1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động

94 2 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Lưu Kho Tự Động
Tác giả Nguyễn Trà Lưu, Đỗ Vy Uyên
Người hướng dẫn Ths. Nguyễn Trần Minh Nguyệt
Trường học Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa
Thể loại Đồ án tốt nghiệp
Năm xuất bản 2022
Thành phố Tp. Hồ Chí Minh
Định dạng
Số trang 94
Dung lượng 9,04 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • 1.1. Đặt vấn đề (18)
  • 1.2. Mục tiêu đề tài (19)
  • 1.3. Giới hạn đề tài (0)
  • 1.4. Phương pháp nghiên cứu (19)
  • 1.5. Nội dung của đề tài (20)
  • Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT (18)
    • 2.1. Tình hình chung (21)
    • 2.2. Động Cơ Bước (22)
      • 2.2.1. Động cơ bước là gì? (22)
      • 2.2.2. Cấu tạo của động cơ bước (23)
      • 2.2.3. Phân loại động cơ bước (24)
      • 2.2.4. Ứng dụng động cơ bước (25)
      • 2.2.5. Phương pháp điều khiển động cơ bước (25)
    • 2.3. Xi-lanh khí nén (27)
      • 2.3.1. Xi-lanh khí nén (27)
    • 2.4. Van điện từ (28)
    • 2.5. Phần mềm cơ sở dữ liệu (30)
      • 2.5.1. Visual Studio (32)
      • 2.5.2. ASP.NET (33)
      • 2.5.3. Ứng dụng của ASP.NET (33)
    • 2.7. Các Hệ Thống Xử Lý Hàng Hóa (33)
      • 2.7.1. Hệ thống xếp chồng (33)
      • 2.7.2. Cần cẩu (34)
        • 2.7.2.1. Ưu điểm của cầu trục (34)
        • 2.7.2.2. Cần cẩu loại C (35)
        • 2.7.2.3. Cần cẩu loại D (35)
      • 2.7.3. Hệ thống thang máy (36)
      • 2.7.4. Hệ thống băng tải (36)
      • 2.7.5. Thiết bị tương đối (36)
        • 2.7.5.1. Ưu điểm (37)
    • 2.8. Ưu và nhược điểm của các hệ thống này (37)
      • 2.8.1. Ưu điểm (37)
      • 2.8.2. Nhược điểm (38)
    • 2.9. Lựa chọn cơ cấu nâng hàng (39)
      • 2.9.1. Cần cẩu xếp dỡ hàng (robot) (39)
      • 2.9.2. Sơ đồ minh họa cấu trúc của robot xếp dỡ hàng (39)
    • 2.10. Lựa chọn hệ thống điều khiển (40)
    • 2.11. Khái niệm về xử lý ảnh (41)
      • 2.11.1. Xử lý ảnh là gì? (41)
  • Chương 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ (21)
    • 3.1. Yêu cầu hệ thống (42)
    • 3.2. Thiết kế cơ khí (42)
      • 3.2.1. Yêu cầu cơ khí (42)
      • 3.2.2. Bản vẽ cơ khí (42)
    • 3.3. Lựa chọn thiết bị cho cơ cấu vận chuyển (44)
      • 3.3.1 Động cơ bước (Step motor) (44)
      • 3.3.2. Công tắc hành trình (47)
      • 3.3.3. Cảm biến tiệm hồng ngoại (48)
      • 3.3.4. Cảm biến từ xilanh (48)
    • 3.4. Thiết kế điện (49)
      • 3.4.1. Sơ đồ khối (49)
    • 3.5. Bản vẽ điện (50)
      • 3.5.1. Sơ đồ khối nguồn (50)
      • 3.5.2. Sơ đồ cấp nguồn Driver (51)
      • 3.5.3. Sơ đồ mạch điều khiển Step (51)
      • 3.5.4. Sơ đồ ngõ vào Digital (52)
      • 3.5.5. Sơ đồ ngõ ra Digital (52)
    • 3.6. Lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều khiển (53)
      • 3.6.1. Bộ điều khiển (53)
      • 3.6.2. Driver TB6600 (53)
      • 3.6.3. Van khí nén (54)
      • 3.6.4. Các thiết bị hỗ trợ khác (55)
        • 3.6.4.1. Bộ nguồn 24V - 10A (55)
        • 3.6.4.2. Nút dừng khẩn cấp (55)
        • 3.6.4.3. Nút Start/khởi động (56)
        • 3.6.4.4. Nút Stop/dừng (57)
      • 3.6.5. Rơ-le trung gian (58)
      • 3.6.6. MCB (59)
      • 3.6.7. Camera (59)
      • 3.6.8. Van tiết lưu (60)
      • 3.6.9. Xylanh khí nén (61)
    • 3.7. Thiết kế lưu đồ điều khiển (62)
      • 3.7.1. Lưu đồ nhập hàng (62)
      • 3.7.2. Lưu đồ xuất hàng thủ công (63)
      • 3.7.3. Lưu đồ xuất hàng tự động (64)
    • 3.8. Lựa chọn cách xử lý ảnh (65)
      • 3.8.1. Xử lý ảnh đọc mã QR (65)
      • 3.8.2. Ngôn ngữ lập trình xử lý ảnh Python (65)
  • Chương 4 (42)
    • 4.1. Thi công phần cứng (66)
    • 4.1. Thi công cơ khí (66)
    • 4.2. Thiết kế phần mềm (68)
      • 4.2.1. Xử lý ảnh (68)
      • 4.2.2. Đối tượng lưu kho, quy cách (69)
      • 4.2.3. Lựa chọn phương thức sắp xếp lưu kho (70)
        • 4.2.3.1. Sắp xếp theo loại sản phẩm (70)
        • 4.2.3.2. Sắp xếp ngẫu nhiên (71)
        • 4.2.3.3. Chia ô kệ thành mỗi khu vực để lưu trữ (72)
      • 4.2.4. Giao diện dễ quản lí (73)
      • 4.2.5. Tính năng xuất các lô hàng theo độ ưu tiên xuất (74)
      • 4.2.6. Tính năng xuất các hàng tự động (74)
      • 4.2.7. Kết hợp cơ sở dữ liệu SQL và Websever lưu trữ, tra cứu và quản lý thông (74)
      • 4.2.8. Dùng websever để quản lý linh hoạt (76)
        • 4.2.8.1. Trang Home (76)
        • 4.2.8.2. Trang dữ liệu kho hàng (76)
        • 4.2.8.3. Trang dữ liệu của mặt hàng Pepsi (77)
        • 4.2.8.4. Trang dữ liệu của mặt hàng Coca (78)
        • 4.2.8.5. Trang dữ liệu của mặt hàng 7Up (79)
        • 4.2.8.6. Trang tìm kiếm (80)
  • Chương 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC (66)
    • 5.1 Kết quả đạt được (81)
      • 5.1.1. Mô hình (81)
      • 5.1.2. Kết quả xử lý ảnh (81)
      • 5.1.3. Kết quả về HMI (82)
      • 5.1.4. Kết quả giao diện webserver (84)
    • 5.2. Phân tích kết quả đạt được (86)
  • Chương 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN (81)
    • 6.1. Kết luận (91)
    • 6.2. Hướng phát triển (92)
  • TÀI LIỆU THAM KHẢO (93)
    • Chương 5: Kết quả đạt được Bảng 5.1. Bảng vận tốc di chuyển trung bình của cơ cấu chấp hành có thời gian ổn định (91)

Nội dung

Nội dung thực hiện đề tài: − Thiết kế và thi công mô hình kho hàng tự động − Lập trình Python xử lý ảnh để nhận biết mã QR − Lâp trình PLC điều khiển động cơ bước − Thiết kế giao diện đi

Trang 1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CNKT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Trang 2

KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO

Trang 3

DELL I

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Lưu Kho Tự Động

2 Các số liệu, tài liệu ban đầu:

− Các hệ thống kho hàng thông minh thực tế

− Tài liệu điều khiển hệ động cơ bước

− Manual thiết bị SIMENS S7-1200

3 Nội dung thực hiện đề tài:

− Thiết kế và thi công mô hình kho hàng tự động

− Lập trình Python xử lý ảnh để nhận biết mã QR

− Lâp trình PLC điều khiển động cơ bước

− Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát

4 Sản phẩm: Mô hình kho hàng tự động, chương trình điều khiển, các giao diện điều

khiển và giám sát

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

***

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Trà Lưu MSSV: 17151102

Đỗ Vy Uyên MSSV: 17142195

Giảng viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Trần Minh Nguyệt ĐT:0989638457

Ngày nhận đề tài: 08/03/2021 Ngày nộp đề tài: 06/08/2022

1 Tên đề tài:

Trang 4

II

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*******

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Trà Lưu MSSV: 17151102

Họ và tên Sinh viên: Đỗ Vy Uyên MSSV: 17142195

Ngành: Điều Khiển-Tự Động Hóa

Tên đề tài:

Điều Khiển Và Giám Sát Hệ Thống Lưu Kho Tự Động

Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Ths Nguyễn Trần Minh Nguyệt

NHẬN XÉT

1 Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện:

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

Tp Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 08 năm 2021

Giáo viên hướng dẫn

Trang 5

III

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc

*****

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Họ và tên Sinh viên: Nguyễn Trà Lưu MSSV: 17151102

Họ và tên Sinh viên: Đỗ Vy Uyên MSSV: 17142195

Ngành: Điều khiển-Tự động hóa

2 Ưu điểm:

3 Khuyết điểm:

4 Đề nghị cho bảo vệ hay không?

5 Đánh giá loại:

6 Điểm:……….(Bằng chữ: )

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

Giáo viên phản biện

(Ký & Ghi rõ họ tên)

Trang 6

IV

LỜI CẢM ƠN

Nhóm xin chân thành cảm ơn các thầy cô ở trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP

Hồ Chí Minh Đã giảng dạy cho nhóm những kiến thức chuyên môn và cơ bản để nhóm

có thể hoàn thiện đề tài này

Nhóm xin chân thành cảm ơn cô Nguyễn Trần Minh Nguyệt, giáo viên hướng dẫn

Nhờ sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của cô đặc biệt là những lời khuyên quý báu và những góp ý khi nhóm gặp trở ngại của cô đã giúp nhóm hoàn thảnh tốt mục tiêu của đề tài Bên cạnh đó nhóm cũng xin cám ơn các bạn trong các nhóm làm đề tài khác, các bạn

đã nhiệt tình hỗ trợ nhóm bằng kiến thức cũng như kinh nghiệm của mình

Và thêm lời cảm ơn nữa đến toàn thể nhà trường đã tạo ra cơ sở vật chất kỹ thuật để

có thể học tập và làm việc trong suốt quá trình làm sinh viên của chúng em

Nhóm xin chân thành cảm ơn!

Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 08 năm 2022

Nhóm thực hiện

Đỗ Vy Uyên

Nguyễn Trà Lưu

Trang 7

V

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Đề tài “Điều Khiển Và Giám Sát Mô Hình Lưu Kho Tự Động” hướng tới giảm

thời gian lưu kho tự động so với hệ truyền thống, từ đó tăng năng suất và hiệu quả kinh tế

Để thiết kế hệ thống, đầu tiên nhóm tìm hiểu các hệ thống kho hàng đang được sử dụng và tìm ra các ưu, khuyết điểm của các hệ thống đó bao gồm thời gian lưu kho, hệ thống có thể lưu kho một sản phẩm trong thời gian bao lâu, diện tích của máy

Từ cơ sở lý thuyết, nhóm thực hiện thiết kế quy trình riêng cho hệ thống nhằm khắc phục một số nhược điểm của các hệ thống hiện tại từ cách hoạt động, vận hành, cho đến việc điều khiển, giám sát thiết bị trong hệ thống

Sau đó, nhóm đã thi công và lập trình cho hệ thống bao gồm sử dụng điều khiển động

cơ bước điều khiển tốc độ và vị trí của vít me, HMI giám sát hệ thống khi vận hành đồng thời hiện thị cảnh báo khi thiết bị thông hệ thống bị lỗi, camera được gắn trên trục ngang của hệ thống dùng để nhận diện mã sản phẩm

Hệ thống có tích hợp thêm SQLvà webserver để người dùng có thể giám sát hệ thống

từ xa Nhằm hướng tới tối ưu hệ thống nên nhóm chúng em sử dụng SQL để lưu trữ dữ liệu của kho hàng Và từ SQL sẽ đưa dữ liệu lên webserver sẽ hiển thị thông tin các mặt hàng, thời gian và trạng thái nhập/xuất để người dùng có thể kiểm soát được các sản phẩm trong kho

Trang 8

VI

MỤC LỤC

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP I

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN II

PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN III LỜI CẢM ƠN IV

TÓM TẮT ĐỀ TÀI V

MỤC LỤC VI

DANH MỤC VIẾT TẮT XI

DANH MỤC HÌNH ẢNH XII

DANH MỤC BẢNG XV

Chương 1

TỔNG QUAN 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu đề tài 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu 2

1.5 Nội dung của đề tài 3

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

2.1 Tình hình chung 4

2.2 Động Cơ Bước 5

2.2.1 Động cơ bước là gì? 5

2.2.2 Cấu tạo của động cơ bước 6

2.2.3 Phân loại động cơ bước 7

Trang 9

VII

2.2.4 Ứng dụng động cơ bước 8

2.2.5 Phương pháp điều khiển động cơ bước 8

2.3 Xi-lanh khí nén 10

2.3.1 Xi-lanh khí nén 10

2.4 Van điện từ 11

2.5 Phần mềm cơ sở dữ liệu 13

2.5.1 Visual Studio 15

2.5.2 ASP.NET 16

2.5.3 Ứng dụng của ASP.NET: 16

2.7 Các Hệ Thống Xử Lý Hàng Hóa 16

2.7.1 Hệ thống xếp chồng 16

2.7.2 Cần cẩu 17

2.7.2.1 Ưu điểm của cầu trục 17

2.7.2.2 Cần cẩu loại C 18

2.7.2.3 Cần cẩu loại D 18

2.7.3 Hệ thống thang máy 19

2.7.4 Hệ thống băng tải 19

2.7.5 Thiết bị tương đối 19

2.7.5.1 Ưu điểm 20

2.8 Ưu và nhược điểm của các hệ thống này 20

2.8.1 Ưu điểm 20

2.8.2 Nhược điểm 21

2.9 Lựa chọn cơ cấu nâng hàng 22

2.9.1 Cần cẩu xếp dỡ hàng (robot) 22

2.9.2 Sơ đồ minh họa cấu trúc của robot xếp dỡ hàng: 22

2.10 Lựa chọn hệ thống điều khiển 23

2.11 Khái niệm về xử lý ảnh 24

2.11.1 Xử lý ảnh là gì? 24

Chương 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ 25

Trang 10

VIII

3.1 Yêu cầu hệ thống 25

3.2 Thiết kế cơ khí 25

3.2.1 Yêu cầu cơ khí 25

3.2.2 Bản vẽ cơ khí 25

3.3 Lựa chọn thiết bị cho cơ cấu vận chuyển 27

3.3.1 Động cơ bước (Step motor) 27

3.3.2 Công tắc hành trình 30

3.3.3 Cảm biến tiệm hồng ngoại 31

3.3.4 Cảm biến từ xilanh 31

3.4 Thiết kế điện 32

3.4.1 Sơ đồ khối 32

3.5 Bản vẽ điện 33

3.5.1 Sơ đồ khối nguồn 33

3.5.2 Sơ đồ cấp nguồn Driver 34

3.5.3.Sơ đồ mạch điều khiển Step 34

3.5.4 Sơ đồ ngõ vào Digital 35

3.5.5 Sơ đồ ngõ ra Digital 35

3.6 Lựa chọn thiết bị cho hệ thống điều khiển 36

3.6.1 Bộ điều khiển 36

3.6.2 Driver TB6600 36

3.6.3 Van khí nén 37

3.6.4 Các thiết bị hỗ trợ khác 38

3.6.4.1 Bộ nguồn 24V - 10A 38

3.6.4.2 Nút dừng khẩn cấp 38

3.6.4.3 Nút Start/khởi động 39

3.6.4.4.Nút Stop/dừng 40

3.6.5 Rơ-le trung gian 41

3.6.6 MCB 42

3.6.7 Camera 42

3.6.8 Van tiết lưu 43

Trang 11

IX

3.6.9 Xylanh khí nén 44

3.7 Thiết kế lưu đồ điều khiển 45

3.7.1 Lưu đồ nhập hàng 45

3.7.2 Lưu đồ xuất hàng thủ công 46

3.7.3 Lưu đồ xuất hàng tự động 47

3.8 Lựa chọn cách xử lý ảnh 48

3.8.1 Xử lý ảnh đọc mã QR 48

3.8.2 Ngôn ngữ lập trình xử lý ảnh Python 48

Chương 4 THI CÔNG HỆ THỐNG 49

4.1 Thi công phần cứng 49

4.1 Thi công cơ khí 49

4.2 Thiết kế phần mềm 51

4.2.1 Xử lý ảnh 51

4.2.2 Đối tượng lưu kho, quy cách 52

4.2.3 Lựa chọn phương thức sắp xếp lưu kho 53

4.2.3.1 Sắp xếp theo loại sản phẩm 53

4.2.3.2 Sắp xếp ngẫu nhiên 54

4.2.3.3 Chia ô kệ thành mỗi khu vực để lưu trữ 55

4.2.4 Giao diện dễ quản lí 56

4.2.5 Tính năng xuất các lô hàng theo độ ưu tiên xuất 57

4.2.6 Tính năng xuất các hàng tự động 57

4.2.7 Kết hợp cơ sở dữ liệu SQL và Websever lưu trữ, tra cứu và quản lý thông tin kho hàng 57

4.2.8 Dùng websever để quản lý linh hoạt 59

4.2.8.1 Trang Home 59

4.2.8.2 Trang dữ liệu kho hàng 59

4.2.8.3 Trang dữ liệu của mặt hàng Pepsi 60

4.2.8.4 Trang dữ liệu của mặt hàng Coca 61

4.2.8.5 Trang dữ liệu của mặt hàng 7Up 62

Trang 12

X

4.2.8.6 Trang tìm kiếm 63

Chương 5 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 64

5.1 Kết quả đạt được 64

5.1.1 Mô hình 64

5.1.2 Kết quả xử lý ảnh 64

5.1.3 Kết quả về HMI 65

5.1.4 Kết quả giao diện webserver 67

5.2 Phân tích kết quả đạt được 69

Chương 6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 74

6.1 Kết luận 74

6.2 Hướng phát triển 75

TÀI LIỆU THAM KHẢO 76

Trang 13

XI

DANH MỤC VIẾT TẮT

1 HMI - Human Machine Interface

2 PLC – Programmable logic Unit

3 SQL - Structured Query Language

4 MCB - Miniature Circuit Breaker

5 ODBC – Open Database Connectivity

6 FIFO - First In First Out

7 SSIS - SQL Server Integration Services

8 QR – Quick response

9 RFID - Radio Frequency Identification

10 WMS - Warehouse Management System

11 SSAS – SQL Analysis Services

12 SSRS – SQL Server Reporting

Trang 14

XII

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Hình 2.1 Động cơ bước 6

Hình 2.2 Cấu tạo của động cơ bước 6

Hình 2.3 Các pha của động cơ bước 9

Hình 2.4 Điều khiển dạng sóng (Wave Drive) 9

Hình 2.5 Điều khiển đủ bước (Full Step Drive) 9

Hình 2.6 Điều khiển chạy bước nhỏ (Micro Stepping Drive) 10

Hình 2.7 Van điện từ khí nén 11

Hình 2.8 Kí hiệu xilanh tác dụng đơn 12

Hình 2.9 Cấu tạo của Xi-lanh tác dụng hai chiều 13

Hình 2.10 Phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio 14

Hình 2.11 Giao diện phần mềm ODBC Data Sources 15

Hình 2.12 Single và Double Mast Stacker Crane 17

Hình 2.13 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane 17

Hình 2.14 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại C 18

Hình 2.15 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại D 18

Hình 2.16 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại thang máy 19

Hình 2.17 Hệ thống kho hàng sử dụng băng tải 19

Hình 2.18 Kho hàng sử dụng các thiết bị tương đối 20

Hình 2.19 Cánh tay robot đang xử lý hàng hóa 20

Hình 2.20 Single mast stracker crane 21

Hình 2.21 Cấu trúc của robot xếp dỡ hàng 22

Hình 2.22 .PLC Siemen S7-1200 23

Hình 2.23 PLC Mitsubishi FX 5U 23

Hình 2.24 Quá trình xử lý ảnh 24

Hình 2.25 Các bước cơ bản trong một hệ thống xử lý ảnh 24

Trang 15

XIII

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Hình 3.1 Mô hình sản phẩm 26

Hình 3.2 Mô hình kho hảng 26

Hình 3.3 Mô hình cơ cấu lấy hàng 27

Hình 3.4 Mô hình cơ cấu 2 trục ngang dọc 27

Hình 3.5 Kích cỡ của Step size 42 29

Hình 3.6 Step Size 42 29

Hình 3.7 Kích thước của KW12-N 30

Hình 3.8 Công tắc KW12-N thực tế 30

Hình 3.9 Cảm biến hồng ngoại E3F-DS30P1 31

Hình 3.10 Sơ đồ khối 32

Hình 3.11 Sơ đồ khối nguồn 33

Hình 3.12 Sơ đồ cấp nguồn Driver 34

Hình 3.13 Sơ đồ mạch điều khiển Step 34

Hình 3.14 Sơ đồ ngõ vào Digital 35

Hình 3.15 Sơ đồ ngõ ra Digital 35

Hình 3.16 S7-1200 1214 DC/DC/DC 36

Hình 3.17 Driver TB6600 thực tế 37

Hình 3.18 Van khí nén 37

Hình 3.19 Nguồn 24V - 10A 38

Hình 3.20 Nút dừng khẩn cấp 39

Hình 3.21 Nút khởi động 39

Hình 3.22 Nút dừng hoạt động 40

Hình 3.23 Relay MY2N Omron 24VDC 41

Hình 3.24 MCB BH - D6 2P 16A 42

Hình 3.25 Webcam Logitech C310 (HD) 42

Hình 3.26 Van tiết lưu 43

Hình 3.27 XyLanh SMC CDJ2D16-60-B 44

Hình 3.28 Lưu đồ nhập hàng 45

Hình 3.29 Lưu đồ xuất hàng thủ công 46

Hình 3.30 Lưu đồ xuất tự động 47

Hình 3.31 Mã QR 48

Trang 16

XIV

Chương 4: Thi công hệ thống

Hình 4.1 Mô hình kho hàng 49

Hình 4.2 Tủ điện 50

Hình 4.3 Bên trong tủ điện 50

Hình 4.4 Mô hình hộp hàng 51

Hình 4.5 Nhận dạng mã QR COCA 51

Hình 4.6 Nhận dạng mã QR 7UP 52

Hình 4.7 Nhận dạng mã QR PEPSI 52

Hình 4.8 Các sản phẩm lưu kho 52

Hình 4.9 Quy cách lưu kho 53

Hình 4.10 Kho hàng thực tế 53

Hình 4.11 Lưu kho theo loại sản phẩm 54

Hình 4.12 Lưu kho ngẫu nhiên 55

Hình 4.13 Lưu kho theo khu vực 56

Hình 4.14 Giao diện điều khiển giám sát 56

Hình 4 15 Bảng lưu trạng thái của kho hàng 58

Hình 4.16 Bảng quá trình hoạt động của kho hàng 58

Hình 4.17 Trang Home 59

Hình 4.18 Trang dữ liệu kho hàng 60

Hình 4.19 Trang dữ liệu nhập hàng Pepsi 60

Hình 4.20 Trang dữ liệu xuất hàng Pepsi 61

Hình 4.21 Trang dữ liệu Coca nhập 61

Hình 4.22 Trang dữ liệu Coca xuất 62

Hình 4.23 Trang dữ liệu 7Up 62

Hình 4.24 Trang dữ liệu 7UP xuất 63

Hình 4.25 Trang tìm kiếm 63

Trang 17

XV

DANH MỤC BẢNG

Chương 3:Tính toán và thiết kế

Bảng 3.1.Thông số kỹ thuật của Step size 42 29

Bảng 3.2 Thông số kỹ thuật cảm biến hồng ngoại E3F-DS30P1 31

Bảng 3.3 Thông số kỹ thuật cảm biến từ xilanh AIRTAC CS1-U 32

Bảng 3.4 Thông số cơ bản của PLC 36

Bảng 3.5 Thông số cơ bản của TB660 37

Bảng 3.6 Thông số cơ bản van khí nén 38

Bảng 3.7 Thông số cơ bản bộ nguồn 24V - 5A 38

Bảng 3.8 Thông số cơ bản của nút dừng khẩn cấp 39

Bảng 3.9 Thông số cơ bản của nút khởi động 40

Bảng 3 10 Thông số cơ bản của nút dừng hoạt động 40

Bảng 3 11 Thông số cơ bản của Rơ-le 41

Bảng 3.12 Thông số cơ bản của BH - D6 2P 16A 42

Bảng 3.13 Thông số cơ bản của Webcam Logitech C310 (HD) 43

Bảng 3.14 Thông số kỹ thuật xylanh SMC CDJ2D16-60-B 44

Chương 5: Kết quả đạt được Bảng 5.1 Bảng vận tốc di chuyển trung bình của cơ cấu chấp hành có thời gian ổn định 1s 70

Bảng 5.2 Bảng vận tốc di chuyển trung bình của cơ cấu chấp hành có thời gian ổn định 2s 71

Bảng 5.3 Bảng vận tốc di chuyển trung bình của cơ cấu chấp hành có thời gian ổn định 4s 72

Bảng 5.4 Bảng thời gian nhập của kho hàng 73

Bảng 5.5 Bảng thời gian xuất của kho hàng 73

Trang 18

và chỉ chiếm khoảng 20% doanh thu toàn thị trường Nhiều tên tuổi lớn là các công ty xuyên quốc gia cung cấp dịch vụ logistics tại thị trường VN phải kể đến như Maersk Line, DHL, Kuehne + Nagel … Cũng theo thống kê của Hiệp hội Hiệp hội doanh nghiệp dịch

vụ Logistics Việt Nam (VLA), tốc độ phát triển của ngành logistics tại Việt Nam những năm gần đây đạt khoảng 14%-16%, với quy mô khoảng 40-42 tỷ USD/năm Thị trường logisitcs tại Việt Nam được đánh giá cao, đứng thứ 64/160 nước về mức độ phát triển logistics và đứng thứ 4 trong ASEAN sau Singapore, Malaysia, Thái Điều này cho thấy, tiềm năng của logistics của Việt Nam là rất lớn, tuy nhiên cạnh tranh cũng khốc liệt không kém Nếu nhìn vào bức tranh chung của ngành Logistics Việt Nam thì các doanh nghiệp nước ngoài đang ở thế trên Năng lực của các doanh nghiệp cung cấp dịch vụ logistics thể hiện ở năng lực quy trình, quản trị, nhân lực và công nghệ, và những khó khăn thách thức của các doanh nghiệp cũng sẽ đến từ những yếu tố nội tại này Vấn đề lớn nhất ở đây là làm sao phát triển công nghệ Nếu công nghê phát triển thì có thể giảm chi phí cho doanh nghiệp Do đó, hệ thống kho hàng tự động ra đời giúp doanh nghiệp giảm chi phí nhân công, diện tích kho bãi, quản lý kho một cách dễ dàng

Một hệ thống sản xuất tự động đòi hỏi sự thay đổi trong nhiều mặt của một hệ thống sản xuất Hệ thống kho hàng do đó cần phải được nâng cấp và thay đổi để đáp ứng nhu cầu của hệ thống Hệ thống mới đòi hỏi ở kho hàng những nhu cầu trên nhiều mặt như: tiết kiệm thời gian, chi phí vận chuyển, giảm sức lao động, tối ưu hóa việc lưu trữ Do hệ thống kho hàng cũ kĩ không thể đáp ứng được những nhu cầu trên nên hệ thống kho hàng tự động

đã ra đời Với việc ứng dụng công nghệ cao trong việc cất giữ hàng hóa, việc quản lý kho

Trang 19

Nhập/ xuất tồn kho theo lô, hạn dùng là phương pháp quản lý hàng tồn kho được sử dụng phổ biến nhất hiện nay để đưa ra các kế hoạch kinh doanh phù hợp

1.2 Mục tiêu đề tài

Thiết kế hệ thống kho hàng tự động với mô hình nhỏ theo yêu cầu hệ thống đặt ra ban đầu Nhận diện hàng hóa bằng mã sản phẩm tự tạo Điều khiển và giám sát qua màn hình HMI Tốc độ xuất /nhập kho hàng ổn định

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Dựa vào những hệ thống lưu kho tự động có sẵn trên thị trường, nhóm thực hiện nghiên cứu và cải tiến tự động và thông minh cho kho Từ đó tiết kiệm được nhiều chi phí

giúp dễ dàng kiểm soát

Trang 20

3

1.5 Nội dung của đề tài

Phần còn lại của đề tài có nội dung như sau:

Chương 2 Cơ Sở Lý Thuyết

Giới thiệu tổng quan về các hệ thống kho hàng tự động, driver và động cơ bước, ngôn ngữ lập trình và lý thuyết xử lý ảnh

Chương 3 Tính toán và thiết kế

Thiết kế, lựa chọn các thiết bị cơ và điện, thiết kế sơ đồ khối hệ thống và thi công mô hình

Chương 4 Thi công hệ thống

Mô tả hoạt động của hệ thống và giải thuật điều khiển, thiết kế giao diện điều khiển

và giám sát

Chương 5: Kết quả đạt được

Kết quả đạt được sau khi hoàn thành đồ án Phân tích kết quả của đồ án

Chương 6 Kết Luận Và Hướng Phát Triển

Đánh giá kết quả thực hiện và đề xuất phương hướng phát triển trong tương lai

Trang 21

2.1 Tình hình chung

Sự phát triển mạnh mẽ của thương mai điện tử đã buộc các doanh nghiệp bán lẻ phải tái cấu trúc chuỗi cung ứng của mình Các cửa hàng bán lẻ vật lý phải dần thay đổi và thích ứng với sự thay đổi từ nhu cầu ngày một tăng trong mua sắm trực tuyến của người tiêu dùng Các doanh nghiệp bán lẻ đang phải cân nhắc lại những loại hình phân phối đa kênh sao cho phù hợp với đối tượng khách hàng Khi các đơn hàng trực tuyến nhỏ lẻ ngày một gia tăng, các doanh nghiệp cần có sự phân tích tính toán trong việc vận chuyển hàng hoá, thu mua nguồn cung hợp lý, tối ưu trong việc dự trữ hàng hoá và phân phối thành phẩm tới tay đại lý, khách hàng Bên cạnh sự phát triển mạnh mẽ của thương mại điện tử, thiếu hụt nguồn nhân lực cũng là một thành tố quan trọng thúc đẩy ứng dụng giải pháp tự động hoá trong vận hành tại các mảng logistics Nguồn cung lao động của ngành logistics mới chỉ đáp ứng 40% nhu cầu các doanh nghiệp Bằng cách tự động hoá, doanh nghiệp đảm bảo hoạt động tại các khâu là tối ưu, trơn tru, đảm bảo hiệu suất tốt nhất có thể Thành tố quan trọng cuối cùng phải kể đến đó là sự phát triển tiên tiến của công nghệ Công nghệ cải tiến cho phép các doanh nghiệp xây dựng các giải pháp phần mềm, công cụ, hệ thống, rô bốt thông minh hỗ trợ hoạt động, giảm thiểu công sức thủ công của con người, làm việc hiệu quả hơn, tối ưu hơn trong quản lý, giám sát cũng như cách thức thực hiện công việc Các giải pháp tự động hoá sẽ ngày càng được nghiên cứu rộng rãi và cải tiến hơn để đưa vào ứng dụng trong thực tế

Hệ thống quản lý kho bãi (WMS), barcode, RFID kết hợp pallet và robot thông minh tạo thành một kho hàng tự động WMS giúp theo dõi các thông tin hàng trong toàn bộ các quy trình nhập, xuất, di chuyển hàng từ nguồn cung cho tới thành phẩm một cách tối ưu

Trang 22

5

nhất Kho hàng tự động cho phép các yêu cầu xuất, nhập, lưu trữ hàng được ghi lại trong

hệ thống và thực hiện các yêu cầu mà không cần thông qua bất cứ người thủ kho nào Robot

tự động cũng đặc biệt hỗ trợ người lao động trong việc nâng hàng nặng và di động hàng hoá tới mọi điểm trong kho hàng một cách chính xác

2.2 Động Cơ Bước

2.2.1 Động cơ bước là gì?

Động cơ bước là một loại động cơ điện có nguyên lý và ứng dụng khác biệt với đa số các động cơ điện thông thường Chúng thực chất là một động cơ đồng bộ dùng để biến đổi các tín hiệu điều khiển dưới dạng các xung điện rời rạc kế tiếp nhau thành các chuyển động góc quay hoặc các chuyển động của rôto có khả năng cố định rôto vào các vị trí cần thiết

α =

360

𝑛𝑆 (2.1)

Trong đó:

Alpha [˚/pulse] Góc bước động cơ

𝑛

𝑠 Số cực từ của động cơ bước, nó là số nguyên

Trục của động cơ quay qua một góc cố định cho mỗi xung rời rạc Khi một chuỗi xung được áp dụng, nó sẽ được chuyển qua một góc nhất định dược gọi là góc quay của trục động cơ Thường được biệu thị bằng độ

A

m

= n

p

(2.2)

Trong đó:

𝐴𝑚 [˚] Góc quay của trục động cơ

Alpha [˚/pulse] Góc bước

Trang 23

6

Hình 2.1 Động cơ bước

Nếu góc bước càng nhỏ thì số bước trên mỗi vòng quay càng lớn và độ chính xác của

vị trí thu được càng lớn Các góc bước có thể lớn tới 90 độ và nhỏ đến 0,72 độ, tuy nhiên, các góc bước thường được sử dụng là 1,8 độ, 2,5 độ, 7,5 độ và 15 độ

2.2.2 Cấu tạo của động cơ bước

Cấu tạo động cơ bước khá giống với động cơ DC Nó cũng có một nam châm vĩnh cửu là rotor Rotor sẽ ở trung tâm và sẽ quay khi lực tác dụng lên nó Rôto này được bao quanh bởi một số stato được quấn bởi cuộn từ tính trên nó Stator sẽ được đặt càng gần càng tốt với rôto để từ trường trong các stator có thể ảnh hưởng đến chuyển động của Rotor

Để điều khiển động cơ bước, mỗi Stator sẽ được cấp nguồn lần lượt Trong trường hợp này, stato sẽ từ hóa và hoạt động như một cực điện từ tác dụng lực đẩy lên rôto và đẩy nó

di chuyển một bước Thay thế từ hóa và khử từ của các stator sẽ di chuyển Rotor từng bước

và cho phép nó xoay với sự kiểm soát tuyệt vời

Hình 2.2 Cấu tạo của động cơ bước

Trang 24

7

2.2.3 Phân loại động cơ bước

Phân loại động cơ bước theo số pha:

- Loại 1: Động cơ bước 2 pha là loại động cơ bước 4 dây, động cơ bước 6 dây hoặc động cơ bước 8 dây

- Loại 2: Động cơ bước 3 pha là loại động cơ bước 3 dây hoặc động cơ bước 4 dây

- Loại 3: Động cơ bước 5 pha là loại động cơ bước có 5 dây

Phân loại theo cực của động cơ bước:

- Động cơ đơn cực dòng điện trong một động cơ đơn cực luôn chạy qua cuộn dây theo cùng một hướng Điều này cho phép sử dụng mạch điều khiển đơn giản, nó tạo ra mô-men xoắn ít hơn động cơ lưỡng cực

- Động cơ lưỡng cực: dòng điện trong một động cơ lưỡng cực có thể chạy qua cuộn dây theo một trong hai hướng Trong khi điều này đòi hỏi một mạch điều khiển phức tạp hơn động cơ đơn cực, nó tạo ra nhiều mô-men xoắn hơn

Phân loại động cơ bước theo Rotor:

- Động cơ bước nam châm vĩnh cửu (Permanent magnet stepper): Động cơ nam châm vĩnh cửu sử dụng một nam châm vĩnh cửu (PM) trong rotor và hoạt động dựa trên lực hút hoặc lực đẩy giữa rotor PM và nam châm điện stator

- Động cơ bước biến đổi điện trở (Variable Reluctance Stepper Motor): Động cơ bước biến đổi điện trở (VR) có một rotor sắt trơn và hoạt động dựa trên nguyên tắc miễn cưỡng tối thiểu xảy ra với khe hở tối thiểu, do đó các điểm rotor bị hút về phía cực nam châm của stator

- Động cơ bước đồng bộ lai (Hybrid Synchronous Stepper Motor): Động cơ bước lai (HB) được đặt tên bởi vì chúng sử dụng kết hợp các kỹ thuật nam châm vĩnh cửu (PM) và biến đổi điện trở (VR) để đạt được công suất tối đa trong kích thước nhỏ gọn

Ưu, nhược điểm của động cơ bước

Ưu điểm:

- Do cấu trúc bên trong của chúng, động cơ bước không cần cảm biến để phát hiện vị trí động cơ Khi động cơ di chuyển bằng cách thực hiện các bước cách đơn giản là đếm các bước này, bạn có thể có được vị trí động cơ tại một thời điểm nhất định

Trang 25

8

- Ngoài ra, điều khiển động cơ bước là khá đơn giản Động cơ không cần bộ trình

điều khiển, không cần tính toán phức tạp hoặc điều chỉnh để hoạt động đúng Nhìn chung

cách điều khiển động cơ bước dễ dàng so với các động cơ khác Với microstepping, bạn

có thể đạt độ chính xác vị trí cao, lên tới khoảng 0,007°

- Động cơ bước cung cấp mô-men xoắn tốt ở tốc độ thấp, rất tốt cho việc giữ vị trí,

và cũng có tuổi thọ dài

Nhược điểm:

- Động cơ bước có thể gặp vấn đề lỡ bước khi mô-men xoắn tải quá cao Điều này tác

động tiêu cực đến việc kiểm soát, vì không có cách nào để biết vị trí thực sự của động cơ

Sử dụng microstepping làm cho động cơ bước thậm chí có nhiều khả năng gặp vấn đề này

- Những động cơ này luôn tiêu hao dòng điện tối đa ngay cả khi không hoạt động,

điều này làm cho hiệu suất kém hơn và có thể gây ra quá nhiệt

- Động cơ bước có mô-men xoắn thấp và trở nên khá ồn ở tốc độ cao

- Cuối cùng động cơ bước có mật độ công suất thấp và tỷ lệ mô-men xoắn-quán tính

thấp

Tóm lại, động cơ bước chỉ phù hợp khi bạn cần một giải pháp tiết kiệm chi phí, dễ

điều khiển và không sử dụng với các ứng dụng cần mô-men xoắn ở tốc độ cao

2.2.4 Ứng dụng động cơ bước

- Máy công nghiệp: Động cơ bước được sử dụng trong máy đo ô tô và máy công cụ

thiết bị sản xuất tự động, máy CNC

- Bảo mật: Sản phẩm giám sát mới cho ngành an ninh

- Y tế: Động cơ bước được sử dụng bên trong máy quét y tế, máy lấy mẫu và cũng

được tìm thấy bên trong chụp ảnh nha khoa kỹ thuật số, bơm chất lỏng, mặt nạ phòng độc

và máy phân tích máu

- Điện tử tiêu dùng: Động cơ bước trong máy ảnh cho chức năng lấy nét và thu phóng

camera kỹ thuật số tự động, máy in 3D

2.2.5 Phương pháp điều khiển động cơ bước

Phương pháp điều khiển động cơ sẽ có 3 dạng điều khiển Điều khiển dạng sóng, điều

khiển đủ bước, điều khiển chạy bước nhỏ

Trang 26

9

Hình 2.3 Các pha của động cơ bước

Điều khiển dạng sóng (Wave Drive):

Hình 2.4 Điều khiển dạng sóng (Wave Drive)

Đây là cách cơ bản nhất để điều khiển một động cơ bước và nó không được sử dụng nhiều nhưng vẫn đáng để hiểu về việc điều khiển động cơ bước Trong phương pháp này, mỗi pha hoặc stato cạnh nhau sẽ được kích hoạt lần lượt bằng cách sử dụng một mạch đặc biệt Điều này từ hóa và khử từ hóa stato dẫn đến chuyển động của rôto một bước

Điều khiển đủ bước (Full Step Drive):

Hình 2.5. Điều khiển đủ bước (Full Step Drive)

Trang 27

10

Trong phương pháp này thay vì kích hoạt các stator một lần, hai stator được kích hoạt với một khoảng thời gian ngắn giữa chúng Trong chế độ này, bất kỳ hai stator sẽ được kích hoạt Điều này có nghĩa là stator thứ nhất bật ON và stator thứ hai sẽ ON sau một khoảng thời gian ngắn trong khi stator thứ nhất vẫn ON Phương pháp này dẫn đến mô-men xoắn cao và cho phép điều khiển động cơ tải cao

Điều khiển chạy bước nhỏ (Micro Stepping Drive):

Hình 2.6 Điều khiển chạy bước nhỏ (Micro Stepping Drive)

Đây là phương pháp điều khiển được sử dụng phổ biến nhất vì tính chính xác của nó Mạch điều khiển cung cấp dòng bước biến đổi cho cuộn dây stato ở dạng sóng hình sin Những bước nhỏ xíu này hiện nay giúp tăng cường độ chính xác của từng bước một Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì nó cung cấp độ chính xác cao và giảm tiếng ồn hoạt động ở mức độ lớn

Thực chất, Xi-lanh máy nén khí là một thiết bị cơ học tạo ra lực, được cung cấp bởi khí nén, là một trong những phụ kiện khí nén trong hệ thống khí nén Nguyên lý Xi-lanh khí nén không quá phức tạp, chúng sử dụng dòng khí nén, làm cho ván đóng hoặc mở khi

Trang 28

11

giải phóng hoặc nén Do nhu cầu về sản phẩm này ngày càng tăng cao là điều kiện thúc đẩy các hãng sản xuất nghiên cứu và chế tạo Nhờ đó mà ngày càng đa dạng các loại Xi-lanh với kiểu dáng, chất liệu, kiểu tác động, kích thước khác nhau ra đời Tuy nhiên, cách phân loại phổ biến nhất là gồm 2 loại: Xi-lanh khí nén 1 chiều và Xi-lanh khí nén 2 chiều

2.4 Van điện từ

Van điện từ khí nén hay còn gọi là van đảo chiều là loại van dùng để đóng hoặc mở đường dẫn khí nén và có thể điều chỉnh hướng của khí nén Thông qua đó mà thay đổi được hướng của cơ cấu chấp hành

Hình 2.7 Van điện từ khí nén

Van khí nén điện từ hay còn gọi là van đảo chiều khí nén là thành phần quan trọng và cần thiết cho hệ thống khí với chức năng điều khiển hướng, điều khiển dòng chảy van khí cho chảy tự do theo 1 hướng nhất định và hạn chế việc chảy ngược lại

Tùy theo cấu tạo mục đích vận hành riêng van khí được chia chia thành nhiều loại: 2/2, 3/2, 4/2, 5/2, 5/3

Nguyên lý hoạt động của Xi-lanh khí nén

Xi-lanh tác động đơn sử dụng một cổng không khí để cho phép khí nén đi vào Xilanh

để di chuyển pít-tông đến vị trí mong muốn (đẩy ra) Áp lực tác động vào xilanh đơn chỉ một phía, phía ngược lại là do lò xo hay ngoại lực tác động Lực tác động lên pit tông được tính theo công thức:

Trang 29

12

Fz

= A.p

e

-

FR - FF (2.3) Trong đó:

F𝑧 [daN] Lực tác động lên pit tông

𝐴 =𝐷2𝜋

4 Diện tích pit tông

D [cm] Đường kính pit tông

𝑝𝑒 [bar] Áp suất khí nén trong xilanh

𝐹𝑅 Lực ma sát, phụ thuộc vào chất lượng bề mặt pit tông và

Xi-lanh vận tốc chuyển động pit tông, loại vòng đệm Trong trang thái vận hành bình thường, lực ma sát 𝐹𝑅 ≈ 0.15 𝐴 𝑝

Hình 2.8 Kí hiệu xilanh tác dụng đơn

a Chiều tác động ngược lại do ngoại lực tác động

b Chiều tác động ngược lại do lực lò xo tác động

Xi-lanh tác động kép là Xi-lanh có hai cổng không khí ở hai đầu Xi-lanh Xi-lanh đẩy

ra khi cấp khí vào cổng đuôi của Xi-lanh (cổng đầu không cấp và xả ra môi trường thông qua van khí điều khiển) Xi-lanh đi về khi cấp khí vào cổng đầu Xi-lanh (cổng đuôi không cấp và xả ra môi trường thông qua van khí điều khiển) Khi tính toán lực với Xi-lanh kép cần chú ý đến chiều chuyển động của pit tông

- Lực tác động khi pit tông đi ra:

FA = A1.𝑝𝑒2 𝜂 (2.4)

FA [daN] Lực tác động pit tông đi ra

Trang 30

13

A1 [cm2 ] Diện tích mặt đáy pit tông 𝐴 = 𝐷2𝜋

4

D [cm ] Đường kính mặt đáy pit tông

𝑝𝑒2 [ bar] Áp suất khí nén Xi lanh

𝜂 [-] Hiệu suất xilanh, thông thường 𝜂 = 0.8

- Lực tác động khi pit tông đi vào :

FE = A2.𝑝𝑒2 𝜂 (2.5)

FE [daN] Lực tác động pit tông đi ra

A2 [cm2 ] Diện tích mặt đáy pit tông 𝐴 = (𝐷2−𝑑2)𝜋

4

D [cm ] Đường kính mặt đáy pit tông

d [cm] Đường kính cần pit tông

𝑝𝑒2 [ bar] Áp suất khí nén Xi lanh

𝜂 [-] Hiệu suất xilanh, thông thường 𝜂 = 0.8

Hình 2.9 Cấu tạo của Xi-lanh tác dụng hai chiều

Trang 31

14

quyền truy xuất dữ liệu từ đa ứng dụng phần mềm Nó có thể chạy trên cùng một máy tính hoặc trên một máy tính khác trên mạng (bao gồm cả Internet)

Hình 2.10 Phần mềm Microsoft SQL Server Management Studio

Ưu điểm khi sử dụng Microsoft SQL Server Management Studio:

- Giúp người sử dụng có thể duy trì việc lưu trữ bền vững

- Cho phép bạn tạo ra nhiều cơ sở dữ liệu hơn - Có khả năng phân tích dữ liệu bằng SSAS

- Nó có khả năng bảo mật cao

- Việc tạo ra được các báo cáo bằng SSRS

- SQL Server Reporting Services sẽ được dễ dàng hơn

- Các quá trình sẽ được thực hiện bằng SSIS - SQL Server Integration Services

Kết nối ODBC ODBC (viết tắt của Open Database Connectivity)

- Kết nối cơ sở dữ liệu mở) cung cấp một phương pháp API phần mềm chuẩn cho việc sử dụng các hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) Mục đích của các nhà thiết kế ODBC

là làm cho công việc trên độc lập với các ngôn ngữ lập trình, các hệ cơ sở dữ liệu, và hệ điều hành Mục đích của ODBC là cung cấp cho các trình ứng dụng khả năng truy xuất dữ liệu bất kì mà không phải quan tâm đến việc hiện tại dữ liệu đang được quản lý bởi hệ quản trị cơ sở dữ liệu nào ODBC làm được việc này bằng cách chèn một lớp trung gian vào giữa trình ứng dụng và hệ quản trị cơ sở dữ liệu Lớp trung gian đó được gọi là một Database Driver (trình điều vận cơ sở dữ liệu)

Trang 32

15

- Mục đích của lớp trung gian này là chuyển đổi những câu truy vấn của trình ứng dụng thành những lệnh mà hệ quản trị cơ sở dữ liệu hiểu Để làm được việc này thì cả hai trình ứng dụng và hệ quản trị cơ sở dữ liệu phải hiểu biết ODBC, tức là trình ứng dụng phải có khả năng tạo ra những lệnh ODBC và hệ quản trị cơ sở dữ liệu phải có khả năng đáp lại những lệnh đó

Hình 2.11 Giao diện phần mềm ODBC Data Sources

2.6 Visual Studio và lập trình ASP.NET

2.5.1 Visual Studio

Visual studio là một trong những công cụ hỗ trợ lập trình website rất nổi tiếng nhất hiện nay của Mcrosoft và chưa có một phần mềm nào có thể thay thế được nó Visual Studio có những ưu điểm nổi trội sau:

- Giúp hỗ trợ lập trình trên nhiều ngôn ngữ như: C#, C/C++, HTML, Visual Basic, JavaScript, CSS

- Hỗ trợ việc Debug thuận lợi như hỗ trợ debug từng câu lệnh, Break Point, xem giá trị của biến trong quá trình chạy

- Có giao diện dễ sử dụng đối với những người mới biết lập trình

- Phần mềm Visual Studio hỗ trợ phát triển các ứng dụng: Windows Form, desktop MFC, Windows 10, ứng dụng mobile Windows Phone 8/8.1…

Trang 33

16

- Có các công cụ kéo thả chuyên nghiệp

- Được nhiều lập trình viên trên thế giới tin tưởng sử dụng

2.5.2 ASP.NET

ASP.NET được xem là một nền tảng chuyên được sử dụng để phát triển web Nền tảng này được Microsoft phát hành và cung cấp vào năm 2002 và nó có thể tạo ra các ứng dụng web-based ASP.NET được hình thành nhờ những thành phần chủ yếu sau:

- Ngôn ngữ: Ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến là: VB.net và C #

- Thư viện: NET Framework thường có các lớp thư viện chuẩn nên chúng được sử dụng phổ biến cho các ứng dụng web bên trong NET là Web Library Ngoài ra, Web Library còn bao gồm những thành phần cần thiết để sử dụng cho việc phát triển mọi ứng dụng web-based

- Thời gian cần để thực hiện chạy ngôn ngữ lập trình CLR: Là một trong những cơ sở

hạ tầng của hầu hết các loại ngôn ngữ lập trình thuộc dạng phổ thông và có cả nền tảng CLI được dùng cho quá trình thực hiện chạy quảng cáo chương trình NET Thông thường, CLR chỉ thực hiện những thao tác nghiệp vụ chính để tiến hành xử lý một số trường hợp

cá biệt cũng như thu gom rác

Trang 34

17

- Chế độ địa chỉ tự động: Địa chỉ đo laser, địa chỉ cán, địa chỉ mã vạch

- Chế độ liên lạc: giao tiếp hồng ngoại và giao tiếp không dây

2.7.2 Cần cẩu

2.7.2.1 Ưu điểm của cầu trục

- Cấu trúc đơn hoặc kép giúp hoạt động ổn định và đáng tin cậy

- Tất cả các linh kiện điện chính được nhập khẩu, chất lượng cao

- Điều khiển bằng tay, điều khiển bán tự động và điều khiển hoàn toàn tự động

- Có thể được trang bị các loại thiết bị hậu cần khác nhau

Stacker Crane bao gồm cột đơn, cột kép, đa cột và các mô hình khác

Hình 2.12 Single và Double Mast Stacker Crane

Các loại cần cẩu xếp chồng tuyến tính được sử dụng rộng rãi nhất trong hệ thống AS / RS và lý tưởng nhất cho kho hiệu quả lưu trữ cao

Hình 2.13 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane

Trang 35

18

2.7.2.2 Cần cẩu loại C

Loại C được sử dụng trong các lối đi khác nhau có thể chuyển từ lối đi này sang lối

đi khác và nó có thể được sử dụng cho kho lưu trữ tần số thấp

Hình 2.14 Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại C

Trang 36

Hệ thống băng tải bao gồm máy băng tải, thiết bị nâng và chuyển, xe đưa đón, thiết

bị phát hiện, hệ thống giám sát máy tính, hệ thống điều khiển tự động

Hình 2.17 Hệ thống kho hàng sử dụng băng tải

2.7.5 Thiết bị tương đối

Thiết bị phát hiện kích thước và trọng lượng Thiết bị phát hiện được sử dụng để tải

dữ liệu hàng hóa bằng pallet (kích thước & trọng lượng) lên cơ sở dữ liệu

Trang 37

20

Hình 2.18 Kho hàng sử dụng các thiết bị tương đối

Palletizing & Depalletizing hệ thống robot, hệ thống xử lý

2.7.5.1 Ưu điểm

Nhập khẩu thương hiệu nổi tiếng

Khả năng tải tối đa 300-500kg

Có thể cập bến với hệ thống quản lý WMS, MES, AGV

Hình 2.19 Cánh tay robot đang xử lý hàng hóa

2.8 Ưu và nhược điểm của các hệ thống này

2.8.1 Ưu điểm

Trang 38

21

Hình 2.20 Single mast stracker crane

• Nâng cao khả năng lưu trữ của kho

• Nâng cao tốc độ vận hành của kho qua quá trình xuất nhập hàng hóa

• Giảm nhân công vận hành, đảm bảo các biện pháp an toàn khi sử dụng

• Khả năng ứng dụng linh hoạt

• Có khả năng cải tạo, nâng cấp những phiên bản cải tiến hơn

2.8.2 Nhược điểm

• Chi phí đầu tư ban đầu của các hệ thống này khá cao

• Người vận hành phải có một vốn kiến thức nhất định về kĩ thuật

Đối với hình thức sử dụng Automated Mobie Robot hoặc băng tải lưu trữ là những phương pháp không hoàn toàn tự động, vẫn cần sử dụng người hiện diện ở 1 số công đoạn sắp xếp, mức độ kén chọn hàng hóa cao do chỉ giới hạn ở một số loại mặt hàng nhất định Bên cạnh đó, việc sử dụng nhân lực vào công đoạn sắp xếp vẫn cần phải đảm bảo mức độ làm việc tối thiểu của con người là ánh sáng và nhiệt độ Mặt khác, một số loại hàng cũng đòi hỏi rất gắt gao không chỉ về ánh sáng, nhiệt độ mà còn về thanh trùng, bảo mật

Một hệ thống gồm nhiều tầng, nhiều lớp, với nhiều cơ cấu khiến việc tiếp cận, sửa chữa cũng như nâng cấp gặp nhiều khó khăn Bỏ ra khoản đầu tư lớn nhưng hiệu quả chưa tương xứng khiến cho nhiều nhà đầu tư không mặn mà

Trang 39

Chuyển động để trích xuất và cất trữ hộp được thực hiện bằng hệ thống trượt tới/lui/gấp/thả hàng, gắn trên cụm tay gấp bên trên robot

Robot được cấp điện bằng các thanh đồng hở mạch lắp dọc đường chạy, dòng điện được dẫn truyền thông qua các tiếp xúc trên thanh đồng và má tiếp điện

2.9.2 Sơ đồ minh họa cấu trúc của robot xếp dỡ hàng:

Giá đỡ

Hình 2.21 Cấu trúc của robot xếp dỡ hàng

Được thiết kế để lưu trữ các hộp theo chiều cao, giá đỡ hoàn toàn phù hợp với chuyển động của cần cẩu xếp dỡ hàng Thiết kế ngày cho phép sử dụng không gian hiệu quả hơn

và tăng sức chứa kho

Trang 40

23

2.10 Lựa chọn hệ thống điều khiển

Giải pháp được cho là tối ưu nhất để xây dựng mô hình kho tự động chính là sử dụng PLC, với bộ nhớ lớn, kèm khả năng mở rộng với các module chuyên biệt, khả năng chống nhiễu trong môi trường công nghiệp cực kỳ cao Điều này đẩy mạnh nhu cầu sử dụng, khiến các PLC càng được đầu tư cải thiện để tăng khả năng cạnh tranh với các hệ thống điều khiển khác hoặc giữa các dòng PLC với nhau Sự cạnh tranh, mặt khác góp phần hạ nhiệt giá thành của PLC, kèm theo đó là hỗ trợ giải thuật dễ hiểu, dễ thao tác Nếu để nâng cấp hoặc thay thế các PLC với nhau cũng đơn giản do ngôn ngữ lập trình được sử dụng tương tự nhau Dưới đây là một số dòng PLC được ứng dụng rộng rãi

Hình 2.22. PLC Siemen S7-1200

Hình 2.23 PLC Mitsubishi FX 5U

Ngày đăng: 25/05/2023, 12:20

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 2.13. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 2.13. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane (Trang 34)
Hình 2.14. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại C - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 2.14. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại C (Trang 35)
Hình 2.16. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại thang máy - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 2.16. Hệ thống kho hàng sử dụng Stacker Crane loại thang máy (Trang 36)
Hình 2.19. Cánh tay robot đang xử lý hàng hóa - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 2.19. Cánh tay robot đang xử lý hàng hóa (Trang 37)
Hình 3.1. Mô hình sản phẩm - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 3.1. Mô hình sản phẩm (Trang 43)
Hình 4.1. Mô hình  kho hàng - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.1. Mô hình kho hàng (Trang 66)
Hình 4.2. Tủ điện - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.2. Tủ điện (Trang 67)
Hình 4.3. Bên trong tủ điện - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.3. Bên trong tủ điện (Trang 67)
Hình 4.4. Mô hình hộp hàng - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.4. Mô hình hộp hàng (Trang 68)
Hình 4.11. Lưu kho theo loại sản phẩm - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.11. Lưu kho theo loại sản phẩm (Trang 71)
Hình 4.14. Giao diện điều khiển giám sát - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 4.14. Giao diện điều khiển giám sát (Trang 73)
Hình 5.4. Hệ thống khi xuất hàng báo lỗi ô được nhập đang trống - Điều khiển và giám sát hệ thống lưu kho tự động
Hình 5.4. Hệ thống khi xuất hàng báo lỗi ô được nhập đang trống (Trang 83)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w