Đang tải... (xem toàn văn)
phân loại màu sắc cảm biến công nghiệp để phân biệt màu vô cùng chính xác và sự kết hợp với PLC S71200 để điều khiển ngoài ra còn sử dụng các phần mềm hỗ trợ để vẽ các bản thiết kế ,Để phân loại sản phẩm có rất nhiều phương pháp, tuy nhiên hiện nay phương pháp sử dụng màu sắc chưa được ứng dụng nhiều và hiệu quả. Trước thực tiễn đó, em đã chọn đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 1200” để nghiên cứu và thực hiện.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP SINH VIÊN THỰC HIỆN: NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG ĐOÀN LÊ QUANG NHẬT Lớp: DH19TD Ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HĨA Niên khóa: 2019-2023 Ngày 14 tháng 06 năm 2023 NHIỆM VỤ TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP KHOA: CƠ KHÍ- CÔNG NGHỆ NGÀNH: Kỹ Thuật Điều Khiển Và Tự Động Hóa Họ tên sinh viên: Nguyễn Nhật Trường,Đồn Lê Quang Nhật Tên đề tài: THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC SỬ DỤNG PLC S7-1200 Nhiệm vụ giao (ghi rõ nội dung phải thực hiện): - Tìm hiểu mơ hình phân loại sản phẩm - Tìm hiểu phân loại sản phẩm cảm biến màu - Tính tốn thiết kế mơ hình - Lắp ráp mơ hình, chạy thử nghiệm mơ mơ hình - Đánh giá kết đạt - Đưa kết luận hướng phát triển Ngày giao: 20/02/2023 Ngày hoàn thành: 14/06/2023 Họ tên người hướng dẫn: Th.S Lê Quang Hiền Nội dung yêu cầu TL thông qua Bộ môn Ngày tháng … năm 2023 Trưởng Bộ Môn Nội dung hướng dẫn 100% Người hướng dẫn Ký tên, ghi rõ họ tên THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MƠ HÌNH PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO MÀU SẮC SỬ DỤNG PLC S7-1200 Tác giả NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG ĐOÀN LÊ QUANG NHẬT Tiểu luận đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp Kỹ sư ngành Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Giảng viên hướng dẫn: Th.S Lê Quang Hiền TP HCM, ngày 14 tháng năm 2023 ii LỜI CẢM ƠN Em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm khoa Cơ khí – Cơng nghệ tận tình giúp đỡ cho em suốt thời gian học tập trường Trong suốt trình học tập thực tập tốt nghiệp em quan tâm, hướng dẫn giúp đỡ tận tình thầy giáo, giáo Khoa Cơ khí – Cơng nghệ với động viên giúp đỡ bạn bè Đặc biệt em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Th.S Lê Quang Hiền trực tiếp giúp đỡ, hướng dẫn em hồn thành tiểu luận Do chưa có nhiều kinh nghiệm làm đề tài hạn chế kiến thức, tiểu luận chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận nhận xét, ý kiến đóng góp từ phía Thầy để tiểu luận hoàn thiện tốt Em xin chân thành cảm ơn! THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, Ngày 14 Tháng 06 NĂM 2023 SINH VIÊN THỰC HIỆN ĐỒN LÊ QUANG NHẬT NGUYỄN NHẬT TRƯỜNG iii TĨM TẮT Đề tài nghiên cứu “Thiết kế chế tạo mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7-1200” tiến hành Trường Đại học Nơng Lâm TP Hồ Chí Minh, thời gian từ ngày 20/02/2023 đến ngày 15/06/2023 Mơ hình hồn chỉnh phân loại sản phẩm màu đỏ , xanh lam xanh dương, sản phẩm màu khác xem lỗi, cảm biến báo điều khiển ngừng băng chuyền Sau tìm tài liệu tham khảo nghiên cứu mơ hình, em chuẩn bị phần cần thiết để triển khai thiết kế mô hình phân loại Phần mềm hỗ trợ: , TIA portal V18, Solidworks Thiết kế mơ hình theo u cầu: phân biệt màu sắc khác Tìm hiểu cách sử dụng phận có mơ hình: nút nhấn động băng tải val điện từ, piston role trung gian plc … Biết cách sử dụng phần mền TIA portal V18 để viết chương trình điều khiển, nạp chương trình từ máy tính đến plc ngược lại( dùng để kiểm tra chương trình) Trong trình thực Tiểu luận cịn số điểm chưa hồn hảo như: vị trí sản phẩm chuẩn bị để đẩy băng chuyền có đơi lúc khơng xác thiết kế phần cứng thiếu xác, điều chỉnh piston đẩy để phân loại sản phẩm nhanh mạnh( khắc phục cách cho val piston xả chậm lại), mơ hình nên phần cứng đa số làm mica mơ hình nên phần chắn có giới hạn Về phần khí nén cịn hạn chế iv MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN iii TÓM TẮT iv MỤC LỤC .v DANH SÁCH CÁC HÌNH viii Chương 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 1.3 Phương pháp nghiên cứu 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu Chương 2.1 Sơ lược băng tải 2.2 Động kéo băng tải 2.3 Giới thiệu chung PLC 2.3.1 Giới thiệu sơ lược PLC S7-1200 2.3.2 Ứng dụng PLC S7-1200 10 2.4 Relay trung gian 12 2.5 Nút nhấn 13 2.6 Piston val điện từ 15 2.6.1 Val điện từ 15 2.6.2 Piston sử dụng 17 2.7 Cảm biến màu sắc Panasonic LX101 18 2.8 Cảm biến hồng ngoại 20 v 2.9 Hộp tồn mơ hình 21 2.10 Giới thiệu phần mềm Tiapot v17 23 2.11 Nguyên lí hoạt động phần mềm Tia portal v17 : 23 Chương .25 3.1 Đối tượng thiết bị nghiên cứu 25 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 25 3.1.2 Thiết bị nghiên cứu 25 3.2 Phương pháp nghiên cứu 25 3.3 Phương tiện thực 25 3.3.1 Thiết bị phần cứng: 25 3.3.2 Thiết bị phần mềm : 26 3.4 Phương pháp thực 26 Chương .27 4.1 Thiết kế mơ hình 3D 27 4.1.1 Tồn mơ hình 27 4.1.2 Băng tải 28 4.1.3 Bản vẽ cảm biến màu Panasonic LX-101 29 4.1.4 Cảm biến hồng ngoại 30 4.1.5 Phần cấp liệu sản phẩm 31 4.1.6 Piston 12mm 32 4.1.7 Piston16mm 33 4.2 Sơ đồ khối điều khiển 34 4.2.1 Sơ đồ nguyên lí hệ thống điều khiển 35 4.3 Mơ hình thực tế kết thử nghiệm 40 4.3.1 Mô hình thực tế 40 vi 4.3.2 Mạch điện thực tế 41 4.3.3 Kết thử nghiệm 42 4.4 Nhận xét 42 Chương .43 5.1 Kết luận 43 5.2 Hướng phát triển 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO .45 Phụ Lục 46 Code thích 46 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình Băng tải Hình 2 Động DC 24V Hình Hình PLC S7-1200 Hình So sánh S7-200 S7-1200 Hình Sơ đồ chân PLC S7-1200 11 Hình Relay omron MY4N-GS 12 Hình Đế relay 14 chân 13 Hình Nút nhấn 14 Hình Van điện từ 15 Hình 10 Sơ đồ nguyên lí van khí nén 16 Hình 11 Sơ đồ chuyển đổi cấp điện val điện từ 17 Hình 12 piton cấp vật 17 Hình 13 piton Đẩy phân loại 18 Hình 14 Ảnh cảm biến màu LX-101 18 Hình 15 Sơ đồ kết nối cảm biến LX-101 với PLC 19 Hình 16 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK 20 Hình 17 Sơ đồ chân cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK 21 Hình 18 Giao diện phần mềm Tia Portal V17 23 Hình 19 Giao diện phần mềm Tia Portal V17 24 Hình Sơ đồ khối hệ thống điều khiển Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ mạch điều khiển Error! Bookmark not defined Hình Sơ đồ mạch động lực 36 Hình 4 Sơ đồ mạch khí nén 37 Hình Lưu đồ giải thuật chương trình Error! Bookmark not defined Hình Mơ hình phân loại sản phẩm 27 Hình Mơ hình phân loại sản phẩm Error! Bookmark not defined Hình Bản vẽ băng tải Error! Bookmark not defined Hình Bản vẽ cảm biến Panasonic LX-101 29 viii 4.2.1 Sơ đồ ngun lí hệ thống điều khiển Hình 4.9 Sơ đồ mạch điều khiển 35 4.2.1.1 Sơ đồ mạch động lực Hình 10 Sơ đồ mạch động lực 36 4.2.1.2 Sơ đồ mạch khí nén Hình 4.11 Sơ đồ mạch khí nén Sau nắm chức chân em tiến hành nối dây 37 4.2.1.2 Lưu đồ giải thuật Hình 4.12 Lưu đồ giải thuật chương trình 38 Chú thích từ viết tắt: - ON: nút khởi động - CBV : Cảm biến phát vật - CBMC: Cảm biến màu cam - CBMD: Cảm biến màu xanh dương - CBXL: Cảm biến màu xanh - XLDV: Xylanh đẩy vật - XLMC: Xylanh phân loại màu cam - XLXD: Xylanh phân loại màu xanh dương - Đ: Đúng - S: Sai Giải thích lưu đồ thuật tốn : Ban đầu ta nhấn nút on điều kiện chạy đồng thời băng tải cảm biến vật sai đứng chờ lệnh, kiện cảm biến vật xylanh đẩy vật cấp vật vào băng chuyển để phân loại timer đợi giây điều kiện rút xylanh đẩy vật sai đứng chờ, đến cảm biến màu cam điều kiện xylanh màu cam đẩy vật vào thùng vật màu cam timer đợi giây rút xylanh về, điều kiện sai bỏ qua cho cảm biến màu xanh dương phát điều kiện thỏa xylanh màu xanh đẩy vật vào thùng chứa màu xanh timer đợi 1s sai đứng chờ, xylanh màu xanh rút về,cảm biến màu xanh khơng thỏa điều kiện qua tới cảm biến xanh thỏa điều kiện kết thúc chương trình, cịn khơng thỏa điều kiện đứng đợi hồn thành xong chu trình làm việc 39 4.3 Mơ hình thực tế kết thử nghiệm 4.3.1 Mơ hình thực tế Hình 4.13 Mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc hoàn thành 40 4.3.2 Mạch điện thực tế Hình 4.14 Mạch điện thực tế 41 4.3.3 Kết thử nghiệm Lần1 Lần Lần Lần Lần Màu cam 2 2 Màu xanh 1/2 2 2 2 2 5/6 6 dương Màu xanh Tổng 4.4 Nhận xét Mô hình phần cứng bố trí cách phù hợp thiết bị xử lý cách gọn gàng, dễ dàng công tác chỉnh sửa xảy sai sót thay thiết bị dây điện bị hư hỏng trình sử dụng Hệ thống phân loại màu sắc dựa cảm biến màu cơng nghiệp hãng Panasonic có khả nhận biết màu nhanh độ xác cao, nguyên lí hoạt động đơn giản , dễ dàng cài đặt q trình sử dụng Tuy nhiên có phần hạn chế nhận biết màu cho cảm biến ta cài đặt, muốn phân loại nhiều màu phải có nhiều thiết bị cảm biến tương ứng Phần cấp liệu dễ bị kẹt chưa tối ưu trình cấp liệu sản phẩm cách tự động 42 Chương KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 5.1 Kết luận Sau tháng thực đề tài với nhiều cố gắng nổ lực nhóm với tận tình hướng dẫn Thầy Lê Quang Hiền, đề tài tiểu luận hoàn thành thời gian quy định theo yêu cầu đặt nhận biết phân loại sản phẩm theo màu sắc Các nội dung mà nhóm thực thiết kế thi cơng mơ hình phân loại sản phẩm theo màu sắc dựa theo thông số đầu vào cảm biến màu LX-101 Tuy nhiên nhóm chưa thể tạo hệ thống có tính thẩm mỹ cao thiết kế cịn nhiều sai sót Trong q trình làm đề tài, nhóm rút nhiều kinh nghiệm để tạo hệ thống hoàn thiện như: đầu tư thời gian, linh kiện thị trường, có hiểu biết linh kiện, … 5.2 Hướng phát triển Trong tương lai, mơ hình hệ thống nghiên cứu sâu để đưa hệ thống vào ứng dụng thực tế ngành cơng nghiệp nói chung cơng nghiệp tự động hóa nói riêng Với việc nghiên cứu chế tạo hệ thống phân loại hàng hóa dựa vào màu sắc với tính thơng minh linh hoạt có ý nghĩa lớn thực tiễn Việc ứng dụng hệ thống q trình có nhiều lợi ích như: - Có tính xác cao - Giúp giảm nguồn nhân cơng, tăng xuất - Có thể áp dụng nhiều nơi Ngồi ứng dụng thêm công nghệ để phân loại sản phẩm theo chiều cao cân nặng vào hệ thống 43 Mong đề tài bạn sinh viên khóa sau tiếp tục thực yêu cầu khắc phục hạn chế đề tài này, để tạo hệ thống có chất lượng cao phục vụ cho sản xuất đời sống xã hội 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO 45 Phụ Lục Code thích 46 47 48 49