I. Tổng Quan
Đề tài 'Mô Hình Phân Loại Sản Phẩm Theo Màu Sắc và Khối Lượng' được thực hiện nhằm nâng cao hiệu quả trong quy trình sản xuất thông qua việc tự động hóa. Việc phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc và khối lượng không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn giảm thiểu sai sót do con người. Hệ thống này sử dụng các cảm biến hiện đại như cảm biến màu sắc TCS 3200 và Loadcell để xác định chính xác các thuộc tính của sản phẩm. Qua đó, hệ thống có thể phân loại sản phẩm một cách tự động, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Việc áp dụng công nghệ machine learning trong phân loại sản phẩm cũng được đề cập, mở ra hướng đi mới cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.
1.1 Mục Tiêu Nghiên Cứu
Mục tiêu chính của nghiên cứu là thiết kế và thi công một mô hình phân loại sản phẩm dựa trên màu sắc và khối lượng. Đề tài tập trung vào việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động của các thiết bị như Loadcell, cảm biến màu sắc, và hệ thống điều khiển PLC. Qua đó, nhóm nghiên cứu mong muốn tạo ra một hệ thống có khả năng phân loại sản phẩm một cách chính xác và hiệu quả, từ đó góp phần nâng cao chất lượng sản phẩm trong ngành sản xuất.
1.2 Giới Hạn Nghiên Cứu
Đề tài chỉ giới hạn trong việc phân loại sản phẩm có khối lượng từ 1kg trở xuống và kích thước nhỏ hơn 4cm x 4cm x 4cm. Hệ thống chỉ có khả năng phân loại hai màu sắc cơ bản là đỏ và xanh. Điều này cho thấy rằng mặc dù mô hình có tính khả thi, nhưng vẫn cần nhiều cải tiến để có thể áp dụng rộng rãi trong thực tế. Việc phân loại theo khối lượng cũng chưa đạt hiệu quả tối ưu, điều này cần được khắc phục trong các nghiên cứu tiếp theo.
II. Cơ Sở Lý Thuyết
Chương này trình bày các khái niệm cơ bản liên quan đến hệ thống phân loại sản phẩm. Phân loại sản phẩm có thể thực hiện theo hai phương pháp: thủ công và tự động. Phương pháp thủ công thường gặp nhiều sai sót do phụ thuộc vào con người, trong khi phương pháp tự động sử dụng các cảm biến và thiết bị điều khiển để thực hiện phân loại một cách chính xác hơn. Hệ thống sử dụng HMI (Giao diện người-máy) để người điều hành có thể theo dõi và điều chỉnh quy trình phân loại. Việc áp dụng công nghệ khoa học dữ liệu trong việc phân tích và tối ưu hóa quy trình cũng được nhấn mạnh.
2.1 Hoạt Động Phân Loại Tự Động
Hệ thống phân loại tự động sử dụng băng chuyền để vận chuyển sản phẩm. Các cảm biến màu sắc và Loadcell được lắp đặt bên cạnh băng chuyền để xác định thuộc tính của sản phẩm. Khi sản phẩm đi qua, cảm biến sẽ nhận diện màu sắc và khối lượng, từ đó gửi tín hiệu đến bộ điều khiển PLC để thực hiện phân loại. Sản phẩm không đạt tiêu chuẩn sẽ được đẩy vào thùng riêng, trong khi sản phẩm đạt tiêu chuẩn sẽ được chuyển đến khu vực lưu trữ. Hệ thống này không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác trong quy trình sản xuất.
2.2 Giới Thiệu Về PLC
PLC (Programmable Logic Controller) là thiết bị điều khiển lập trình được, cho phép thực hiện các giải pháp điều khiển logic một cách linh hoạt. Hệ thống PLC có nhiều ưu điểm như giảm thiểu số lượng dây nối, dễ dàng lập trình và thay đổi chức năng điều khiển. Việc sử dụng PLC trong hệ thống phân loại sản phẩm giúp tăng tính linh hoạt và hiệu quả trong quy trình sản xuất. Hệ thống PLC Siemens S7-1200 được lựa chọn cho mô hình này nhờ vào tính năng mạnh mẽ và khả năng mở rộng dễ dàng.
III. Thi Công Hệ Thống
Chương này mô tả quy trình thi công hệ thống phân loại sản phẩm. Các bước thi công bao gồm thiết kế phần cứng, lập trình phần mềm và kiểm tra hệ thống. Việc thiết kế phần cứng bao gồm việc lắp đặt các cảm biến, băng chuyền và các thiết bị điều khiển. Sau khi hoàn thành phần cứng, phần mềm điều khiển được lập trình trên nền tảng TIA Portal để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và hiệu quả. Cuối cùng, hệ thống được chạy thử nghiệm để đánh giá hiệu suất và độ chính xác trong việc phân loại sản phẩm.
3.1 Thiết Kế Phần Cứng
Thiết kế phần cứng là bước quan trọng trong việc xây dựng mô hình phân loại sản phẩm. Các linh kiện như cảm biến màu sắc TCS 3200, Loadcell, và các thiết bị điều khiển PLC được lựa chọn kỹ lưỡng để đảm bảo tính chính xác và độ bền của hệ thống. Băng chuyền được thiết kế để phù hợp với kích thước và trọng lượng của sản phẩm, giúp quá trình vận chuyển diễn ra mượt mà. Việc lắp đặt các cảm biến cũng cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả trong việc nhận diện sản phẩm.
3.2 Lập Trình Phần Mềm
Lập trình phần mềm cho hệ thống phân loại sản phẩm được thực hiện trên nền tảng TIA Portal. Phần mềm này cho phép lập trình các quy trình điều khiển, từ việc nhận diện sản phẩm đến việc phân loại và lưu trữ. Các thuật toán được sử dụng để xử lý dữ liệu từ cảm biến và đưa ra quyết định phân loại. Việc lập trình cần đảm bảo tính chính xác và nhanh chóng trong việc xử lý thông tin, từ đó nâng cao hiệu suất của hệ thống. Sau khi lập trình xong, hệ thống sẽ được kiểm tra để đảm bảo mọi chức năng hoạt động đúng như mong đợi.
