ĐỀ tài THIẾT kế hệ THỐNG GIA CÔNG, lắp ráp và PHÂN LOẠI THEO màu sắc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỀU KHIỂN HỌC TIỂU LUẬN TRANG BỊ ĐIỆN - TỰ ĐỘNG HOÁ ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIA CÔNG, LẮP RÁP VÀ PHÂN LOẠI THEO MÀU SẮC Giáo viên hướng dẫn: NGUYỄN DUY PHƯƠNG Sinh viên thực hiện: Phan Đức Minh Luân Mã sinh viên : 5851031021 Lớp: Tự Động Hố K58 TP HỒ CHÍ MINH, Tháng năm 2021 Lời cảm ơn LỜI CẢM ƠN Trên thực tế khơng có thành cơng mà không gắn liền với hỗ trợ, giúp đỡ dù hay nhiều, dù trực tiếp hay gián tiếp người khác Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ q Thầy Cơ, gia đình bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức quý báu cho em suốt q trình học Và đặc biệt, mơn học Trang Bị Điện-Tự Động Hoá thầy Nguyễn Duy Phương tận tình giảng dạy, truyền đạt thêm cho em kiến thức hay môn học Em xin chân thành cảm ơn thầy tận tâm hướng dẫn suốt trình học tập Bước đầu vào thực tế, kiến thức chúng em hạn chế cịn nhiều bỡ ngỡ Do vậy, khơng tránh khỏi thiếu sót điều chắn, em mong nhận ý kiến đóng góp quý báu quý thầy để kiến thức em hoàn thiện Em xin gửi đến thầy lời chúc tốt đẹp sống Kính chúc quý thầy dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý Em xin trân trọng cảm ơn! TP.Hồ Chí Minh, tháng năm 2021 Sinh viên thực Phan Đức Minh Luân Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 i Mục lục MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i DANH MỤC HÌNH VẼ iv MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Khái niệm phân loại kiểu dây chuyền phân loại sản phẩm 1.1.1 Khái niệm dây chuyền phân loại sản phẩm 1.1.2 Phân loại kiểu dây chuyền phân loại sản phẩm 1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao 1.2.1 Giới thiệu chung 1.2.2 Cấu tạo dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao 1.2.3 Các phận dây chuyền CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ PLC .9 2.1 Giới thiệu chung 2.1.1 Khái niệm lịch sử hình thành 2.1.2 Phân loại .9 2.1.3 Phạm vi ứng dụng 2.1.4 Ưu – Nhược điểm PLC 10 2.2 CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA PLC .10 2.2.1 Cấu tạo PLC 10 2.2.2 Nguyên lý hoạt động 12 2.2.3 Cấu trúc chương trình .13 2.3 Vai trò PLC .13 2.3.1 Các thiết bị nhập xuất dùng PLC 13 2.3.2 Ưu điểm PLC .14 2.3.3 Đặc điểm điều khiển khả trình 15 2.3.4 Các bước thiết kế hệ thống điều khiển dùng PLC 16 2.3.5 Ứng dụng PLC 18 CHƯƠNG 3TÌM HIỂU VỀ SCADA VÀ FACTORY IO 19 3.1 Tổng quan SCADA 19 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 ii Mục lục 3.1.1 Định nghĩa 19 3.1.2 Chức vai trò 19 3.1.3 Các ứng dụng vào thực tế so sánh lợi với hệ cũ 20 3.1.4 Kết cấu hệ SCADA 21 3.1.5 Phần cứng phần mềm hệ SCADA 23 3.1.6 Xử lý liệu 24 3.2 Tổng quan Factory IO .24 3.2.1 Giới thiệu 24 3.2.2 Một số hình ảnh từ trang chủ Factory IO 25 3.2.3 Kết nối Factory IO với điều khiển PLC 26 CHƯƠNG 4THIẾT KẾ MÔ HÌNH VÀ MƠ PHỎNG TRÊN FACTOY IO .28 4.1 Thiết kế phần mềm 28 4.2 Thiết kế giao diện SCADA 29 4.3 Thiết kế mô Factory IO .30 4.4 Code truyền thông PLC Factory IO 34 4.5 Chương trình điều khiển phân loại sản phẩm .36 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 iii Danh mục hình vẽ DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Mơ hình đơn giản dây chuyền phân loại sản phẩm Hình 1.2 Cấu tạo động bước Hình 1.3 Các loại băng tải .5 Hình 1.4 Các loại lăn Hình 1.5 Các loại rơle Hình 1.6 Rơle nhiệt .7 Hình 1.7 Cảm biến quang thu phát rời Hình 1.8 Cảm biến quang thu phát chung .8 Hình 2.1 Các khối PLC .10 Hình 2.2 Các khối chức đặt biệt PLC 11 Hình 2.3 Sơ đồ ghép nối hệ điều khiển PLC Siemens 12 Hình 2.4 Quá trình hoạt động vòng quét 12 Hình 2.5 Các thiết bị kết nối với ngõ vào PLC, thiết bị xuất 14 Hình 2.6 Các thiết bị kết nối ngõ PLC 14 Hình 2.7 Lưu đồ xây dựng chương trình PLC 17 Hình 2.8 Ứng dụng PLC cơng nghiệp 18 Hình 3.1 Kết cấu hệ thống SCADA 21 Hình 3.2 Kiến trúc phần mềm Client/Server hệ SCADA .22 Hình 3.3 Thiết bị điều khiển RTU .23 Hình 3.4 Hơn 20 hoạt cảnh có sẵn phần mềm 25 Hình 3.5 Thư viện phận cơng nghiệp đa dạng 25 Hình 3.6 Digital & analog I/O .26 Hình 3.7 Kết nối PLC với Factory IO 26 Hình 4.1 Lưu đồ thuật tốn xây dựng chương trình PLC 28 Hình 4.2 Giao diện SCADA thiết kế giám sát thao tác 30 Hình 4.3 Giao diện mơ thiết kế đề tài 30 Hình 4.4 Giai đoạn cấp phơi 31 Hình 4.5 Giai đoạn gia công sản phẩm .31 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hố K58 iv Danh mục hình vẽ Hình 4.6 Giai đoạn phân loại sản phẩm 32 Hình 4.7 Giai đoạn phân loại màu sắc phôi 32 Hình 4.8 Giai đoạn lắp ráp sản phẩm vào thùng 32 Hình 4.9 Giai đoạn lắp ráp 33 Hình 4.10 Giai đoạn xếp sản phẩm .33 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 v Mở đầu MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài Hiện nay, với phát triển công nghệ số hóa, dây chuyền tự động ứng dụng ngày rộng rãi sản xuất Các doanh nghiệp sản xuất tự cải tiến công nghệ, hệ thống máy móc để tạo sản phẩm có chất lượng tốt nhất, giá cạnh tranh Đó sở để nâng cao vị cạnh tranh, giúp doanh nghiệp đứng vững thị trường khốc liệt Sau nghiên cứu vấn đề chúng em định Xây dựng mô hệ thống gia công, lắp ráp phân loại dựa theo màu sắc, nhằm đáp ứng nhu cầu cùa khách hàng doanh nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề tài “ Thiết Kế Hệ Thống Gia Công, Lắp Ráp Và Phân Loại Theo Màu Sắc” tìm hiểu rõ PLC, SCADA nguyên lý phân loại sản phẩm theo màu sắc Làm quen với phần mềm Factory IO để mô đề tài Kết cấu báo cáo đề tài Mở đầu CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PLC CHƯƠNG III: TÌM HIỂU VỀ SCADA VÀ FACTORY IO CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MƠ HÌNH VÀ MÔ PHỎNG TRÊN FACTOY IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 Chương 1: Tổng quan dây chuyền phân loại sản phẩm CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 1.1 Khái niệm phân loại kiểu dây chuyền phân loại sản phẩm 1.1.1 Khái niệm dây chuyền phân loại sản phẩm • Dây chuyền hình thức tổ chức sản xuất phận, thiết bị thực theo trình tự đặt trước • Dây chuyền phân loại sản phẩm dây chuyền mà sản phẩm phân theo loại riêng tùy theo yêu cầu (phân theo kích thước, khối lượng hay màu sắc…) 1.1.2 Phân loại kiểu dây chuyền phân loại sản phẩm Tùy theo yêu cầu sản xuất thực tế mà người ta phân hình thức phân loại sản phẩm sau: • • • • • Phân loại theo kích thước (cao thấp, dài-ngắn) Phân loại theo khối lượng sản phẩm Phân loại theo màu sắc sản phẩm Phân loại theo hình ảnh sản phẩm Phân loại theo mã vạch sản phẩm Trong hình thức phân loại phải sử dụng PLC Sau ta tìm hiểu sơ qua kiểu phân loại đó: • Phân loại theo kích thước: kiểu phân loại sử dụng cảm biến quang hay hồng ngoại… để phát so sánh kích thước sản phẩm, sau đưa tín hiệu PLC PLC thực chức phân loại sản phẩm theo yêu cầu Kiểu phân loại sử dụng nhiều nhà máy đóng chai, lọ…Ưu điểm lớn kiểu phân loại chi phí cho cảm biến thấp, lắp đặt đơn giản dễ vận hành • Phân loại theo khối lượng sản phẩm: kiểu phân loại sử dụng cảm biến trọng lượng để phân biệt sản phẩm nặng-nhẹ, đủ khối lượng yêu cầu hay chưa…Cách hoạt động giống kiểu phân loại theo kích thước Và ta thấy hình thức phân loại nhà máy sản xuất ximang, phân bón hay nói chung nhà máy sản xuất sản phẩm dạng đóng gói bao bì cần khối lượng xác • Phân loại theo màu sắc sản phẩm: sử dụng cảm biến màu ( cảm biến nhận biết màu riêng biệt như: xanh, đỏ, vàng…) Cách thức hoạt động giống hình thức phân loại trên.Ứng dụng phân loại theo màu sắc chủ yếu công nghiệp vải lụa, sản xuất màu… • Phân loại theo hình ảnh sản phẩm: điều khác biệt hình thức phân loại khơng sử dụng cảm biến mà người ta dùng camera để chụp ảnh sản phẩm cần phân loại, sau đưa ảnh so sánh với ảnh gốc chuẩn xem sản Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 Chương 1: Tổng quan dây chuyền phân loại sản phẩm phẩm thuộcloại Hiện hình thức phân loại ứng dụng để phân loại gạch granit • Phân loại theo mã vạch sản phẩm: kiểu phân loại đại, sử dụng tới máy đọc mã vạch.Nó chủ yếu sử dụng với sản phẩm linh kiện máy… 1.2 Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao 1.2.1 Giới thiệu chung Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao kiểu phân loại theo kích thước sản phẩm, mà cụ thể theo chiều cao sản phẩm mà phân loại sản phẩm khác ( loại sản phẩm cao, thấp hay trung bình…) Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao ứng dụng nhiều việc phân loại sản phẩm đóng chai, lọ… như: bia, rượu, nước đóng chai Và công đoạn cuối dây chuyền sản xuất, có chức phân loại sản phẩm đưa vào thùng chứa tương ứng 1.2.2 Cấu tạo dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao Hình 1.1 Mơ hình đơn giản dây chuyền phân loại sản phẩm Có thể thấy cấu tạo dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao gồm phận sau: 1) Hệ thống giá đỡ hay khung 2) Băng tải 3) Con lăn 4) Hệ thống động lực (gồm động cơ, role, cấu bánh dây đai truyền động…) 5) Hệ thống điều khiển (với nút ấn, bảng mạch, PLC…) Ngoài cịn có phận, thiết bị khác như: cảm biến, hệ thống tay đẩy (hoặc cấu kẹp sản phẩm…) Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 Chương 1: Tổng quan dây chuyền phân loại sản phẩm 1.2.3 Các phận dây chuyền • Động kéo băng tải Động kéo băng tải động bước (Step motor), băng tải cần di chuyển với tốc độ chậm vừa phải, động kéo đòi hỏi phải khỏe, lực kéo đều… Vì mà động bước lựa chọn phù hợp Tùy theo mức độ nặng, nhẹ tải băng chuyền mà lựa chọn công suất động cho phù hợp Động bước loại động điện có nguyên lý ứng dụng khác biệt với đa số động điện thông thường Chúng thực chất động đồng dùng để biến đổi tín hiệu điều khiển dạng xung điện rời rạc thành chuyển động góc quay chuyển động rơto có khả cố định rơto vào vị trí cần thiết Về cấu tạo, động bước coi tổng hợp hai loại động cơ: Động chiều không tiếp xúc động đồng giảm tốc cơng suất nhỏ Hình 1.2 Cấu tạo động bước Trong đó: 1) Motor 2) Bảng mạch 3) Dây màu đỏ nối với cực (+) 4) Dây tín hiệu (màu vàng trắng) 5) Dây nối đất ( màu đen) 6) Bộ điều chỉnh điện áp 7) Trục đầu hay 8) Đĩa quay để gắn với phận bên 9) Vỏ động Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Q Trình Đẩy Phơi Vào Máy Gia Cơng - Setup Các Vị Trí Trên Trục X Của Hệ Thống Lắp Ráp Sản Phẩm Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 38 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 39 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Setup Các Vị Trí Trên Trục Z Lên Và Xuống Để Sắp Hàng Vô Kệ Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 40 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Đưa Phôi Đã Gia Công Vào Khu Vực Lắp Ráp Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 41 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hố K58 42 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 43 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 44 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Quá Trình Lắp Ráp Nắp Cho Phôi Đã Gia Công Và Đưa Sản Phẩm Đã Lắp Ráp Vaò Thùng Chứa Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hố K58 45 Chương 4: Thiết kế mơ hình mô Factory IO 10 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 46 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 47 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO 12 Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 48 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Quá Trình Đưa Thùng Chứa Sản Phẩm Lên Kệ Đầu Tiên Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 49 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Setup trục X cho hệ thống xe cầu cẩu xếp - Setup vị trí trục Y hệ thống lắp ráp Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 50 Chương 4: Thiết kế mơ hình mơ Factory IO - Setup Vị trí trục Z hệ thống Lắp Ráp Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 51 Phụ lục Phan Đức Minh Luân – Tự Động Hoá K58 52 ... Kế Hệ Thống Gia Công, Lắp Ráp Và Phân Loại Theo Màu Sắc? ?? tìm hiểu rõ PLC, SCADA nguyên lý phân loại sản phẩm theo màu sắc Làm quen với phần mềm Factory IO để mô đề tài Kết cấu báo cáo đề tài. .. phẩm Phân loại theo màu sắc sản phẩm Phân loại theo hình ảnh sản phẩm Phân loại theo mã vạch sản phẩm Trong hình thức phân loại phải sử dụng PLC Sau ta tìm hiểu sơ qua kiểu phân loại đó: • Phân loại. .. vấn đề chúng em định Xây dựng mô hệ thống gia công, lắp ráp phân loại dựa theo màu sắc, nhằm đáp ứng nhu cầu cùa khách hàng doanh nghiệp Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu đề tài “ Thiết Kế