MỞ ĐẦU - Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa – Hiện đại hóa Đất nước vấn đề tự động hóa có vai trò đặc biệt quan trọng. Nhằm nâng cao năng suất dây chuyền công nghệ, nâng cao chất lượng và khả năng cạnh tranh của sản phẩm, nâng cao năng suất lao động. - Các thiết bị dây chuyền máy móc là vật gần như không thể thiếu trong các nhà xưởng, nhà kho, … Chúng giúp tăng năng suất làm việc cũng như giảm bớt sức nặng đối với các nhân công. Đối với nhà kho lưu trữ nói riêng việc ứng dụng máy móc và trong lưu trữ và việc hết sức cần thiết.
Nó giúp tạo môi trường thuận lợi cho việc lưu trữ cũng như xuất hàng hoá khi cần thiết. Giúp tiếc kiệm một diện tích khá lớn so với việc lưu trữ sử dụng sức nhân công. - Đồ án “ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ TRONG BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO”, giúp chúng em làm quen và tìm hiểu kĩ hơn với những vấn đề cốt lõi cơ bản nhất về tự động hoá và rất có ích cho chúng em sau này. TỰ ĐỘNG HOÁ - Tự động hoá hoặc điều khiển tự động hoá được giới thiệu từ những năm 1930, là việc sử dụng một hay nhiều thiết bị hệ thống nhằm điều khiển một hay nhiều dây chuyền công nghiệp khác nhau nhằm hạn chế tối thiểu sự can thiệp của con người vào hệ thống lúc đang vận hành.
Hiện nay có một số quy trình đã được hoàn toàn tự động hoá. - Lợi ích của tự động hoá là tiết kiệm nguồn lao động, tiết kiệm năng lượng và nâng cao độ chính xác và thời gian thực hiện công việc. - Tự động hoá được thực hiện bằng các phương tiện khác nhau bao gồm : Cơ khí, thuỷ lực khí nén, điện, điện tử máy tính, … và thường kết hợp chặt chẽ với nhau hình thành một dây chuyền tự động hoá. Hiện nay người ta còn kết hợp thêm các cơ cấu Robot , các Moudle, Relay,… cũng như các phần điều khiển như Vi điều khiển, PLC,… giúp cho ngành Tự động hoá càng phát triển vượt bậc, và là nền tảng mới của Công nghiệp hiện đại.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 9 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 3. HỆ THỐNG BĂNG TẢI LIÊN HỆ THỰC TẾ - Thực tế hiện nay Hệ thống băng tải tự động bao gồm: băng tải để lưu chuyển hàng hoá, cánh tay gắp sản phẩm được ứng dụng trong việc gắp dỡ hàng hoá tạo sự linh động cũng như độ chính xác cao với sự hỗ trợ của các cảm biến công nghiệp. - Bằng việc không ngừng đầu tư nghiên cứu công nghệ chế tạo mới, không ngừng học hỏi áp dụng những thành tự khoa học hiện đại như đầu tư sắm mới ngay các máy chuyên dụng tiên tiến nhất, thường xuyên tham gia các hội chợ khoa học kỹ thuật cũng như liên tục cử kỹ sư đi tham gia hội thảo, các lớp nâng cao về kỹ thuật chuyên môn đã giúp băng tải HMPTech luôn đi đầu về công nghệ và tính chuyên nghiệp, dần dần tạo dựng thương hiệu lớn nhất Việt Nam. Tập đoàn công ty HMPTECH là một trong những công ty sản xuất băng tải lớn nhất Việt Nam.
KUKA là một hãng của Đức thành lập năm 1898, sản xuất Robot công nghiệp và các giải pháp tự động hoá nhà máy. Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 10 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Một số hình ảnh thực tế về băng tải và ứng dụng phân loại sản phẩm trong công nghiệp: Hình 1.1 Hệ thống băng tải trong công nghiệp Hình 1.2 Hệ thống bốc xếp hàng trong nhá máy sản xuất bia Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 11 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Hình 1.3 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng sau khi phân loại Hình 1.4 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng hoá tự động Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 12 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao - Mỗi công ty sẽ lựa cho riêng cho mình một loại mô hình tự động hoá khác nhau. Phù hợp với chức năng và nhiệm vụ của từng mặt hàng sản xuất. NHU CẦU CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao là một nhu cầu khá cần thiết và mang tính đổi mới hiện nay.
Việc đưa hệ thống vào trong hoạt động sản xuất giúp cho con người thuận tiện hơn trong việc lưu trữ và xuất hàng hoá tăng độ chính xác và tiết kiệm thời gian. SƠ ĐỒ CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - Trong thực tế hệ thống thường bao gồm 3 phần chính cơ bản : Cánh tay đảm nhận vai trò gắp –đẩy hàng hoá. Băng chuyền giúp chuyển hàng hoá từ nơi sản xuất vào kho chứa hàng. Cảm biến hồng ngoại nhận diện sản phẩm.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 13 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM - Sau khi tìm hiểu – thảo luận và xin ý kiến từ Giáo viên hướng dẫn Ths.Nguyễn Vạn Quốc. Nhóm chúng em đã quyết định chọn đề tài Hệ thống phân loại sản phẩm để làm đề tài Tốt nghiệp. Dựa trên những hình ảnh thực tế bên ngoài,chúng em đã lên ý tưởng và thực hiện mô hình thu nhỏ này.
GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN, THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH (PLC MITSUBISHI FX), THIẾT BỊ HIỂN THỊ (HMI) VÀ CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN 2.1 Giới thiệu - Điện áp hoạt động: 220V - Công suất: 25W - Số vòng quay: 1400-1500/1 phút (Motor 4P) - Dòng: 0.26A - Tần số: 50Hz - Công dụng: Thường dùng làm cần gạt nước Ôtô, máy quay nướng,… Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 14 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao Hình 2.1 Hình chi tiết các thông số chi tiết của động cơ 3 pha Hình 2.2 Hình ảnh thực tế động cơ 3 pha Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 15 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 2.2 Cấu tạo - Gồm có 2 bộ phận chính là Stator và Rotor. Stator là phần đứng yên hay còn gọi là phần tĩnh và Rotor là phần quay. Rotor được đặt bên trong Stator. Sẽ có một khe hở giữa Stator và Rotor, được biết đến như là khe hở không khí.
Giá trị của khe hở không khí có thể dao động từ 0.3 Nguyên lý hoạt động - Rotor lồng sóc bao gồm các thanh dẫn được gắn mạch 2 đầu bởi 2 vòng ngắn mạch. Dòng điện 3 pha chạy trong dây quấn Stator tạo ra một từ trường quay. Do vậy dòng điện sẽ được tạo ra trong những thanh dẫn của Rotor lồng sóc và nó bắt đầu quay.3 Rotor lồng sóc thường được sử dụng trong động cơ điện 3 pha Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 16 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 2.2 XI LANH KHÍ NÉN 2.1 Giới thiệu - Xi lanh khí nén hay còn gọi là Ben khí nén là thiết bị cơ khí được vận hành bằng khí nén. - Cấu tạo gồm các thành phần: Thân trụ (Barrel), Píttông (Piston), Trục píttông (Piston rod), các lỗ cấp – thoát khí (Cap-end port và Rod-end port).1 Cấu tạo của xi lanh khí nén 2.2 Nguyên lý hoạt động - Cụ thể xi lanh khí nén hoạt động theo cách chuyển hoá năng lượng của khí nén thành động năng, khiến pittông xi lanh chuyển động theo hướng mong muốn, qua đó làm truyền động đến thiết bị.3 Công dụng của xi lanh trong mô hình - Các xi lanh được hàn hay ghép nối với nhau để tạo thành một cánh tay gắp-đẩy đơn giản với nhiệm vụ là gắp –đẩy sản phẩm từ băng tải đặt vào kho chứa Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 17 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 2.4 XI LANH KHÍ NÉN CDJ2B16 (Xi lanh nhiệm vụ Ra/Vào) Hình 2.4 Xi lanh khí nén CDJ2B16 sử dụng trong mô hình Hệ thống phân loại sản phẩm - Số lượng: 2 thanh - Thông số cần thiết của xi lanh CDJ2B16 sử dụng trong mô hình Hệ thống phân loại sản phẩm Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X0: 175mm Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X1: 325mm Áp suất: 0.7Mpa Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 18 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 2.3 MẠCH CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI – PHÁT HIỆN VẬT CẢN 2.1 Giới thiệu - Cảm biến hồng ngoại là module phát hiện vật cản trong khoảng cách từ 2 – 25cm với góc phát hiện là 35̊.
Khi phát hiện vật cản thì tín hiệu đầu ra OUT ở mức thấp và đèn LED màu xanh sáng. Ta có thể điều chỉnh được khoảng cách phát hiện vật cản bằng biến trở. Chỉnh tiết áp theo chiều kim đồ hồ để tăng khoảng cách và ngược lại để giảm khoảng cách. - Cổng OUT có thể điều chỉnh trực tiếp Relay 5V hoặc IO của MCU.
- Điện áp cung cấp cho mạch cảm biến hồng ngoại: 3 – 5VDC.2 Cấu tạo Hình 2.2 Sơ đồ cấu tạo Mạch cảm biến hồng ngoại – phát hiện vật cản Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076 Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051 19 Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao 2.3 Ứng dụng của mạch cảm biến hồng ngoại – phát hiện vật cản trong mô hình Phân loại sản phẩm Hình 2.