I. Giới thiệu về Mô hình Điều khiển và Giám sát Hệ thống Băng chuyền tại Công ty Sơn Hoàn Hảo
Đồ án tốt nghiệp tập trung vào việc xây dựng mô hình điều khiển và giám sát hệ thống băng chuyền tại Công ty Sơn Hoàn Hảo. Công ty Sơn Hoàn Hảo, một công ty 100% vốn nước ngoài, chuyên cung cấp dây chuyền sơn tĩnh điện, tạo ra bối cảnh thực tế cho nghiên cứu. Đồ án sử dụng thiết bị tự động hóa của OMRON, bao gồm PLC CP1L-M30DR-A, màn hình HMI NB7W-TW01B, biến tần 3G3JX-A2004, và phần mềm CX-Programmer và NB-Designer. Việc lựa chọn các thiết bị này dựa trên tính năng đơn giản, dễ sử dụng, độ tin cậy cao và khả năng mở rộng. Mục tiêu chính là xây dựng một mô hình điều khiển băng chuyền hiệu quả, đáng tin cậy, tối ưu hóa quy trình sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất tại Công ty Sơn Hoàn Hảo. Nghiên cứu tập trung vào điều khiển tự động băng chuyền, đảm bảo hoạt động liên tục và an toàn. Quản lý sản xuất băng chuyền cũng được xem xét, thông qua giám sát hệ thống băng chuyền từ xa và báo động kịp thời.
1.1. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu tập trung vào thiết kế và triển khai mô hình điều khiển băng chuyền tự động. Mô hình điều khiển băng chuyền này sẽ tích hợp các thành phần chính, bao gồm PLC, HMI, biến tần, và các cảm biến. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc lập trình PLC sử dụng CX-Programmer, thiết kế giao diện HMI với NB-Designer, và cấu hình các thiết bị khác. Giám sát hệ thống băng chuyền được thực hiện thông qua HMI, cho phép theo dõi trạng thái hoạt động của băng chuyền và nhận các thông báo cảnh báo. Điều khiển từ xa cũng được xem xét, cho phép điều khiển băng chuyền từ một vị trí khác. Nghiên cứu cũng đề cập đến vấn đề an toàn băng chuyền, với các biện pháp phòng ngừa sự cố và bảo vệ an toàn cho người vận hành. Phần mềm giám sát băng chuyền đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả. Tối ưu hóa băng chuyền là mục tiêu cuối cùng, nhằm giảm thiểu chi phí vận hành và tăng năng suất. Công nghiệp 4.0 băng chuyền là xu hướng được đề cập, với việc kết nối các thiết bị thông qua internet vạn vật (IoT) để thu thập và phân tích dữ liệu hiệu quả hơn.
1.2. Phương pháp nghiên cứu
Đồ án sử dụng phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực hành. Phần lý thuyết dựa trên các tài liệu nghiên cứu, sách giáo khoa, và tài liệu kỹ thuật của nhà sản xuất OMRON. Phần thực hành bao gồm việc thiết kế, lắp ráp, và lập trình mô hình điều khiển băng chuyền. Thiết kế hệ thống băng chuyền được thực hiện dựa trên yêu cầu thực tế tại Công ty Sơn Hoàn Hảo. Việc lập đặt hệ thống băng chuyền tuân thủ các tiêu chuẩn an toàn và kỹ thuật. Phần mềm CX-Programmer được sử dụng để lập trình PLC, đảm bảo tính chính xác và hiệu quả. Phần mềm NB-Designer giúp thiết kế giao diện HMI thân thiện và trực quan. PLC băng chuyền là trung tâm điều khiển, xử lý dữ liệu từ các cảm biến và điều khiển các thiết bị chấp hành. Cảm biến băng chuyền được sử dụng để thu thập thông tin về trạng thái của băng chuyền. Quản lý chất lượng Sơn Hoàn Hảo được hỗ trợ gián tiếp thông qua việc nâng cao hiệu quả sản xuất. Sơ đồ khối hệ thống được thiết kế chi tiết, thể hiện sự kết nối giữa các thành phần. Triển khai hệ thống băng chuyền được thực hiện cẩn thận, đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định.
II. Thiết kế và Triển khai Hệ thống
Phần này trình bày chi tiết về thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển và giám sát băng chuyền. Thiết kế hệ thống băng chuyền bao gồm việc lựa chọn các thành phần, thiết kế sơ đồ dây điện, và lập trình PLC. PLC CP1L đóng vai trò điều khiển trung tâm, xử lý tín hiệu từ các cảm biến và điều khiển các thiết bị chấp hành. Màn hình HMI NB7W-TW01B cung cấp giao diện người dùng trực quan để giám sát và điều khiển hệ thống. Biến tần 3G3JX-A2004 điều khiển tốc độ của động cơ băng chuyền. Cảm biến băng chuyền được sử dụng để phát hiện sự cố và điều chỉnh hoạt động của băng chuyền. Phần mềm CX-Programmer được sử dụng để lập trình PLC, và phần mềm NB-Designer được dùng để thiết kế màn hình HMI. Truyền thông RS232, RS485 được sử dụng để kết nối các thiết bị. Sơ đồ đấu dây được thể hiện rõ ràng, giúp cho việc lắp đặt và bảo trì dễ dàng hơn. Lập trình PLC đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của hệ thống.
2.1. Lựa chọn thiết bị và phần mềm
Việc lựa chọn PLC CP1L dựa trên tính năng, độ tin cậy và khả năng mở rộng. HMI NB7W-TW01B được chọn vì giao diện người dùng thân thiện và dễ sử dụng. Biến tần 3G3JX-A2004 đảm bảo điều khiển tốc độ chính xác cho động cơ băng chuyền. Phần mềm CX-Programmer hỗ trợ lập trình PLC hiệu quả, trong khi phần mềm NB-Designer tạo ra giao diện HMI trực quan. Cảm biến băng chuyền được lựa chọn dựa trên yêu cầu chính xác và độ bền. SCADA băng chuyền, mặc dù không được đề cập cụ thể, có thể được xem xét để giám sát hệ thống từ xa. Việc tích hợp hệ thống băng chuyền được thực hiện dựa trên chuỗi cung ứng băng chuyền hiện có của Công ty Sơn Hoàn Hảo. An toàn băng chuyền được ưu tiên hàng đầu trong quá trình thiết kế và triển khai. Báo cáo giám sát băng chuyền được tạo ra tự động thông qua HMI. Phân tích dữ liệu băng chuyền giúp tối ưu hóa hoạt động và hiệu quả của hệ thống.
2.2. Triển khai và hiệu quả hệ thống
Sau khi lắp đặt và lập trình hoàn chỉnh, hệ thống được vận hành thử nghiệm. Triển khai hệ thống băng chuyền được thực hiện theo từng bước, đảm bảo hoạt động ổn định. Hiệu quả hệ thống băng chuyền được đánh giá dựa trên các chỉ số như tốc độ hoạt động, độ tin cậy, và chi phí vận hành. Vận hành và bảo trì băng chuyền được mô tả chi tiết, giúp cho việc duy trì hệ thống dễ dàng hơn. Chi phí vận hành băng chuyền được giảm thiểu nhờ vào việc tự động hóa và tối ưu hóa quy trình. Nâng cấp hệ thống băng chuyền có thể được thực hiện dễ dàng nhờ vào tính mở rộng của hệ thống. Giải pháp băng chuyền này có thể được áp dụng cho các hệ thống băng chuyền khác trong cùng ngành công nghiệp. Nhà cung cấp băng chuyền có thể tham khảo giải pháp này để thiết kế và triển khai các hệ thống tương tự. Mô phỏng băng chuyền trước khi triển khai giúp tối ưu thiết kế và giảm thiểu rủi ro.
