I. Thiết kế cơ cấu nhận biết phân loại vỉ thuốc
Phần này tập trung vào thiết kế cơ cấu nhận biết phân loại vỉ thuốc, bao gồm các khía cạnh thiết kế phần cứng và phần mềm. Thiết kế cơ cấu này dựa trên việc tích hợp bộ xử lý ảnh Keyence, PLC S7-1200, và màn hình HMI. Cơ cấu bao gồm băng tải, cần gạt khí nén, và hệ thống điều khiển. Thiết kế phần mềm liên quan đến việc lập trình PLC bằng TIA Portal, thiết kế giao diện HMI, và cấu hình bộ camera bằng CV-X Series Simulation-Software. Thiết kế cơ khí sử dụng phần mềm SolidWorks. Các thông số kỹ thuật của các thành phần, bao gồm động cơ băng tải AC 1 pha 220V và cảm biến bắt nhịp, được tính toán kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả hoạt động. Thiết kế hệ thống đảm bảo khả năng nhận diện các lỗi vỉ thuốc như thiếu viên, gãy viên, và chồng viên. Giải pháp được xây dựng nhằm tự động hóa quá trình phân loại, giảm thiểu nhân công và nâng cao hiệu quả sản xuất. Hệ thống được thiết kế để tương thích với dây chuyền sản xuất hiện có tại nhà máy. Thiết kế này ưu tiên sự đơn giản, dễ vận hành và bảo trì. Tối ưu hóa quá trình thiết kế nhằm giảm thiểu chi phí và thời gian thực hiện.
1.1. Thiết kế phần cứng
Thiết kế phần cứng bao gồm lựa chọn và tích hợp các thành phần như bộ xử lý ảnh Keyence, PLC S7-1200, màn hình HMI KTP400, hệ thống khí nén (xi-lanh và van điện từ), động cơ băng tải AC 1 pha 220V, và cảm biến tiệm cận. Thiết kế cơ khí tập trung vào việc xây dựng cơ cấu vận chuyển vỉ thuốc trên băng tải, cơ cấu gạt vỉ lỗi bằng khí nén, và vị trí lắp đặt các cảm biến và camera. Tính toán chính xác kích thước và thông số kỹ thuật của các bộ phận là yếu tố quan trọng. Việc lựa chọn thiết bị dựa trên các tiêu chí về độ chính xác, tốc độ, độ bền, và chi phí. Sơ đồ thiết kế được thực hiện bằng phần mềm SolidWorks, đảm bảo tính chính xác và khả năng mô phỏng hoạt động. Thi công phần cứng bao gồm việc lắp đặt, đấu nối các thiết bị và kiểm tra hoạt động của từng bộ phận. Quá trình lắp ráp được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và chính xác. Chất lượng vật liệu được lựa chọn dựa trên độ bền và khả năng chịu được điều kiện môi trường sản xuất. An toàn điện được ưu tiên hàng đầu trong suốt quá trình thiết kế và thi công.
1.2. Thiết kế phần mềm
Thiết kế phần mềm tập trung vào việc lập trình PLC và thiết kế giao diện HMI. Phần mềm TIA Portal được sử dụng để lập trình PLC S7-1200. Việc lập trình bao gồm việc thiết lập các chương trình điều khiển hoạt động của băng tải, cơ cấu gạt vỉ, và xử lý tín hiệu từ bộ xử lý ảnh. Thiết kế giao diện HMI trên màn hình KTP400 giúp người vận hành giám sát và điều khiển hệ thống một cách dễ dàng. Giao diện được thiết kế trực quan, đơn giản, giúp người dùng dễ dàng hiểu và thao tác. Thuật toán xử lý ảnh được cài đặt sẵn trên bộ xử lý ảnh Keyence, không yêu cầu lập trình thêm. Việc cấu hình bộ xử lý ảnh thông qua phần mềm CV-X Series Simulation-Software đảm bảo tính chính xác và hiệu quả trong việc nhận diện lỗi vỉ thuốc. Kiểm thử phần mềm được thực hiện kỹ lưỡng để đảm bảo tính ổn định và độ tin cậy của hệ thống. Tối ưu hóa chương trình PLC nhằm giảm thiểu thời gian xử lý và nâng cao hiệu quả hoạt động của hệ thống. Lưu đồ giải thuật được vẽ chi tiết để minh họa quá trình hoạt động của hệ thống.
II. Thi công và thử nghiệm hệ thống
Phần này mô tả quá trình thi công hệ thống và các kết quả thử nghiệm. Thi công hệ thống bao gồm việc lắp đặt và đấu nối các thành phần phần cứng theo thiết kế. Quá trình thi công được giám sát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và an toàn. Sau khi lắp đặt, hệ thống được kiểm tra kỹ lưỡng để đảm bảo hoạt động ổn định. Các bài kiểm tra bao gồm kiểm tra chức năng của từng bộ phận, kiểm tra toàn bộ hệ thống, và kiểm tra khả năng nhận diện lỗi vỉ thuốc. Dữ liệu thử nghiệm được thu thập và phân tích để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu về độ chính xác và tốc độ. Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông số kỹ thuật, kết quả thử nghiệm, và phân tích kết quả. Những lỗi phát sinh trong quá trình thi công và thử nghiệm được ghi nhận và giải quyết. Sự tối ưu hóa hệ thống dựa trên kết quả thử nghiệm được thực hiện để cải thiện hiệu suất hoạt động.
2.1. Thi công hệ thống khí nén
Thi công hệ thống khí nén bao gồm việc lắp đặt các xi-lanh khí nén, van điện từ, và các đường ống dẫn khí. Việc lựa chọn các loại van và xi-lanh phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo hoạt động hiệu quả và an toàn. Lắp đặt được thực hiện chính xác theo thiết kế, đảm bảo độ kín khít của các khớp nối. Kiểm tra rò rỉ khí được thực hiện kỹ lưỡng sau khi lắp đặt. Áp suất khí nén được điều chỉnh phù hợp để đảm bảo hoạt động ổn định của cơ cấu gạt vỉ thuốc. Các đường ống được bố trí gọn gàng và an toàn. Vệ sinh các bộ phận trước khi lắp đặt là cần thiết để đảm bảo hệ thống hoạt động trơn tru. Chất lượng khí nén cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ bền và hiệu suất của hệ thống. Kiểm tra hoạt động của từng bộ phận và toàn bộ hệ thống khí nén được thực hiện trước khi kết nối với hệ thống chính.
2.2. Thử nghiệm và đánh giá hệ thống
Sau khi thi công, hệ thống được đưa vào thử nghiệm. Thử nghiệm bao gồm việc chạy thử hệ thống với nhiều loại vỉ thuốc khác nhau, cả vỉ đạt chuẩn và vỉ lỗi. Độ chính xác của hệ thống trong việc nhận diện các loại lỗi được đánh giá. Tốc độ hoạt động của hệ thống được đo đạc và phân tích. Hiệu quả của hệ thống trong việc giảm thiểu nhân công được tính toán. Kết quả thử nghiệm được ghi nhận chi tiết trong báo cáo. Những vấn đề phát sinh trong quá trình thử nghiệm được ghi nhận và tìm cách giải quyết. Tối ưu hóa hệ thống dựa trên kết quả thử nghiệm được thực hiện để nâng cao hiệu suất hoạt động. Độ tin cậy của hệ thống được đánh giá dựa trên thời gian hoạt động ổn định. Báo cáo kết quả thử nghiệm bao gồm các số liệu, biểu đồ, và phân tích đánh giá.
