Đồ Án HCMUTE: Mô Hình Điều Khiển và Giám Sát Hệ Thống Máy Cắt Tôn Tự Động

• Tác giả: Trần Công Thiện
• Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Trần Minh Nguyệt
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM
• Chuyên ngành: Công Nghệ Kỹ Thuật Điện Tử - Truyền Thông
• Đề tài: Mô Hình Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Máy Cắt Tôn Tự Động
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2016
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• LỜI NÓI ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: DẪN NHẬP
• 1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 1.2. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
• 1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 1.4. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI
• 1.5. DÀN Ý
• 1.6. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
• 1.7. Ý NGHĨA ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÍ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT TÔN
• 2.2. GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ PLC
• 2.2.1. Giới thiệu tổng quát về họ PLC S7
• 2.2.2. Cấu hình vào ra của S7-200 CPU224
• 2.2.3. Những khái niệm cơ sở của PLC S7-200
• 2.2.3.1. Khái niệm vòng quét của PLC
• 2.2.3.2. Phân chia vùng nhớ trong S7-200
• 2.2.4. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình
• 2.3. KHÁI QUÁT VỀ ĐỘNG CƠ BƯỚC
• 2.3.1. Phân loại và cấu tạo
• 2.3.2. Động cơ bướcc nam châm vĩnh cữu
• 2.3.3. Động cơ biến từ trở
• 2.3.4. Động cơ bướcc lai
• 2.3.5. Động cơ bướcc 2-phase lai
• 2.3.6. Nguyên lý hoạt động cơ bản của động cơ bướcc
• 2.4. MẠCH DRIVER ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC
• 2.4.1. Giới thiệu chung về mạch driver
• 2.4.2. Cấu trúc module điều khiển động cơ bướcc TB6560
• 2.4.3. Chức năng các khối
• 2.4.4. Sơ đồ kết nối với mạch điều khiển
• 2.5. TÌM HIỂU ĐỘNG CƠ DC
• 2.5.1. Nguyên ký làm việc
• 2.5.2. Điều chỉnh tốc độ
• 2.6. Nối dây cho cảm biến
• 2.6.1. Cảm biến EE-SX673A
• 2.7. KHÁI QUÁT VỀ ENCODER
• 2.7.1. Cấu tạo chính của Encoder
• 2.8. CÁCH KẾT NỐI PLC VÀ GIAO TIẾP MÁY TÍNH
• 2.8.1. Cách chọn cổng giao tiếp
• 2.8.2. Thiết lập địa chỉ mới cho một PLC
• 2.8.3. Chạy thử, kiểm tra
• 2.9. GIỚI THIỆU VỀ PC ACCESS
• 2.9.1. Tạo sự kết nối cho một PLC
• 2.9.2. Tạo mục Item
• 2.9.3. Chạy thử, kiểm tra
• 2.10. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ WIN CC
• 2.10.1. Giới thiệu phần mềm WinCC (Siemens)
• 2.10.2. Cấu hình WinCC
• 2.10.3. Chức năng của WinCC Explorer
• 2.10.4. Xây dựng mô hình giám sát
• 2.11. GIỚI THIỆU THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN
• 3. CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• 3.1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG
• 3.2. SƠ ĐỒ KHỐI VÀ CHỨC NĂNG TỪNG KHỐI
• 3.2.1. Sơ đồ kết nối hệ thống
• 3.2.2. Thiết kế sơ đồ nguyên lý
• 3.3. XÂY DỰNG MÔ HÌNH
• 3.4. GIẢI THUẬT ĐIỀU KHIỂN
• 3.5. CHỨC NĂNG MÔ PHỎNG CỦA MÔ HÌNH
• 3.6. VẬNHÀNH MÔ HÌNH
• 3.7. BẢO TRÌ MÔ HÌNH
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THI CÔNG
• 4.1. KẾT QUẢ THÀNH PHẨM
• 4.2. KẾT QUẢ CHẠY THỰC NGHIỆM HỆ THỐNG
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
• 5.1. ƯU ĐIỂM VÀ KHUYẾT ĐIỂM CỦA SẢN PHẨM
• 5.2. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
• PHỤ LỤC

I. Giới thiệu về hệ thống máy cắt tôn

Hệ thống máy cắt tôn tự động là một giải pháp công nghệ hiện đại, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất trong ngành công nghiệp chế tạo. Máy cắt tôn không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong việc cắt tôn theo kích thước yêu cầu. Việc áp dụng công nghệ cắt tôn tự động cho phép giảm thiểu sự can thiệp của con người, từ đó giảm thiểu sai sót và tăng năng suất lao động. Hệ thống này sử dụng hệ thống điều khiển PLC S7-200 để thực hiện các thao tác cắt tôn một cách chính xác và hiệu quả. Theo nghiên cứu, việc sử dụng robot công nghiệp trong quy trình cắt tôn đã cho thấy sự cải thiện rõ rệt về năng suất và chất lượng sản phẩm. Như vậy, việc phát triển và ứng dụng mô hình điều khiển cho hệ thống máy cắt tôn tự động không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp chế tạo.

II. Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của hệ thống

Hệ thống máy cắt tôn tự động bao gồm nhiều thành phần chính như động cơ bước, cảm biến, và PLC. Nguyên lý hoạt động của hệ thống dựa trên việc điều khiển chính xác các thành phần này để thực hiện quá trình cắt tôn. Khi người dùng nhập kích thước tôn cần cắt qua giao diện WinCC, hệ thống sẽ tự động điều chỉnh tốc độ của băng tải và dao cắt để đảm bảo quá trình cắt diễn ra liên tục và hiệu quả. Cảm biến sẽ theo dõi tình trạng của tôn trong quá trình cắt, đảm bảo rằng không có sự cố xảy ra. Nếu có sự cố, tín hiệu từ cảm biến sẽ được gửi về PLC để dừng hệ thống ngay lập tức, đảm bảo an toàn cho thiết bị và người vận hành. Việc thiết kế mạch điều khiển cho động cơ bước và các thiết bị khác là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của hệ thống.

III. Ứng dụng và lợi ích của hệ thống

Hệ thống máy cắt tôn tự động có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau, từ sản xuất tôn đến chế tạo cơ khí. Việc sử dụng công nghệ tự động hóa trong cắt tôn giúp giảm thiểu thời gian sản xuất và tăng năng suất. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí lao động mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm, vì các sản phẩm được cắt chính xác theo kích thước yêu cầu. Ngoài ra, việc áp dụng công nghệ 4.0 trong sản xuất cũng giúp doanh nghiệp dễ dàng theo dõi và quản lý quy trình sản xuất thông qua các phần mềm giám sát như WinCC. Điều này không chỉ giúp cải thiện hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra một môi trường làm việc an toàn và hiện đại cho người lao động.

IV. Kết luận và hướng phát triển

Mô hình điều khiển hệ thống máy cắt tôn tự động tại HCMUTE đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả trong việc nâng cao năng suất sản xuất. Tuy nhiên, để phát triển hơn nữa, cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến các công nghệ điều khiển, cũng như mở rộng khả năng tích hợp với các hệ thống tự động hóa khác. Việc áp dụng các công nghệ mới như Internet of Things (IoT) và trí tuệ nhân tạo (AI) vào hệ thống máy cắt tôn sẽ mở ra nhiều cơ hội mới cho ngành công nghiệp chế tạo. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn tạo ra những sản phẩm chất lượng cao hơn, đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.