Thiết Kế Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm Theo Hình Dạng Sử Dụng PLC S7-1200

• Tác giả: Trần Đình Thi
• Người hướng dẫn: ThS. Phan Thị Thanh Vân
• Trường học: Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Công nghệ kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
• Đề tài: Thiết Kế Hệ Thống Phân Loại Sản Phẩm Theo Hình Dạng Sử Dụng PLC S7-1200
• Loại tài liệu: đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Đà Nẵng

• LỜI NÓI ĐẦU
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO HÌNH DẠNG
• 1.1. Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm
• 1.2. Nguyên lý hoạt động của hệ thống
• 1.3. Các phương pháp nhận dạng hình dạng sản phẩm
• 1.3.1. Các đặc điểm cơ bản của sản phẩm
• 1.3.2. Phương pháp nhận dạng thông qua dấu hiệu nhận biết
• 1.4. Các công nghệ trên dây chuyền của hệ thống
• 1.5. Phương án thiết kế
• 1.5.1. Các phương án hay dùng để xử lí ảnh
• 1.5.2. Các dòng PLC hay dùng để điều khiển
• 1.5.3. Lựa chọn phương án thiết kế
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ RASPBERRY VÀ NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH PYTHON
• 2.1. Tổng quan về Raspberry
• 2.2. Giới thiệu ngôn ngữ lập trình Python
• 2.2.1. Đặc điểm nổi bật của Python
• 2.2.2. Giới thiệu thư viện OpenCV
• 2.2.2.1. Giới thiệu OpenCV
• 2.2.2.2. Đặc điểm OpenCV
• 2.3. Tổng quan về xử lý ảnh
• 2.3.1. Giới thiệu xử lý ảnh
• 2.3.2. Những vấn đề trong xử lý ảnh
• 2.3.3. Tiền xử lý ảnh
• 2.3.4. Xác định cạnh và tính toán ảnh để nhận dạng hình dạng
• 3. CHƯƠNG 3: GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ PHẦN MỀM TIA PORTAL
• 3.1. Tổng quan về PLC
• 3.2. Lịch sử phát triển của PLC
• 3.3. Các loại PLC thông dụng
• 3.4. Ngôn ngữ lập trình
• 3.5. Cấu trúc và phương thức thực hiện chương trình
• 3.6. Ứng dụng của PLC
• 3.7. Giới thiệu PLC S7-1200
• 3.7.1. Cấu tạo phần cứng của PLC S7-1200
• 3.7.2. Cấu trúc phần mềm
• 3.7.3. Ngôn ngữ lập trình cho PLC S7-1200
• 3.7.4. Phương pháp lập trình
• 3.7.5. Các tập lệnh cơ bản của PLC S7-1200
• 3.8. Giới thiệu về phần mềm TIA Portal
• 3.8.1. Tổng quan về phần mềm TIA Portal
• 3.8.2. Giao diện phần mềm
• 3.8.3. Sử dụng bảng tag trong PLC
• 3.8.4. Giới thiệu về WinCC
• 3.8.4.1. Tổng quan về WinCC
• 3.8.4.2. Các ứng dụng của WinCC
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO HÌNH DẠNG
• 4.1. Các quy trình công nghệ
• 4.1.1. Dùng Pycharm kết hợp với PLC S7-1200
• 4.1.2. Dùng Kit Raspberry kết hợp với PLC S7-1200
• 4.2. Lựa chọn phương án
• 4.3. Quy trình công nghệ
• 4.4. Thiết kế phần cứng
• 4.4.1. Lựa chọn thiết bị
• 4.4.2. Sơ đồ đấu nối PLC
• 4.5. Thi công mô hình hệ thống
• 4.5.1. Chọn thiết bị
• 4.5.2. Thi công mô hình
• 4.5.3. Thiết kế tủ điện
• 5. CHƯƠNG 5: XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
• 5.1. Bảng phân công đầu vào, đầu ra
• 5.2. Giản đồ thời gian
• 5.3. Chương trình chính
• 5.4. Chương trình Manual
• 5.5. Chương trình Auto
• 5.6. Chương trình con xử lý ảnh
• 5.7. Giới thiệu về giao diện hệ thống điều khiển và giám sát
• 5.7.1. Thiết kế giao diện
• 5.7.2. Tạo giao diện cho hệ thống
• 5.7.3. Gắn HMI tags cho hệ thống
• 5.7.4. Hiệu chỉnh giao diện
• 5.7.5. Đọc và ghi dữ liệu
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng quan về thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm sử dụng PLC S7 1200

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng là một ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp tự động hóa. Việc sử dụng PLC S7-1200 giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu quả và giảm thiểu sai sót. Hệ thống này không chỉ giúp phân loại sản phẩm mà còn giám sát và điều khiển quy trình sản xuất một cách hiệu quả.

1.1. Giới thiệu về hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng sử dụng PLC S7-1200 và Kit Raspberry Pi 4B để xử lý ảnh. Hệ thống này có khả năng phân loại các hình dạng như vuông, tròn, tam giác và chữ nhật.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng PLC trong phân loại sản phẩm

Việc áp dụng PLC S7-1200 trong hệ thống phân loại giúp tăng cường độ chính xác, giảm thiểu thời gian xử lý và nâng cao năng suất sản xuất. Hệ thống có thể hoạt động liên tục mà không cần sự can thiệp của con người.

II. Thách thức trong thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm

Mặc dù việc thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm mang lại nhiều lợi ích, nhưng cũng gặp phải không ít thách thức. Các vấn đề như độ chính xác trong nhận dạng hình ảnh và khả năng xử lý tín hiệu từ cảm biến là những yếu tố cần được chú trọng.

2.1. Độ chính xác trong nhận dạng hình ảnh

Độ chính xác trong việc nhận dạng hình ảnh là một trong những thách thức lớn nhất. Sử dụng thư viện OpenCV trong Python giúp cải thiện khả năng nhận diện hình dạng, nhưng vẫn cần tối ưu hóa các thuật toán để đạt hiệu quả cao nhất.

2.2. Khả năng xử lý tín hiệu từ cảm biến

Hệ thống cần phải xử lý tín hiệu từ nhiều cảm biến khác nhau. Việc tích hợp các cảm biến với PLC S7-1200 đòi hỏi phải có sự đồng bộ và chính xác trong việc truyền tải dữ liệu.

III. Phương pháp thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm hiệu quả

Để thiết kế một hệ thống phân loại sản phẩm hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại trong xử lý ảnh và lập trình điều khiển. Việc kết hợp giữa Raspberry Pi và PLC S7-1200 là một trong những giải pháp tối ưu.

3.1. Sử dụng Raspberry Pi để xử lý ảnh

Raspberry Pi 4B được sử dụng để xử lý ảnh với thư viện OpenCV. Hệ thống sẽ chụp ảnh sản phẩm và phân tích hình dạng trước khi gửi tín hiệu đến PLC S7-1200.

3.2. Lập trình điều khiển với PLC S7 1200

Lập trình điều khiển cho PLC S7-1200 được thực hiện thông qua phần mềm TIA Portal. Chương trình điều khiển sẽ nhận tín hiệu từ Raspberry Pi và thực hiện phân loại sản phẩm theo hình dạng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng có thể được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất thực phẩm đến sản xuất công nghiệp. Việc tự động hóa quy trình này không chỉ tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao chất lượng sản phẩm.

4.1. Ứng dụng trong ngành sản xuất thực phẩm

Hệ thống có thể phân loại các loại bánh theo hình dạng, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo chất lượng sản phẩm.

4.2. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Trong ngành công nghiệp, hệ thống phân loại sản phẩm giúp giảm thiểu sai sót trong quy trình sản xuất, từ đó nâng cao năng suất và giảm chi phí lao động.

V. Kết luận và tương lai của hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng sử dụng PLC S7-1200 là một bước tiến quan trọng trong ngành tự động hóa. Tương lai của hệ thống này hứa hẹn sẽ còn phát triển mạnh mẽ hơn với sự tiến bộ của công nghệ.

5.1. Tương lai của công nghệ tự động hóa

Công nghệ tự động hóa sẽ tiếp tục phát triển, mở ra nhiều cơ hội mới cho các doanh nghiệp trong việc tối ưu hóa quy trình sản xuất.

5.2. Định hướng phát triển hệ thống phân loại sản phẩm

Hệ thống phân loại sản phẩm sẽ được cải tiến với các công nghệ mới, giúp nâng cao độ chính xác và hiệu quả trong sản xuất.