Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Tp. Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 03 năm 2013 Vƣơng Trí Dũng GVHD: TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng ii Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian thực hiện luận văn: “Nghiên cứu thiết kế hệ thống kiểm soát, giám sát và điều khiển kho tự động”, bên cạnh nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận đƣợc sự khích lệ rất nhiều từ nhà trƣờng, thầy,cô, gia đình và bạn bè.
Với tấm lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, trƣớc tiên tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn đến cán bộ hƣớng dẫn khoa học TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng, thầy đã tận tình chỉ dạy, hƣớng dẫn, định hƣớng, tạo cơ hội học tập, hỗ trợ và động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Cảm ơn quý thầy, cô trƣờng Đại học Sƣ Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức nền tảng và chuyên môn cho tôi trong thời gian qua. Cảm ơn quý thầy, cô trong Khoa Cơ Khí đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình làm đến khi hoàn thành.
Cảm ơn ban lãnh đạo công ty cơ khí Đặng Song đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn của mình. Cuối cùng tôi xin gởi lời cảm ơnbạn bè và nhất là anh trai và ba mẹ những ngƣời luôn bên tôi động viên và giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn này. Xin chân thành cảm ơn. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng iii Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động TÓM TẮT Hệ thống kho tự động ngày càng trở nên quan trọng trong thực tiễn sản xuất và việc quản lý kho tốt sẽ đem lại nhiều hiệu quả về sản xuất góp phần tăng lợi nhuận cho doanh nghiệp.
Tuy nhiên các hệ thống xuất nhập kho hiện nay là khá lớn so với quy mô các doanh nghiệp vừa và nhỏ ở Việt Nam hiện nay. Vì vậy đề tài: “ Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động” nghiên cứu lập trình điều khiển kho tự động, giao diện tương tác giữa người và máy để giúp dễ dàng điều khiển, giám sát và kiểm soát việc xuất nhập kho hơn.Đó là một hệ thống kho tự động với quy mô nhỏ hơn, hiệu quả hơn và kinh tế hơn. SUMMARY Automated warehouse systems is becoming increasingly important in practical production and better inventory management will result efficient production and contribute to increase profits for your business. However, the system of warehousing today is quite large compared to the size of small and medium enterprises in Vietnam today.
So the theme: "Researching And Designing Automated Storage And Retrieval System." researchsto program automatic warehouse control, and designshuman-machine interface to make it easy to monitor and control the storage and retrieval. It’s an smaller more efficient and more economical automated warehouse system. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng iv Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động MỤC LỤC Trang tựa TRANG LÝ LỊCH KHOA HỌC. i LỜI CAM ĐOAN.
ii LỜI CẢM ƠN. iv MỤC LỤC .v DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT. viii DANH SÁCH CÁC BẢNG. ix DANH SÁCH CÁC HÌNH .1 TỔNG QUAN VỀ LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU, CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ĐÃ CÔNG BỐ.1 Nghiên cứu trong nƣớc.2 Nghiên cứu ngoài nƣớc.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI.3 NHIỆM VỤ VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.5 KẾ HOẠCH THỰC HIỆN.1 TỔNG QUAN SCADA [1] .2 Đặc tính của hệ thống scada.3 Kết cấu của hệ thống SCADA.2 TỔNG QUAN VỀ PLC.1 Tổng quan PLC.
Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng v Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động 2.3 Mạng Ethernet công nghiệp .3 TỔNG QUAN CÔNG TẮC HÀNH TRÌNH VÀ RELAY.1 Công tắc hành trình.2 Relay OMRON MY2N.20 THIẾT KẾ CƠ KHÍ CHO KHO TỰ ĐỘNG .25 LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PLC S7 300 .1 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình chính.2 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình 1: Tự động nhập kho.3 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình 2: Tự động xuất kho.4 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình 3: Bán tự động xuất kho.5 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình 4: Bán tự động nhập kho.6 Sơ đồ giải thuật – Chƣơng trình 5: Điều khiển bằng tay.2 QUY ĐỊNH PHẦN CỨNG.4 GIẢI THUẬT LẬP TRÌNH.1 Tạo project với chƣơng trình Simatic Manager.2 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình chính.3 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình 1: Tự động nhập kho.4 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình 2: Tự động xuất kho. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng vi Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động 4.5 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình 3: Bán tự động nhập kho.Error! Bookmark not defined.6 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình 4: Bán tự động xuất kho.7 Giải thuật lập trình – Chƣơng trình 5: Điều khiển bằng tay.37 THIẾT KẾ GIAO DIỆN HMI BẰNG WINCC .1 THIẾT LẬP CẤU HÌNH BAN ĐẦU [3] .2 TẠO TAG KẾT NỐI.1 Tạo Tag nút nhấn.2 Tạo Tag các tín hiệu ngõ vào.3 Tạo Tag các tín hiệu ngõ ra.3 TẠO VÀ SOẠN THẢO GIAO DIỆN NGƢỜI DÙNG.1 Thiết lập giao diện từ thƣ viện hình ảnh và kết nối Tag.2 Thiết lập giao diện đèn báo cảm biến và kết nối Tag.3 Sử dụng Static Text để tạo giao diện tiêu đề.4 Thiết lập giao diện nút nhấn và kết nối Tag.55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.55 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng vii Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT ASRS: automated storage retrieval system. SCADA: Supervisory Control And Data Acquisition.
DCS :Distributed Control System. MTU : Master Terminal Unit. RTU : Remote Terminal). HMI : Human-Machine Interface.
MPI : Multi Point Interface I/O : Inputs / Outputs. OB : Organization Block. FC : Function Block. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng viii Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.
1– Các đặc tính kỹ thuật. 2 – Nguyên lý hoạt động động cơ DC:. 1 – Các Tag và địa chỉ nút nhấn. 2– Các Tag và địa chỉ ngõ vào.
3 – Các Tag và địa chỉ ngõ ra. 4 – Tên động cơ và các Tag tương ứng. 5 – Tên các kệ và các Tag tương ứng. 6 – Các Tag cảm biến và các tiêu đề tương ứng.
7 – Tên nút nhấn tương ứng với các Source và Target của mục Press Left. 8 – Tên nút nhấn tương ứng với các Source và Target của mục Release Left. Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng ix Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1 – TS Chung Tấn Lâm đang giới thiệu mô hình kho hàng tự động thử nghiệm.2 – Hoạt động thử nghiệm kho hàng tự động tại trung tâm Nghiên cứu Triển khai - Khu Công nghệ cao TP.3 – Giao diện điều khiển giám sát tổng thể của hệ thống bốc xếp tự động sản phẩm kính.4 – Hệ thống kho tự động của Ultrastore.5 – Hệ thống Kiva. 1 – Các thành phần cơ bản của một hệ SCADA.
2 – Sơ đồ khối bên trong PLC. 3 – Mạng truyền thông Ethernet. 4 – Công tắc hành trình. 5 – Đế thân tách relay Omron MY2N rời và sau khi lắp ráp.
6 – Sơ đồ đấu dây relay Omron MY2N. 7 – Cấu tạo relay. 8 – Cấu tạo relay. 9 –Các loại cuộn dây relay.
10 – Hai loại tiếp điểm của relay. 11 – Nguyên lý hoạt động của 2 loại tiếp điểm. 12 – Cấu tạo động cơ DC. 1 – Sơ đồ bố trí mặt bằng kho.
2 – Kích thước kệ chứa. 4 – Sơ đồ truyền động ở chân đế. 6 – Sơ đồ truyền động đế xoay. 8 – Ròng rọc nâng.
9 – Sơ đồ truyền động bộ phận đưa hàng ra vào kệ. 10 – Bộ phận dẫn động ròng rọc. 11 – Mô hình Robot xuất nhập kho. 1 – Lưu đồ giải thuật chương trình chính.
2 – Lưu đồ giải thuật chương trình 1: Tự động nhập kho. 3 –Lưu đồ giải thuật chương trình 2: Tự động xuất kho. 4 –Lưu đồ giải thuật chương trình 3: Bán tự động nhập kho. 5 – Lưu đồ giải thuật chương trình 4: Bán tự động xuất kho.
6 – Lưu đồ giải thuật chương trình 5: Điều khiển bằng tay. 7 – Sơ đồ đấu dây các ngõ vào ra I/O. 8 – Bảng khởi tạo Project. 9 – Tạo Project mới.
Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng x Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động Hình 4. 10 – Đặt tên Project. 13 – Thiết lập Rail, nguồn và PLC. 14 – Thiết lập kết nối MPI.
15 – Thiết lập địa chỉ vào ra I/O. 16 – Bảng cấu hình phần cứng. 17 – Cài đặt ký hiệu cho các ngõ vào ra I/O. 18 – Khởi tạo các khối hàm.
1 – Tạo file mới. 2 – Chọn Project mới. 3 – Đặt tên Project. 4 – Add New Driver.
6 – Tạo kết nối mới. 7 – Cài đặt địa chỉ IP cho kết nối mới. 8 – Cài đặt card mạng của máy tính. 9 – Tạo Tag kết nối nút nhấn.
10 – Đặt tên và địa chỉ nút nhấn. 12 – Các Tag nút nhấn sau khi tạo. 13 – Tạo Tag tín hiệu ngõ vào. 14 – Đặt tên và địa chỉ tín hiệu ngõ vào.
15 – Tag tín hiệu vào sau khi tạo xong. 16 – Các Tag ngõ vào sau khi tạo xong. 17 – Tạo Tag tín hiệu ngõ ra. 18 – Đặt tên và địa chỉ Tag ngõ ra.
19 – Tag ngõ ra sau khi tạo xong. 20 – Các Tag ngõ ra sau khi tạo xong. 21 – Tạo hình nền mới. 22 – Mở hình nền.
23 – Shelving unit 3 trong thư viện. 24 – Sealed bõ with bar code trong thư viện. 25 – Motor 17 trong thư viện. 26 – Lựa chọn Dynamic Dialog tại BlinkMode,.
28 – Lựa chọn Dynamic Dialog tại SymbolAppearance. 30 – Thanh Object Palette. 31 – Chỉnh Global color scheme của đèn báo. 32 – Chọn Dynamic Dialog của Background color của đèn báo.
Huỳnh Nguyễn Hoàng SVTH: Vƣơng Trí Dũng xi Nghiên cứu thiết kế hệ thống giám sát điều khiển kho tự động Hình 5. 33 - Bảng Dynamic valueranges. 34 – Bảng Change trigger. 35 – Đèn đã gắn Tag.
37 – Chỉnh Global color scheme của text. 38 – Chỉnh màu Border Background và Border Color của text. 39 – Chỉnh font size của text.