hóa bù lại hàng hóa bảo quản tốt, thuận tiện cho việc quản lý kiểm soát, tiết kiệm nhân công … Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Dưới vài hình ảnh thiết bị bốc dỡ : Hình 1.1 Các thiết bị bốc dỡ 1.1.2 Tìm hiểu hệ thống lấy cất hàng hóa tự động ASRS (Automated Storage & Retrieval System) Đây hệ thống lấy cất hàng hóa tự động với công nghệ đại, sử dụng nhà kho hoàn toàn tự động Hệ thống gồm có phần chính: phần mềm phần cứng - Phần mềm gồm có phần mềm quản lý robot lấy cất hàng (Crane Control Software) phần mềm quản lý hàng hóa (Warehouse Management Software) - Phần cứng bao gồm hệ thống giá kệ cố định (Static Racking), robot lấy cất hàng (Crane Control Software), hệ thống băng tải vận chuyển hàng (Conveyors) hệ thống cửa tự động xuất nhập hàng (Automated Doors) Giải pháp đánh giá tối ưu cho kho hàng đông lạnh ưu điểm mức đầu tư hợp lý mà giải pháp mang lại như: Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động - Mật độ lưu trữ cao: giải pháp tận dụng chiều cao đường chạy robot nhỏ nên diện tích sử dụng giải pháp khác, so sánh khả lưu trữ giúp tiết kiệm chi phí đầu tư cho diện tích sử dụng, xây dựng hệ thống lạnh - Tốc độ xuất nhập cao: trung bình hàng/ phút/ robot - Công nghệ chuyển đường cho phép cần robot cho nhà kho giúp tiết kiệm đáng kể chi phí đầu tư - Khơng cần hệ thống chiếu sáng, tiết kiệm chi phí đầu tư hệ thống chiếu sáng, chi phí bảo trì, chi phí vận hành - Thất nhiệt thấp: thất thoát nhiệt xuống đất, qua cửa vào, bù nhiệt cho hệ thống chiếu sáng nguồn thất nhiệt kho lạnh Sử dụng diện tích nhỏ giải pháp khác nên thất nhiệt xuống đất thấp Ngoài với hệ thống cửa vào tự động có phịng cách ly nên thất thoát nhiệt thấp, giảm thời gian xả đá hệ thống lạnh - Không sử dụng lao động kho: tiết kiệm chi phí nhân công, quản lý, bảo hiểm thiết bị hỗ trợ - Quản lý chuyên nghiệp hiệu nhờ phần mềm quản lý kho kết hợp với công nghệ mã vạch (Barcode) hay thẻ từ (Transponder) giúp giảm chi phí quản lý nhân cơng, đồng thời dễ dàng đạt tiêu chuẩn ISO để tạo lợi cạnh tranh Các sản phẩm từ khâu đóng gói (được hệ thống xếp thành linh kiện hàng lớn sản phẩm có kích thước nhỏ, sản phẩm có kích thước lớn nhập kho trực tiếp) băng chuyền mang đến vị trí chờ để nhập kho Tại vị trí nhập kho hệ thống khí mang kiện hàng sản phẩm xếp vào vị trí thích hợp kho lưu liệu hàng vừa nhập kho vào máy tính Đối với việc xuất kho hoàn toàn tương tự ngược lại Hệ thống khí nhà kho tự động robot hoạt động theo ba trục di chuyển theo đường ray để mang hàng xếp vào kho, hệ thống băng chuyển để phân phối sản phẩm xuất nhập Số lượng robot sử dụng nhà kho hay nhiều hồn tồn phụ thuộc vào đặctính nhà kho Nếu nhà kho tự động cần khả lưu trữ cao tốc độ thấp số lượng robot khơng nhiều hệ thống băng chuyền không phức Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động tạp Nhưng nhà kho cần khả lưu trữ cao với tốc độc cao số lượng robot lớn di chuyển ray độc lập, theo đường cong chuyển ray dẫn đến hệ thống băng chuyền để phân phối cho robot phức tạp Hình 1.2 Các ngăn chứa hàng hệ thống ASRS Mơ hình nhà kho có khả lưu trữ cao tốc độ thấp thích hợp cho nhà máy mà sản phẩm họ sản xuất với suất cao, số lượng lớn như: thực phẩm, điện tử… Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Hình 1.3 Các cấu lấy hàng hệ thống ASRS Đối với nhà máy sản xuất sản phẩm hệ thống băng chuyền đơn phân phối sản phẩm cho robot cách tối ưu Nhưng với nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm lúc hệ thống băng chuyền cịn thực phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp 1.2 Cấu trúc hệ thống kho tự động Cấu trúc nhà kho tự động bao gồm nhiều hành lang, dọc theo hành lang có hay nhiều máy xếp, dỡ tự động Hai bên hành lang khoang chứa hàng Đầu hàng lang trạm xếp dỡ Các trạm xếp dỡ liên hệ với theo hệ thống băng chuyền Nhìn chung kho tự động cấu thành từ phần: - Hệ thống vận chuyển - Hệ thống xuất nhập - Hệ thống lưu giữ Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Hình 1.4 Hệ thống kho hàng tự động 1.2.1 Hệ thống vận chuyển Hệ thống vận chuyển kho đa dạng, tùy theo yêu cầu cơng nghệ, hàng hóa, hình thức xuất nhập… mà có phương thức vận chuyển hàng kho tương ứng Hiện hệ thống vận chuyển kho tự động nước có áp dụng như: băng tải, robot, xe tự hành, máy nâng, máy xếp dỡ… Hệ thống băng tải sử dụng giải pháp tối ưu cho kho tự động siêu thị, công ty dược…băng tải môi trường có nhiệm vụ vận chuyển hàng hóa từ kho đến nơi giao hàng cho khách Băng tải có nhiều loại loại dung để tải loại vật liệu khác Cũng có loại băng tải phổ thông dùng để tải loại vật liệu khác loại vật liệu đặc biệt chịu nhiệt độ cao, chịu dầu, chịu axit, chịu ăn mòn, chịu nước, chống cháy chịu cường độ cao… Đối với nhà máy sản xuất sản phẩm hệ thống băng chuyền đơn phân phối sản phẩm cho robot cách tối ưu Nhưng với nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm lúc hệ thống băng chuyền cịn thực phân loại sản phẩm vào khu vực thích hợp Các robot, xe tự hành thiết bị tất yếu hệ thống kho tự động Chúng di chuyển diện tích nhà kho theo trục, làm nhiệm vụ đưa hàng từ cổng nhập đến ô trống lấy hàng từ ô chứa hàng cổng xuất Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Robot lấy cất hàng tải trọng thấp thiết kế chuyên cho hộp, thùng, khay hàng hóa có tải trọng thấp Robot có tốc lấy hàng cao Robot lấy cất hàng tải trọng trung bình có tốc độ lấy cất nhanh, hiệu xác lưu trữ dùng pallet Robot lấy cất hàng tải trọng cao thiết kế riêng theo yêu cầu lưu trữ mơi trường làm việc đặc trưng khách hàng Hình 1.5 Cơ cấu robot vận chuyển sản phẩm vào kho Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Hình 1.6 Pallet 1.2.2 Hệ thống xuất nhập Hệ thống xuất nhập kho tự động áp dụng nhiều phương thức khác kể đến dung nhân cơng, thẻ từ, tích kê, mã vạch, máy tính, camera Trong phạm vi đồ án này, chúng em xin giới thiệu sơ qua phương pháp xuất nhập mã vạch Mã vạch (Barcode) hình gồm nhiều sọc đứng,rộng hẹp in để đại diện cho mã số dạng máy đọc Các mã sọc phù hợp với tiêu chuẩn Universal Product Code(UPC) in hầu hết sản phẩm hàng hóa bày bán siêu thị Khi hình mã sọc kéo lướt qua dụng cụ quét quang học quầy kiểm tra thu tiền, máy tính đối chiếu số hiệu sản phẩm với sở liệu danh sách giá in giá tiền với mã Các nghiên cứu cho thấy người thường gây lỗi khoảng 200 lần nhập số liệu vào máy Khi sử dụng mã vạch máy đọc mã vạch, khả sai sót cịn phần triệu Độ xác việc dùng mã vạch cịn cao số liệu mã vạch tạo kiểm sốt tự động chương trình khơng có can 10 KẾT LUẬN Sau thời gian ba tháng tham gia nghiên cứu thiết kế, chúng em đưa phương pháp ứng dụng công nghệ Tự động hóa việc cất giữ quản lý hàng hóa cách khoa học Tuy nhiên, thiết kế mà chúng em đưa mơ hình nhỏ Với việc trau dồi thêm kiến thức, chúng em hồn tồn phát triển đề tài thành sản phẩm hoàn chỉnh Mặc dù cố gắng tìm hiểu thực song kiến thức em hạn chế thời gian có hạn nên đề tài cịn nhiều thiếu sót Em kính mong thầy góp ý để đề tài hoàn thiện Một lần em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến giúp đỡ tận tình thầy mơn Tự Động hóa Xí nghiệp cơng nghiệp, hướng dẫn, bảo nhiệt tình từ thầy giáo Hà Tất Thắng giúp em nắm rõ yêu cầu để hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn Hà Nội, ngày 19 tháng 09 năm 2014 Sinh viên thực Trần Xuân Bách TÀI LIỆU THAM KHẢO 1] Bùi Quốc Khánh, Nguyễn Văn Liễn, Cơ sở truyền động điện, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2006 [2] Hà Tất Thắng, Giáo trình PLC, 2007 [3] Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2005 [4] Bùi Đức Hùng, Triệu Việt Linh, Máy điện Nhà xuất giáo dục, 2007 [5] S7-200 Programmable Controller System Manual [6] https://www.google.com.vn/#q=kho+hang+tu+dong+dung+ma+vach Phụ lục `PHỤ LỤC Network // Start Tu dong // Network Comment Network // Bao lam viec Network // Xoa cac lenh Network // Lenh Cat hang Network // Lenh tra hang Network // Lenh11 on Network // Lenh11 of Network // Lenh12 on Network // Lenh12 of Network 10 // Lenh13 on Network 11 // Lenh13 of Network 12 // Lenh21 on Network 13 // Lenh21 of Network 14 // Lenh22 on Network 15 // Lenh22 of Network 16 // Lenh 23 on Network 17 // Lenh23 of Network 18 // Se ghi dich Cat hang Network 19 // Ghi dich cat hang Network 20 // Dk Ghidich Cat hang Network 21// Xoa lenh Cat hang Network 22 // Xoa Ghi dich cat hang Network 23 // Set Ghi dich Tra hang Network 24 // Ghidich tra hang Network 25 // DK GHi dich tra hang Network 26 // Xoa lenh tra hang Network 27 // Tien theo X+ Network 28 // Tien theo XNetwork 29 // Nang Y + Network 30 // Ha YNetwork 31 // Tay Network 32 // Tay vao Chương trình cho kho hàng tự động: 62/13 Phụ lục 63/13 Phụ lục 64/13 Phụ lục 65/13 Phụ lục 66/13 Phụ lục 67/13 Phụ lục 68/13 Phụ lục 69/13 Phụ lục 70/13 Phụ lục 71/13 Phụ lục 72/13 ... ? ?Nghiên cứu hồn thiện mơ hình Kho hàng tự động? ?? Đồ án tốt nghiệp em gồm bốn chương: Chương 1: Tổng quan Kho hàng tự động Chương 2: Thiết kế trang bị điện tự động hóa Chương 3: Tìm hiểu hồn thiện. .. Xuân Bách Chương 1: Tổng quan kho hàng tự động Chương TỔNG QUAN VỀ KHO HÀNG TỰ ĐỘNG 1.1 Giới thiệu chung kho hàng tự động 1.1.1 Tìm hiểu chung hệ thống lưu trữ hàng hóa Nền cơng nghiệp nước ta... chứa hàng tầng ngăn Khoang chứa hàng tầng ngăn Khoang chứa hàng tầng ngăn Khoang chứa hàng tầng ngăn Khoang chứa hàng tầng ngăn Khoang chứa hàng tầng ngăn Chế độ tự động Khởi động hệ thống Dừng