Đang tải... (xem toàn văn)
Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Mục lục GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Lời giới thiệu Hiện với tiến khoa học kỹ thuật giới diễn nhanh chóng,cùng với trình công nghiệp hóa đại hóa dất nước với đời hàng loạt sản phẩm ứng dụng tiến nước phát triển Đặc biệt năm gàn kỹ thuật điều khiển phát triển mạnh mẽ, có nhiều công nghệ điều khiển đời để thay cho công nghệ lỗi thời Để bắt kịp với tiến khoa học kỹ thuật giới đáp ứng nhu cầu nước đảm bảo trình sản xuất cách khoa học nhằm đạt số lượng sản phẩm lớn, nhanh mà lại tiện lời kinh tế Các công ty xí nghiệp sản xuất thường sử dụng công nghệ lập trình PLC sử dụng loại phần mềm tự động Dây chuyển sản xuất tự động PLC giảm sức lao động của công nhân mà sản phẩm lại đạt hiệu cao đáp ứng kịp thời cho đời sống xã hội Qua tập đồ án môn học em xin giới thiệu lập trình ứng dụng vào sản xuất phân loại sản phẩm, phần tính toán thiết kế cụ thể hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Sau em xin trình bay chi tiết đề tài: “Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao” qua việc sử dụng điều khiển khả trình PLC S7-300 Ts.Lê Giang Nam hướng dẫn Đề tài gồm nội dung sau: Chương1:Tổng quan hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước Chương 2: Khảo sát hệ thống có Chương 3: Động học di chuyển vật thể Chương 4: Xây dựng mô hình, mô tả lại hệ thống trạng thái hệ thống phân loại sản phẩm Chương 5: Tổng quan điều khiển PLC S7-300, lập trình PLC cho hệ thống phân loại sản phẩm Phụ lục: Các vẽ (mô hình , vật thể), logic, hệ thống giải thuật, chương trình PLC Trong trình thực đồ án nhóm em nhiều khó khăn như: tài liệu tham khảo vấn đề hạn hẹp, liên quan đến nhiều vấn đề phần GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử dây chuyền Mặc dù cố gắng với khả năng, thời gian nghiệm nhóm em có hạn nên tránh khỏi sai sót Rất mong góp ý thầy cô giáo cho thiết kế chúng em trở nên hoàn thiện GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Chương Tổng quan hệ thống tự động phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà điều khiển tự động đóng vai trò quan trọng lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cấp thong tin v.v Do cần phản nắm bắt vận dụng cách hiệu nhằm phát triển khoa học kỹ thuật kỹ thuật điều khiển tự động - Một ứng dụng điều khiển tự động hóa ứng dụng vào khâu tự động dây chuyển sản xuất tự động hóa có số lượng sản phẩm sản xuất lớn băng tải vận chuyển sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại sản phẩm cách tự động - Phân loại sản phẩm toán ứng dụng nhiều thực tế Dùng sức người, công việc đòi hỏi tập trung cao có tính lặp lại, nên công nhân khó đảm bảo xác công việc Chưa kể đến có phân loại dựa chi tiết kỹ thuật nhỏ mà mắt thường khó long nhận Điều ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm uy tín nhà sản xuất Vì hệ thống tự động nhận dạng phân loại sản phẩm đời phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu - Hệ thống tự động phân loại sản phẩm trình tự động hóa sản xuất, mang đặc điểm tự động hóa sản xuất ± Tự động hóa trình sản xuất giai đoạn phát triển sản xuất khí, nghĩa tự động hóa sử dụng lượng phi sinh vật để thực điều khiển toàn phần trình sản xuất Tóm lại: tự động hóa ứng dụng hệ thống khí, điện, điện tử, myas tính,… để thực điều khiển trình mà không cần can thiệp trực tiếp người ± Nhiệm vụ người kiểm tra hoạt động máy móc, khắc phục hỏng hóc sai lệch, lập trình điều chỉnh máy để phù hợp với sản phẩm khác Người công nhân không tham gia vào trình gia công chi tiết lắp ráp, có thời gian để phục vụ nhiều myas Xuất công nhân trình độ cao: thợ điều chỉnh ± Để tự động hóa trình sản xuất cần phải có ứng dụng cấu thiết bị tự động phù hợp với yêu cầu mức độ tự động hóa khác II Cấu tạo chung hệ thống phân loại sản phẩm Hệ thống vận chuyển sản phẩm 1.1 Các loại băng chuyền 1.1.1 Giới thiệu chung I - GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Băng chuyền thường dùng để di chuyển vật liệu đơn giản vật liệu rời theo phương ngang, phương nghiêng Trong cá dây chuyền sản xuất, thiết bị sử dụng rộng rãi phương tiện để vận chuyển cấu nhẹ, ưởng để vận chuyển phôi, linh kiện… Trên kho bãi dùng để vận chuyển hàng hóa bưu kiện, vật liệu hạt số sản phẩm khác Trong số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chất dùng để vận chuyển sản phẩm hoàn thành chưa hoàn thành công đoạn, phân xưởng, đồng thời dùng để loại bỏ sản phẩm không dùng 1.1.2 Băng chuyền lăn Hệ thống gồm nhiều lăn xếp liên tiếp có khả quay tròn quanh trục cố định (quay tự không tự do) Hàng đặt nhiều lăn lăn quay tròn hàng di chuyển 1.1.2.1 Băng chuyền lăn tự Con lăn có khả quay tự do, trình di chuyển hàng băng chuyền nhờ lực đẩy lên hàng hóa, lăn có vai trò đường dẫn định hướng di chuyển cho hàng hóa Ưu điểm: Tải trọng lớn Cấu tạo đơn giản Nhược điểm: Nguồn lực dịch chuyển hàng hóa không chủ động Khả hãm băng chuyền 1.1.2.2 GVHD: TS Lê Giang Nam Băng tải lăn truyền động xích Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Các lăn nối liến với xích, nên khả quay lăn Nguồn động lực để lăn chuyển động cấp từ bên thông qua xích Ưu điểm: Chủ động nguồn lưc để quay lăn Có khả tự hãm băng truyền Nhược điểm: Không tận dụng khả dịch chuyển nhờ quán tính 1.1.3 Băng tải xích GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Ưu điểm: Khả tải trọng lớn Chủ động nguồn lực để di chuyển hàng Nhược điểm: Không tận dụng khả di chuyển tự hàng Cấu tạo phức tạp Mất công bảo dưỡng 1.1.4 Băng chuyền gàu Ưu điểm: Dùng để chuyển hàng từ thấp lên cao tránh trơn trượt Khả tải trọng lớn Nhược điểm Cấu tạo phức tạp 1.1.5 Băng tải đai GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Cấu tạo gồm: (hoặc nhiều) trục có vai trò truyền động cho băng tải tạo lực căng cho băng tải nối với nguồn động lực từ bên tới trục quay để kéo băng tải chạy Đai băng truyền : nới để hàng hóa lên, Ưu điểm băng tải Cấu tạo đơn giản, bền, có khả vận chuyển rời đơn theo hướng nằm ngang nằm nghiêng ngang nghiêng kết hợp Vốn đầu tư không lớn lắm, tự động được, vận hành đơn giản, đảm bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, suất cao tiêu hao lượng so với máy vận chuyển khác không lớn a Cấu tạo chung băng tải GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Bộ phận kéo yếu tố làm việc trực tiếp mang vật Trạm dẫn động, truyền huyển động cho phận kéo Bộ phận căng, tạo giữ lực căng cần thiết cho phận kéo Hệ thống đỡ(con lăn, giá đỡ…) làm phần trượt cho phận kéo yếu tố làm việc 1.1.6 Các loại băng tải thị trường nay: Loại băng tải Tải trọng Phạm vi ứng dụng Bẳng tải dây đai 50m Băng tải lăn 30 – 500 Vận chuyển chi tiết vệ tinh kg nguyên công với khoảng cách byte Lệnh trừ số nguyên vào nội dung byte, Word, Double Word Dạng LAD Dạng STL DECB VB0 DECW VW0 DECD VD0 Những lệnh có tác dụng lấy nội dụng byte, Word, Double Word có địa ngõ vào IN trừ 1đơn vị, kết ghi vào byte, Word, Double Word có địa ngõ OUT Ngõ vào IN ngõ OUT địa Lệnh có sử dụng bit GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 57 nhớ đặc biệt SM1.0, SM1.1, SM1.2 để báo trạng thái kết phép tính theo nguyên tắc sau: Kết tính SM 1.0 SM 1.1 SM 1.2 =0 Số âm > byte g.5 Các lệnh số học Lệnh cộng số nguyên 16 bit Dạng LAD Dạng STL +I VW0, VW2 Lệnh thực cộng số nguyên 16 bit IN1 IN2, kết số nguyên 16 bit ghi vào OUT, IN1 + IN2 =OUT, ngõ vào IN1, IN2 ngõ VW2 địa chỉ, thuộc vùng nhớ sau: IN1,IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW Lệnh trừ số nguyên 16 bit Dạng LAD Dạng STL -I VW0, VW2 Lệnh thực phép trừ số nguyên 16 bit IN1 IN2, kết số nguyên 16 bit ghi vào OUT, IN1 - IN2 =OUT, ngõ vào IN1, IN2 ngõ VW2 địa chỉ, thuộc vùng nhớ sau: IN1, IN2: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW, Const OUT: VW, T, C, IW, QW, MW, SMW, AC, AIW Lệnh nhân số nguyên 16 bit Dạng LAD Dạng STL MUL VW0, VW2 Lệnh thực phép nhân số nguyên 16 bit IN1, IN2 Kết 32 bit chứa từ kép OUT (4 byte) Lệnh chia số nguyên 16 bit GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 58 Dạng LAD Dạng STL DIV VW0, VW2 Lệnh thực phép chia số nguyên 16 bit IN1 cho số nguyên 16 bit IN2 Kết 32 bit chứa từ kép OUT (4 byte) gồm thương số ghi mảng 16 bit từ bit đến bit 15 phần dư 16 bit ghi mảng từ bit 16 đến bit 32 Trong lệnh có sử dụng bít nhớ đặc biệt để báo trạng thái: Kết tính SM1.0 SM1.1 SM1.2 SM1.3 =0 Báo tràn Số âm Mẫu = g.6 Lệnh truy cập đồng hồ thời gian Trong thiết bị lập trình S7-300 từ CPU 214 trở CPU có đồng hồ ghi giá trị thời gian thực gồm thông số năm, tháng, giờ, phút, giây ngày tuần Đồng hồ cấp điện liên tục nguồn Pin 3V Khi thực lập trình cho hệ thống tự động điều khiển cần cập nhật giá trị đồng hồ thời gian ta phải thông qua lệnh sau: Lệnh đọc: Dạng LAD Dạng STL TODR VB0 Lệnh đọc nội dung đồng hồ thời gian thực chuyển sang mã BCD lưu vào đệm byte liên thứ tự sau: Byte Năm ( – 99) Byte Phút ( – 59) Byte Tháng ( – 12) Byte Giây (0 – 59) Byte Ngày ( – 31) Byte Không sử dụng Byte Giờ ( – 23) Byte Ngày tuần (1 - 7) Trong byte định toán hạng T câu lệnh, byte sử dụng bit thấp để lưu giá trị ngày tuần Lệnh ghi: Dạng LAD Dạng STL GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 59 TODW VB0 Lệnh có tác dụng ghi nội dung đệm byte với byte định toán hạng T vào đồng hồ thời gian thực Trong T thuộc vùng nhớ sau: VB, IB, QB, MB, SMB Nếu cần chỉnh sử thông số năm, tháng, ngày, giờ, phút, giây, ngày tuần điều chỉnh byte sau: T Byte Năm ( – 99) Tháng ( – 12) T+2 Byte Ngày ( – 31) T+3 T+4 T+5 T+6 T+7 Byte Byte Byte Byte Byte Giờ ( – 23) Phút ( – 59) Giây (0 – 59) Không sử dụng Ngày tuần (1 - 7) Lập trình PLC S7-300 cho hệ thống phân loại sản phẩm 4.1 I.00 I.01 I.02 I.03 I.04 I.05 Q.00 Q.02 Q.04 Q.05 4.2 Byte Các ngôn ngữ khác Ngoài ngôn ngữ lập trình LAD có ngôn ngữ lập trình khác phục vụ nhu cầu lập trình cho PLC Do giới hạn nhỏ đồ án ngôn ngữ khác mang tính chất giới thiệu tìm hiểu them 3.2 T+1 Các biến Input/Output Start Stop Cảm biến (A) nhận biết vật Cảm biến (B) nhận biết dọc trục Cảm biến (C) nhận biết cao Cảm biến (D) nhận biết trung bình Băng tải Pittong E đẩy vật vào băng tải Pittong F đẩy vật cao Pittong G dẩy vật trung bình Chương trình điều khiển hệ thống GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 60 GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 61 GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 62 GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 63 Phụ lục Vẽ mô hình GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 64 Các chi tiết Cảm biến Hộp đựng sản phẩm GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 65 Khay thoát sản phẩm Băng tải Xy lanh + Pittong GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 66 Sản phẩm GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 67 [...]... 8 Phân loại hệ thống tự động phân loại sản phẩm 1 Các hình thức phân loại GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 21 - - - Để phân loại hệ thống tự động hóa sản xuất nói chung và hệ thống phân loại sản phẩm nói riêng tư dựa vào các tiêu chuẩn khác nhau như: hình thức, cấp độ, và mức độ tự động, phương pháp điều khiển tự động, cách thức nhận biết sản phẩm Dự vào hình thức: Hệ thống. .. chiều cao của phôi • Hệ thống phân loại phôi theo chiều cao tại C10 • • Cấu tạo hệ thống • Hệ thống vận chuyển sử dụng băng tải để vận chuyển phôi : o Tải trọng băng tải không quá lớn o Kết cấu cơ khí không quá phức tạp o Dễ dàng thiết kế chế tạo o Có hể dễ dàng hiểu chỉnh băng tải Động cơ điện chạy băng tải Động cơ điện một chiều Hệ thống phân loại phôi theo chiều cao dựa vào hệ thống cảm biển Sử dụng... băng chuyền phân loại sản phẩm 9 Lợi ích của hệ thống tự động phân loại sản phẩm Tự động phân loại là phương tiện quan trong để tang hiệu quả của sản xuất vì nó đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định, tang năng suất lao động,g iarm giá thành sản phẩm Ba yếu tố trên cúng chính là ba yếu tố đặc trưng cho các lợi ích của hệ thống tự động phân loại và giải quyết một phần nào các yêu cầu của quá trình sản xuất...Đồ án thiết kế hệ thống cơ điện tử Chỉ vận chuyển các sản phẩm có kích thước nhỏ (thường là viên thuốc) • Gây ảnh hưởng đến sản phẩm do bị rung động • Cấu tạo phức tạp 1.2.3 Hệ thống xi lanh đẩy Nguồn lực để dịch chuyển sản phẩm là từ lực đẩy của xilanh tác dụng lên sản phẩm tạo ra chuyển động cho sản phẩm Ưu điểm: • Lực tác dụng lớn di chuyển sản phẩm nặng • Qúa trình diễn ra... chất lượng sản phẩm Chất lượng sản phẩm là phạm trù rộng bao hàm nhiều yếu tố đặc trưng cho tính chất của sản phẩm Tự động hóa đảm bảo những tính chất một các ổn định có tính tinh cậy cao về chất lượng: chiều cao kích thước … Các thông số yêu cầu của bài toán được xác định rõ rang • Đảm bảo năng suất lao động Hệ thống tự động đảm bảo quá trình sản xuất phân loại đúng theo như thời gian sản xuất đã... giá thành sản phẩm: Nhờ việc đảm bảo chất lượng thời gian năng suất, giảm bớt sự phụ thuộc yếu tố công nhân…v.v mà giá thành sản phẩm được hạ tang khả năng cạnh tranh • GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 23 Chương 2: KHẢO SÁT HỆ THỐNG ĐÃ CÓ GIỚI THIỆU BĂNG TẢI DUNG TRONG MÔ HÌNH Về mục tiêu của hệ thống: Phân loại sản phẩm dựa vào phân loại hình dạng kích thước chiều cao của... 0.99…1 Dựa vào cách thức nhận biết sản phẩm: Căn cứ vào các yếu tố như: như kích thước, màu sắc, chiều cao, khối lượng, chiều dài, hình ảnh … ± Phân loại sản phẩm theo kích thước ( to – nhỏ ) sử dụng cảm biển quang dựa vào mức độ cản trở cảm biển do vật thẻ to nhỏ, cao thấp … - GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 22 ± ± Phân loại sản phẩm theo mầu sắc: sử dụng cảm biển màu... biển máu sắc phát hiện màu sắc bằng cách sử dụng các yếu tố và tỷ lệ phản chiều của các màu khác nhau Phân loại sản phẩm sử dụng webcam: sử dụng 1 camera chụp lại sản phẩm khi chạy qua và đưa ảnh về so sánh với ảnh gốc Nếu giống thì sản phẩm đi qua, còn nếu không thì loại sản phẩm đó - Ngoài ra còn một số cách phân loại dựa vào bộ phân điều khiển quá trình tự động như: điều khiển bằng rơle, điều khiển... quang để xác định chiều cao kích thước của phôi để từ đó đưa ra phản hồi phù hợp • • Hệ thống điều khiển Sử dụng rơle hoặc PLC GVHD: TS Lê Giang Nam SVTH: Đặng Đức Trung – Lớp: NUT08 Page 24 Hệ thống nguồn động lực Sử dụng khí nén để đẩy phôi vào vị trí phù hợp Hệ thống băng tải Vì hệ thống dùng để phân loại các chi tiết ... sản xuất phân loại sản phẩm, phần tính toán thiết kế cụ thể hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao Sau em xin trình bay chi tiết đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao ... HÌNH Về mục tiêu hệ thống: Phân loại sản phẩm dựa vào phân loại hình dạng kích thước chiều cao phôi • Hệ thống phân loại phôi theo chiều cao C10 • • Cấu tạo hệ thống • Hệ thống vận chuyển sử dụng... hoàn thiện GVHD: TS Lê Giang Nam Page Đồ án thiết kế hệ thống điện tử Chương Tổng quan hệ thống tự động phân loại sản phẩm Hệ thống phân loại sản phẩm Cùng với phát triển ngành khoa học kỹ thuật,