Đặt vấn đề Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hướng Người hướng dẫn: ThS. Phạm Duy Dưởng 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo vã vạch sử dụng PLC S7- 1200 Hiện nay ở nước ta tuy có nhiều sức lao động và việc thuê nhân công cũng khá rẻ nhưng hâu hết việc sử dụng sức lao động con người là phương pháp thủ công nên còn nhiều sai sót và không mang tính ổn định cao. Nguồn nhân công của nước ta dồi dào nhưng nguồn nhân lực chất lượng cao thì lại còn khá hạn chế, tác phong làm việc chưa có tính kỉ luật cao. Phần lớn doanh nghiệp đều phải đào tạo nghề cho công nhân.
Công nhân không lành nghề dẫn đến tình trạng sản phẩm làm ra có chất lượng thấp, năng suất không cao, sản phẩm làm ra sẽ không nhiều trong một đơn vị thời gian. Các hoạt động phân loại hàng hóa, sản phẩm thủ công vẫn còn tốn khá nhiều thời gian và công sức của nhân công. Những ngành nghề phân loại sản phẩm độc hại thì công nhân tham gia hoạt động phân loại này còn khá là nguy hiểm đến sức khỏe cũng như là ảnh hưởng đến năng suất của quá trình. Tốc độ đổi mới công nghệ ở nước ta còn chậm, chưa đồng đều, chưa có định hướng phát triển rõ rệt.
Đa số các doanh nghiệp nước ta sử dụng các cộng nghệ tụt hậu so với thế giới từ 1-2 thế hệ, công nghệ mà nước ta đang sử dụng đa phần là công nghệ nhập khẩu từ các nước tiên tiến, khoảng hơn 50% công nghệ máy móc được nhập khẩu từ các thập niên trước. Sự lạc hậu trong dây chuyền phân loại sản phẩm này sẽ làm chậm đi quá trình tạo ra sản phẩm đưa đến người tiêu dùng. Trên thế giới đã tạo ra nhiều hệ thống phân loại sản phẩm tiên tiến để tự động hóa trong sản suất, phân loại. Tạo ra năng suất làm việc lớn, mang lại lợi nhuận khủng.
Khi sản phẩm được hoàn thành, xuất ra sẽ được đưa đên băng chuyền phân loại và các thiết bị phân loại sẽ thực hiện nhiệm vụ của mình. Hoạt động phân loại tự động có điểm mạnh là năng xuất và độ chính xác cao, cần ít sức lao dộng của con người mà vẫn đạt hiệu quả cao nên có thể cạnh tranh về giá cũng như là chất lượng sản phẩm trên thị trường.2 Tính cấp thiết của đề tài Phân loại sản phẩm là một bài toán lớn đã và đang được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống hiện nay trên toàn thế giới. Dùng sức lao động của con người, công việc này còn đòi hỏi sự tập trung cao và có tính lặp lại nên nhân công sẽ khó mà đảm bảo được sự chính xác trong công việc. Điều này còn chưa kể đến kinh tế hàng hóa trong nước và thế giới ngày càng phát triển, hang hóa ngày càng đa dạng thuộc nhiều chủng loại và của nhiều doanh nghiệp, các sản phẩm có chi tiết nhỏ mang tính kỹ thuật cao mà mắt thường khó nhận ra.
Điều này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến sản phẩm. vì vậy hệ thống nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời như một sự phát triển tất yếu của xã hội nhằm đáp ứng nhu cầu này. Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hướng Người hướng dẫn: ThS. Phạm Duy Dưởng 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo vã vạch sử dụng PLC S7- 1200 Tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu mà các hệ thống phân loại phẩm có quy mô khác nhau.
Tuy nhiên chi phí cho các quy mô này là rất lớn, đặc biệt là đối với nước đang phát triển như Việt Nam. Chính vì thể hiện nay ở Việt Nam đa số các hệ thống phân loại sản phẩm chỉ được áp dụng vào các hệ thống phân loại sản phẩm phức tạp, còn một lượng lớn doanh nghiệp vẫn dùng sức lao động của con người. Bên cạnh những dây chuyền vận chuyển sản phẩm thì một yêu cầu cũng được đặt ra đó là dây chuyền phân loại sản phẩm. Có rất nhiều loại phân loại sản phẩm như phân loại theo kích thước, màu sắc, khối lượng, hình ảnh, mã vạch… Ngày nay khoa học kĩ thuật ngày càng phát triển, không những kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự động hóa cũng đóng vai trò rất quan trọng trong mọi lĩnh vực đời sống.
Đi đôi với sự phát triển nhanh chóng ấy là sự đa dạng về hàng hóa. Nhằm mục tiêu tăng năng suất lao động, độ chính xác, giảm sức người và giá thành sản phẩm, nâng cao chất lượng sản phẩm, yêu cầu các sản phẩm công nghệ càng ngày càng hoàn thiện và tối ưu. Vì thế chúng ta cần tìm ra giải pháp phân loại sản phẩm tối ưu đáp ứng được các nhu cầu về sự đa dạng trong hàng hóa như hiện nay.3 Các phương pháp phân loại sản phẩm tự động Tùy thuộc vào độ phức tạp yêu cầu của từng sản phẩm mà chúng ta có thể đưa ra những phương pháp phân loại sản phẩm khác nhau. Trên thị trường hiện nay có một số phương pháp phân loại sản phẩm được ứng dụng phổ biến như sau: - Phân loại sản phẩm theo mã vạch; - Phân loại sản phẩm theo màu sắc; - Phân loại sản phẩm theo kích thước; - Phân loại sản phẩm theo khối lượng; … Vì có rất nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên cũng có rất nhiều thuật toán và hướng giải quyết khác nhau cho từng loại sản phẩm khác nhau.
Các thuật toán này có thể hỗ trợ lẫn nhau. Với xu hướng kinh tế hàng hóa phát triển, các sản phẩm đa dạng nhiều mẫu mã. Nhưng đi kèm với nó thì mối sản phẩm sẽ có một mã số riêng cho mình. Đối với các phương pháp phân loại sản phẩm theo màu sắc, kích thước, khối lượng nó chỉ phân loại một lượng hàng hóa nhất định, ở một chuẩn quy mô nhất định, tính ứng dụng cao nhưng chưa có tính ứng dụng cao.
Điều mà nhóm hướng đến là phân loại đa dạng các loại sản phẩm đưa đến những giá trị tối ưu. Với đề tài phân loại sản phẩm theo mã vạch cũng có nhiều cách khác nhau như: dựa vào xử lý ảnh cũng có nhiều cách như sử dụng raspberry pi, PIC, … Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hướng Người hướng dẫn: ThS. Phạm Duy Dưởng 8 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo vã vạch sử dụng PLC S7- 1200 Raspberry Pi được một máy vi tính rất nhỏ gọn, kích thước hai cạnh chỉ cỡ một cái thẻ ATM, trong đó nó đã tích hợp mọi thứ cần thiết để bạn sử dụng như máy vi tính. Muốn Raspberry hoạt động ta phải viết code cho nó, code Raspberry là dạng code Python Việc sử dụng các thiết bị đó chúng ta sẽ tốn khá nhiều thời gian vào việc lập trình cho nó.
Nhóm muốn tìm một thiết bị có thể ứng dụng được các quy trình xử lý ảnh vào mà người dùng không tốn quá nhiều thời gian. Chính vì thế việc sử dụng PLC S7-1200 kết hợp với Camera là lựa chọn tối ưu, phù hợp với những định hướng nhóm đề ra 1.4 Mục tiêu cần đạt được của đề tài Với đề tài phân loại sản phẩm theo mã vạch sử dụng PLC S7-1200 thì nhóm muốn đạt đến mục tiêu: - Tạo được một mô hình phân loại sản phẩm theo sản phẩm tiên tiến; - Đáp ứng đầy đủ yêu cầu phân loại sản phẩm nhanh chóng, an toàn; - Ứng dụng được những kiến thức đã học được vào trong quá trình thực hiện đề tài; - Ứng dụng tốt quy trình xử lý ảnh vào trong mô hình; - Sử dụng các thiết bị công nghiệp vào mô hình; … 1.5 Lựa chọn phương pháp Xuất phát từ những trăn trở của doanh nghiệp cũng như đúc kết từ những kiến thức học được. Nhận thấy tầm quan trọng của các hệ thống phận loại sản phẩm trong các dây chuyền sản suất. Đây là hệ thống cần cải tiến và thiết kế mới đáp ứng nhu cầu chuyên môn cao cũng như phù hợp với đặc thù phân loại được nhiều loại hàng hóa khác nhau.
Cũng như là đảm bảo tính ứng dụng nhanh quy trình xử ảnh mà không mất nhiều thời gian tính toán, lập trình. Từ những điều em đã tìm hiểu được từ thực tiễn và kiến thức đã học tại trường em đã tìm được một sản phẩm công nghiệp đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trên là camera In-Sight 5110 của hãng Cognex và từ đó đúc kết được đề tài “Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo BarCode sử dụng PLC S7-1200, được thầy Th.S Phạm Duy Dưởng định hướng và hướng dẫn tìm hiểu để làm mô hình. Em đã xây dựng một mô hình phân loại theo mã vạch sử dụng PLC S7-1200 và camera In- Sight 5110 để phân loại chính xác các loại sản phẩm và đạt hiểu quả cao.6 Tính mới của đề tài Trong mô hình hệ thông phân loại sản phẩm theo BarCode sử dụng PLC S7- 1200 có nhiều điểm mới như: Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hướng Người hướng dẫn: ThS. Phạm Duy Dưởng 9 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo vã vạch sử dụng PLC S7- 1200 Đây là hệ thống, đề tài khá mới so với các đề tàimà sinh viên đã chọn thực hiện ở trường trước đây.
Việc sử dụng PLC S7-1200 và phần mềm TIA, đây là dòng PLC và phầm mềm tương đối mới. Sử dụng chuẩn giao tiếp Profinet là chuẩn giao tiếp mới. Camera công nghiệp In-Sight 5110 của hãng Cognex là một sản phẩm công nghệ cao ứng dụng quy trình xử lý ảnh. Camera này đã tích hợp sẵn quá trình sử lý ảnh và đã cho ra một tín hiệu có sẵn.
Người dùng chỉ cẩn sử dụng tín hiệu đó mà không cần phải tốn nhiều thời gian để xử lý hình ảnh đó. Việc này giúp cho doanh nghiệp tiết kiệm được một khoản thời gian. Ngoài ra, Camera còn có thể sử lý phân loại được nhiều loại sản phẩm khác nhau và trong cùng một mô hình có thể phân loại hàng trăm sản phẩm. Giúp doanh nghiệp tối ưu hóa trong quá trình phân loại.
Sinh viên thực hiện: Lê Thị Hướng Người hướng dẫn: ThS. Phạm Duy Dưởng 10 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Thiết kế mô hình phân loại sản phẩm theo vã vạch sử dụng PLC S7- 1200 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PLC S7- 1200 VÀ PHẦN MỀM TIA PORTAL 2.1 Giới thiệu về PLC 2.1 Khái niệm PLC là viết tắt của Programmable Logic Controller, đây là một thiết bị điều khiển lập trình được (khả trình) cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán điều khiển logic thông qua một ngôn ngữ lập trình. Người dùng lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện.