Chương 1: TỔNG QUAN VỀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÃ VẠCH 1.1 Tổng quan về dây chuyền.1 Lý do chọn đề tài. Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin…. do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng. Xuất phát từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy, các khu công nghiệp và tham quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự động hóa trong quá trình sản xuất.
Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm. Tuy nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn chưa được áp dụng trong những khâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn còn sử dụng nhân công, chính vì vậy nhiều khi cho ra năng suất thấp chưa đạt hiệu quả. Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức mà em đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần, đồng thời vẫn đảm bảo được độ chính xác cao về chủng loại. Nên em đã quyết định thiết kế và thi công một mô hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phẩm bằng mã vạch vì nó rất gần gũi với thực tế, vì trong thực tế có nhiều sản phẩm được sản xuất ra đòi hỏi phải có sự quản lý và kiểm soát tương đối chính xác và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với sự phát triển của thế giới.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phải nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng. Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được ứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các lệnh chương trình đã được thiết lập trước. 1 SVTH: Võ Vũ Tiền, Lê Văn Dương GVHD: Võ Khánh Thoại TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Điều khiển phân loại sản phẩm theo mã vạch Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm nhân lực là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triển các công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết kiệm được Snhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng. Để đáp ứng yêu cầu đó, nhóm chúng em đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế và thi công “Ứng dụng PLC S7- 1200 điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch, điều khiển và giám sát qua WinCC” Hình 1.
1 Hệ thông phân loại sản phẩm Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu với đề tài “Điều Khiển Hệ Thống Phân Loại Theo Mã Vạch Dùng S7-1200 “. Khâu phân loại sản phẩm là điều không thể tách khỏi của một dây truyền sản xuất. Đi kèm với việc phân loại này không thể thiếu bộ điều khiển logic lập trình PLC. Mã vạch thực hiện chức năng quan trọng nhất là ghi tất cả mọi thông tin của sản phẩm, loại sản phẩm, ngày sản xuất, nơi nhận, nơi sản xuất,… Cuối cùng, hệ thống SCADA sẽ lưu trữ toàn bộ dữ liệu của sản phẩm cũng như việc phân phối.
Không dừng ở đó hệ thống SCADA này còn cho phép quản lí, điều khiển hệ thống. Hạn chế thao tác của người quản lí với dây chuyền. 2 SVTH: Võ Vũ Tiền, Lê Văn Dương GVHD: Võ Khánh Thoại TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Điều khiển phân loại sản phẩm theo mã vạch Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần những chuyển động cần thiết: Chuyển động của băng chuyền. Để truyền chuyển động quay cho trục của băng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều thông qua bộ truyền bánh răng trụ răng thẳng trung gian.
Chuyển động tịnh tiến của xi lanh để phân loại sản phẩm có mã vạch khác nhau. Chuyển động của xi lanh được điều khiển bởi hệ thống khí nén. Chu trình làm việc máy: khi ấn nút Start máy hoạt động, sản phẩm được xi lanh đẩy vào băng chuyền. Nhờ hệ thống điều khiển, sản phẩm trên băng chuyền được phân loại với mã vạch khác nhau.
Các sản phẩm sau khi được phân loại sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói. Chu trình cứ thế tiếp tục cho đến khi phân loại xong sản phẩm.2 Cách tiếp cận và phương pháp. Căn cứ vào mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài chúng em đã tiến hành thu thập một số tài liệu liên quan để xứ lý và nghiên cứu cho đề tài: Học tập và tìm hiểu qua những video giới thiệu và hướng dẫn sử dụng PLC S7 1200, Camera xử lý ảnh. Dựa trên kiến thức cơ bản được học của bộ môn lập trình PLC và điều khiển.
Thiết kế mạch điện điều khiển cho các trạm thành phần. Tính toán lựa chọn các thiết bị điện điều khiển dùng cho hệ thống điều khiển. Đưa ra các phương án điều khiển tối ưu và kinh tế nhất cho hệ thống. Sách tham khảo về cơ khí, điện, khí nén Phần mềm CAD 2D – 3D, Các xưởng gia công: tiện, phay, CNC, hàn.3 Nội dung nghiên cứu.
Tìm hiểu về camera xử lý ảnh. Tìm hiểu về PLC S7 1200. Phân tích và làm rõ chức năng của các thiết bị điều khiển. Tìm hiều về cách lắp đặt thiết bị trên panel tủ điện và cách đấu nối thiết bị Đề xuất được các giải pháp, phương án điều khiển đưa ra được kết luận và khuyến nghị.
Nghiên cứu, thiết kế mạch điện điều khiển. Sử dụng và khai thác phần mềm TIA phục vụ viết chương trình cho S7 1200 Hoàn thành thuyết minh.4 Ý nghĩa và thực tiễn của đề tài. Phục vụ trong công tác học tập, nghiên cứu và giảng dạy trong các trường đại học, cao đẳng, trung cấp thuộc những khối ngành kỹ thuật trên khắp cả nước, giúp sinh viên tiếp cận thức tế có cái nhìn khách quan và chân thực nhất trong quá trình học tập. 3 SVTH: Võ Vũ Tiền, Lê Văn Dương GVHD: Võ Khánh Thoại TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Điều khiển phân loại sản phẩm theo mã vạch Tiết kiệm: Sử dụng ít nhân lực và tăng tốc quá trình sản xuất, tối ưu hóa dây chuyền sản phẩm, phân loại đơn giản, thay thế nhiều hầu hết các loại cảm biến khác trong dây chuyền.
Chính xác: Nhờ mã vạch, người quản lí dễ dàng kiểm tra số lượng sản phẩm, phân loại sản phẩm, phân loại theo nơi nhận, phân loại theo người sử dụng. Chính xác đến từng đích đến. Thuận tiện cho người quản lí, rút bớt thời gian củng như không can thiệp nhiều.2 Nguyên lý hoạt động của hệ thống. Khi ấn nút khởi động hệ thống, hệ thống bắt đầu làm việc.
Băng tải hoạt động vận chuyển sản phẩm. Sản phẩm đi qua thiết bị đọc mã vạch sẽ được phần mềm hệ thống quét kiểm tra trong hệ CSDL. Trường hợp 1: Thiết bị đọc mã nhận diện sản phẩm mang mã vạch loại 1 sẽ gửi tín hiệu cho phép xi lanh 1 vào trạng thái chuẩn bị. Khi sản phẩm đi qua cảm biến hồng ngoại thì cho phép xi lanh 1 đẩy.
Trường hợp 2: Thiết bị đọc mã nhận diện sản phẩm mang mã vạch loại 2 sẽ gửi tín hiệu cho phép xi lanh 2 vào trạng thái chuẩn bị. Khi sản phẩm đi qua cảm biến hồng ngoại thì cho phép xi lanh 2 đẩy. Trường hợp 3: Thiết bị đọc mã nhận diện sản phẩm mang mã vạch không phải loại 1 hoặc 2 sẽ không gửi tín hiệu cho phép xi lanh 1 hoặc 2 vào trạng thái chuẩn bị. Sản phẩm loại này sẽ đi thẳng mà không bị xi lanh nào đẩy, đồng thời lưu thông tin vào CSDL.3 Các công nghệ trên hệ thống phân loại sản phẩm theo mã vạch.
❖ Mục tiêu nghiên cứu Với mục tiêu là mô hình phục vụ đồ án tốt nghiệp đáp ứng được nhu cầu trong thực tế cũng như các điều kiện phân loại phức tạp. Mô hình thiết kế phải đảm bảo một số yêu cầu kỹ thuật chung như sau: Mô hình cơ bản phải phù hợp với nguyên lý phân loại trong thực tế. Lắp ráp, đấu nối và vận hành điều khiển dễ dàng. Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng để dễ dàng thay thế, sửa chữa.
Đảm bảo tính thẩm mỹ và gọn gàng. Các cơ cấu truyền động và giá đỡ cố định phải đảm bảo cứng vững trong quá trình vận hành. ❖ Yêu cầu công nghệ: Ngày nay cùng với sự phát triển của công nghiệp hóa, hiện đại hóa việc các hệ thống phân loại sản phẩm cũng phải đảm bảo nhiều yêu cầu phức tạp hơn. Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật con người dã biết ứng dụng những thành tựu khoa học kỹ thuật vào đời sống, nghiệp.
4 SVTH: Võ Vũ Tiền, Lê Văn Dương GVHD: Võ Khánh Thoại TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Điều khiển phân loại sản phẩm theo mã vạch Việc phân loại sản phẩm có nhiều cách, có thể sử dụng vi điều khiển hoặc sử dụng PLC Sử dụng PLC trong điều khiển phân loại sản phẩm có nhiều ưu điểm: + Làm việc chắc chắn, liên tục và tuổi thọ cao. + Dể bảo trì, bảo dưỡng. + Có thể làm việc trong nhiều trường hợp khác nhau. + Người sử dụng dể tiếp cận.
+ Có giám sát và điều khiển trên máy tính.4 Tổng quan về mã vạch. 2 Ví dụ mã vạch Mã vạch là sự thể hiện thông tin trong các dạng nhìn thấy trên các bề mặt của sản phẩm, hàng hóa mà máy móc có thể đọc được.