THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TÁO THEO MÀU SẮC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC

SƯ PHẠM KỸ THUẬT VINH
VINH UNIVERSITY OF TECHNOLOGY EDUCATION

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Đề tài :

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TÁO THEO MÀU SẮC

Giảng viên hướng dẫn
Sinh viên thực hiện
MSSV
Lớp

: Bùi Thanh Hòa
: Dương Minh Cường
: 12051703220
: DHTDHCK12Z


1

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

2

GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1500
VÀ PHẦN MỀM TIA- PORTAL

3

TỔNG QUAN VỀ HỆ SCADA VÀ
PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC

4

THIẾT KẾ HỆ THỐNG
PHÂN LOẠI TÁO

NỘI
DUNG


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
 Tổng quan về hệ thống phân loại táo
Sau thu hoạch, trước khi đưa nông sản ra thị trường, cần phải trải qua nhiều
khâu phân loại để loại bỏ sản phẩm chưa đạt yêu cầu. Riêng với hệ thống phân
loại táo, táo sẽ được đưa vào hệ thống qua băng tải và đưa đến các khu phân
loại theo nhiều nguyên tắc như kích thước quả, khối lượng quả và màu sắc…
để chọn lọc những quả có chất lượng tốt nhất và phù hợp với nhu cầu sử dụng
của người tiêu dùng.


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
o Phân loại táo theo màu sắc
Khi táo được chọn lọc bằng màu sắc sẽ đảm bảo được chất lượng của táo
giúp cho việc bảo quản được dễ dàng hơn, tính toán được thời gian bảo quản

cho phù hợp. Cũng như bất kỳ nguyên tắc phân loại khác, việc phân loại theo
màu sắc không giúp ta chọn lọc được các quả đồng đều, đẹp mắt nhưng với
với việc chất lượng luôn là yêu tố hàng đầu nên việc phân loại theo màu sắc là
nguyên tắc quan trọng nhất trong phân loại táo.


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

-

Nguyên lý
Dùng cảm biến xác định màu sắc của táo.
Dùng xylanh đẩy táo đã xác định màu.
Dùng băng tải di chuyển táo đi qua cảm biến và xylanh .


CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1500 VÀ PHẦN MỀM TIA- PORTAL

 PLC là gì ?
Thiết bị điều khiển logic lập trình được, có cấu trúc theo kiểu modul
và có các modul mở rộng.
 Cấu trúc PLC

Một bộ vi xử lý có cởng giao tiếp
dùng cho việc ghép nối với PLC

Các Module ra
Các Module vào

Môt bô nhơ chương trinh
RAM bên trong


CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1500 VÀ PHẦN MỀM TIA- PORTAL

 PLC S7-1500 CPU 1516-3 PN/DP
* Ưu điểm
- Mơ hình nhỏ gọn, có khả năng mở rộng module, tất cả được bảo vệ dưới chuẩn IP20.
- Giải pháp hệ thống cho nhiều ứng dụng tự động hóa.
- Hiệu suất cao.
Mơ tả:
Model: PLC S7-1500
CPU 1516-3 PN/DP  
Mã hàng: 6ES75163AN00-0AB0
Hãng sản xuất: Siemens
Xuất xứ: Đức – DE
Nguồn nuôi: 24 VDC


CHƯƠNG 2
GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1500 VÀ PHẦN MỀM TIA- PORTAL

 Phần mềm TIA Portal
TIA Portal (The Totally Integrated Automation Portal) là
phần mềm cơ sở tích hợp tất cả các phần mềm lập trình cho các
hệ thống tự động hóa và truyền động điện. Phần mềm tích hợp các
sản phẩm SIMATIC khác nhau trong một phần mềm ứng dụng ví
dụ Simatic Step 7 V16 để lập trình các bộ điều khiển Simatic,

Simatic WinCC V16 để cấu hình các màn hình HMI và chạy
Scada trên máy tính, giúp tăng năng suất và hiệu quả làm việc.
Ưu điểm nổi bật
-Trực quan : dễ dàng để tìm hiểu và dễ dàng để hoạt động
-Hiệu quả : tốc độ về kỹ thuật
-Chức năng bảo vệ : Kiến trúc phần mềm tạo thành một cơ
sở ổn định cho sự đổi mới trong tương lai.


CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ SCADA
VÀ PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC

 SCADA là gì?
  SCADA ( S upervisory Control And Data Acquisition) là một hệ thống điều
khiển giám sát và thu thập dữ liệu. Nhằm hỗ trợ con người trong quá trình
giám sát và điều khiển từ xa. Hệ thống SCADA thu thập dữ liệu từ các trạm
giám sát và các điểm kiểm soát khác nhau. Một máy tính trung tâm xử lí dữ
liệu và kiểm soát các hệ thống con khác nhau. Hệ thống này đóng vai trị quan
trọng trong các nghành cơng nghiệp hiện


CHƯƠNG 3
TỔNG QUAN VỀ HỆ SCADA
VÀ PHẦN MỀM GIÁM SÁT WINCC

 Tổng quan về WinCC
-WinCC có thể tạo một giao diện người máy (HMI) dựa trên cơ sở giao tiếp
dựa con người với hệ thống máy, thiết bị điều khiển (PLC, CNC….) thơng
qua các hình ảnh, sơ đồ, hình vẽ hoặc câu chữ có tính trực quan hơn.

- Một trong những đặc điểm của WinCC là đặc tính mở.


CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TÁO

 Sơ đồ khối
KHỐI NGUỒN

KHỐI
CẢM BIẾN

KHỐI ĐIỀU
KHIỂN (PLC)

KHỐI HIỂN THỊ

KHỐI ĐỐI TƯỢNG
ĐIỀU KHIỂN


 Lưu đồ thuật toán
START
BẢNG TẢI
HOẠT ĐỘNG
XYLANH1
MỞ
CB TÁO HỎNG

Đ

XYLANH2
ĐẨY

S
XYLANH3
ĐẨY

Đ

CB XANH
S
CB ĐỎ

STOP

Đ

TÁO CHẠY
HẾT BĂNG TẢI


CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI TÁO

 Tổng quan thiết bị
 Cảm biến sợi quang Keyence FS-V31
-  Trong thiết kế sử dụng cảm biến quang sợi  Keyence FS-V31:
· Điện áp 12 – 24 VDC
· Ngõ ra: NPN

· Thời gian đáp ứng: 33    s – 16 ms
· Có sẵn timer: on-delay, off-delay 0.1ms – 9.999 ms
· Vỏ bọc: Polycarbonate
Ưu điểm:
- Phát hiện màu.
- Phát hiện vật ở tốc độ cao.
- Phát hiện chi tiết rất nhỏ hoặc mỏng.
- Phát hiện vật trong suốt, mờ hay đục.


Tổng quan thiết bị
 Cảm biến tiệm cận E3F-DS30C4
Trong thiết kế sử dụng cảm biến tiệm
cận E3F-DS30C4
Thông số:
Điện áp: 6 – 36 VDC
Ngõ ra: NPN thường hở
Khoảng cách phát hiện: 3 – 30 cm
Số dây: 3 dây
Dây nâu: VCC
Dây xanh dương: GND
Dây đen: tín hiệu

sơ đồ chân


Tổng quan thiết bị
 Xilanh khí nén
Xilanh khí nén là thiết bị cơ được vận hành bằng
khí nén.

Cấu tạo Xilanh khí nén:
Barrel: Thân trụ
Piston: Pít tơng
Piston rod: Trục Pít tơng
Tie rod: Trục nối
Cap-end port: Lỗ cấp khí
Rod-end port: Lỗ thốt khí
Nguyên lý hoạt động: cấp khí vào lỗ Cap-end port sẽ đẩy piston
ra, khi ngưng cấp khí lỗ Rod-end port sẽ thốt khí ra piston sẽ
đẩy rút lại kết thúc một chu kì. Q trình xảy ra ngược nếu cấp
khí ngược.


Tổng quan thiết bị
 Van khí
-  Van khí nén là thiết bị điều chỉnh
dịng khí nén qua van. Có tác dụng
đóng ngắt và điều chỉnh hướng của khí.
-  Cấu tạo van khí 5-2 AIRTAC 4V21008: Có 5 cởng, 3 cởng dưới và 2 cởng
trên:
· Cởng P: Cởng đưa khí nén vào
· Cởng R và S: Cởng xả khí
· Cởng A và B: cổng đưa áp xuất tới
xylanh
· Nút thử tay: tác động để kiểm tra van
cịn hoạt động hay khơng
-  Nguyên lý hoạt động: Khi ở trạng thái thường cổng P và A
thơng nhau, khi có tác động cởng P và B thông nhau.

Tổng quan thiết bị
 Bơm khí nén mini
-  Máy bơm khí nén mini dùng bơm khí
cấp cho các van khí điều khiển xilanh.
-  Thông số kỹ thuật:
· Điện áp: 12 VDC
· Áp lực nén: 100 PSI (≈ 7kg/cm)
-  Cấu tạo:
· Tay cầm
· Đồng hồ áp suất
· Dây dẫn khí
· Nắp che
· Vòi bơm
· Dây cấm
· Thân máy
· Chân đệm


Tổng quan thiết bị
 Băng tải
Cấu tạo:
Chiều dài băng tải: 1.000 – 6.000 (mm).
Chiều rộng băng tải: 300 – 1.000 (mm)
Tốc độ điều chỉnh phù hợp với công suất băng tải  5-30 (m/phút).
Vật liệu khung băng tải: Khung thép, Inox, khung nhơm định hình…
Dây băng tải: Dây PU.
Con lăn:  Thép, Inox, con lăn bọc cao su …


Tổng quan thiết bị

 Bộ nguồn 24VDC
Bộ nguồn 24 VDC cấp nguồn cho PLC và các thiết bị sử dụng
điện áp 24 VDC
Thông số kỹ thuật:
Điện áp ngõ vào: 220 VAC
Điện áp ngõ ra: 24 VDC
Dòng điện ngõ ra: 7 A
Công suất bộ nguồn: 150 W


Tổng quan thiết bị
Cấu tạo:
- DC Output Terminals (+V, -V): Ngõ ra điện
áp 24VDC
- Input Terminals (L, N): Ngõ vào điện áp
220 VAC
- Input Voltage Selector Terminals
(VOLTAGE SELECT)
- V. ADJ Adjuster: Núm điều chỉnh điện áp
ngõ ra
- Output Indicator (DC ON): Đèn báo ngõ ra
có điện áp
- Remote Sensing (+S, −S)
- Remote Control Terminals (+RC, −RC)
- ACG Terminal
- FG Terminal: Võ thiết bị nối đất
- NC Terminals
- Short Bar

Tổng quan thiết bị
 Nút nhấn
-  Nút nhấn là thiết bị sử dụng để chuyển,
đóng và ngắt mạch trong các tủ điện.
-  Thông số kỹ thuật:
·  Model: LA38-11
· Loại nút nhấn khơng tự giữ
· Đường kính lỗ gắn: 22mm
· 2 cặp tiếp điểm: 1 NO, 1 NC
· Điện áp tối đa:  380 VAC
· Dòng điện tối đa: 10 A


Tổng quan thiết bị
 Đèn báo
-  Đèn báo là thiết bị thể hiện trạng thái, chế
độ và tình trạng của hệ thống trực quan nhất
để người vận hành nhìn thấy dể dàng. 
-  Thông số kỹ thuật
· Nguồn cấp: 24 VDC
· Dòng tiêu thụ: <=20 mA


Tổng quan thiết bị
 Relay
-  Cấu tạo từ nam châm điện có các tiếp điểm
NO và NC.
-  Ưu điểm:
· Số lượng tiếp điểm lớn.
· Mức điện áp đa dạng.

· Chuyển mạch lớn với công xuất nhỏ.
-  Nguyên lý hoạt động
· Ở trạng thái bình thường, khi chưa cấp
nguồn cho relay tiếp điểm NC sẽ đóng và NO
sẽ mỡ ra
· Khi cấp nguồn, cuộn hút sẽ trở thành nam
châm điện hút xuống và làm cho tiếp điểm
NC sẽ mở ra và NO sẽ đóng lại


Giao diện mô phỏng trên WinCC