báo cáo cuối kỳ hệ thống phân loại và xếp sản phẩm theo khối lượng

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (8.04 MB, 44 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCMKHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ</b>

<b>---BÁO CÁO CUỐI KỲ</b>

<b>Nguyễn Minh Hiếu20151473Nguyễn Văn Trường An20151597</b>

<b>TP.Hồ Chí Minh, Tháng 5 năm 2023</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Đây là đề tài nghiên cứu của chúng em khi học môn Điều khiển lập trình, với những kiến thức được lĩnh hội, chúng em đều áp dụng vào đề tài này. Trong quá trình thực hiện đề tài, đã nhận được sự giúp đỡ, ủng hộ rất nhiều từ phía thầy và bạn bè.

Qua đó, chúng em xin được gửi lời cảm ơn sâu sắc đến những người đã hỗ trợ chúng em hoàn thành đề tài này, đặc biệt là thầy T.S Trần Vi Đô, thầy là người đã luôn theo dõi, hướng dẫn, chỉ bảo rất tận tình trong suốt q trình nhóm em thực hiện đề tài. Thầy đã dạy dỗ, trau dồi và cung cấp những kiến thức, kỹ năng cần thiết để chúng em hoàn thành tốt đề tài này. Gia đình và bạn bè, những người đã động viên, khích lệ, cổ vũ để chúng em có thêm động lực học tập và làm việc.

Trong đề tài chắc chắn sẽ cịn nhiều thiếu sót, rất mong nhận được những đóng góp q báu từ phía thầy và các bạn đọc để đề tài hoàn thiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b><small>BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT</small></b>

<b><small>THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINHKHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ</small></b>

<b><small>CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập-Tự do- Hạnh phúc</small></b>

<b>DANH SÁCH THÀNH VIÊN THỰC HIỆN BÁO CÁO CUỐI KỲMƠN ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH</b>

<b>1. Giảng viên hướng dẫn: T.S Trần Vi Đô</b>

<b>2. Tên đề tài: Hệ thống phân loại và xếp sản phẩm theo khối lượng4. Danh sách nhóm viết báo cáo cuối kỳ:</b>

1 Vũ Hoàng Hiệp 20151470 100% 2 Phùng Minh Đức 20151462 100% 3 Nguyễn Minh Hiếu 20151473 100% 4 Trần Gia Huy 20151483 100% 5 Nguyễn Văn Trường An 20151597 100%

<i><b>Nhận xét của giảng viên:</b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN...12</b>

<b>3.1. Giới thiệu phần mềm Tia Portal...12</b>

<b>3.2. Chương trình điều khiển hệ thống phân loại và sắp xếp sản phẩm theokhối lượng...13</b>

<b>3.3. Giới thiệu phần mềm Facrory IO...22</b>

<b>3.4. Thiết kế hệ thống ảo trên Factory IO...23</b>

<b>3.5. Giao tiếp Factory I/O và PLCSIM...26</b>

<b>3.5. Vận hành hệ thống...29</b>

<b>CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN...33</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>DANH MỤC HÌNH Ả</b>

Hình 2.1 Hình tổng quan hệ thống...4

Hình 2.2 Hệ thống được quan sát từ trên xuống...4

Hình 2.3 Sơ đồ khối mơ tả hệ thống...5 Hình 3.1 Hình giao diện phần mềm Tia Portal...13

Hình 3.2 Hình giao diện S7-PLCSIM...14

Hình 3.3 Hình lựa chọn PLC...14

Hình 3.4 Chương trình trong PLC...22

Hình 3.5 Hình giao diện phần mềm Factory IO...23

Hình 3.6 Hình tổng quan hệ thống phân loại sản phẩn theo khối lượng...24

Hình 3.7 Hình tủ điện...24

Hình 3.8 Hình băng tải...25

Hình 3.9 Hình Cảm biến cho việc phân loại sản phẩm...25

Hình 3.10 Hình cảm biến cho việc sắp xếp sản phẩm...26

Hình 3.11 Hình Pick and Place trong Factory I/O...26

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>CHƯƠNG 1: TỔNH QUAN</b>

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, quá trình cân đo và phân loại khối lượng sản phẩm là một bước quan trọng để đảm bảo chất lượng và sự đồng nhất của sản phẩm trước khi đưa ra thị trường. Trong trường hợp cụ thể này, chúng ta đang tập trung vào việc cân và phân loại túi gạo kết hợp với tính năng đếm số lượng túi tạo. Túi gạo phải được cân đo để tiến hành phân loại và in ấn chính xác khối lượng mỗi túi để đảm bảo chất lượng và tinh đồng nhất của sản phẩm đáp ứng yêu cầu của khách hàng và tuân thủ các quy định về an toàn thực phẩm.

Tuy nhiên, q trình cân và đóng gói thủ cơng có thể gặp phải nhiều vấn đề. Nhân viên có thể gặp khó khăn trong việc duy trì xác định độ chính xác và đồng nhất của trọng lượng sản phẩm, dẫn đến sai số trong q trình đóng gói. Ngồi ra, q trình thủ cơng tốn nhiều lao động con người và kém năng suất sản xuất. “Hệ Thống Cân Và Đóng Gói Gạo Tự Động” bằng PLC là một giải pháp hiệu quả và cần thiết để đảm bảo tính chính xác và gia tăng năng xuất sản xuất cũng như hạn chế những sai sót do yếu tố con người.

Đề tài “Hệ thống cân và đóng gói gạo tự động” được thực hiện với các yêu cầu cụ thể như sau:

 Hệ thống được ứng dụng ở các xí nghiệp, nhà máy chuyên đóng bao lúa, gạo, các loại hạt.

 Thực hiện cân và đóng gói chính xác, cơng suất 150 túi/giờ tương đương với thời gian tối đa để cân và đóng gói 1 túi là 15 giây.

 Hệ thống hoạt động bằng các thao tác trên màn hình HMI.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

 Hệ thống có khả năng giám sát tình trạng hoạt động của cơ cấu chấp hành.

<b>1.3. Nội dung nghiên cứu</b>

Chương 1: Tổng quan

Chương này giới thiệu tổng quan về đề tài, phân tích về tính tối ưu của hệ thống, đưa ra mục tiêu và nội dung nghiên cứu để hoàn thành hệ thống bên cạnh đó cũng nêu lên những tính giới hạn của đề tài

Chương 2: Giới thiệu hệ thống

Chương này sẽ giới thiệu chi tiết về hệ thống, trình bày các quy trình hoạt động của và thực hiện mơ tả sơ đồ khối của hệ thống cũng như các linh kiện được chọn để sử dụng trong hệ

Chương 3: Chương trình điều khiển hệ thống trên Tia portal

Chương này sẽ nêu lên lựa chọn về PLC, trình bày chương trình điều khiển hệ thống cùng với đó là mơ phỏng chươn trình điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm

Chương 4: Kết luận và hướng phát triển

Chương này trình bày các kết luận rút ra được từ đề tài, các nhược điểm và hướng phát triển của đề tài trong tương lai.

Đề tài thực hiện chỉ ở mức độ mơ phỏng chưa có sản phẩm xây dựng trên thực tế, chưa có hệ thống cảnh báo khi có lỗi xảy ra.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

<b>CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG</b>

<b>2.1 Tổng quan về hệ thống</b>

<small>Hình 2.1 Hình tổng quan hệ thống</small>

<small>Hình 2.2 Hệ thống được quan sát từ trên xuống</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Hệ thống gồm 3 thành phần: cân, phân loại, xếp sản phẩm.

<b>2.2 Sơ đồ khối mơ tả hệ thống</b>

<small>Hình 2.3 Sơ đồ khối mô tả hệ thống</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

<small>Hình 3.10 Hình cảm biến cho việc sắp xếp sản phẩm</small> Cánh tay robot sắp xếp sản phẩm vào thùng hàng:

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

<small>Hình 3.11 Hình Pick and Place trong Factory I/O</small>

<b>3.5. Giao tiếp Factory I/O và PLCSIM</b>

Lập trình PLC trên phần mềm Tia Portal và cách Tia Portal giao tiếp được với Factory IO như sau:

<b>Bước 1: Chọn vào biểu tượng máy tính như hình có tên là “Start Simulation” để</b>

mở một PLC ảo.

<b>Bước 2: Lúc này xuất hiện PLC ảo “Siemens S7-1200”. Lúc này, chương trình vẫn</b>

chưa được nạp vào PLC, tiếp theo ta chọn “Load” ở giao diện Load preview để nạp chương trình.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<b>Bước 3: Sau khi nhấn “Load”, phần mềm sẽ ra bảng giao diện Load results.</b>

Đầu tiên, ta chọn “Start module”, sau đó chọn “Finish”.

Sau khi hồn thành bước 3 thì PLC ảo sẽ có tên PLC ta đã chọn là “PLC_1[CPU 1211C DCDCDC]” và “RUN/STOP” chuyển sang màu xanh, nghĩa là ta đã nạp chương trình thành công từ Tia Portal vào PLC ảo.

<b>Bước 4: Sau khi Khởi động Factory IO và mở project thì chọn “File” tiếp đến chọn</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

<b>Bước 5: Trong cửa sổ Drivers ta chọn tên PLC là “Siemens S7-PLCSIM” ở tiếp</b>

đến vào “CONFIGURATION”.

<b>Bước 6: Trong cửa sổ “CONFIGURATION” ta tích chọn vào ô “Auto connect”,và</b>

chọn “S7-1200” tại ô Model, sau đó nhấn “Default”

Sau khi hồn thành bước 6, xuất hiện tích xanh như hình, tức đã hồn thành việc giao tiếp giữa Factory I/O với PLCSIM.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<b>3.5. Vận hành hệ thống</b>

 Nhấn “Start”, hệ thống được khởi động, tất cả băng tải đều được khởi động.  Nút “Stop” dừng toàn bộ hệ thống, để hệ thống chạy lại nhấn nút “Start”  Nút “Reset”, khởi tạo lại giá trị đếm sản phẩm.

 Sản phẩm được đưa tới cân, và tại 2 băng tải con lăn, thùng chứa hàng di chuyển qua tầm quét của cảm biến (khoanh đỏ hình dưới) thì băng tải con lăn sẽ dừng chạy.

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

 Sản phẩm được đưa tới cân, sau khi cân, biết được giá trị cân nặng của sản phẩm, băng tải sẽ đưa sản phẩm tới xi lanh ứng với giá trị nặng hay nhẹ của sản phẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 41</span><div class="page_container" data-page="41">

 Sản phẩm được đưa tới khu vực phân loại, khi sản phẩm chạm tầm quét của cảm biến, băng tải sẽ ngưng chạy đồng thời xi lanh đẩy sản phẩm vào băng tải phân loại.

 Sản phẩm vào băng tải phân loại (trên hình là sản phẩm có khối lượng nặng) khi sản tới cảm 2, tay robot sẽ di chuyển trục Z xuống, quãng đường tay robot xuống sẽ đi qua cảm biến 1, cảm biến 1 nhận tín hiệu làm cho tay robot hút sản 36

</div><span class="text_page_counter">Trang 42</span><div class="page_container" data-page="42">

phẩm và rút lên. Khi rút lên cảm biến 2 ở mức tích cực thấp, tay robot sẽ thực hiện di chuyển theo trục X, đến cuối hành trình trục X tay robot thả sản phẩm và rút về.

 Sản phẩm khi rớt xuống đi, sẽ đi qua cảm biến 3, cảm biến 3 nhận tín hiệu làm cho băng tải con lăn khởi động, đưa thùng chứa sản phẩm di chuyển, đồng thời sẽ đếm số sản phẩm.

 Sản phẩm vào băng tải phân loại (trên hình là sản phẩm có khối lượng nhẹ), các thao tác như quá trình ở khu vực sản phẩm nặng tuy nhiên sẽ khác ở chỗ, khi tay robot đến cuối hành trình trục X, khớp tay robot sẽ quay góc 90 độ để thay đổi chiều sản phẩm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 44</span><div class="page_container" data-page="44">

<b>CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN</b>

Hệ thống phân loại và xếp sản phẩm theo khối lượng đã hoạt động đúng theo ý tưởng của nhóm đề ra song vẫn cịn 1 số lỗi nhỏ ví dụ như đơi khi cảm biến của phần cứng ở Factory IO có nhận tín hiệu và đưa về PLC S7-1200 để xử lý và điều khiển phần cứng nhưng một số trường hợp Factory IO chưa kịp nhận tín hiệu nên đơi lúc hệ thống sẽ hoạt động không như mong muốn.

Hệ thống phân loại và xếp sản phẩm theo khối lượng là hệ thống hiện đang được sử dụng rộng rãi và phổ biến trong các dây chuyền sản xuất, đóng gói hàng loạt vì tính tiện dụng, độ chính xác cao và tiết kiệm được số lượng nhân công. Hệ thống phân loại và xếp sản phẩm theo khối lượng mà nhóm em đã thực hiện là một phần trong hệ thống sản xuất tự động gắn liền với ngành công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, thực hiện đề tài giúp nhóm em hiểu hơn về quy trình vận hành của nhà máy, chọn thiết bị, lập trình băng tải, cảm biến…Để tạo ra một hệ thống hoàn chỉnh và hoạt động đúng theo mục đích u cầu.

Trong q trình nghiên cứu và thực hiện đề tài nhóm em cũng nhận ra các thiếu sót cũng như những phần cần cải tiến để hệ thống có thể hoạt động ổn định và chính xác hơn:

Cần cải thiện về chất lượng giao tiếp giữa PLC S7-1200 với Factory IO Cần tăng thêm độ chính xác của các cách tay robot khi xử lý các sản phẩm Cuối cùng, nhóm chúng em cảm ơn Thầy đã hướng dẫn chúng em trong suốt quá trình thực hiện đề tài và đề tài này sẽ giúp ích rất nhiều cho chúng em trong thời gian học tập cũng như làm việc tiếp theo.

</div>