phân loại sản phẩm theo chiều cao s7 1200

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên cho em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện Tử Viễn Thơng, Trường Đại
học Sài Gịn và Thạc sĩ Trương Tấn đã tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập và
thực hiện tiểu luận tốt nghiệp này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Trương Tấn đã tận tình chỉ dẫn cho
em trong quá trình thực hiện đề tài này. Em cũng xin cảm ơn các thầy cô đã giảng
dạy và truyền đạt cho em những kiến thức bổ ích để thực hiện tiểu luận này và tạo
bước đệm cho sự nghiệp sau này.
Trong q trình thực hiện, dù dã có tham khảo qua các tài liệu, do giới hạn kiến
thức và khả năng lý luận nên cịn nhiều thiếu sót và hạn chế em mong các thầy
thơng cảm. Vì vậy em mong nhận được sự góp ý của các thầy cơ để hồn thiện hơn
trong q trình sau này.

Xin chân thành cảm ơn!

1


MỤC LỤC

2


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
PLC

: Programmable Logic Control

CPU

: Bộ Xử Lý Trung Tâm

LAD

: Ladder Logic

STL

: Structured Text

3


DANH MỤC HÌNH ẢNH
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Tên hình ảnh
Hình 1: Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao
Hình 2.1: PLC S7-1200, CPU 1212C DC/DC/DC
Hình 2.5: Băng tải
Hình 2.6: Xi lanh 2 ty
Hình 2.7: Cấu tạo của xi lanh

Hình 2.8: Nguồn tổ ong 24V 5A
Hình 2.12: Cảm biến hồng ngoại
Hình 3.1: Mơ hình hồn thiện
Hình 3.2: Tủ điều khiển

4

Trang
14
18
21
24
25
26
26
28
28


DANH MỤC BẢNG BIỂU
STT
1
2

Tên bảng biểu
Bảng 1: Các loại CPU khác nhau
Bảng 2: Các loại module khác nhau

5

Trang
19
20


MỞ ĐẦU
 Đặt vấn đề

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện
tử mà trong đó điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh
vực khoa học kỹ thuật, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa… Do đó chúng ta cần phải
nắm bắt và vận dụng điều khiển tự động một cách hiệu quả nhằm đóng góp vào sự
phát triển khoa học kỹ thuật của thế giới nói chung và trong sự phát triển của kỹ
thuật điều khiển tự động nói riêng.
Xuất phát từ những lần tham quan các doanh nghiệp có dây chuyền sản xuất,
chúng em đã được thấy nhiều khâu tự động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong
những khâu sản xuất tự đơng hóa đó là khâu phân loại sản phẩm sử dụng bộ điều
khiển lập trình PLC Siemens.
Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu thì em quyết định chọn đề tài: “THIẾT KẾ VÀ
MÔ PHỎNG HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO”
Đã có khá nhiều đề tài thực hiện việc mơ hình phân loại sản phẩm như phân loại
theo màu săc, phân loại theo khối lượng theo kích thước. Nhưng với những sản
phẩm có chiều cao theo tính chất của sản phẩm thì các mơ hình phân loại kia khơng
phù hợp. Vì vậy chúng ta cần một hướng xử lý phù hợp hơn cho hệ thống phân loại
này đó là phân loại dựa trên chiều cao của sản phẩm.
 Nhiệm vụ đề tài

Nghiên cứu các ứng dụng của PLC Siemens vào điều khiển phân loại sản phẩm
theo chiều cao .
Thiết kế giao diện người dùng trên WinCC cho hệ thống giám sát phân loại sản

phẩm, đồng thời tìm hiểu giao thức kết nối giữa WinCC và PLC.
 Mục tiêu nghiên cứu

6


Bước đầu biết xây dựng một hệ thống SCADA tương đối hồn chỉnh, điều khiển
lập trình PLC và thiết kế giao diện WinCC mang tính linh hoạt, điều khiển dựa vào
chương trình và thực hiện lệnh logic. Em hy vọng sau khi nghiên cứu đề tài này sẽ
tiếp thu nhiều hơn về các vấn đề liên quan đến PLC và phần mềm WinCC như: cấu
hình phần cứng, tập lệnh của PLC, WinCC, xây dựng lưu đồ và viết chương trình
điều khiển hệ thống cũng như các giao thức kết nối giữa chúng.
 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống SCADA phân loại sản phẩm theo màu sắc,
nguyên lý hoạt đông của PLC, phần mềm WinCC, cách truyền dữ liêu giữa chúng.
Từ đó xây dựng chương trình điều khiển hê thống bằng PLC Siemens và phần mềm
WinCC.
 Nội dung nghiên cứu

Khi thực hiên đề tài em đã tiến hành nghiên cứu sơ lược các nôi dung cơ bản của
PLC S7-1200 và phần mềm WinCC, cụ thể gồm các nôi dung sau:
Chương 1: Tổng quan về đề tài.
Chương 2: Điều khiển mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Chương 3: Hồn thiện và đánh giá mơ hình.
Sau một thời gian tìm hiểu, thực hiên tiểu luận “Thiết kế và mô phỏng hệ thống
phân loại sản phẩm theo chiều cao” đã hoàn thành được phần nào. Em xin chân
thành cảm ơn thầy giáo Trương Tấn đã chỉ bảo, hướng dẫn tận tình, giúp đỡ em
trong suốt quá trình thực hiện tiểu luận.

7


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1.1 Giới thiệu chung :
Ngày nay tự động hóa trong điều khiển sản xuất dần đi sâu vào từng khía cạnh,
vào trong các khâu của quá trình sản xuất, và được phổ biến trong các doanh nghiệp
sản xuất tại Việt Nam cũng như các nước trên quốc tế. Nhờ vậy có thể đóng góp vào
sự phát triển chung của khoa học kĩ thuật và cơng cuộc “Cơng nghiệp hóa - Hiện đại
hóa đất nước”.
Bên cạnh các công nghệ phân loại sản phẩm theo màu sắc, tính chất vật liệu,
theo kích thước,…dần được tự động hóa theo một dây chuyền hiện đại nhằm đạt
được những mục đích mà con người mong muốn.
Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức
mà chúng em đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều
lần, đồng thời vẫn đảm bảo được độ chính xác cao, phân loại được tất cả các sản
phẩm về mọi mặt. Nên em thiết kế và thi cơng mơ hình sử dụng băng chuyền để
phân loại sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế, vì trong thực tế có nhiều sản phẩm
được sản xuất ra địi hỏi phải có kích thước tương đối chính xác và nó thật sự có ý
nghĩa với chúng em, góp phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để
xứng tầm với sự phát triển của thế giới.
Trong việc thiết kế và chế tạo, quy trình được thể hiện qua 3 quá trình sau:
+ Đưa sản phẩm và thùng chứa vào vị trí định trước.
+ Phân loại các sản phẩm theo các chiều cao khác nhau.
+ Xi lanh sẽ tự động đẩy sản phẩm vào vị trí khi cảm biến nhận được tín hiệu.
1.2 Sự phát triển của hệ thống phân loại sản phẩm:
Từ xa xưa con người chúng ta đã biết cách phân loại ra những mặt hàng sản
phẩm để phục vụ cho sinh hoạt mà còn phục vụ cho nhu cầu bn bán trao đổi hàng
hóa. Nhưng những việc làm ấy vẫn cịn thơ sơ và mất nhiều thời gian, khi nền kinh

8


tế hiện nay bắt đầu phát triển cùng với sự bùng nổ về khoa học và kỹ thuật thì con
người đã biết cách áp dụng khoa học công nghệ vào sản xuất để máy móc dần được
thay thế cho sức lao động của con người. Chính vì thế mà các dây chuyền phân loại
sản phẩm được ra đời và phát triển mạnh mẽ.
Phân loại sản phẩm là một trong những hình thức đã và đang áp dụng nhiều
trong quy trình sản xuất của các nhà máy, xí nghiệp khác nhau tại khắp các quốc gia
trên thế giới. Với mục tiêu nhằm nâng cao tính ổn định và chất lượng của cơng việc,
vì vậy hệ thống phân loại sản phẩm ngày càng được tin dùng rất nhiều. Tuy nhiên,
có một đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống này rất cao, vì vậy hiện nay đa
phần chỉ được áp dụng trong các hệ thống nhà máy có yêu cầu phân loại phức tạp,
còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam vẫn sử dụng trực tiếp từ con
người.
1.3 Phân loại sản phẩm theo chiều cao:
1.3.1 Khái quát:
Ngày nay tự động hóa trong điều khiển sản xuất dần đi sâu vào từng ngõ ngách,
vào trong các khâu của quá trình sản xuất. Một trong những ứng dụng đó là công
nghệ phân loại sản phẩm theo chiều cao.
Bên cạnh các cơng nghệ phân loại sản phẩm như màu sắc, tính chất vật liệu,
theo kích thước,... Dần được tự động hóa theo một dây chuyền hiện đại nhằm đạt
được những mục đích sau:
+ Nâng cao độ chính xác và năng suất lao động.
+ Giảm sự nặng nhọc cho người công nhân, tiết kiệm thời gian. Giảm được chi
phí sản xuất đồng thời hạ giá thành sản phẩm.
Trước những yêu cầu thực tế đó, em đã chọn và làm đề tài “Thiết kế thi cơng
mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao”. Cảm biến phân loại sẽ được đặt trên
băng chuyền, khi sản phẩm đi qua cảm biến sẽ được cảm biến phát hiện sản phẩm

9


và nhận biết được sản phẩm thuộc độ cao nào sau đó tay đẩy đưa sản phẩm vào vị
trí đã định trước.

Hình 1:Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao.
 Nguyên lý hoạt động:

Sử dụng cảm biến hồng ngoại để phân biệt chiều cao các sản phẩm, có độ cao
khác nhau.
 Nhận xét:
Hệ thống có khả năng phát hiện độ cao nên thuận lợi cho việc phân biệt các sản
phẩm có chiều cao khác nhau.
 Ứng dụng:
Được ứng dụng rộng rãi vào các dây chuyền phân loại sản phẩm theo chiều cao
trong thực tế để tăng khả năng phân loại được nhiều loại sản phẩm.
 Kết luận:
Tự động hóa trong sản xuất mang lại hiệu quả cao, năng suất chất lượng sản
phẩm được tăng lên, giá thành sản phẩm được giảm, lao động cơ bắp của con người
dần được thay thế. Quá trình sản xuất được vận hành một cách tự động theo một
trình tự nhất định, nhờ đó đẩy mạnh được chun mơn hóa trong sản xuất góp phần
đưa đất nước phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa trong tương lai.
Hệ thống phân loại sản phẩm rất đa dạng, được ứng dụng rộng rãi trong thực tế
mang lại hiệu quả cao như hệ thống phân sản phẩm theo chiều cao, màu sắc, vật
liệu... Các hệ thống này ngày càng được cải tiến, đáp ứng được nhu cầu của con
người.

10

Từ những vấn đề đó, em đã hướng đến đề tài “Thiết kế thi cơng mơ hình phân
loại sản phẩm theo chiều cao”.
1.3.2 Mục tiêu thiết kế:
Thiết kế và thi cơng mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao khác nhau. Lập
trình PLC để phân loại sản phẩm.
Hệ thống được điều khiển bằng PLC để phân loại sản phẩm theo 3 độ cao khác
nhau (5cm,3cm,1cm) thông qua 2 nút nhấn.
1.3.3 u cầu:
- Có kích thước phù hợp, khơng gian làm việc hiệu quả.
- Hệ thống dễ điều khiển và làm việc tin cậy.
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình hoạt động.
- Thiết bị sử dụng phải có độ bền và tuổi thọ lớn.
- Hệ thống cảm biến hoạt động chính xác, có khả năng cải tiến công nghệ.
- Vốn đầu tư phù hợp, chi phí vận hành thấp, phải mang tính thẩm mỹ.
1.3.4 Nội dung thiết kế:
Dựa vào những môn học cơ sở chuyên ngành như: Thực hành điều khiển dây
chuyền công nghiệp, thực hành PLC, truyền động điện, điều khiển logic khả trình
PLC... Trên tình hình thực tế hiện nay, đưa ra các phương pháp thiết kế trên lý
thuyết, ta chọn phương pháp có hiệu quả nhất. Đưa ra các phương án khác nhau,
thiết lập phương án thích hợp để giải quyết một số vấn đề và mang lại hiệu quả
nhất.
Mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao gồm các thành phần sau:
- Băng chuyền dùng để di chuyển sản phẩm.
- Hệ thống cảm biến dùng để phát hiện và phân loại sản phẩm.
- Xilanh đẩy phân loại sản phẩm đến vị trí mong muốn.
11


- Bộ lập trình PLC S7 1200CDCDC.

12


CHƯƠNG 2: ĐIỂU KHIỂN MƠ HÌNH HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN
PHẨM THEO CHIỀU CAO
2.1 Giới thiệu tổng quan về PLC S7-1200:
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC) S7-1200 mang lại tính linh hoạt và sức
mạnh để điều khiển nhiều thiết bị đa dạng hỗ trợ các yêu cầu về điều khiển tự
động. Sự kết hợp giữa thiết kế thu gọn, cấu hình linh hoạt và tập lệnh mạnh mẽ đã
khiến cho S7-1200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển
nhiều ứng dụng đa dạng khác nhau.
Kết hợp một bộ vi xử lý, một bộ nguồn tích hợp, các mạch ngõ vào và
mạch ngõ ra trong một kết cấu thu gọn, CPU trong S7-1200 đã tạo ra một PLC
mạnh mẽ. Sau khi người dùng tải xuống một chương trình, CPU sẽ chứa mạch
logic được yêu cầu để giám sát và điều khiển các thiết bị nằm trong ứng dụng.
CPU giám sát các ngõ vào và làm thay đổi ngõ ra theo logic của chương trình
người dùng, có thể bao gồm các hoạt động như logic Boolean, việc đếm, định thì,
các phép tốn phức hợp và việc truyền thơng với các thiết bị thơng minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương
trình điều khiển:
- Mỗi CPU cung cấp một sự bảo vệ bằng mật khẩu cho phép người dùng
cấu hình việc truy xuất đến các chức năng của CPU.
- Người dùng có thể sử dụng chức năng “know-how protection” để ẩn
mã nằm trong một khối xác định.
CPU cung cấp một cổng PROFINET để giao tiếp qua một mạng PROFINET.
Các module truyền thơng là có sẵn dành cho việc giao tiếp qua các mạng RS232
hay RS485.

13

Hình 2. 1:PLC S7-1200, CPU 1212C DC/DC/DC
Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung
lượng giúp cho người dùng tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng
khác nhau.
Chức năng

CPU 1211C

Kích thước vật lý (mm)

CPU 1212C

90 x 100 x 75

CPU 1214C
110 x 100 x 75

Bộ nhớ người dùng:
•

Bộ nhớ làm việc

•

25 kB

•

50 kB

•

Bộ nhớ nạp

•

1 MB

•

2 MB

•

Bộ nhớ giữ lại

•

2 kB

•

2 kB

I/O tích hợp cục

•

6 ngõ vào /

•

8 ngõ vào /

•

4 ngõ ra
2 ngõ ra

•

6 ngõ ra
2 ngõ ra

bộ
•
•

Kiểu số
Kiểu tương tự

14

•

14 ngõ vào /
10 ngõ ra

•

2 ngõ ra


Kích thước ảnh tiến trình

1024 byte ngõ vào (I) và 1024 byte ngõ ra (Q)

Bộ nhớ bit (M)

4096 byte

8192 byte

Độ mở rộng các module
tín
Bảng tín hiệu

Khơng

2
1

Các module truyền thơng

3 (mở rộng về bên trái)

Các bộ đếm tốc độ cao
•

•

Đơn pha

3
•

Vng pha

8

•

4

3 tại 100 kHz
3 tại 80 kHz

Các ngõ ra xung
Thẻ nhớ

3 tại 100

•

6
•

3 tại 100

kHz 1 tại

kHz 3 tại

30 kHz
• 3 tại 80 kHz

30 kHz
• 3 tại 80 kHz

1 tại 20
2 kHz

3 tại 20 kHz

Thẻ nhớ SIMATIC (tùy chọn)

Thời gian lưu giữ đồng

Thơng thường 10 ngày / ít nhất 6 ngày tại 400C

hồ
PROFINET

1 cổng truyền thông Ethernet

Tốc độ thực thi tính tốn

18 μs/lệnh

thực
Tốc độ thực thi Boolean

0,1 μs/lệnh

Bảng 1: Các loại CPU khác nhau
Họ S7-1200 cung cấp một số lượng lớn các module tín hiệu và bảng tín hiệu
để mở rộng dung lượng của CPU. Người dùng cịn có thể lắp đặt thêm các module
truyền thông để hỗ trợ các giao thức truyền thông khác.
Modul

Chỉ ngõ vào

e

15

Chỉ ngõ ra

Kết hợp In/Out


8 x DC In

Kiểu số
Module tín
hiệu (SM)
Kiểu

Bảng tín hiệu
(SB)

8 x DC Out

8 x DC In / 8 x DC Out

8 x Relay Out 8 x DC In / 8 x Relay Out
16 x DC In / 16 x DC Out
16 x DC Out
16 x DC In / 16 x
16 x DC In 16 x Relay Out
Relay
4 x Analog In 2 x Analog In
4 x Analog In / 2 x

tương tự 8 x Analog In
_
Kiểu số

4 x Analog In
_

Analog
2 x DC In / 2 x DC Out

Kiểu
tương tự

_

1 x Analog In

_

Module truyền thơng (CM)
•
•

RS485
RS232
Bảng 2: Các loại module khác nhau

Một bảng tín hiệu (SB) cho phép người dùng thêm vào I/O cho CPU. Người
dùng có thể thêm một SB với cả I/O kiểu số hay kiểu tương tự. SB kết nối vào
phía trước của CPU.
•
•

SB với 4 I/O kiểu số (ngõ vào 2 x DC và ngõ ra 2 x DC)
SB với 1 ngõ ra kiểu tương tự.

2.1.1 Các module tín hiệu:
Người dùng có thể sử dụng các module tín hiệu để thêm vào CPU các
chức năng. Các module tín hiệu kết nối vào phía bên phải của CPU.
2.1.2 Các module truyền thống:
Họ S7-1200 cung cấp các module truyền thông (CM) dành cho các tính năng
bổ
sung vào hệ thống. Có 2 module truyền thơng: RS232 và RS485.
•

•

CPU hỗ trợ tối đa 3 module truyền thơng
Mỗi CM kết nối vào phía bên trái của CPU (hay về phía bên trái của một
CM khác).

16


2.2.2 Các thiết bị được sử dụng trong hệ thống:
2.2.2.1 Băng tải:
 Khái niệm băng tải:

Băng tải là một thiết bị xử lý vật liệu cơ khí di chuyển hàng hóa, vật tư từ nơi
này đến nơi khác trong một đường dẫn xác định trước . Băng tải đặc biệt hữu ích
trong các ứng dụng liên quan đến việc vận chuyển vật liệu nặng hoặc cồng kềnh.
Hệ thống băng tải cho phép vận chuyển nhanh chóng và hiệu quả đối với nhiều
loại vật liệu. Bên cạnh đó là sản xuất, băng chuyền giảm nguy cơ chấn thương
lưng, đầu gối, vai và chấn thương chỉnh hình khác.
Việc sử dụng băng tải khác nhau tùy theo vị trí, loại sản phẩm đang được di
chuyển, khoảng cách mà đối tượng sẽ được di chuyển. Tiêu chuẩn cho băng tải
được đo lường và xác định bởi tải trọng tối đa, trọng lượng của sản phẩm, số
lượng các mảnh trên một đơn vị thời gian, tải trọng, tốc độ và dịng chảy của vật
liệu.
Có hai loại chính của băng tải trong sản xuất hiện nay. Băng tải cao su là loại
phổ biến nhất. Một băng tải cao su thường là một vành đai vô tận làm của một số
loại vải hay cao su. Các vòng cao su di chuyển giữa các ròng rọc với hỗ trợ tại các
điểm trung gian dọc theo chu vi vành đai. Băng tải cao su có thể mang theo nhiều
loại vật liệu khác nhau. Các vật liệu có thể là những tảng đá có kích thước như
quặng hoặc bột ngun chất. Tốc độ sẽ khác nhau tùy theo nhu cầu của các thiết bị

sản phẩm và chế biến.

Hình 2. 2: Băng tải
17


 Các loại phổ biến:

- Băng tải cao su: Chịu được nhiệt và sức tải lớn.
- Băng tải xích: Thường được sử dụng trong ứng dụng tải dạng chai, sản
phẩm cần độ vững chắc.
- Băng tải con lăn gồm: băng tải con lăn nhựa, băng tải con lăn nhựa
PVC,băng tải con lăn thép mạ kẽm, băng tải con lăn truyền động bằng motor.
- Băng tải đứng: vận chuyển hàng hóa theo phương thẳng đứng hướng lên
trên.
- Băng tải PVC : Có sức tải nhẹ và thơng dụng với kinh tế.
- Băng tải góc cong: chuyển hướng của sản phẩm từ 30 đến 180 độ.
Mỗi loại băng tải có hình dạng và chức năng khác nhau, cho nên tuỳ vào mục
đích sử dụng mà người sử dụng lựa chọn chọn loại băng tải cho hợp lí để băng tải
có thể phát huy được hết chức năng của nó. Đồng thời, có thể tiết kiệm được rất
nhiều chi phí và tăng năng suất cho công việc. Trong từng trường hợp cụ thể thì sẽ
sử dụng loại băng tải khác nhau cho nên cần tìm hiểu kĩ để sử dụng vào đúng mục
đích và đem lại hiệu quả cao.
 Cấu tạo băng tải:

- Khung băng tải : thường được làm bằng nhôm định hình, thép sơn tĩnh điện
hoặc inox.
- Dây băng tải: Thường là dây băng PVC dày 2mm và 3mm hoặc dây băng
PU dầy 1.5mm.
- Động cơ chuyền động: Là động cơ giảm tốc công suất 0.2KW, 0.4KW,

0.75KW, 1.5KW, 2.2KW.
- Bộ điều khiển băng chuyền: Thường gồm có biến tần, sensor, timer, PLC...
- Cơ cấu truyền động gồm có: Rulo kéo, con lăn đỡ, nhơng xích...
- Hệ thống bàn thao tác trên băng chuyền thường bằng gỗ, thép hoặc inox
trên mặt có dán thảm cao su chống tĩnh điện.
- Hệ thống đường khí nén và đường điện có ổ cắm để lấy điện cho các máy
dùng trên băng chuyền.
 Nguyên lý làm việc của băng tải:
Khi rulô chủ động quay làm cho dây băng tải chuyển động nhờ lực ma sát
giữa rulô và dây băng băng tải. Để tạo ra lực ma sát giữa rulô và dây băng tải
khi dây băng tải gầu bị trùng thì ta điều chỉnh rulơ bị động để dây băng tải căng

18


ra tạo lực ma sát giữa dây băng tải và rulô chủ động lực ma sát giữa dây băng
tải và Rulô sẽ làm cho băng tải chuyển động tịnh tiến. Khi các vật liệu rơi
xuống trên bề mặt dây băng tải, nó sẽ được di chuyển nhờ vào chuyển động của
băng tải.
Để tránh băng tải bị võng, người ta dùng các Con lăn đặt ở phía dưới bề mặt
băng tải, điều này cũng làm giảm đi lực ma sát trên đường đi của băng tải. Băng
tải cao su được bao bọc bởi chất liệu cao su chất lượng cao, bên trong làm bằng
chất liệu Polyester, một loại sợi tổng hợp và sợi Poliamit, có đặc tính rất bền,
chịu được nước, chịu được thời tiết ẩm, dây băng tải đòi hỏi phải bền, chắc,
chịu mài mòn và ma sát cao.
 Ưu điểm của băng tải:

- Tiết kiệm chi phí thuê nhân công.
- Hạn chế tối đa sức người trong sản xuất.
- Đem lại năng suất cao vượt trội so với sử dụng sức người hay các dụng cụ

vận chuyển truyền thống.
- Thành phần cấu tạo khơng bị hao mịn hay hỏng trong q trình sản xuất.
- Chi phí đầu tư khơng quá cao so với hiệu quả mang lại.
- Tính ổn định, độ bền và tuổi thọ cao.
 Nhược điểm cảu băng tải:
- Không nên chạy tốc độ quá nhanh dễ dẫn đến lệch trục, gây hại cho con
lăn.
- Tuy nhiên, các nhược điểm của băng tải cao su có thể dễ dàng khắc phục
thông qua thiết kế của khung băng tải (khung băng tải điều hướng, động cơ,
con lăn,...)
- Ngoài ra, khi hệ thống này hoạt động liên tục, chúng ta cũng cần phải kiểm
tra và bảo dưỡng định kỳ con lăn bởi thiết bị có thể sẽ tì đè lên con lăn, gây
hạn chế chuyển động.
- Không thể tải theo độ cong.

19


2.2.2.2 Hệ thống xilanh:

Hình 2. 3: Xi lanh 2 ty
Đây là thiết bị cơ học cịn có tên gọi khác là ben khí nén, vận hành bằng khí
nén từ hệ thống máy nén khí. Xi lanh khí có vai trị tạo ra lực để chuyển đổi năng
lượng có trong khí nén thành động năng để cung cấp cho các chuyển động.
Điều này có được là do sự chênh áp được thiết lập bởi khí nén được ở áp
suất lớn hơn áp suất của khí quyển. Từ đó làm cho các pít tơng của xi lanh chuyển
động theo hướng mong muốn qua đó làm cho thiết bị bên ngồi hoạt động.
Có 2 loại xi lanh khí nén phổ biến:
- Xi lanh 1 chiều.
- Xi lanh 2 chiều.

20


Hình 2. 4: Cấu tạo của xi lanh
Thơng số kĩ thuật của Xi lanh khí nén TN:
- Đường kính piston: 10,16,20,25,32,40 (mm).
- Hành trình: 10,20,30,40,50,60,70,75,80,90,100,125,150,175,200,250,300
- Cách thức hoạt động: Xilanh tác động kép
- Lưu chất hoạt động: Khí nén sạch
- Áp suất vận hành:1-9 kg/cm2
- Áp suất tối đa: 13 kg/cm2
- Nhiệt độ môi trường : -10 ~ 700C
- Tốc độ piston: 100 ~ 500mm/s
- Độ lệch góc: 0.3 độ
2.2.2.3 Nguồn tổ ong:
Nguồn tổ ong 24V (5A) luôn đạt được sự ổn định và an toàn tuyệt đối cho
thiết bị, khiến chúng ta thật sự dễ dàng trong việc bảo hành, sữa chữa thiết bị.

21


Nguồn tổ ong 24V (5A) thiết kế chắc chắn với vỏ kim loại bền bỉ, linh kiện
lắp ráp cẩn thận.
Chức năng:
- Chỉnh lưu từ lưới điện xoay chiều thành điện 1 chiều cung cấp cho các
thiết bị điện.
- Dùng trong các mạch ổn áp, cung cấp dòng áp đủ tranh trường hợp sụt áp,
dòng ảnh hưởng tới mạch.
- Hiệu quả cao, giá thành thấp , độ tin cậy cao.

- Cung cấp dịng điện chuẩn thơng số kỹ thuật.
- An tàn, chống cháy nổ.

Hình 2. 5: Nguồn tổ ong 24V 5A
2.2.2.4 Cảm biến hồng ngoại:

Hình 2. 6: Cảm biến hồng ngoại
Cảm biến hồng ngoại (IR Sensor) là một thiết bị điện tử đo và phát hiện bức
xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Bức xạ hồng ngoại đã vơ tình được
phát hiện bởi một nhà thiên văn học tên là William Herchel vào năm 1800. Trong

22


khi đo nhiệt độ của từng màu ánh sáng (cách nhau bởi một lăng kính), ơng nhận
thấy rằng nhiệt độ vượt ra ngoài ánh sáng đỏ là cao nhất. IR Sensor là vơ hình đối
với mắt người, vì bước sóng của nó dài hơn ánh sáng khả kiến (mặc dù nó vẫn nằm
trên cùng một phổ điện từ). Bất cứ thứ gì phát ra nhiệt (mọi thứ có nhiệt độ trên
năm độ Kelvin ) đều phát ra bức xạ hồng ngoại.
Có hai loại cảm biến hồng ngoại: chủ động và thụ động. Cảm biến hồng
ngoại hoạt động cả phát ra và phát hiện bức xạ hồng ngoại. Cảm biến hồng ngoại
chủ động có hai phần: diode phát sáng (LED) và máy thu. Khi một vật thể đến gần
cảm biến, ánh sáng hồng ngoại từ đèn LED sẽ phản xạ khỏi vật thể và được người
nhận phát hiện. Cảm biến hồng ngoại hoạt động đóng vai trị là cảm biến tiệm cận
và chúng thường được sử dụng trong các hệ thống phát hiện chướng ngại vật (như
trong robot).
 Nguyên lý hoạt động cảm biến hồng ngoại:

Nguyên lý hoạt động của cảm biến hồng ngoại cũng khá đơn giản. Khi con
vật hay con người đi ngang qua thiết bị, sẽ xuất hiện một tín hiệu, tín hiệu này

sẽ được cảm biến thu vào và cho vào mạch xử lý để tạo tác dụng điều khiển hay
báo động.
Thân nhiệt của mỗi người đều ở mức 370C, đó là nguồn nhiệt mà ai cũng có
và nếu dùng linh kiện cảm ứng thân nhiệt, chúng ta sẽ có cảm biến phát hiện ra
người.
Dựa vào nguyên lý đó mà các nhà khoa học đã có ý tưởng chế ra cảm biến
hồng ngoại, có thể điều khiển theo nguồn thân nhiệt chuyển động hay còn gọi là
cảm biến chuyển động.
 Ứng dụng của cảm biến hồng ngoại:
- Chống trộm, phát hiện người
- Dùng để bật tắt đèn
- Đo nhiệt độ
- Đếm sản phẩm
- Ứng dụng trong quân sự

23


CHƯƠNG 3: HỒN THIỆN VÀ ĐÁNH GIÁ MƠ HÌNH
3.1 Mơ hình hồn thiện:

Hình 3. 1: Mơ hình hồn thiện

Hình 3.2: Tủ điều khiển

24


3.2 Đánh giá kết luận:
Sau hơn 3 tháng thực hiện đề tài với nhiều cố gắng và nổ lực của em cùng với

sự tận tình hướng dẫn của Thầy Trương Tấn, đồ án đã hoàn thành đúng thời gian
quy định theo yêu cầu đặt ra là nhận biết phân loại được sản phẩm.
Các nội dung mà em đã thực hiện được đó là thiết kế và thi cơng được một mơ
hình phân loại sản phẩm theo chiều cao, dựa theo thông số đầu vào là cảm biến
hồng ngoại. Tuy nhiên em vẫn chưa thể tạo ra một hệ thống chính xác hồn tồn do
phần tính tốn thiết kế cịn nhiều sai sót. Nhìn chung đề tài chỉ mới hồn thành ở
mức khá.
Trong quá trình làm tiểu luận, sinh viên đã rút ra được nhiều kinh nghiệm để tạo
ra một sản phẩm hoàn thiện như:
- Biết được tầm quan trọng và các ứng dụng mà PLC đem lại ngoài thực tế.
- Hiểu được cách thức lắp đặt và vận hành của mơ hình.
- Biết được cấu tạo, ngun lý hoạt động, kích thước và cách vận hành của
một số linh kiện thiết bị trên thị trường.
- Biết cách lập trình PLC
- Biết được giá cả của một số linh kiện thiết bị trên thị trường.
3.3 Hướng phát triển:
Tiểu luận phân loại sản phẩm theo chiều cao sử dụng PLC chỉ dừng lại ở mơ
hình nhỏ sử dụng trong nghiên cứu và học tập. Đề tài sẽ phát triển thành mơ hình
phân loại sản phẩm theo hướng rộng hơn, sâu hơn để ứng dụng vào thực tế:
- Sử dụng trong công nghiệp với các thiết bị có cơng suất lớn để áp dụng vào
thực tế.
- Xây dựng một hệ thống khép kín: Cấp phơi, chiết rót, đóng gói…

25