Hệ thống điều khiển máy phân loại cà chua tại HCMUTE

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Đặt vấn đề

1.2. Lý do chọn đề tài

1.3. Mục tiêu nghiên cứu

1.4. Phương pháp nghiên cứu

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

2.1. Tổng quan về hệ thống phân loại cà chua

2.2. Các cách phân loại cà chua

2.2.1. Phân loại theo kích thước

2.2.2. Phân loại theo khối lượng

2.2.3. Phân loại theo màu sắc

2.3. Tìm hiểu về PLC và PLC S7-1200

2.3.1. Tổng quan về PLC

2.3.1.1. Giới thiệu

2.3.2. PLC là gì?

2.3.3. Kết cấu của PLC

2.3.4. Cấu trúc phần cứng của PLC

2.3.5. Cấu trúc bộ nhớ PLC

2.3.6. Xử lí chương trình

2.3.7. Cấu trúc chương trình

2.4. Hệ thống điều khiển điện – khí nén

2.4.1. Giới thiệu hệ thống

2.4.2. Cấu trúc hệ thống

2.4.3. Ứng dụng của hệ thống

2.5. Một số linh kiện khác

2.5.1. Nút dừng khẩn cấp

3. CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ

3.1. Mô hình hệ thống

3.1.1. Giới thiệu về hệ thống

3.1.2. Chức năng từng bộ phận

3.2. Tính toán và thiết kế hệ thống

3.2.1. Sơ đồ hệ thống phân loại

3.2.2. Tính toán và thiết kế các khối

3.2.2.1. Khối xử lí trung tâm

3.2.2.2. Khối hệ thống điều khiển khí nén

3.2.2.2.a. Đặc điểm cấu tạo

3.2.2.2.c. Nguyên lí hoạt động

3.2.2.2.d. Van điện từ 5/2

4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG

4.1. Thi công hệ thống

4.1.1. Thi công mạch công suất giao tiếp giữa cảm biến vật cản hồng ngoại E3F – DS30C4 với PLC

4.1.2. Thi công và lắp đặt mạch công suất giao tiếp với PLC

4.1.3. Lắp ráp tủ điện và bố trí khối nguồn

4.1.4. Lập trình hệ thống

4.1.4.1. Phần mềm lập trình cho PLC

4.1.4.1.a. Giới thiệu phần mềm lập trình cho PLC

4.1.4.1.b. Giao diện điều khiển

5. CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT – ĐÁNH GIÁ

5.1. Quá trình nghiên cứu

5.2. Hệ thống thi công

5.3. Mô hình hệ thống (phần cứng)

5.3.1. Hệ thống giám sát và điều khiển

5.4. Nhận xét – đánh giá

6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

6.1. Nhận xét

6.2. Hướng phát triển

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ

I. Giới thiệu Hệ thống điều khiển máy phân loại cà chua tại HCMUTE

Công trình nghiên cứu này, thực hiện tại Đại học Công nghiệp Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh (HCMUTE), tập trung vào thiết kế và triển khai một hệ thống điều khiển máy phân loại cà chua. Hệ thống điều khiển tự động này ứng dụng công nghệ hiện đại, nhằm nâng cao hiệu quả và năng suất trong quá trình phân loại cà chua. Nghiên cứu sử dụng PLC S7-1200 của Siemens, một bộ điều khiển lập trình phổ biến trong công nghiệp. Hệ thống giám sát và điều khiển được tích hợp giúp người dùng theo dõi và quản lý quá trình hoạt động của máy một cách dễ dàng. Mục tiêu chính là tạo ra một giải pháp tự động hóa nông nghiệp, góp phần nâng cao năng suất nông nghiệp và giải pháp tự động hóa cho nông nghiệp. Công trình nhấn mạnh vào việc áp dụng kỹ thuật điện tử và kỹ thuật tự động hóa vào thực tiễn sản xuất.

1.1. Tổng quan về hệ thống phân loại cà chua

Nghiên cứu đề cập đến các phương pháp phân loại cà chua hiện hành, bao gồm phân loại theo kích thước, phân loại theo khối lượng, và phân loại theo chất lượng (màu sắc). Phân loại theo chất lượng được đánh giá là phương pháp tối ưu, đảm bảo chất lượng sản phẩm cao hơn. Tuy nhiên, việc phân loại theo kích thước và phân loại theo khối lượng cũng được xem xét trong bối cảnh thực tế. Thu hoạch cà chua là giai đoạn quan trọng, ảnh hưởng đến chất lượng cà chua sau khi phân loại. Chế biến cà chua và xuất khẩu cà chua đòi hỏi sự đồng đều về chất lượng, do đó, hệ thống phân loại cà chua đóng vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng. Công nghệ phân loại tiên tiến được hướng đến để đáp ứng nhu cầu thị trường.

1.2. Thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển

Hệ thống điều khiển máy móc được thiết kế dựa trên nền tảng PLC S7-1200. Điều khiển PLC được lựa chọn nhờ tính linh hoạt, độ tin cậy cao, và khả năng tích hợp với các thiết bị ngoại vi. Hệ thống điều khiển tự động bao gồm các module quan trọng như: module đầu vào, module đầu ra, và các module truyền thông. Cảm biến hình ảnh được sử dụng để phân tích màu sắc cà chua. Xử lý ảnh số được thực hiện để xác định chất lượng của từng quả. Hệ thống điện – khí nén được tích hợp để vận hành các cơ cấu phân loại. Thiết kế hệ thống điều khiển được mô phỏng và thử nghiệm trước khi triển khai thực tế. Việc triển khai hệ thống điều khiển cần đảm bảo tính chính xác và hiệu quả cao. Mô hình điều khiển được xây dựng chi tiết, thể hiện rõ chức năng của từng thành phần.

1.3. Ứng dụng công nghệ và phân tích kết quả

Công trình áp dụng các kỹ thuật điện tử, kỹ thuật tự động hóa, và thông minh nhân tạo (AI), cụ thể là Machine Learning, vào thiết kế hệ thống điều khiển. Mạng nơ-ron có thể được sử dụng để cải thiện độ chính xác của hệ thống phân loại cà chua theo chất lượng. Dữ liệu thu thập từ hệ thống được sử dụng để đánh giá hiệu quả của giải pháp. Kết quả nghiên cứu cho thấy hệ thống giám sát hoạt động ổn định và hiệu quả. Nghiên cứu khoa học HCMUTE đóng góp vào việc ứng dụng công nghệ trong nông nghiệp. Tự động hóa nông nghiệp giúp giảm chi phí lao động, nâng cao năng suất, và đảm bảo chất lượng sản phẩm. Công trình là một ví dụ điển hình của việc ứng dụng kỹ thuật điều khiển tự động vào lĩnh vực nông nghiệp.

Thiết kế hệ thống điều khiển máy phân loại cà chua tại HCMUTE