Submitted by
quantri
on
Lĩnh vực thi
4.Lĩnh vực Giáo dục và Đào tạo
Đạt giải Tỉnh
Giải nhì
Tên tác giả
1. Nguyễn Thị Thu 2. Đồng Văn Huấn 3. Nguyễn Văn Khoa 4. Phạm Nhật Minh
Địa chỉ
Trường Cao đẳng Công nghiệp Bắc Ninh
Thuyết minh tóm tắt
Tính mới, tính sáng tạo:
- Thiết kế module hóa: Mô hình được thiết kế theo dạng dàn trải các thiết bị.Việc bố trí này giúp học sinh và sinh viên dễ dàng quan sát, nhận diện từng thành phần và hiểu rõ mối liên hệ giữa chúng.
- Tiêu chuẩn hóa đấu nối: Các điểm đấu nối dây điện và tín hiệu được đánh dấu theo ký hiệu quy ước, đảm bảo tính rõ ràng, dễ dàng cho việc kiểm tra, bảo trì và sửa chữa khi cần.
- Phân chia theo khối chức năng: Mô hình được chia thành các khối chức năng riêng biệt (và được dán nhãn rõ ràng. Điều này không chỉ thuận lợi cho việc sửa chữa, thay thế từng bộ phận mà còn giúp người học dễ dàng nắm bắt cấu trúc tổng thể và nguyên lý hoạt động của từng phần.
- Tận dụng công nghệ hiện có: Ưu tiên sử dụng các thiết bị sẵn có trong phòng thí nghiệm của nhà trường (như PLC Siemens S7-1200, HMI KTP700 Basic, camera Basler) để tối ưu hóa chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo tính hiện đại và phù hợp với chương trình đào tạo.
Nội dung của giải pháp:
Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế, chế tạo và tích hợp các thành phần công nghệ để tạo ra một hệ thống kiểm tra chất lượng bo mạch PCB tự động, bao gồm các phần chính:
- Cơ cấu vận chuyển và định vị sản phẩm: Sử dụng băng tải để vận chuyển bo mạch PCB qua các trạm kiểm tra.
- Hệ thống điều khiển trung tâm (PLC): Sử dụng bộ điều khiển lập trình Siemens S7-1200 (Model 1214DC/DC/DC) làm bộ não của hệ thống.
- Giao diện người máy (HMI): Màn hình cảm ứng HMI KTP700 Basic được tích hợp để cung cấp giao diện trực quan cho người vận hành
- Hệ thống IoT (Internet of Things): Tích hợp bộ điều khiển IoT của hãng Wecon (Model HAG) cho phép giám sát và điều khiển mô hình từ xa thông qua nền tảng đám mây và ứng dụng trên điện thoại thông minh.
- Hệ thống Thị giác máy (Machine Vision): Đây là trái tim của việc kiểm tra chất lượng. Một camera công nghiệp Basler được sử dụng kết hợp với phần mềm xử lý ảnh chuyên dụng.
- Các thiết bị phụ trợ: Bao gồm rơle trung gian để cách ly và khuếch đại tín hiệu điều khiển, áp tô mát để bảo vệ mạch điện, và các nút bấm điều khiển cục bộ để thao tác bằng tay khi cần thiết.
- Xây dựng các bài tập thực hành: Bên cạnh việc xây dựng mô hình, đề tài còn phát triển một bộ tài liệu hướng dẫn giảng dạy và các bài tập thực hành chi tiết, bao gồm:
+ Bản vẽ lắp đặt trang thiết bị điện, khí nén.
+ Hướng dẫn lập trình PLC cho các chức năng điều khiển tuần tự và xử lý sự cố.
+ Hướng dẫn thiết kế giao diện HMI với các màn hình điều khiển và giám sát.
+ Hướng dẫn lập trình thị giác máy để nhận diện mã QR code và kiểm tra lỗi PCB.
+ Hướng dẫn thiết kế giao diện và kết nối với nền tảng IoT để giám sát từ xa.
Khả năng áp dụng:
Giải pháp được áp dung để giảng dạy các môn học cơ sở, mô đun chuyên ngành các nghề Điện công nghiệp, Điện tử công nghiệp, Cơ điện tử đặc biệt ngành Tự động hóa công nghiệp cho khối các trường trung cấp cao đẳng trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp: Trang bị điện, Lập trình điều khiển PLC, Kỹ thuật cảm biến, Thị giác máy công nghiệp, Lắp đặt bảo dưỡng hệ thống cơ điện tử…..
Hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, xã hội:
Hiệu quả kinh tế kỹ thuật
- Tối ưu hóa chi phí đào tạo
- Đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao
- Phát triển kỹ năng tích hợp hệ thống
- Tạo ra sản phẩm giáo dục độc đáo
- Thúc đẩy nghiên cứu khoa học
Hiệu quả xã hội:
- Đóng góp vào sự phát triển công nghiệp địa phương
- Nâng cao uy tín của nhà trường
- Thiết kế module hóa: Mô hình được thiết kế theo dạng dàn trải các thiết bị.Việc bố trí này giúp học sinh và sinh viên dễ dàng quan sát, nhận diện từng thành phần và hiểu rõ mối liên hệ giữa chúng.
- Tiêu chuẩn hóa đấu nối: Các điểm đấu nối dây điện và tín hiệu được đánh dấu theo ký hiệu quy ước, đảm bảo tính rõ ràng, dễ dàng cho việc kiểm tra, bảo trì và sửa chữa khi cần.
- Phân chia theo khối chức năng: Mô hình được chia thành các khối chức năng riêng biệt (và được dán nhãn rõ ràng. Điều này không chỉ thuận lợi cho việc sửa chữa, thay thế từng bộ phận mà còn giúp người học dễ dàng nắm bắt cấu trúc tổng thể và nguyên lý hoạt động của từng phần.
- Tận dụng công nghệ hiện có: Ưu tiên sử dụng các thiết bị sẵn có trong phòng thí nghiệm của nhà trường (như PLC Siemens S7-1200, HMI KTP700 Basic, camera Basler) để tối ưu hóa chi phí đầu tư mà vẫn đảm bảo tính hiện đại và phù hợp với chương trình đào tạo.
Nội dung của giải pháp:
Nội dung nghiên cứu tập trung vào việc thiết kế, chế tạo và tích hợp các thành phần công nghệ để tạo ra một hệ thống kiểm tra chất lượng bo mạch PCB tự động, bao gồm các phần chính:
- Cơ cấu vận chuyển và định vị sản phẩm: Sử dụng băng tải để vận chuyển bo mạch PCB qua các trạm kiểm tra.
- Hệ thống điều khiển trung tâm (PLC): Sử dụng bộ điều khiển lập trình Siemens S7-1200 (Model 1214DC/DC/DC) làm bộ não của hệ thống.
- Giao diện người máy (HMI): Màn hình cảm ứng HMI KTP700 Basic được tích hợp để cung cấp giao diện trực quan cho người vận hành
- Hệ thống IoT (Internet of Things): Tích hợp bộ điều khiển IoT của hãng Wecon (Model HAG) cho phép giám sát và điều khiển mô hình từ xa thông qua nền tảng đám mây và ứng dụng trên điện thoại thông minh.
- Hệ thống Thị giác máy (Machine Vision): Đây là trái tim của việc kiểm tra chất lượng. Một camera công nghiệp Basler được sử dụng kết hợp với phần mềm xử lý ảnh chuyên dụng.
- Các thiết bị phụ trợ: Bao gồm rơle trung gian để cách ly và khuếch đại tín hiệu điều khiển, áp tô mát để bảo vệ mạch điện, và các nút bấm điều khiển cục bộ để thao tác bằng tay khi cần thiết.
- Xây dựng các bài tập thực hành: Bên cạnh việc xây dựng mô hình, đề tài còn phát triển một bộ tài liệu hướng dẫn giảng dạy và các bài tập thực hành chi tiết, bao gồm:
+ Bản vẽ lắp đặt trang thiết bị điện, khí nén.
+ Hướng dẫn lập trình PLC cho các chức năng điều khiển tuần tự và xử lý sự cố.
+ Hướng dẫn thiết kế giao diện HMI với các màn hình điều khiển và giám sát.
+ Hướng dẫn lập trình thị giác máy để nhận diện mã QR code và kiểm tra lỗi PCB.
+ Hướng dẫn thiết kế giao diện và kết nối với nền tảng IoT để giám sát từ xa.
Khả năng áp dụng:
Giải pháp được áp dung để giảng dạy các môn học cơ sở, mô đun chuyên ngành các nghề Điện công nghiệp, Điện tử công nghiệp, Cơ điện tử đặc biệt ngành Tự động hóa công nghiệp cho khối các trường trung cấp cao đẳng trong hệ thống giáo dục nghề nghiệp: Trang bị điện, Lập trình điều khiển PLC, Kỹ thuật cảm biến, Thị giác máy công nghiệp, Lắp đặt bảo dưỡng hệ thống cơ điện tử…..
Hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, xã hội:
Hiệu quả kinh tế kỹ thuật
- Tối ưu hóa chi phí đào tạo
- Đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao
- Phát triển kỹ năng tích hợp hệ thống
- Tạo ra sản phẩm giáo dục độc đáo
- Thúc đẩy nghiên cứu khoa học
Hiệu quả xã hội:
- Đóng góp vào sự phát triển công nghiệp địa phương
- Nâng cao uy tín của nhà trường
Thuộc hội thi