Thiết kế và phát triển hệ thống điều khiển, giám sát và truyền thông cho dây chuyền sản xuất tự động với robot công nghiệp

• Tác giả: Tang Nghe Quang Huy
• Người hướng dẫn: Master Tuong Phuoc Tho
• Trường học: Ho Chi Minh City University of Technology and Education
• Chuyên ngành: Mechatronics Engineering Technology
• Đề tài: Design and develop control, monitoring and communication systems for automatic production lines with industrial robots
• Loại tài liệu: graduation thesis
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Ho Chi Minh City

• THE COMMITMENT
• THANK YOU!
• PROJECT SUMMARY
• 1. CHAPTER 1: OVERVIEW AND THEORICAL BASIS
• 1.1. Introduction to modern production lines, control, monitoring, maintenance and repair
• 1.2. Programmable Logic Controllers (PLCs)
• 1.3. Industrial communication network
• 1.4. Industrial Robot
• 2. CHAPTER 2: MECHANICAL DESIGN
• 2.1. Overall about the system
• 2.2. Hardware connection of PLC Siemens S7-1200 1214C AC/DC/RLY and inverter SINAMICS V20
• 2.3. Bottle supply and classification station
• 2.4. Transporting defective bottle station
• 2.5. Box supply station
• 3. CHAPTER 3: MONITORING CONTROLLER DESIGNATION
• 3.1. Overview of connection and communication of automatic production line system
• 3.2. PROFINET for IRC5
• 3.3. Information about the Internal device
• 3.4. Information about the internal controller
• 3.5. Software for configuring a device
• 3.6. Running Indicator Lights
• 3.7. Webserver communication PLC
• 3.8. Software that supports Webserver programming
• 3.9. Overview of necessary modules to support programming
• 3.10. Transmit data, establish connection between Webserver and PLC
• 3.11. Website structure and interface
• 4. CHAPTER 4: RESULTS AND EXPERIMENTS
• 4.1. Control system components and hardware station
• 4.2. Robot monitoring and control interface via HMI
• 4.3. Webserver PLC communication via Internet (Localhost)
• 4.4. Basic steps and notes when communicating between Robot and PLC

I. Tổng quan về hệ thống điều khiển và giám sát sản xuất tự động

Hệ thống điều khiển và giám sát cho dây chuyền sản xuất tự động với robot công nghiệp đang trở thành xu hướng chủ đạo trong ngành công nghiệp hiện đại. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa không chỉ giúp nâng cao hiệu suất sản xuất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm. Hệ thống này bao gồm nhiều thành phần như cảm biến, bộ điều khiển lập trình (PLC), và robot công nghiệp, tất cả đều hoạt động đồng bộ để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

1.1. Các thành phần chính trong hệ thống tự động hóa

Hệ thống tự động hóa bao gồm các thành phần như cảm biến, PLC, và robot công nghiệp. Cảm biến giúp thu thập dữ liệu về trạng thái sản xuất, trong khi PLC thực hiện các lệnh điều khiển dựa trên dữ liệu này. Robot công nghiệp thực hiện các nhiệm vụ lặp đi lặp lại, giúp giảm thiểu sai sót và tăng năng suất.

1.2. Lợi ích của việc áp dụng công nghệ tự động hóa

Việc áp dụng công nghệ tự động hóa trong sản xuất mang lại nhiều lợi ích như giảm chi phí lao động, tăng cường độ chính xác và ổn định trong quy trình sản xuất. Hệ thống giám sát cũng giúp phát hiện sớm các vấn đề, từ đó cải thiện hiệu suất và giảm thiểu thời gian ngừng hoạt động.

II. Thách thức trong việc triển khai hệ thống điều khiển tự động

Mặc dù có nhiều lợi ích, việc triển khai hệ thống điều khiển và giám sát cho dây chuyền sản xuất tự động cũng gặp phải nhiều thách thức. Các vấn đề như chi phí đầu tư ban đầu cao, yêu cầu về kỹ thuật và đào tạo nhân lực là những yếu tố cần được xem xét kỹ lưỡng.

2.1. Chi phí đầu tư và bảo trì hệ thống

Chi phí đầu tư cho hệ thống tự động hóa có thể rất cao, bao gồm chi phí mua sắm thiết bị, lắp đặt và bảo trì. Do đó, các doanh nghiệp cần có kế hoạch tài chính rõ ràng để đảm bảo khả năng duy trì hệ thống trong thời gian dài.

2.2. Yêu cầu về kỹ thuật và đào tạo nhân lực

Việc triển khai hệ thống tự động hóa đòi hỏi nhân viên phải có kiến thức chuyên môn cao. Do đó, các doanh nghiệp cần đầu tư vào đào tạo và phát triển kỹ năng cho nhân viên để họ có thể vận hành và bảo trì hệ thống một cách hiệu quả.

III. Phương pháp tối ưu hóa quy trình sản xuất với robot công nghiệp

Để tối ưu hóa quy trình sản xuất, việc áp dụng các phương pháp hiện đại như Internet of Things (IoT) và hệ thống SCADA là rất cần thiết. Những công nghệ này giúp kết nối và giám sát các thiết bị trong dây chuyền sản xuất một cách hiệu quả.

3.1. Ứng dụng IoT trong sản xuất tự động

Internet of Things (IoT) cho phép các thiết bị trong dây chuyền sản xuất kết nối và giao tiếp với nhau. Điều này giúp thu thập dữ liệu theo thời gian thực, từ đó cải thiện khả năng ra quyết định và tối ưu hóa quy trình sản xuất.

3.2. Hệ thống SCADA trong giám sát sản xuất

Hệ thống SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) cho phép giám sát và điều khiển các quy trình sản xuất từ xa. Hệ thống này cung cấp thông tin chi tiết về tình trạng hoạt động của thiết bị, giúp phát hiện và xử lý sự cố kịp thời.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống điều khiển trong sản xuất

Hệ thống điều khiển và giám sát cho dây chuyền sản xuất tự động đã được áp dụng thành công trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thực phẩm đến sản xuất linh kiện điện tử. Những ứng dụng này không chỉ giúp tăng năng suất mà còn đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.1. Ví dụ về ứng dụng trong sản xuất thực phẩm

Trong ngành sản xuất thực phẩm, hệ thống tự động hóa giúp đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra liên tục và an toàn. Các cảm biến và robot công nghiệp được sử dụng để kiểm soát chất lượng và đóng gói sản phẩm một cách hiệu quả.

4.2. Ứng dụng trong sản xuất linh kiện điện tử

Trong sản xuất linh kiện điện tử, hệ thống điều khiển tự động giúp giảm thiểu sai sót và tăng cường độ chính xác. Robot công nghiệp thực hiện các nhiệm vụ lắp ráp và kiểm tra, đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn chất lượng cao.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống điều khiển tự động

Hệ thống điều khiển và giám sát cho dây chuyền sản xuất tự động với robot công nghiệp đang mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp. Tương lai của công nghệ này hứa hẹn sẽ mang lại những cải tiến đáng kể trong quy trình sản xuất và quản lý.

5.1. Xu hướng phát triển công nghệ tự động hóa

Công nghệ tự động hóa đang phát triển nhanh chóng với sự xuất hiện của các giải pháp mới như trí tuệ nhân tạo và học máy. Những công nghệ này sẽ giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả hoạt động.

5.2. Tác động của tự động hóa đến thị trường lao động

Mặc dù tự động hóa mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng đặt ra thách thức cho thị trường lao động. Cần có các chính sách hỗ trợ để giúp người lao động thích nghi với sự thay đổi này và phát triển kỹ năng mới.