Thiết kế và phát triển hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao và đếm sản phẩm bằng cảm biến và băng tải

THIẾT KẾ HỆ THỐNG 2.1 Thiết kế mô hình

• Thiết kế bảng điện

Người vận hành sẽ cho chạy băng tải chính thấy cảm biến phát hiện của loại sản phẩm nào báo hiệu sẽ cho xylanh đẩy sản phẩm xuống băng tải của loại chiều cao sản phẩm đó. - Phân tích phần tử hữu hạn (FEA): Cho phép mô phỏng ứng suất, biến dạng và chuyển động của các mô hình 3D để đảm bảo độ bền và hiệu suất. Nhôm định hình 2020: nhôm định hình có kích thước 20x20mm được sử dụng để làm khung đỡ cho mô hình ở phía dưới đáy, dùng làm khung sườn cho bảng điện.

Do sản phẩm đứng trên băng tải chính và sẽ được chuyển sang các băng tải phụ nên băng tải chính có chân cao hơn so với các băng tải phụ, cụ thể chân băng tải chính cao 10cm và chân băng tải phụ cao 6cm. Đầu tiên ta sẽ phải làm nền cho hệ thống và dùng tấm formex trắng, nền sẽ có kích thước là 80x60cm độ dày là 3mm(chính là độ dày của tấm formex). Từ khung nền trên ta lắp các máng nhựa đi dây điện xung quanh các đường biên của khung nhôm và đặt các băng tải lên trên nền của nền formex.

Hiện tại chưa nên khoan cố định chân băng tải vào nền formex luôn vì mô hình chưa chạy nên chưa biết chắc chắn về khoảng cách giữa các băng tải sao cho hợp lý và phù hợp với việc đẩy sản phẩm rơi từ băng tải chính sang băng tải phụ. Những ko thể đặt các cảm biến, xylanh trên băng tải một cách tùy ý được do phải sắp xếp hợp lý vị trí các cảm biến và xylanh sao cho xylanh có để đẩy được sản phẩm xuống băng tải phụ phía dưới. Do bảng điện không đặt nằm mà đặt đứng thẳng lên nên bảng điện sẽ có khung là hai bên sườn, hai bên sườn của bảng điện sẽ dùng ke góc chữ L giúp cố định hai thanh sườn vào khung nhôm định hình nền ở phía dưới.

Đặt lên bảng điện sao cho kích thước giữa các thiết bị là phù hợp và để các máng nhựa để đi dây điện khi ta đấu nối điện cho các thiết bị. Sau khi khoan và gắn cố định thiết bị và máng nhựa đi dây điện trên bảng điện, ta sẽ đi dây điện theo bản vẽ đã được vẽ từ phần mềm EPLAN. Từ bản vẽ ta xác định được những thiết bị cần được đấu nối với nhau, ta đo khoảng cách dây điện di theo các máng nhựa đi dây và cắt đoạn dây phù hợp sau đó bấm cos cho đoạn dây điện đó và kết nối hai thiết bị cần đấu nối.

Ví dụ: Giả sử áp suất khí nén là 0.5MPa (500kPa), ta có thể tính toán lực tác động của xylanh như sau: Copies for internal use only in Phenikaa University. Đây là một lực rất lớn có thể khiến sản phẩm của chúng ta bị hất văng ra xa cũng như không thể rơi đúng vào hộp dưới băng tải phụ như mong muốn. Để tráng trường hợp như vậy ta cần phải giảm áp suất khí nén đồng thời cung cấp thêm van tiết lưu đầu ra của các van điện từ trước khi vào các xylanh khí nén.

LẬP TRÌNH HỆ THỐNG 3.1 Lập trình PLC

• Thiết kế màn hình HMI .1 Thiết kế màn hình chính

- Giám sát và điều khiển: TIA Portal V16 cho phép người dùng giám sát và điều khiển hệ thống tự động hóa từ xa. Để kết nối ta cần cấu hình địa chỉ IP cho PLC và cấu hình kết nối mạng trong TIA Portal. Sau khi có PLC phù hợp trong phần mềm ta cần đặt IP cho PLC để khi kết nối với phần cứng qua dây Ethenet chúng có thể tìm được nhau để kết nối thông qua cùng địa chỉ IP.

5 Cambien5_BTTBinh Bool %I0.4 Phát hiện hộp đựng phôi trung bình 6 Cambien6_BTThap Bool %I0.5 Phát hiện hộp đựng. Bước cuối cùng cần phải một màn hình để giám sát và điều khiển toàn bộ hệ thống, từ đú để người điều khiển theo dừi nắm bắt kịp thời toàn bộ quỏ trỡnh hoạt động cũng như kiểm soát được hệ thống. Về màn hình giao diện chính, ở đây thể hiện thông tin của người thiết kế, tên của hệ thống, màn hình này bao gồm màn hình hiển thị hoạt động của các thiết bị trong hệ thống khi hệ thống chạy với chế độ tự động(Auto).

Màn hình gồm một phần nữa là bảng điều khiển nơi đây người điều khiển có thể bấm nút Start hoặc Stop để dừng hoặc bắt đầu chạy hệ thống. Ngoài ra có 2 đèn Xanh và Đỏ thể hiện hệ thống đang chạy hay dừng lại, 2 đèn cho việc thể hiện hệ thống đang chạy với chế độ tự động(Auto) hay thủ công(Manual). Người điều khiển còn có thể quy định số lượng sản phẩm cú trong mỗi hộp chứa sản phẩm và theo dừi hiện tại trong hộp đang có bao nhiêu sản phẩm.

Cuối cùng nút nhấn chuyển màn hình giúp chuyển sang màn hình Manual khi hệ thống ở chế độ thủ công(Manual) để có thể điều khiển thủ công thông thường. Màn hình Manual thể hệ chế độ thủ công(Manual) của hệ thống, ở đây người điều khiển có thể tự điều khiển các băng tải và van điện(đẩy xylanh) của cả hệ thống thông qua các switch bật tắt bằng thủ công. Khi không muốn dùng chế độ thủ công nữa người điều khiển có thể trở về màn hình chính thông qua nút nhấn trở về MainScreen.

Ở phần cứng ta đã kết nối PLC với TIA Portal bây giờ trên TIA Portal ta cũng cần kết nối với HMI để HMI thông qua đó kết nối với PLC. Trong phần Device & Networks ta kéo kết nối của PLC với HMI thông qua cổng Ethenet. Tương tự như địa chỉ của PLC, ta cũng cần đặt địa chỉ cho HMI nhưng khác địa chỉ của PLC.

KẾT QUẢ VÀ TỔNG KẾT 4.1 Kết quả