Đồ Án Tốt Nghiệp: Mô Hình Xếp Hàng Lên Pallet và Lưu Kho

Đồ án nghiên cứu tốt nghiệp mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án.

2024

81
4
0

Phí lưu trữ

30 Point

Mục lục chi tiết

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG

1.1. Các vấn đề đặt ra

1.2. Các phương pháp nghiên cứu

1.3. Phạm vi giới hạn

1.4. Nội dung đề tài

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về hệ thống xếp hàng tự động

2.2. Tổng quan về PLC

2.3. Ngôn ngữ lập trình PLC

2.4. Sơ lược về các dòng PLC Mitsubishi

2.5. Các chuẩn giao tiếp truyền thông

2.5.1. Giao tiếp RS232

2.5.2. Giao tiếp Modbus RTU – RS485

2.6. Tổng quan về động cơ bước

2.7. Tổng quan về xy lanh khí nén

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ PHẦN CỨNG

3.1. Thiết kế phần cơ khí

3.1.1. Thiết kế cơ khí phần cơ cấu xếp thùng lên pallet

3.1.2. Thiết kế cơ khí cơ cấu quấn màng co

3.1.3. Thiết kế cơ khí cơ cấu lưu kho

3.2. Thiết kế phần điện mô hình

3.2.1. Sơ đồ khối hệ thống

3.2.2. Tính toán điều khiển động cơ truyền động

3.2.3. Lựa chọn thiết bị

3.2.3.1. Board PLC Mitsubishi FX3U
3.2.3.2. Cảm biến tiệm cận NPN LJ12A3-4-Z/BX
3.2.3.3. Cảm biến LS201-BG50ND
3.2.3.4. Bộ hút chân không ZH10B
3.2.3.5. MCB 2 pha CHINT 16A
3.2.3.6. Relay trung gian Omron LY2N
3.2.3.7. HMI Weintek MT6070iH
3.2.3.8. Van điện từ 5/2
3.2.3.9. Xy lanh xoay Airtac
3.2.3.10. Xy lanh đẩy Airtac

3.4. Phân công đầu vào ra

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHẦN MỀM

4.1. Quy trình vận hành

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT

5.1. Kết quả thi công mô hình

5.2. Kết quả chạy thực nghiệm

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.2. Hướng phát triển

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Mô Hình Xếp Hàng Lên Pallet Và Lưu Kho

Mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho là một phần quan trọng trong quản lý kho bãi và vận chuyển hàng hóa. Việc áp dụng các phương pháp xếp hàng hợp lý không chỉ giúp tối ưu hóa không gian và chi phí mà còn đảm bảo an toàn cho hàng hóa khỏi hư hỏng. Pallet là nền tảng cho việc xếp hàng, giúp di chuyển hàng hóa dễ dàng hơn bằng xe nâng hoặc xe đẩy tay. Mô hình này không chỉ đơn thuần là một quy trình mà còn là một giải pháp công nghệ hiện đại trong ngành công nghiệp.

1.1. Khái Niệm Về Pallet Và Vai Trò Của Nó

Pallet là một nền phẳng, thường làm bằng gỗ, nhựa hoặc kim loại, được sử dụng để hỗ trợ hàng hóa trong quá trình lưu trữ và vận chuyển. Việc sử dụng pallet giúp tối ưu hóa không gian lưu trữ và giảm thiểu chi phí vận chuyển.

1.2. Lợi Ích Của Việc Xếp Hàng Lên Pallet

Xếp hàng lên pallet giúp bảo vệ hàng hóa, dễ dàng vận chuyển và quản lý hàng hóa hiệu quả. Việc này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót trong quá trình kiểm kê.

II. Các Vấn Đề Và Thách Thức Trong Mô Hình Xếp Hàng

Mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho gặp phải nhiều thách thức trong quá trình thiết kế và vận hành. Các vấn đề như độ chính xác trong việc xếp hàng, sự ổn định của pallet và khả năng tự động hóa là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Độ Chính Xác Trong Việc Xếp Hàng

Độ chính xác trong việc xếp hàng lên pallet là rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho hàng hóa. Việc sử dụng cảm biến quang và cảm biến tiệm cận giúp cải thiện độ chính xác trong quá trình xếp hàng.

2.2. Sự Ổn Định Của Pallet

Sự ổn định của pallet là yếu tố quyết định trong việc bảo vệ hàng hóa khỏi hư hỏng. Cần phải thiết kế các cơ cấu xếp hàng sao cho trọng lượng được phân bổ đồng đều.

III. Phương Pháp Thiết Kế Mô Hình Xếp Hàng Lên Pallet

Thiết kế mô hình xếp hàng lên pallet bao gồm nhiều bước quan trọng từ việc tính toán cơ khí đến lập trình điều khiển. Các phương pháp này giúp đảm bảo mô hình hoạt động hiệu quả và ổn định.

3.1. Tính Toán Và Thiết Kế Cơ Khí

Việc tính toán và thiết kế phần cơ khí cho mô hình là bước đầu tiên và quan trọng. Sử dụng phần mềm SolidWorks để mô phỏng và kiểm tra thiết kế trước khi lắp đặt thực tế.

3.2. Lập Trình Điều Khiển PLC

Lập trình điều khiển PLC là bước tiếp theo trong quá trình thiết kế. Sử dụng các ngôn ngữ lập trình phù hợp để điều khiển các động cơ và cảm biến trong hệ thống.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Mô Hình Xếp Hàng

Mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho có nhiều ứng dụng thực tiễn trong các nhà máy sản xuất và trung tâm phân phối. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm thiểu chi phí.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Sản Xuất

Trong ngành sản xuất, mô hình này giúp tối ưu hóa quy trình đóng gói và vận chuyển hàng hóa, từ đó nâng cao năng suất và giảm thiểu sai sót.

4.2. Ứng Dụng Trong Quản Lý Kho

Mô hình xếp hàng cũng được áp dụng trong quản lý kho, giúp kiểm soát hàng hóa hiệu quả và giảm thiểu thời gian tìm kiếm và xuất hàng.

V. Kết Luận Và Hướng Phát Triển Trong Tương Lai

Mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho không chỉ là một giải pháp hiện đại mà còn là một xu hướng phát triển trong ngành công nghiệp. Tương lai của mô hình này hứa hẹn sẽ có nhiều cải tiến và ứng dụng mới.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ

Công nghệ tự động hóa và trí tuệ nhân tạo sẽ tiếp tục phát triển, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong mô hình xếp hàng.

5.2. Tương Lai Của Ngành Công Nghiệp

Ngành công nghiệp sẽ ngày càng phụ thuộc vào các giải pháp tự động hóa, mở ra nhiều cơ hội cho các kỹ sư và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực này.

10/07/2025
Đồ án tốt nghiệp mô hình xếp hàng lên pallet và lưu kho

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan • Chương 2: Cơ sở lý thuyết • Chương 3: Điều khiển hệ thống • Chương 4: Giám sát hệ thống • Chương 5: Kết quả và nhận xét • Chương 6: Kết luận và hướng phát triển 3 Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Tổng quan về hệ thống xếp hàng tự động Hệ thống xếp pallet tự động là giải pháp hệ thống tự động thay thế con người trong việc bốc xếp, đóng gói hàng hóa lên pallet một cách thủ công, từ đó tăng năng suất vận hành của nhà máy và giảm thiểu chi phí và lỗi trong việc đóng gói thủ công. Hệ thống bốc dỡ được phát triển vào những năm 1970 là sự kết hợp giữa hệ thống băng tải và thiết bị nâng hạ công nghiệp. Để xếp chồng sản phẩm, từng lớp hàng hóa được kẹp vào đúng vị trí và nhấc ra khỏi băng chuyền lên pallet. Vào những năm 1980, cánh tay robot bắt đầu được tích hợp vào hệ thống.

Việc sử dụng cánh tay robot mang đến sự linh hoạt cho hệ thống xếp dỡ tự động với số lượng chủng loại hàng hóa ngày càng đa dạng. Một cánh tay robot có thể được lập trình để xử lý hàng hóa có kích thước khác nhau hoặc sắp xếp chúng trên pallet theo nhiều cách mà không cần thay đổi thiết kế trước đó. Theo thời gian, hệ thống xếp pallet đã chứng tỏ nó mang lại những ưu điểm kỹ thuật vượt trội như sau: - Nâng cao mức độ tự động hóa trong dây chuyền sản xuất hiện tại của doanh nghiệp. - Cải thiện tính đồng bộ và nhất quán.

- Duy trì sự ổn định lâu dài và chính xác của toàn bộ hệ thống. 1: Mô hình thực tế của đề tài 4 Đồ Án Tốt Nghiệp ➢ Nguyên lý hoạt động Hệ thống palletizer thường sử dụng các cánh tay robot, băng chuyền và các cơ cấu nâng hạ để di chuyển và xếp sản phẩm lên pallet theo các mô hình nhất định. Các cảm biến và phần mềm điều khiển sẽ giám sát quá trình để đảm bảo độ chính xác và an toàn. ➢ Các loại palletizer Palletizer tầng thấp (Low-Level Palletizer): Xếp sản phẩm từ phía dưới, sản phẩm được đưa lên cao dần qua các lớp xếp.

Palletizer tầng cao (High-Level Palletizer): Xếp sản phẩm từ phía trên, sản phẩm được đặt trực tiếp lên pallet từ độ cao nhất định. Robotic Palletizer: Sử dụng cánh tay robot để linh hoạt xếp sản phẩm theo nhiều hướng khác nhau, phù hợp với nhiều loại sản phẩm và mô hình xếp. ➢ Ưu điểm Tăng năng suất: Có khả năng xếp hàng nhanh hơn và chính xác hơn so với lao động thủ công. Giảm chi phí lao động: Tự động hóa giúp giảm số lượng nhân công cần thiết cho việc xếp dỡ hàng.

Tăng cường an toàn: Giảm nguy cơ tai nạn lao động do ít phải sử dụng sức người trong các công việc nặng nhọc và nguy hiểm. Tối ưu hóa không gian: Xếp hàng hóa theo cách tối ưu giúp tiết kiệm không gian lưu trữ và vận chuyển. ➢ Ứng dụng Hệ thống palletizer được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm thực phẩm và đồ uống, hóa chất, dược phẩm, và các sản phẩm tiêu dùng. Chúng đặc biệt hữu ích trong các nhà máy sản xuất và các trung tâm phân phối có lưu lượng hàng hóa lớn.

➢ Công nghệ và tích hợp Các hệ thống palletizer hiện đại có thể tích hợp với hệ thống quản lý kho (WMS) và hệ thống điều khiển sản xuất (MES) để tối ưu hóa quá trình sản xuất và phân phối. Công nghệ cảm biến và AI cũng được áp dụng để nâng cao khả năng nhận diện sản phẩm và tối ưu hóa 5 Đồ Án Tốt Nghiệp 2.2 Tổng quan về PLC 2.1 Khái niệm PLC được viết tắt từ “Programmable Logic Controller”, PLC là một thiết bị điều khiển mà được trang bị các chức năng logic, tạo dãy xung, đếm thời gian, đếm xung và tính toán cho phép điều khiển nhiều loại máy móc và các bộ xử lý. Các chức năng đó được đặt trong bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo chương trình.2 Chức năng PLC được sử dụng để điều khiển hệ thống, thiết bị điện công nghiệp riêng lẻ (Contactor, Rơ-le, timer,.) hoặc kết hợp với nhau tuỳ theo mức độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển đáp ứng được bài toán công nghệ đặt ra. Trên thế giới hiện nay có nhiều hãng PLC khác nhau cùng phát triển như hãng Omron, Misubishi, Hitachi, ABB, Siemens,.

đều có chung một nguyên lý cơ bản, tuy nhiên có vài điểm khác biệt phù hợp với từng ngành. Ưu điểm: - Chương trình PLC dễ lập trình và nối mạch và thiết lập hệ thống. - Các tín hiệu ngõ ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được cấp từ bộ điều khiển bằng rơ-le. - Với hệ thống điều khiển dùng PLC vừa có thể tiến hành hiệu chỉnh sửa chữa mà hệ thống vẫn làm việc, cho phép hiệu chính để đạt được kết quả hiệu chỉnh là tối ưu.

Nhược điểm: - Do chưa có tiêu chuẩn hoá nên mỗi doanh nghiệp sản xuất ra PLC đều đưa ra các ngôn ngữ lập trình khác nhau, dẫn đến thiếu tính thống nhất về hợp thức hoá. - Giá thành cao đối với các hệ thống có quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi sử dụng bằng phương pháp rơ-le. - Dòng ngõ ra của PLC có dòng điện nhỏ. Nên khi đấu nối với các thiết bị công suất lớn phải sử dụng thiết bị trung gian là rơ-le.

- Để kết nối lập trình được chương trình điều khiển bắt buộc phải có thiết bị máy tính hoặc máy lập trình đi kèm với cáp chuẩn hóa.3 Phân loại PLC thường được phân loại theo 2 cách: Hãng sản xuất: Gồm các nhãn hiệu như Siemen, Misubishi, Delta, Omron,. Version: Ví dụ như PLC Siemen có các họ: S7-1200, S7-300, S7-400, Logo; PLC Misubishi có các họ: FX3U, FX1S, FX3G,… 2.3 Ngôn ngữ lập trình PLC Ngôn ngữ lập trình PLC (Programmable Logic Controller) là các ngôn ngữ được sử dụng để lập trình các bộ điều khiển logic lập trình (PLC). PLC là một thiết bị được sử dụng để tự động hóa các quy trình công nghiệp, điều khiển máy móc và thiết bị. Dưới đây là một số ngôn ngữ lập trình PLC phổ biến: Ladder Logic (LD): Đây là ngôn ngữ được sử dụng rộng rãi nhất cho PLC.

Nó được thiết kế để dễ hiểu và sử dụng, đặc biệt là cho các kỹ sư điện. Giống như một sơ đồ thang (ladder diagram), sử dụng các tiếp điểm và cuộn dây để biểu diễn các logic điều khiển. Function Block Diagram (FBD): Ngôn ngữ này sử dụng các khối chức năng để biểu diễn các hàm điều khiển. Các khối này được kết nối với nhau bằng các đường dẫn tín hiệu.

Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu các phép tính phức tạp và có thể tái sử dụng các khối chức năng. Structured Text (ST): Là một ngôn ngữ lập trình cấp cao, tương tự như Pascal hoặc C. Thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu các phép toán phức tạp, các vòng lặp và các cấu trúc điều khiển điều kiện. Instruction List (IL): Là ngôn ngữ lập trình cấp thấp, tương tự như hợp ngữ.

Sử dụng các lệnh ngắn gọn và trực tiếp, thích hợp cho các ứng dụng yêu cầu tốc độ thực thi nhanh và tài nguyên bộ nhớ hạn chế. Sequential Function Chart (SFC): Là một phương pháp biểu diễn các trình tự điều khiển bằng cách sử dụng các trạng thái và chuyển tiếp. Thích hợp cho các ứng dụng điều 7 Đồ Án Tốt Nghiệp khiển quy trình phức tạp, nơi cần biểu diễn các trạng thái và các điều kiện chuyển đổi giữa các trạng thái. Continuous Function Chart (CFC): Là một dạng mở rộng của Function Block Diagram (FBD), cho phép các khối chức năng được đặt tự do và kết nối một cách linh hoạt.

Tối ưu cho các ứng dụng yêu cầu sự linh hoạt cao trong việc bố trí và kết nối các khối chức năng.4 Sơ lược về các dòng PLC Mitsubishi Mitsubishi Electric là một trong những nhà sản xuất hàng đầu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp, đặc biệt là các bộ điều khiển lập trình logic (PLC). Các dòng PLC của Mitsubishi được biết đến với tính năng đa dạng, độ tin cậy cao và khả năng mở rộng linh hoạt. Dưới đây là sơ lược về các dòng PLC phổ biến của Mitsubishi: • MELSEC-Q Series: Dòng Q là dòng PLC cao cấp của Mitsubishi, nổi bật với hiệu suất cao, tốc độ xử lý nhanh và khả năng mở rộng lớn. Nó hỗ trợ nhiều module mở rộng cho các ứng dụng phức tạp.

• MELSEC-L Series: Dòng L là sự lựa chọn lý tưởng cho các ứng dụng vừa và nhỏ với tính năng tích hợp cao và giá thành hợp lý. Tích hợp cổng truyền thông phổ biến như Ethernet, USB. • MELSEC-FX Series: Dòng FX là dòng PLC compact, phù hợp cho các ứng dụng nhỏ gọn với yêu cầu tính năng cơ bản. Tích hợp sẵn I/O và các tính năng truyền thông cơ bản.

Thích hợp cho các hệ thống điều khiển nhỏ, máy móc đơn giản, các ứng dụng không yêu cầu tính phức tạp cao. • MELSEC iQ-R Series: Dòng iQ-R là dòng PLC hiệu suất cao, tối ưu cho các ứng dụng công nghiệp hiện đại với yêu cầu độ tin cậy và bảo mật cao.Hỗ trợ các giao thức truyền thông hiện đại như Ethernet/IP, Profinet. • MELSEC iQ-F Series: Dòng iQ-F là dòng PLC nhỏ gọn, kết hợp giữa hiệu suất và tính linh hoạt cao, phù hợp cho các ứng dụng từ đơn giản đến trung bình. Hỗ trợ 8 Đồ Án Tốt Nghiệp điều khiển vị trí, điều khiển chuyển động và tích hợp nhiều tính năng mở rộng và bảo mật.

Với việc sử dụng vào các hệ thống điều khiển nhỏ và đơn giản và các ứng dụng không yêu cầu tính phức tạp cao như mô hình đồ án thì nhóm quyết định chọn PLC Mitsubishi dòng MELSEC-FX Series cho việc điều khiển hệ thống.5 Các chuẩn giao tiếp truyền thông 2.1 Giao tiếp RS232 Cổng giao tiếp RS232 thường được gọi là cổng COM. Chuẩn kết nối này xuất hiện mặc định trên các dòng máy tính bàn (PC) hoặc một số Laptop. Chuẩn kết nối này được kết nối máy tính với các máy in, máy Fax,…Chuẩn kết nối RS232 gồm có 3 dây chính: Tx (dây truyền), Rx (nhận tín hiệu), GND (dây nối đất). Giao tiếp này hoạt động dựa trên sự chênh lệch điện áp TX, RX, GND.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Tài liệu này cung cấp cái nhìn tổng quan về các ứng dụng của PLC (Programmable Logic Controller) trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Nó nhấn mạnh tầm quan trọng của việc thiết kế và lập trình các hệ thống tự động, từ việc điều khiển nhà giữ xe tự động cho đến các mô hình trạm bơm nước. Độc giả sẽ nhận được những lợi ích từ việc hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của PLC, cũng như các ứng dụng thực tiễn trong ngành công nghiệp hiện đại.

Để mở rộng kiến thức của bạn, hãy tham khảo các tài liệu liên quan như Đồ án tốt nghiệp ngành điện tự động công nghiệp thiết kế lập trình nhà giữ xe tự động sử dụng plc s7 200, nơi bạn có thể tìm hiểu chi tiết về quy trình lập trình và thiết kế hệ thống tự động. Ngoài ra, tài liệu Đồ án tốt nghiệp thiết kế mô hình trạm bơm nước tự động dùng pcl s7200 sẽ giúp bạn nắm bắt cách thức hoạt động của các trạm bơm nước tự động. Cuối cùng, tài liệu Luận văn tìm hiểu và thiết kế chương trình điều khiển hệ thống pha trộn dung dịch dùng plc s7200 sẽ cung cấp cho bạn cái nhìn sâu sắc về việc điều khiển các hệ thống pha trộn trong sản xuất. Những tài liệu này sẽ là cơ hội tuyệt vời để bạn khám phá thêm về lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.