QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
1.3 Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
1.4 Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm ix
1.5 Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
1.6 Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
2.2 Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
2.3 Tổng quan về Vi điều khiển
2.4 Sơ lược về sự phát triển PLC
2.6 Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
2.7 Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA Portal V16
2.8 Tổng quan về giao diện giám sát bằng WinCC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu về hệ thống
3.2 Tính chọn thiết bị cho mô hình
3.3 Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
4.3 Đầu vào, đầu ra của hệ thống
STT Nội dung công việc Dự kiến thời gian Ghi chú
2 Xây dựng đề cương về kế hoạch 22/12/2020
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
− Một số ứng dụng tự động hóa ở Việt Nam hiện nay
− Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
− Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm
− Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
− Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU
− Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
− Tổng quan về Vi điều khiển
− Sơ lược về sự phát triển PLC
− Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
− Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA
− Tổng quan về giao diện giám sát bằng
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ
− Giới thiệu về hệ thống
− Tính chọn thiết bị cho mô hình
− Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
− Đầu vào đầu ra của hệ thống
01/03/2021 -18/03/2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
TS Nguyễn Đức Quận Nguyễn Quang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tự động hóa là công nghệ cho phép thực hiện quy trình mà không cần sự can thiệp của con người, thông qua các hệ thống điều khiển cho máy móc và quy trình trong nhà máy Mục tiêu của tự động hóa là giảm thiểu sự tham gia của con người, với nhiều quy trình đã hoàn toàn tự động Hiện tại, Việt Nam được xem là thị trường mới nổi cho robot và tự động hóa, và các doanh nghiệp trong nước đang có xu hướng tăng cường sử dụng robot trong dây chuyền sản xuất.
Theo khảo sát của Frost & Sullivan (2017), thị trường tự động hóa tại Việt Nam dự kiến đạt 184,5 triệu USD vào năm 2021 Chính phủ Việt Nam đang tích cực thúc đẩy phát triển tự động hóa thông qua các sáng kiến và luật pháp, bao gồm chiến lược phát triển khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2020 Mục tiêu của những nỗ lực này là nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế và đẩy nhanh quá trình công nghiệp hóa, với sự chú trọng vào vai trò của robot công nghiệp và công nghệ tự động hóa cao.
1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
- Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp:
Công ty TNHH Mitsubishi Electric Việt Nam dẫn đầu trong công nghệ nhà máy thông minh e-Factory, cung cấp nhiều thiết bị tự động hóa công nghiệp tiên tiến Với công nghệ Internet of Things, e-Factory mang đến giải pháp quản lý sản xuất hiện đại và hiệu quả.
Hệ thống robot trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric bao gồm robot cảm biến lực và hình ảnh, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất phức tạp và cải tiến dây chuyền sản xuất thông qua việc thu thập dữ liệu liên tục Robot trang bị cảm biến hình ảnh với camera quan sát giúp giảm thời gian lắp đặt tới 16 lần và nâng cao độ chính xác Khi kết nối với dữ liệu đám mây, robot cho phép sản xuất sản phẩm tùy biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực Hệ thống mạng Internet tích hợp trong e-Factory cho phép các nhà sản xuất điều khiển và kiểm soát nhà máy từ xa thông qua thiết bị di động Robot cũng đảm bảo an toàn cho con người và cơ sở sản xuất, trong khi cánh tay robot mới với công nghệ cảm biến và điều khiển tiên tiến hỗ trợ nhiều công đoạn từ lắp ráp đến kiểm tra sản phẩm, đáp ứng nhu cầu về nhân lực trong nhà máy.
Hình 1.2: Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất công nghiệp
- Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:
Năm 2013, Vinamilk đã khánh thành “siêu nhà máy” sản xuất sữa tại Bình Dương, nổi bật với hệ thống sản xuất tự động và ứng dụng robot Tại đây, các robot tự hành quản lý toàn bộ quy trình từ nguyên liệu đến bao gói và thành phẩm mà không cần can thiệp từ con người, đạt tiêu chuẩn tự động hóa cao cấp khu vực và thế giới Ngoài ra, Vinamilk cũng áp dụng công nghệ robot trong khâu chăn nuôi bò sữa.
Hình 1.3: Ứng dụng tự động hóa trong chăn nuôi bò sữa
Năm 2017, công ty Ba Huân đã đầu tư vào hệ thống tự động hóa 100% của hãng Moba (Hà Lan), với công suất xử lý lên tới 65.000 quả trứng mỗi giờ Tương tự, Tập đoàn Dabaco Việt Nam đã đưa dây chuyền tự động xử lý trứng gà của Hà Lan vào hoạt động từ năm 2016, hiện cung cấp cho thị trường hơn 200 triệu quả trứng gà mỗi năm.
Hình 1.4: Ứng dụng tự động hóa cho việc xử lý trứng gà
Năm 2014, Bệnh viện Nhi Trung ương đã khai trương Trung tâm Phẫu thuật Nội soi Nhi khoa ứng dụng robot, đánh dấu cơ sở y tế đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ này.
Việt Nam là quốc gia đầu tiên tại Đông Nam Á và thứ hai tại châu Á sở hữu 4 trung tâm ứng dụng kỹ thuật mổ nội soi bằng robot.
Vào cuối năm 2016, Bệnh viện Bình Dân đã tiên phong trong việc áp dụng công nghệ robot phẫu thuật cho người lớn tại Việt Nam Kỹ thuật mổ nội soi bằng robot mang lại nhiều lợi ích, nâng cao chất lượng và hiệu quả của các ca phẫu thuật tại bệnh viện.
Tháng 10/2017, bệnh viện Chợ Rẫy cũng đã đưa robot Da Vinci (robot do Hoa
Hệ thống robot phẫu thuật hiện đại nhất được đánh giá vào thời điểm đó đã được sử dụng trong phẫu thuật cho bệnh nhân mắc ung thư tuyến tiền liệt và ung thư thận.
Tại Bệnh viện Đại học Y Dược TP.HCM, robot hỗ trợ dán nhãn và chuyển thông tin xét nghiệm cho bệnh nhân nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót Hệ thống tự động xét nghiệm còn giúp rút ngắn thời gian chờ đợi cho bệnh nhân đến một nửa Tại Bệnh viện Truyền máu-Huyết học TP.HCM, hệ thống quản lý tự động bằng mã barcode đảm bảo quản lý chính xác các túi máu.
TỰ ĐỘNG HÓA ẢNH HƯỞNG ĐẾN DỊCH CHUYỂN LAO ĐỘNG
Việt Nam hiện đứng thứ hai về ảnh hưởng của công nghệ và tự động hóa trong việc thay thế lao động Dự báo đến năm 2028, khoảng 7,5 triệu người, tương đương 13,8% lực lượng lao động, sẽ phải thay đổi công việc để thích ứng với máy móc Quan niệm về nghề nghiệp và sự ổn định trong công việc sẽ dần thay đổi, với các doanh nghiệp rút ngắn thời gian yêu cầu kỹ năng cho các vị trí công việc Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đang tạo ra những thay đổi lớn trong thị trường lao động.
Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, nhiều kỹ năng trở nên lỗi thời chỉ sau vài năm Các chủ doanh nghiệp hiện nay không chỉ chú trọng đến kỹ năng cứng mà còn đánh giá cao khả năng xử lý nhiều công việc cùng lúc Sự thay đổi trong công nghệ, đặc biệt là tự động hóa, ảnh hưởng khác nhau đến thị trường lao động ở các lĩnh vực Cụ thể, nhu cầu tuyển dụng sẽ tăng cao trong các ngành như kiến trúc, kỹ thuật, công nghệ thông tin và toán học, trong khi đó, việc làm trong lĩnh vực chế tạo, lắp ráp và hành chính văn phòng sẽ giảm đáng kể.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
1.6 Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
2.2 Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
2.3 Tổng quan về Vi điều khiển
2.4 Sơ lược về sự phát triển PLC
2.6 Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
2.7 Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA Portal V16
2.8 Tổng quan về giao diện giám sát bằng WinCC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu về hệ thống
3.2 Tính chọn thiết bị cho mô hình
3.3 Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
4.3 Đầu vào, đầu ra của hệ thống
STT Nội dung công việc Dự kiến thời gian Ghi chú
2 Xây dựng đề cương về kế hoạch 22/12/2020
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
− Một số ứng dụng tự động hóa ở Việt Nam hiện nay
− Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
− Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm
− Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
− Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU
− Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
− Tổng quan về Vi điều khiển
− Sơ lược về sự phát triển PLC
− Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
− Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA
− Tổng quan về giao diện giám sát bằng
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ
− Giới thiệu về hệ thống
− Tính chọn thiết bị cho mô hình
− Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
− Đầu vào đầu ra của hệ thống
01/03/2021 -18/03/2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
TS Nguyễn Đức Quận Nguyễn Quang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tự động hóa là công nghệ cho phép thực hiện quy trình mà không cần sự can thiệp của con người, thông qua các hệ thống điều khiển cho máy móc và quy trình trong nhà máy Công nghệ này giúp giảm bớt sự can thiệp của con người, với nhiều quy trình đã hoàn toàn tự động Việt Nam hiện đang được xem là thị trường mới nổi cho robot và tự động hóa, theo xu hướng của khu vực, các doanh nghiệp Việt Nam đang có xu hướng tăng cường sử dụng robot trong dây chuyền sản xuất.
Theo khảo sát của Frost & Sullivan (2017), thị trường tự động hóa tại Việt Nam dự kiến đạt 184,5 triệu USD vào năm 2021 Chính phủ Việt Nam đang tích cực thúc đẩy các sáng kiến và ban hành luật để tăng tốc quá trình tự động hóa Một trong những nỗ lực này là chiến lược phát triển khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2020, nhằm nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế và đẩy nhanh công nghiệp hóa, với sự ưu tiên vào vai trò của robot công nghiệp và tự động hóa công nghệ cao.
1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
- Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp:
Công ty TNHH Mitsubishi Electric Việt Nam dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ nhà máy thông minh e-Factory, cung cấp nhiều thiết bị tự động hóa công nghiệp tiên tiến Với công nghệ điều khiển qua Internet of Things (IoT), e-Factory của Mitsubishi Electric mang lại giải pháp quản lý sản xuất hiện đại, tối ưu hóa quy trình và nâng cao hiệu quả sản xuất.
Hệ thống robot với trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric tích hợp cảm biến lực và hình ảnh, cho phép tối ưu hóa quy trình sản xuất phức tạp và cải tiến dây chuyền sản xuất Robot trang bị cảm biến lực giúp đo lường và cải thiện hiệu suất, trong khi cảm biến hình ảnh với camera quan sát rút ngắn thời gian lắp đặt lên tới 16 lần với độ chính xác cao Kết nối với dữ liệu đám mây, robot hỗ trợ sản xuất sản phẩm tùy biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực Hệ thống mạng Internet trong e-Factory cùng trung tâm máy tính cho phép các nhà sản xuất điều khiển nhà máy từ xa qua điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc laptop, đồng thời đảm bảo an toàn cho con người và cơ sở sản xuất Cánh tay robot mới với công nghệ cảm biến và điều khiển tiên tiến được ứng dụng trong nhiều công đoạn, từ lắp ráp đến kiểm tra sản phẩm, đáp ứng nhu cầu nhân lực trong nhà máy.
Hình 1.2: Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất công nghiệp
- Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:
Năm 2013, Vinamilk đã khánh thành "siêu nhà máy" sản xuất sữa tại Bình Dương, nổi bật với hệ thống sản xuất tự động và robot Tại đây, các robot tự hành điều khiển toàn bộ quy trình từ nguyên liệu đến bao gói và thành phẩm mà không cần sự can thiệp của con người, đạt tiêu chuẩn tự động hóa cao cấp khu vực và toàn cầu Vinamilk cũng áp dụng công nghệ robot trong chăn nuôi bò sữa.
Hình 1.3: Ứng dụng tự động hóa trong chăn nuôi bò sữa
Năm 2017, công ty Ba Huân đã đầu tư vào hệ thống tự động hóa 100% của Moba (Hà Lan), với công suất xử lý lên đến 65.000 quả trứng mỗi giờ Tương tự, Tập đoàn Dabaco Việt Nam cũng đã đưa vào sử dụng dây chuyền tự động xử lý trứng gà từ năm 2016, hiện cung cấp hơn 200 triệu quả trứng gà cho thị trường mỗi năm.
Hình 1.4: Ứng dụng tự động hóa cho việc xử lý trứng gà
Năm 2014, Bệnh viện Nhi Trung ương đã khai trương Trung tâm Phẫu thuật Nội soi Nhi khoa ứng dụng robot, trở thành cơ sở y tế đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ tiên tiến này.
Việt Nam tự hào là quốc gia đầu tiên tại Đông Nam Á và thứ hai tại châu Á sở hữu 4 trung tâm ứng dụng kỹ thuật mổ nội soi bằng robot.
Cuối năm 2016, Bệnh viện Bình Dân đã tiên phong trong việc sử dụng robot phẫu thuật cho người lớn tại Việt Nam Kỹ thuật phẫu thuật bằng robot mang lại nhiều ưu điểm, góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả của các ca mổ tại bệnh viện.
Tháng 10/2017, bệnh viện Chợ Rẫy cũng đã đưa robot Da Vinci (robot do Hoa
Hệ thống robot phẫu thuật hiện đại nhất được đánh giá vào thời điểm đó đã được sử dụng trong phẫu thuật cho bệnh nhân mắc ung thư tuyến tiền liệt và ung thư thận.
Tại Bệnh viện Đại học Y Dược TP.HCM, robot hỗ trợ dán nhãn và chuyển thông tin bệnh nhân cần xét nghiệm nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót Hệ thống tự động xét nghiệm giúp rút ngắn thời gian chờ đợi cho bệnh nhân đến một nửa Tại Bệnh viện Truyền máu-Huyết học TP.HCM, hệ thống quản lý tự động bằng mã barcode đảm bảo việc quản lý các túi máu chính xác hơn.
1.3 TỰ ĐỘNG HÓA ẢNH HƯỞNG ĐẾN DỊCH CHUYỂN LAO ĐỘNG
Việt Nam hiện đứng thứ hai về ảnh hưởng của công nghệ và tự động hóa đối với lao động, với dự báo đến năm 2028 sẽ có khoảng 7,5 triệu người, tương đương 13,8% lực lượng lao động, phải chuyển đổi công việc do sự thay thế của máy móc Quan niệm về nghề nghiệp và sự ổn định trong công việc sẽ có sự thay đổi đáng kể, khi các doanh nghiệp ngày càng rút ngắn thời gian yêu cầu kỹ năng cho các vị trí công việc Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đang tác động mạnh mẽ đến thị trường lao động.
Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, nhiều kỹ năng có thể trở nên lỗi thời chỉ trong vài năm Các chủ doanh nghiệp ngày càng chú trọng đến kỹ năng mềm và khả năng xử lý nhiều công việc cùng lúc Sự thay đổi do công nghệ và tự động hóa sẽ ảnh hưởng khác nhau đến thị trường lao động: việc làm trong các lĩnh vực như kiến trúc, kỹ thuật, công nghệ thông tin và toán học sẽ tăng lên, trong khi đó, lĩnh vực chế tạo, lắp ráp và công việc hành chính văn phòng sẽ chịu ảnh hưởng tiêu cực và giảm sút.
1.4 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Khái niệm "tự động hóa" (automation) xuất phát từ "tự động" (automatic) và đã trở nên phổ biến từ năm 1947, khi General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa Thời điểm này đánh dấu sự bắt đầu mạnh mẽ của việc ứng dụng cơ chế điều khiển phản hồi (feedback controller) trong các ngành công nghiệp, mặc dù công nghệ này đã được phát minh từ những năm 1930.
Vào những năm 1970, hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đầu tiên được phát triển bởi các kỹ sư tại Honeywell, trong khi thiết bị điều khiển lập trình (PLC) được phát minh bởi Dick Morley Đến nay, DCS và PLC vẫn là hai trong những hệ thống tự động hóa phổ biến nhất trên toàn cầu Các kỹ sư công nghiệp đã kỳ vọng rằng các nhà máy sẽ trở nên hoàn toàn tự động từ giữa thế kỷ 20, khởi đầu cho cuộc đua tự động hóa.
TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU
Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao là phương pháp phân loại dựa trên kích thước sản phẩm, cụ thể là chiều cao, để phân chia thành các loại khác nhau như cao và thấp Hệ thống này sử dụng cảm biến quang hoặc hồng ngoại để phát hiện và so sánh kích thước sản phẩm, sau đó gửi tín hiệu về PLC để thực hiện phân loại theo yêu cầu Một trong những ưu điểm nổi bật của phương pháp này là chi phí cảm biến thấp, lắp đặt đơn giản và dễ dàng trong vận hành.
Dây chuyền phân loại sản phẩm đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại các mặt hàng như hoa quả, rượu bia và nước giải khát Đây là công đoạn cuối cùng trong quy trình sản xuất, có nhiệm vụ phân loại và đưa sản phẩm vào các thùng chứa tương ứng.
Như vậy có thể thấy cấu tạo cơ bản của dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao gồm những bộ phận chính sau:
• Hệ thống động lực (gồm cơ cấu bánh răng, động cơ, dây đai…)
• Hệ thống điều khiển (PLC, nút ấn,…)
Ngoài ra còn có các bộ phận, thiết bị khác như cảm biến, hệ thống tay đẩy,…
Băng chuyền có chức năng chính là di chuyển sản phẩm vào thùng chứa với chiều cao quy định Quá trình hoạt động của băng chuyền có thể được chia thành hai giai đoạn.
➢ Giai đoạn 1: Nhận biết mức chiều cao của sản phẩm:
Khi động cơ được cấp nguồn, băng tải bắt đầu chuyển động và sản phẩm sẽ di chuyển theo hướng của băng tải Các cảm biến, được bố trí bởi người quản lý, sẽ xác định chiều cao của sản phẩm cần phân loại, có thể là cảm biến quang hoặc hồng ngoại Chúng có nhiệm vụ phân biệt sản phẩm dựa trên chiều cao (cao hay thấp) và gửi tín hiệu về PLC để xử lý PLC nhận tín hiệu từ các cảm biến và dựa vào chương trình đã được lập trình sẵn để nhận biết chiều cao của sản phẩm, từ đó ra lệnh điều khiển cho các tay đẩy tương ứng.
➢ Giai đoạn 2: Đẩy sản phẩm vào thùng chứa sản phẩm tương ứng:
Sau khi sản phẩm được phân loại bởi các cảm biến, nó sẽ di chuyển trên băng tải đến khu vực có tay đẩy Tại đây, các tay đẩy sẽ dựa vào sự điều khiển của PLC để đẩy chính xác sản phẩm vào thùng chứa bên dưới.
Dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao không chỉ đảm nhận chức năng cơ bản mà còn thực hiện nhiều nhiệm vụ khác như đếm sản phẩm và hiển thị số lượng Những chức năng bổ sung này sẽ được trình bày chi tiết hơn trong phần tiếp theo của bài báo cáo.
QUAN VỀ BỘ ĐIỀU KHIỂN LẬP TRÌNH
HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN
2.2 Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
2.3 Tổng quan về Vi điều khiển
2.4 Sơ lược về sự phát triển PLC
2.6 Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
2.7 Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA Portal V16
2.8 Tổng quan về giao diện giám sát bằng WinCC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu về hệ thống
3.2 Tính chọn thiết bị cho mô hình
3.3 Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
4.3 Đầu vào, đầu ra của hệ thống
STT Nội dung công việc Dự kiến thời gian Ghi chú
2 Xây dựng đề cương về kế hoạch 22/12/2020
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
− Một số ứng dụng tự động hóa ở Việt Nam hiện nay
− Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
− Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm
− Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
− Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU
− Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
− Tổng quan về Vi điều khiển
− Sơ lược về sự phát triển PLC
− Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
− Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA
− Tổng quan về giao diện giám sát bằng
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ
− Giới thiệu về hệ thống
− Tính chọn thiết bị cho mô hình
− Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
− Đầu vào đầu ra của hệ thống
01/03/2021 -18/03/2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
TS Nguyễn Đức Quận Nguyễn Quang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tự động hóa là công nghệ cho phép thực hiện quy trình mà không cần sự can thiệp của con người, thông qua các hệ thống điều khiển cho máy móc và quy trình trong nhà máy Công nghệ này giúp giảm thiểu sự tham gia của con người, với nhiều quy trình đã được hoàn toàn tự động hóa Hiện nay, Việt Nam đang trở thành một thị trường mới nổi cho robot và tự động hóa, theo xu hướng chung của khu vực, các doanh nghiệp Việt Nam đang ngày càng tích cực áp dụng robot trong dây chuyền sản xuất.
Theo khảo sát của Frost & Sullivan (2017), thị trường tự động hóa tại Việt Nam dự kiến đạt 184,5 triệu USD vào năm 2021 Chính phủ Việt Nam đang tích cực thúc đẩy các sáng kiến và ban hành luật để tăng tốc quá trình tự động hóa, trong đó bao gồm chiến lược phát triển khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2020 Chiến lược này nhằm nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế và đẩy nhanh công nghiệp hóa, đặc biệt chú trọng vào vai trò của robot công nghiệp và tự động hóa công nghệ cao.
1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
- Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp:
Công ty TNHH Mitsubishi Electric Việt Nam là đơn vị tiên phong trong lĩnh vực công nghệ nhà máy thông minh e-Factory, cung cấp nhiều thiết bị tự động hóa công nghiệp hiện đại Nhờ ứng dụng công nghệ Internet of Things (IoT), e-Factory của Mitsubishi Electric mang đến giải pháp quản lý sản xuất hiệu quả và tiên tiến.
Hệ thống robot trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric bao gồm robot cảm biến lực và hình ảnh, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất phức tạp và cải tiến dây chuyền sản xuất thông qua việc thu thập dữ liệu liên tục Robot trang bị cảm biến hình ảnh với camera quan sát giúp tiết kiệm thời gian lắp đặt lên đến 16 lần với độ chính xác cao Kết nối với dữ liệu đám mây, robot cho phép sản xuất sản phẩm tùy biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực Hệ thống mạng Internet tích hợp trong e-Factory cùng trung tâm máy tính giúp các nhà sản xuất điều khiển và kiểm soát nhà máy từ xa qua điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc laptop Robot cũng đảm bảo an toàn cho con người và cơ sở sản xuất, trong khi cánh tay robot mới với công nghệ cảm biến và điều khiển tiên tiến được ứng dụng trong các công đoạn từ lắp ráp đến kiểm tra sản phẩm, đáp ứng nhu cầu về nhân lực trong nhà máy.
Hình 1.2: Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất công nghiệp
- Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:
Năm 2013, Vinamilk đã khánh thành "siêu nhà máy" sản xuất sữa tại Bình Dương, sở hữu hệ thống sản xuất tự động và robot tiên tiến Tại đây, các robot tự hành điều khiển toàn bộ quy trình từ nguyên liệu đến bao gói và thành phẩm mà không cần can thiệp của con người, đạt tiêu chuẩn tự động hóa cao ngang tầm khu vực và thế giới Ngoài ra, Vinamilk còn ứng dụng robot trong khâu chăn nuôi bò sữa.
Hình 1.3: Ứng dụng tự động hóa trong chăn nuôi bò sữa
Năm 2017, công ty Ba Huân đã đầu tư vào hệ thống tự động hóa 100% của hãng Moba (Hà Lan), với công suất xử lý lên tới 65.000 quả trứng mỗi giờ Tương tự, Tập đoàn Dabaco Việt Nam đã triển khai dây chuyền tự động xử lý trứng gà từ năm 2016, hiện cung cấp hơn 200 triệu quả trứng gà cho thị trường mỗi năm.
Hình 1.4: Ứng dụng tự động hóa cho việc xử lý trứng gà
Năm 2014, Bệnh viện Nhi Trung ương đã khai trương Trung tâm Phẫu thuật Nội soi Nhi khoa ứng dụng robot, trở thành cơ sở y tế đầu tiên tại Việt Nam sở hữu công nghệ này.
Việt Nam là quốc gia đầu tiên tại Đông Nam Á và thứ hai ở châu Á sở hữu 4 trung tâm ứng dụng kỹ thuật mổ nội soi bằng robot.
Cuối năm 2016, Bệnh viện Bình Dân đã tiên phong trong việc áp dụng robot phẫu thuật cho người lớn tại Việt Nam, mang lại nhiều ưu điểm vượt trội và nâng cao chất lượng kỹ thuật mổ của bệnh viện.
Tháng 10/2017, bệnh viện Chợ Rẫy cũng đã đưa robot Da Vinci (robot do Hoa
Hệ thống robot phẫu thuật hiện đại nhất được áp dụng trong điều trị cho bệnh nhân mắc bệnh lý ung thư tuyến tiền liệt và ung thư thận, mang lại hiệu quả cao trong quá trình phẫu thuật.
Tại Bệnh viện Đại học Y Dược TP.HCM, robot hỗ trợ dán nhãn và chuyển thông tin cho bệnh nhân cần xét nghiệm, giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót Hệ thống xét nghiệm tự động rút ngắn thời gian chờ đợi cho bệnh nhân xuống một nửa Tương tự, Bệnh viện Truyền máu-Huyết học TP.HCM sử dụng hệ thống quản lý tự động bằng mã barcode để quản lý các túi máu một cách chính xác.
1.3 TỰ ĐỘNG HÓA ẢNH HƯỞNG ĐẾN DỊCH CHUYỂN LAO ĐỘNG
Việt Nam hiện đứng thứ hai thế giới về ảnh hưởng của công nghệ và tự động hóa đến thị trường lao động Dự kiến, đến năm 2028, khoảng 7,5 triệu người, tương đương 13,8% lực lượng lao động, sẽ phải thay đổi công việc do sự thay thế của máy móc Quan niệm về nghề nghiệp và sự ổn định trong công việc sẽ có sự chuyển biến lớn, trong khi các doanh nghiệp sẽ rút ngắn thời gian yêu cầu kỹ năng cho các vị trí công việc Những thay đổi nhanh chóng của công nghệ đang làm thay đổi bộ mặt thị trường lao động.
Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, nhiều kỹ năng có thể trở nên lỗi thời chỉ sau vài năm Các chủ doanh nghiệp hiện nay không chỉ chú trọng vào kỹ năng cứng mà còn đánh giá cao khả năng xử lý đa nhiệm trong môi trường làm việc Sự thay đổi công nghệ, đặc biệt là tự động hóa, sẽ ảnh hưởng đến tình hình việc làm trong các lĩnh vực khác nhau: nhu cầu tuyển dụng sẽ tăng cao trong các ngành kiến trúc, kỹ thuật, công nghệ thông tin và toán học, trong khi đó, việc làm trong lĩnh vực chế tạo, lắp ráp và hành chính văn phòng sẽ giảm đáng kể.
1.4 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Khái niệm "tự động hóa" (automation) xuất phát từ "tự động" (automatic) và đã trở nên phổ biến từ năm 1947 khi General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa Thời điểm này, các ngành công nghiệp bắt đầu áp dụng mạnh mẽ cơ chế điều khiển phản hồi (feedback controller), mặc dù công nghệ này đã được phát minh từ những năm 1930.
Vào những năm 1970, hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đã được phát triển bởi các kỹ sư tại Honeywell, cùng thời điểm đó, Dick Morley phát minh ra thiết bị điều khiển lập trình (PLC) Đến nay, DCS và PLC vẫn là hai trong những hệ thống tự động hóa phổ biến nhất toàn cầu Các kỹ sư công nghiệp đã kỳ vọng rằng nhà máy sẽ hoàn toàn tự động từ giữa thế kỷ 20, dẫn đến những cuộc đua tự động hóa bắt đầu từ thời điểm này.
TỔNG QUAN VỀ VI ĐIỀU KHIỂN
2.4 Sơ lược về sự phát triển PLC
2.6 Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
2.7 Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA Portal V16
2.8 Tổng quan về giao diện giám sát bằng WinCC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu về hệ thống
3.2 Tính chọn thiết bị cho mô hình
3.3 Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
4.3 Đầu vào, đầu ra của hệ thống
STT Nội dung công việc Dự kiến thời gian Ghi chú
2 Xây dựng đề cương về kế hoạch 22/12/2020
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
− Một số ứng dụng tự động hóa ở Việt Nam hiện nay
− Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
− Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm
− Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
− Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU
− Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
− Tổng quan về Vi điều khiển
− Sơ lược về sự phát triển PLC
− Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
− Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA
− Tổng quan về giao diện giám sát bằng
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ
− Giới thiệu về hệ thống
− Tính chọn thiết bị cho mô hình
− Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
− Đầu vào đầu ra của hệ thống
01/03/2021 -18/03/2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
TS Nguyễn Đức Quận Nguyễn Quang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tự động hóa là công nghệ cho phép thực hiện quy trình mà không cần sự can thiệp của con người, thông qua các hệ thống điều khiển cho máy móc và quy trình sản xuất Tại Việt Nam, thị trường robot và tự động hóa đang phát triển mạnh mẽ, các doanh nghiệp ngày càng áp dụng robot vào dây chuyền sản xuất để nâng cao hiệu quả và giảm thiểu sự can thiệp của con người.
Theo khảo sát của Frost & Sullivan (2017), thị trường tự động hóa tại Việt Nam dự kiến đạt 184,5 triệu USD vào năm 2021 Chính phủ Việt Nam đang tích cực triển khai các sáng kiến và luật pháp nhằm thúc đẩy quá trình tự động hóa Một trong những nỗ lực quan trọng là chiến lược phát triển khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2020, với mục tiêu nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế và thúc đẩy công nghiệp hóa, đặc biệt chú trọng vào vai trò của robot công nghiệp và công nghệ tự động hóa tiên tiến.
1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
- Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp:
Công ty TNHH Mitsubishi Electric Việt Nam dẫn đầu trong công nghệ nhà máy thông minh e-Factory, cung cấp nhiều thiết bị tự động hóa công nghiệp tiên tiến Nhờ vào công nghệ điều khiển thông minh qua Internet of Things, e-Factory của Mitsubishi Electric mang đến giải pháp quản lý sản xuất hiện đại và hiệu quả.
Hệ thống robot trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric bao gồm robot cảm biến lực và hình ảnh, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất phức tạp và cải tiến dây chuyền sản xuất thông qua việc thu thập dữ liệu liên tục Robot trang bị cảm biến hình ảnh với camera quan sát cho phép lắp đặt nhanh chóng, tiết kiệm thời gian tới 16 lần với độ chính xác cao Kết nối với dữ liệu đám mây, robot hỗ trợ sản xuất tùy biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực Hệ thống mạng Internet trong e-Factory cùng trung tâm máy tính cho phép nhà sản xuất điều khiển và kiểm soát nhà máy từ xa qua thiết bị di động Ngoài ra, cánh tay robot mới với công nghệ cảm biến và điều khiển tiên tiến được ứng dụng trong các công đoạn từ lắp ráp đến kiểm tra sản phẩm, đáp ứng nhu cầu về nhân lực trong nhà máy và đảm bảo an toàn cho con người và cơ sở sản xuất.
Hình 1.2: Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất công nghiệp
- Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:
Năm 2013, Vinamilk đã khánh thành "siêu nhà máy" sản xuất sữa tại Bình Dương, trang bị hệ thống sản xuất tự động và robot Tại đây, các robot tự hành quản lý toàn bộ quy trình từ nguyên liệu đến bao gói và thành phẩm mà không cần sự can thiệp của con người, đạt tiêu chuẩn tự động hóa cao cấp khu vực và thế giới Ngoài ra, Vinamilk cũng ứng dụng robot trong khâu chăn nuôi bò sữa.
Hình 1.3: Ứng dụng tự động hóa trong chăn nuôi bò sữa
Năm 2017, công ty Ba Huân đã đầu tư vào hệ thống tự động hóa 100% của hãng Moba (Hà Lan), với công suất xử lý lên đến 65.000 quả trứng mỗi giờ Tương tự, Tập đoàn Dabaco Việt Nam cũng đã áp dụng dây chuyền tự động xử lý trứng gà từ Hà Lan từ năm 2016, hiện cung cấp hơn 200 triệu quả trứng gà cho thị trường mỗi năm.
Hình 1.4: Ứng dụng tự động hóa cho việc xử lý trứng gà
Năm 2014, Bệnh viện Nhi Trung ương đã khai trương Trung tâm Phẫu thuật Nội soi Nhi khoa ứng dụng robot, trở thành cơ sở y tế đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ tiên tiến này trong lĩnh vực phẫu thuật nhi khoa.
Việt Nam là quốc gia đầu tiên tại Đông Nam Á và thứ hai ở châu Á có 4 trung tâm ứng dụng kỹ thuật mổ nội soi bằng robot.
Cuối năm 2016, Bệnh viện Bình Dân đã tiên phong trong việc áp dụng kỹ thuật phẫu thuật bằng robot cho người lớn tại Việt Nam Phương pháp này mang lại nhiều lợi ích, nâng cao hiệu quả và hoàn thiện kỹ thuật mổ của bệnh viện.
Tháng 10/2017, bệnh viện Chợ Rẫy cũng đã đưa robot Da Vinci (robot do Hoa
Hệ thống robot phẫu thuật hiện đại nhất đã được áp dụng trong điều trị cho bệnh nhân mắc ung thư tuyến tiền liệt và ung thư thận, mang lại hiệu quả cao trong quá trình phẫu thuật.
Tại Bệnh viện Đại học Y Dược TP.HCM, robot hỗ trợ trong việc dán nhãn và chuyển thông tin xét nghiệm của bệnh nhân, giúp tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót Hệ thống xét nghiệm tự động cũng rút ngắn thời gian chờ đợi cho bệnh nhân xuống một nửa Tương tự, Bệnh viện Truyền máu-Huyết học TP.HCM áp dụng hệ thống quản lý tự động bằng mã barcode, nâng cao độ chính xác trong việc quản lý các túi máu.
1.3 TỰ ĐỘNG HÓA ẢNH HƯỞNG ĐẾN DỊCH CHUYỂN LAO ĐỘNG
Việt Nam hiện đứng thứ 2 thế giới về ảnh hưởng của công nghệ và tự động hóa đến thị trường lao động Dự báo đến năm 2028, khoảng 7,5 triệu người, tương đương 13,8% lực lượng lao động, sẽ phải chuyển đổi công việc do sự thay thế của máy móc Quan niệm về nghề nghiệp và sự ổn định trong công việc sẽ có sự thay đổi đáng kể, với các doanh nghiệp rút ngắn thời gian yêu cầu kỹ năng cho các vị trí công việc Những thay đổi nhanh chóng của công nghệ đang định hình lại tương lai của lao động tại Việt Nam.
Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, nhiều kỹ năng có thể trở nên lỗi thời chỉ trong vài năm Các chủ doanh nghiệp hiện nay ngày càng chú trọng đến khả năng xử lý nhiều công việc cùng lúc, bên cạnh các kỹ năng cứng Sự thay đổi công nghệ, đặc biệt là sự gia tăng của tự động hóa, sẽ ảnh hưởng khác nhau đến thị trường lao động Cụ thể, nhu cầu tuyển dụng sẽ tăng mạnh trong các lĩnh vực như kiến trúc, kỹ thuật, công nghệ thông tin và toán học, trong khi đó, việc làm trong ngành chế tạo, lắp ráp và hành chính văn phòng sẽ có xu hướng giảm.
1.4 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Khái niệm “tự động hóa” (automation) xuất phát từ “tự động” (automatic) và trở nên phổ biến từ năm 1947 khi General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa Đây là thời điểm các ngành công nghiệp bắt đầu áp dụng mạnh mẽ cơ chế điều khiển phản hồi (feedback controller), mặc dù công nghệ này đã được phát minh từ những năm 1930.
Vào những năm 1970, hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đã được phát triển bởi nhóm kỹ sư tại Honeywell, cùng với sự ra đời của thiết bị điều khiển lập trình (PLC) do Dick Morley phát minh Đến nay, DCS và PLC vẫn là hai hệ thống tự động hóa phổ biến nhất toàn cầu Các kỹ sư công nghiệp từng kỳ vọng rằng các nhà máy sẽ hoàn toàn tự động hóa từ giữa thế kỷ 20, đánh dấu sự khởi đầu của cuộc đua tự động hóa.
TỔNG QUAN VỀ PLC
2.6 Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
2.7 Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA Portal V16
2.8 Tổng quan về giao diện giám sát bằng WinCC
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ HÌNH
3.1 Giới thiệu về hệ thống
3.2 Tính chọn thiết bị cho mô hình
3.3 Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
4.3 Đầu vào, đầu ra của hệ thống
STT Nội dung công việc Dự kiến thời gian Ghi chú
2 Xây dựng đề cương về kế hoạch 22/12/2020
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG
− Một số ứng dụng tự động hóa ở Việt Nam hiện nay
− Tổng quan về sản xuất tự động trong công nghiệp
− Tổng quan về hệ thống phân loại và đóng gói sản phẩm
− Tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
− Giới thiệu hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng trong mô hình
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ BỘ ĐIỀU
− Sơ lược về sự phát triển Vi điều khiển
− Tổng quan về Vi điều khiển
− Sơ lược về sự phát triển PLC
− Giới thiệu PLC S7-1200 Simens dùng trong mô hình
− Tổng quan về phần mềm điều khiển TIA
− Tổng quan về giao diện giám sát bằng
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ THI CÔNG MÔ
− Giới thiệu về hệ thống
− Tính chọn thiết bị cho mô hình
− Thiết kế các bộ phận của mô hình
CHƯƠNG 4: LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN
VÀ XÂY DỰNG GIAO DIỆN GIÁM SÁT
− Đầu vào đầu ra của hệ thống
01/03/2021 -18/03/2021 Đà Nẵng, ngày … tháng … năm 2021
Giảng viên hướng dẫn Sinh viên thực hiện
TS Nguyễn Đức Quận Nguyễn Quang
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA, HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG
Tự động hóa là công nghệ cho phép thực hiện quy trình mà không cần sự can thiệp của con người, thông qua các hệ thống điều khiển cho máy móc và quy trình trong nhà máy Công nghệ này giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người, với nhiều quy trình đã được tự động hóa hoàn toàn Hiện nay, Việt Nam đang nổi lên như một thị trường tiềm năng cho robot và tự động hóa, và các doanh nghiệp trong nước dự kiến sẽ áp dụng robot nhiều hơn trong các dây chuyền sản xuất để bắt kịp xu thế khu vực.
Theo khảo sát của Frost & Sullivan (2017), thị trường tự động hóa tại Việt Nam dự kiến sẽ đạt giá trị 184,5 triệu USD vào năm 2021 Chính phủ Việt Nam đang tích cực thúc đẩy phát triển tự động hóa thông qua các sáng kiến và luật pháp, đặc biệt là trong chiến lược phát triển khoa học và công nghệ giai đoạn 2011-2020 Mục tiêu là nâng cao khả năng cạnh tranh kinh tế và tăng tốc công nghiệp hóa, với sự chú trọng vào vai trò của robot công nghiệp và công nghệ tự động hóa cao.
1.2 MỘT SỐ ỨNG DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA Ở VIỆT NAM HIỆN NAY
- Ứng dụng trong sản xuất công nghiệp:
Công ty TNHH Mitsubishi Electric Việt Nam dẫn đầu trong lĩnh vực công nghệ nhà máy thông minh e-Factory, giới thiệu nhiều thiết bị tự động hóa công nghiệp hiện đại Với công nghệ Internet of Things (IoT), e-Factory của Mitsubishi Electric cung cấp giải pháp quản lý sản xuất hiệu quả và tiên tiến.
Hệ thống robot trí tuệ nhân tạo của Mitsubishi Electric bao gồm robot cảm biến lực và cảm biến hình ảnh, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất phức tạp Robot với cảm biến lực thu thập dữ liệu để cải tiến dây chuyền sản xuất, trong khi cảm biến hình ảnh giúp lắp đặt nhanh chóng và chính xác Khi kết nối với dữ liệu đám mây, robot cho phép sản xuất tùy biến theo nhu cầu cá nhân trong thời gian thực Hệ thống e-Factory tích hợp mạng Internet và trung tâm phân tích, cho phép nhà sản xuất điều khiển nhà máy từ xa qua các thiết bị di động Ngoài ra, cánh tay robot mới được cải tiến trong công nghệ cảm biến và điều khiển, đáp ứng nhu cầu nhân lực cho các công đoạn như lắp ráp, kiểm tra và theo dõi sản phẩm trên băng chuyền.
Hình 1.2: Ứng dụng tự động hóa trong sản xuất công nghiệp
- Ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp:
Vào năm 2013, Vinamilk đã khánh thành "siêu nhà máy" sản xuất sữa tại Bình Dương, sở hữu hệ thống sản xuất tự động và robot tiên tiến Tại đây, các robot tự hành quản lý toàn bộ quy trình sản xuất từ nguyên liệu đến bao bì và thành phẩm mà không cần sự can thiệp của con người, đạt tiêu chuẩn tự động hóa cao ngang tầm khu vực và thế giới Ngoài ra, Vinamilk cũng ứng dụng robot trong quy trình chăn nuôi bò sữa.
Hình 1.3: Ứng dụng tự động hóa trong chăn nuôi bò sữa
Năm 2017, công ty Ba Huân đã đầu tư vào hệ thống tự động hóa hoàn toàn của Moba (Hà Lan) với công suất 65.000 quả trứng mỗi giờ Tương tự, Tập đoàn Dabaco Việt Nam đã đưa vào sử dụng dây chuyền tự động xử lý trứng gà từ năm 2016, hiện cung cấp hơn 200 triệu quả trứng gà mỗi năm cho thị trường.
Hình 1.4: Ứng dụng tự động hóa cho việc xử lý trứng gà
Năm 2014, Bệnh viện Nhi Trung ương đã khai trương Trung tâm Phẫu thuật Nội soi Nhi khoa ứng dụng robot, trở thành cơ sở y tế đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ tiên tiến này.
Việt Nam tự hào là quốc gia đầu tiên tại Đông Nam Á và thứ hai tại châu Á sở hữu 4 trung tâm ứng dụng kỹ thuật mổ nội soi bằng robot.
Cuối năm 2016, Bệnh viện Bình Dân đã tiên phong trong việc áp dụng công nghệ robot phẫu thuật cho người lớn tại Việt Nam Phẫu thuật bằng robot mang lại nhiều lợi ích vượt trội, nâng cao hiệu quả và chất lượng kỹ thuật mổ của bệnh viện.
Tháng 10/2017, bệnh viện Chợ Rẫy cũng đã đưa robot Da Vinci (robot do Hoa
Hệ thống robot phẫu thuật hiện đại nhất đã được áp dụng trong điều trị cho bệnh nhân mắc ung thư tuyến tiền liệt và ung thư thận, mang lại hiệu quả cao trong quá trình phẫu thuật.
Tại Bệnh viện Đại học Y Dược TP.HCM, robot hỗ trợ dán nhãn và chuyển thông tin xét nghiệm nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và giảm thiểu sai sót Hệ thống tự động xét nghiệm rút ngắn thời gian chờ đợi cho bệnh nhân đến một nửa Tương tự, Bệnh viện Truyền máu-Huyết học TP.HCM sử dụng hệ thống quản lý tự động bằng mã barcode để quản lý túi máu một cách chính xác.
1.3 TỰ ĐỘNG HÓA ẢNH HƯỞNG ĐẾN DỊCH CHUYỂN LAO ĐỘNG
Việt Nam hiện đứng thứ hai thế giới về ảnh hưởng của công nghệ và tự động hóa lên thị trường lao động Dự báo đến năm 2028, khoảng 7,5 triệu người, tương đương 13,8% lực lượng lao động, sẽ phải chuyển đổi công việc do sự thay thế của máy móc Quan niệm về nghề nghiệp và sự ổn định trong công việc sẽ có sự thay đổi đáng kể, với các doanh nghiệp rút ngắn thời gian yêu cầu kỹ năng cho các vị trí công việc Sự phát triển nhanh chóng của công nghệ đang thúc đẩy những biến đổi này.
Trong bối cảnh công nghệ phát triển nhanh chóng, nhiều kỹ năng có thể trở nên lỗi thời chỉ sau vài năm Các chủ doanh nghiệp hiện nay không chỉ chú trọng đến kỹ năng cứng mà còn đánh giá cao khả năng xử lý nhiều công việc cùng lúc Sự thay đổi công nghệ, đặc biệt là tự động hóa, ảnh hưởng khác nhau đến thị trường lao động trong các lĩnh vực khác nhau: việc làm gia tăng mạnh mẽ trong ngành kiến trúc, kỹ thuật, công nghệ thông tin và toán học, trong khi đó, lĩnh vực chế tạo, lắp ráp và công việc hành chính văn phòng lại chứng kiến sự sụt giảm.
1.4 TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG TRONG CÔNG NGHIỆP
Khái niệm "tự động hóa" (automation) xuất phát từ "tự động" (automatic) và đã trở nên phổ biến từ năm 1947, khi tập đoàn General Motors thành lập Bộ phận Tự động hóa Đây là thời điểm các ngành công nghiệp bắt đầu áp dụng mạnh mẽ cơ chế điều khiển phản hồi (feedback controller), mặc dù công nghệ này đã được phát minh từ những năm 1930.
Vào những năm 1970, hệ thống điều khiển phân tán (DCS) đã được phát triển bởi các kỹ sư tại Honeywell, trong khi thiết bị điều khiển lập trình (PLC) được phát minh bởi Dick Morley Đến nay, DCS và PLC vẫn là hai trong những hệ thống tự động hóa phổ biến nhất Các kỹ sư công nghiệp đã kỳ vọng rằng các nhà máy sẽ trở nên hoàn toàn tự động từ giữa thế kỷ 20, khởi đầu cho cuộc đua tự động hóa.
GIỚI THIỆU PLC S7-1200 SIEMENS DÙNG TRONG MÔ HÌNH
2.6.1 Sự lựa chọn cho hệ thống nhỏ và vừa
Bộ điều khiển PLC S7-1200 mang đến sự linh hoạt và khả năng mở rộng, lý tưởng cho các hệ thống tự động hóa quy mô nhỏ và vừa, đáp ứng tốt nhu cầu của người dùng.
PLC S7-1200 với thiết kế nhỏ gọn và cấu hình linh động là giải pháp lý tưởng cho việc điều khiển và lựa chọn lực phù hợp trong nhiều ứng dụng khác nhau Hình ảnh dưới đây sẽ minh họa rõ ràng về vị trí và vai trò quan trọng của PLC S7-1200 do Siemens giới thiệu.
CPU của PLC S7-1200 được trang bị vi xử lý, bộ nguồn tích hợp, và thiết kế theo nền tảng Profinet, cùng với các tín hiệu đầu vào/ra và bộ đếm tốc độ cao, tạo nên một bộ điều khiển nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ Sau khi tải chương trình xuống CPU, nó sẽ lưu trữ các logic cần thiết để giám sát và kiểm soát thiết bị trong ứng dụng CPU này có khả năng theo dõi ngõ vào và thay đổi ngõ ra theo logic chương trình của người dùng, bao gồm các phép toán logic Boolean, bộ đếm, bộ định thì, phép toán phức tạp, và giao tiếp với các thiết bị thông minh khác.
PLC S7-1200 được trang bị cổng Profinet cho phép truyền thông mạng Profinet Bên cạnh đó, PLC này cũng hỗ trợ truyền thông qua Profibus, GPRS, RS485 hoặc RS232 thông qua các module mở rộng.
2.6.2 Một số dòng CPU S7-1200 thông dụng
Hiện tại, PLC S7-1200 bao gồm nhiều dòng CPU khác nhau như CPU 1211C, 1212C, 1214C, 1215C và 1217C Người dùng có nhiều lựa chọn về nguồn điện áp AC/DC cũng như các tín hiệu đầu vào/ra relay và DC.
Tùy thuộc vào ứng dụng và chương trình mà người dùng chọn, việc lựa chọn CPU phù hợp với cấu hình hệ thống và chi phí là rất quan trọng để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và tiết kiệm.
Bảng 2.1 Thông tin về CPU 1211C/1212C/1214C
Bit memory (M) • 4096 bytes • 4096 bytes • 8192 bytes
Memory card (optional) Yes Yes Yes
Real time clock retention time
10 days, typical / 6 day minimum at 40 degrees C
Boolean execution speed 0.1 às/instruction
2.6.3 Vùng nhớ chương trình PLC S7-1200
− CPU hỗ trợ những vùng nhớ để lưu trữ chương trình người dùng, dữ liệu và cấu hình hệ thống như sau:
Load memory là khu vực lưu trữ không mất đi, dùng để chứa chương trình người dùng, dữ liệu và cấu hình PLC Khi một dự án được tải xuống PLC, nó sẽ được lưu trữ đầu tiên trong vùng nhớ Load memory, có thể nằm trên thẻ nhớ MMC (nếu có) hoặc trên CPU Người dùng có thể mở rộng dung lượng của vùng nhớ này bằng cách sử dụng thẻ MMC.
Bộ nhớ làm việc (Work memory) là khu vực lưu trữ tạm thời mà dữ liệu sẽ bị mất khi CPU mất điện Trong quá trình hoạt động, CPU có khả năng sao chép một số phần và chức năng của dự án từ bộ nhớ tải (Load memory) sang bộ nhớ làm việc để thực hiện các tác vụ cần thiết.
• Retentive memory: là vùng nhớ được sử dụng để lưu trữ lại những dữ liệu cần thiết, mong muốn khi CPU mất điện hoàn toàn
Một lựa chọn thay thế để lưu trữ chương trình người dùng tương tự như các vùng nhớ đã đề cập là sử dụng thẻ nhớ Simatic MMC Khi sử dụng thẻ nhớ MMC, CPU sẽ thực thi chương trình trực tiếp từ thẻ nhớ thay vì từ bộ nhớ của CPU.
Thẻ nhớ Simatic MMC được sử dụng để lưu trữ chương trình, chuyển dữ liệu, ghi lại dữ liệu datalog và nâng cấp firmware cho CPU.
Khi cần tải chương trình xuống nhiều CPU giống nhau trong cùng một dự án, việc sử dụng phần mềm có thể tốn thời gian Tuy nhiên, việc sử dụng thẻ transfer Simatic MMC mang lại hiệu quả cao hơn Người dùng chỉ cần cắm thẻ nhớ MMC, đợi quá trình transfer hoàn tất và sau đó rút thẻ nhớ ra.
• Dùng thẻ nhớ với chức năng thẻ nhớ chương trình thì tất cả những chức năng CPU hoạt động sẽ được load từ thẻ nhớ
Thẻ MMC không chỉ dùng để lưu trữ thông tin về datalog mà còn có khả năng mở rộng bộ nhớ cho Web server và hỗ trợ nâng cấp firmware cho CPU.
2.6.4 Phần mềm và ngôn ngữ lập trình PCL S7-1200 a Phần mềm lập trình PLC S7-1200
In 2009, Siemens launched the S7-1200 PLC, accompanied by the TIA Portal V10.5 software, which includes integrated Step 7 Basic for programming the S7-1200 PLC and WinCC Basic for developing applications for KTP screens.
Từ năm 2010, Siemens đã liên tục cải tiến phần mềm Tia Portal, nâng cấp từ phiên bản V10.5 lên V16 Hiện tại, Tia Portal không chỉ hỗ trợ lập trình cho các bộ Controller mà còn cho phép thiết kế giao diện HMI, SCADA và cấu hình Driver của Siemens Trong bài viết này, chúng ta sẽ tập trung vào tìm hiểu về PLC S7-1200 và phần mềm Tia Portal.
Siemens phát triển dòng sản phẩm PLC S7-1200 dành cho các hệ thống nhỏ và vừa, ưu tiên hỗ trợ ba ngôn ngữ lập trình chính là LAD, FBD và STL.
• LAD – Ladder: Đây là ngôn ngữ lập trình dựa theo sơ đồ mạch Nó đơn giản, dễ hiểu, dễ chỉnh sửa và tiện lợi
• FBD – Function Block Diagram: Đây là ngôn ngữ lập trình dựa theo sơ đồ Bool
