(TIỂU LUẬN) đề tài phân loại sản phẩm theo mã QR code

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU...............................................................................................................
PHẦN MỞ ĐẦU...........................................................................................................
1.

Lý do chọn đề tài.......................................................................................................

2.

Mục đích nghiên cứu.................................................................................................

3.

Khách thể và đối tượng nghiên cứu...........................................................................

4.

Nhiệm vụ nghiên cứu.................................................................................................

5.

Phương pháp nghiên cứu...........................................................................................

6.

Giới hạn và phạm vi nghiên cứu................................................................................

7.

Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài.......................................................................

CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI...................................................................
1.

1 Lý do chọn đề tài..................................................................................................

1.2

u cầu cơng nghệ của mơ hình..................................................................

1.3

Phân tích các phương án điều khiển............................................................

1.3.1
1.

Ứng dụng PLC.......................................................................
4 Sơ đồ khối hệ thống..............................................................................................

CHƯƠNG II: KHÁI QT HỆ THỐNG CƠ KHÍ.....................................................
2.1
2.1.1
2.2

Thiết kế mơ hình trên phần mềm Inventor...................................................

Giới thiệu phần mềm.............................................................

Thiết kế cơ khí.............................................................................................

2.2.1

Bản vẽ lắp tổng qt..............................................................

2.2.2

Bản vẽ chi tiết khung mơ hình...............................................

2.2.3

Bản vẽ bố trí panel điện.........................................................

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN...............................
3.1
3.1.1
2.3
2.3.1

Ứng dụng PLC.............................................................................................

Tổng quan về PLC.................................................................

Thiết kế sơ đồ điện khí nén..........................................................................

Sơ đồ kết nối PLC..................................................................
1

2.3.2

Sơ đồ kết nối van khí nén......................................................

2.3.3

Sơ đồ kết nối hệ thống khí nén..............................................

2.3.4

Sơ đồ mạch trạng thái............................................................

2.3.5

Sơ đồ mạch tín hiệu...............................................................

2.3.6

Sơ đồ mạch động lực.............................................................

2.4

Thiết kế, lựa chọn các phần tử cơ khí, điện & khí nén................................

2.3

Bảng kê chi tiết các thiết bị điện cho mơ hình.............................................

3.4

Giới thiệu chung về các phần tử khí nén......................................................

3.5

Giới thiệu chung về các phần tử điện...........................................................

CHƯƠNG 4:KHÁI QUÁT LẬP TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ KẾT NỐI HMI.............
4.1
4.1.1

Lập trình điều khiển.....................................................................................

Phần mềm điều khiển.............................................................

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN...........................................................................................
5.1

Hình ảnh mơ hình thực tế.............................................................................

5.2

Kết quả đạt được..........................................................................................

5.2.1

Về mặt lý thuyết.....................................................................

5.2.2

Về mặt thực hành...................................................................

5.3

5.3.1

Những kết quả chưa đạt được......................................................................

Hướng phát triển đề tài..........................................................

TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................

2


MỤC LỤC HÌNH
Hình 2. 1 Giao diện phần mềm Inventor...................................................................... 13
Hình 2. 2Ứng dụng của phần mềm.............................................................................. 14
Hình 2. 3Thao tác cơ bản trên Inventor....................................................................... 15
Hình 2. 4Bản vẽ tổng thể mơ hình............................................................................... 16
Hình 2. 5Bản vẽ chi tiết khung đế mơ hình................................................................. 17
Hình 2. 6Bản vẽ panel điện......................................................................................... 17
Hình 2. 7Bản vẽ kích thước gia cơng dập tấp panel điện............................................. 18
Hình3. 1PLC s71200................................................................................................... 20
Hình3. 2Các khối chức năng CPU S7-1200................................................................ 21
Hình3. 3Modul mở rộng của PLC............................................................................... 22
Hình3. 4Cấu trúc của PLC........................................................................................... 23
Hình3. 5Sơ đồ kết nối PLC.......................................................................................... 26
Hình3. 6Sơ đồ kết nối điện của van khí nén................................................................ 27
Hình3. 7Sơ đồ kết nối phần cứng hệ thống khí nén..................................................... 28
Hình3. 8Sơ đồ mạch trạng thái.................................................................................... 29
Hình3. 9Sơ đồ mạch tín hiệu....................................................................................... 30
Hình3. 10Sơ đồ mạch động lực................................................................................... 30
Hình3. 11Van khí nén 5/2............................................................................................ 35

Hình3. 12Đế van khí nén 2 vị trí................................................................................. 36
Hình3. 13Cấu tạo Aptomat.......................................................................................... 37
Hình3. 14Aptomat....................................................................................................... 37
Hình3. 15Cấu tạo và ký hiệu nút ấn............................................................................. 38
Hình3. 16Nút ấn.......................................................................................................... 39
Hình3. 17Nút ấn dừng khẩn cấp và kí hiệu.................................................................. 40
Hình3. 18Cấu tạo của nút dừng khẩn cấp.................................................................... 40
Hình3. 19Dây điện...................................................................................................... 40
Hình3. 20Máng đi dây................................................................................................. 41
Hình3. 21Thanh ray nhơm........................................................................................... 41
Hình3. 22Cốt chữ y..................................................................................................... 41
Hình3. 23Cốt pin rỗng................................................................................................. 42
Hình3. 24Cầu đấu điện................................................................................................ 43
Hình3. 25Cầu chặn cuối.............................................................................................. 43
Hình3. 26Cảm biến quang tiệm cận............................................................................. 44
Hình3. 27Cảm biến ngõ ra số NPN............................................................................. 45
3


Hình3. 28Nối dây sensor NPN với PLC...................................................................... 46
Hình3. 29Rơ le trung gian........................................................................................... 46
Hình3. 30Nguồn tổ ong 24V5A................................................................................... 48
Hình 4. 1Giao diện phần mềm Tia Portal.................................................................... 50
Hình 4. 2Sơ đồ kết nối PLC và HMI........................................................................... 50
Hình5. 1Hình ảnh mơ hình thực tế.............................................................................. 51
Hình5. 2Hình ảnh mơ hình thực tế.............................................................................. 52
Hình5. 3Hình ảnh mơ hình thực tế.............................................................................. 53

4

MỤC LỤC BẢNG
Bảng 3. 1Cấu tạo PLC................................................................................................. 24
Bảng 3. 2Bảng thống kê linh kiện của mơ hình........................................................... 32
Bảng 3. 3Bảng thống kê chi tiết các thiết bị điện cho mô hình.................................... 34
Bảng 3. 4Bảng thơng số nút bấm................................................................................. 39
Bảng 3. 5Thông số nguồn tổ ong 24V......................................................................... 48

5


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay ở tất cả các nhà máy và xí nghiệp cơng nghiệp đều trang bị các hệ thống
tự động hoá ở mức cao. Các hệ thống này nhằm mục đích nâng cao chất lượng sản
phẩm, nâng cao năng suất lao động, giảm chi phí sản xuất, giải phóng người lao động
ra khỏi những vị trí độc hại… Các hệ thống tự động hoá giúp chúng ta theo dõi, giám
sát quy trình cơng nghệ thơng qua các chỉ số của hệ thống đo lường kiểm tra. Các hệ
thống tự động hoá thực hiện chức năng điều chỉnh các thơng số cơng nghệ nói riêng và
điều khiển tồn bộ quy trình cơng nghệ hoặc tồn bộ xí nghiệp nói chung. Hệ thống tự
động hố đảm bảo cho quy trình công nghệ xảy ra trong điều kiện cần thiết và đảm
bảo nhịp độ sản xuất mong muốn của từng công đoạn trong quy trình cơng nghệ. Chất
lượng của sản phẩm và năng suất lao động của các phân xưởng, của từng nhà máy, xí
nghiệp phụ thuộc rất lớn vào chất lượng làm việc của các hệ thống tự động hoá này.
Để phát triển sản xuất, ngoài việc nghiên cứu hoàn thiện các quy trình cơng nghệ hoặc
ứng dụng cơng nghệ mới, thì một hướng nghiên cứu khơng kém phần quan trọng là
nâng cao mức độ tự động hoá các quy trình cơng nghệ. Trong cuộc cách mạng cơng
nghiệp lần thứ 4.0 đang diễn ra mạnh mẽ ở tất cả các lĩnh vực và tất các khu vực trên
thế giới. Vì vậy công nghệ nhận diện mã QR code đang được phổ biến mạnh mẽ trên
mọi lĩnh vực. Sử dụng mã QR code để nhận diện sản phẩm hiện nay đã được sử dụng
phổ biến và rộng rãi trong công nghiệp, nó có vai trị vơ cùng quan trọng trong việc

phân loại sản phẩm khiến dây chuyền sản xuất trong các nhà máy tăng được hiệu suất
sản xuất sản phẩm rất cao. Không chỉ ứng dụng ở việc phân loại sản phẩm mã QR
code hiện này còn được ứng dụng trong rất nhiều ngành nghề như nhận diện nhân
viên, thanh toán hóa đơn…. Sau khi tìm hiểu và nghiên cứu sơ bộ thì chúng em quyết
định mơ hình hóa qua đề tài : “Phân loại sản phẩm theo mã QR code ”.
Để hoàn thành được đề tài này em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Ngọc Thái
cùng toàn thể các thầy cô giáo và các bạn trong trường Đại Học SPKT Hưng Yên đã
giúp đỡ và hướng dẫn em tận tình để hồn thành được đề tài này.

6


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
Trong thời kỳ hội nhập cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa máy móc thiết bị ngày càng
hiện đại và phức tạp hơn giải phóng sức lao động của con người. Hiện nay, các ngành
kỹ thuật ứng dụng vào các máy móc thiết bị càng ngày càng được nâng cao và phát
triển. Mã QR code là một trong những sản phẩm kỹ thuật số then chốt và quan trọng.
Mã QR code được sử dụng phổ biến và dễ dàng điều chỉnh nhanh chóng và chính xác.
Sự kết hợp của những ưu điểm này mở ra một phạm vi ứng dụng rộng rãi mã QR trong
các ngành quản lý nhân sự, ứng dụng phát triển tăng năng suất làm việc tại các dây
chuyền các công xưởng, ứng dụng trong khối ngành dịch vụ... Với cuộc cách mạng
khoa học và cơng nghệ hiện nay thì mã QR hiện nay là 1 thứ không thể thiếu được ứng
dụng của nó vơ cùng rộng lớn vì sự tiện ích của nó đem lại cho người sử dụng quá hữu
dụng mang tới sự phát triển mạnh mẽ trong đại số các ngành công nghiệp thiết yếu và
chủ chốt hiện nay...
Em thấy được tầm quan trọng, xu hướng phát triển của ứng dụng mã QR nên em
muốn tiếp cận, nghiên cứu lĩnh vực này để phát triển năng lực kỹ thuật của bản thân.
Em đã chọn đề tài: “Thiết kế chế tạo phần điện điều khiển cho mơ hình phân loại
sản phẩm theo mã QR code sử dụng PLC s7 – 1200 ”.

Quá trình học tập trên lớp và rèn luyện trong quá trình thực tập xưởng, em đã học
được những kiến thức cơ bản về điều khiển lập trình, giám sát, đó là vốn kiến thức hiểu biết nhất định. Để nâng cao được năng lực kỹ thuật về hệ thống điều khiển tự
động sử dụng mã QR code thì việc nghiên cứu đề tài này có tính cấp thiết cho nhu cầu
bản thân và phục vụ cho công việc sau khi ra trường công tác thực tế trong các cơng
ty, nhà máy có ứng dụng QR code để sản xuất.
2. Mục đích nghiên cứu.
- Nghiên cứu, phân tích đặc điểm của thiết bị nhận diện mã QR code.
- Nghiên cứu, phân tích phương pháp điều khiển, giao tiếp giữa thiết bị nhận

diện QR code với PLC
- Nghiên cứu phương pháp tạo mã QR code.

7


- Nghiên cứu quy trình làm việc của hệ thống phân loại sản phẩm bằng mã QR

code trên thực tế.
- Xây dựng quy trình làm việc của mơ hình.
3. Khách thể và đối tượng nghiên cứu.

Khách thể nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế chế tạo thiết bị nhận diện mã QR
code ứng dụng phân loại sản phẩm theo mã QR code
Đối tượng nghiên cứu gồm các bộ phận sau:
- Nghiên cứu thiết bị nhận diện QR code
- Tính tốn thiết kế panel lắp đặt vận hành điều khiển thiết bị.
- Xây dựng chương trình điều khiển giao tiếp giữa thiết bị nhận diện tới PLC S7

1200.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Làm rõ cơ sở lý thuyết của hệ thống phân loại bằng QR code
- Phân tích làm sáng tỏ bản chất các đối tượng nghiên cứu đã đặt ra thông qua

nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng trong thực hành để kiểm nghiệm.
- Đề xuất được các giải pháp, đưa ra được kết luận và khuyến nghị.
5. Phương pháp nghiên cứu.

Để xây dựng và phát triển đề tài thì sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Sử dụng các kiến thức cơ sở lý thuyết và

các tài liệu liên quan.
- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn: Dựa trên các panel trong xưởng và một số

doanh nghiệp, thiết chế và lắp đặt panel.
6. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu.
- Nghiên cứu phân tích đặc điểm các phần tử trong hệ thống làm việc
- Nghiên cứu, xây dựng chương trình điều khiển dùng PLC S7 1200
- Trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu là những thiết bị có sẵn trong cơ sở vật

chất của Bộ môn Cơ Điện Tử.

8


7. Ý nghĩa lý luận và thực tiễn của đề tài.
Ý nghĩa về mặt lý luận:
- Là cơ sở để phân tích cấu tạo, giải thích được nguyên lý hoạt động của hệ

thống phân loại sản phẩm sử dụng mã QR code.
- Nắm được phương pháp điều khiển, truyền thông dùng PLC.

Ý nghĩa về mặt thực tiễn:
- Phục vụ cho q trình cung cấp, phân loại phơi bằng mã QR.
- Phục vụ cho quá trình giảng dạy, quá trình sản xuất của hệ thống công nghệ.

9


CHƯƠNG I : TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI
1. 2 Lý do chọn đề tài
Hiện nay, phân loại sản phẩm là một công đoạn sử dụng rất nhiều trong thực tế
sản xuất. Khi dùng sức người, cơng việc này địi hỏi sự tập trung cao và có tính lặp
lại nên người thao tác khó đảm bảo được độ chính xác trong cơng việc. Mặt khác,
có những u cầu phân loại dựa trên các yêu cầu kĩ thuật rất nhỏ mà mắt thường
khó thể nhận ra. Điều này ảnh hưởng trực tiếp tới năng xuất và chất lượng sản
phẩm. Vì vậy hệ thống tự động phân loại nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời đã
dần đáp ứng được nhu cầu cấp bách này.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép đáp ứng cường độ lao động sản
xuất hiện đại . Với các loại sản phẩm có số lượng lớn (hàng tỉ cái trong một năm)
như đinh, bóng đèn điện, khóa kéo v..v.thì khơng thể sử dụng các q trình sản xuất
thủ cơng để đáp ứng sản lượng u cầu với giá thành nhỏ nhất.
Lựa chọn những máy bán tự động sản xuất hàng loạt để trang bị thêm phần cấp
phơi tự động, biến nó thành máy tự động.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép thực hiện cạnh tranh và đáp ứng
điều kiện sản xuất. Nhu cầu về sản phẩm sẽ quyết định mức độ áp dụng tự động hóa
cần thiết trong q trình sản xuất. Đối với sản phẩm phức tạp như tàu biển, giàn
khoan dầu và các sản phẩm có kích cỡ, trọng lượng rất lớn khác, số lượng sẽ rất ít.
Thời gian chế tạo kéo dài từ vài tháng đến vài năm. Khối lượng lao động rất lớn.
Việc chế tạo chúng trên các dây chuyền tự động cao cấp là không hiệu quả và
khơng nên. Mặt khác các sản phẩm như bóng đèn điện, ơtơ, các loại dụng cụ điện

dân dụng thường có nhu cầu rất cao tiềm năng thị trường lớn, nhưng lại được rất
nhiều hãng chế tạo. Trong nhiều trường hợp, lợi nhuận riêng của một đơn vị sản
phẩm là rất bé. Chỉ có sản xuất tập trung với số lượng lớn trên các dây chuyền tự
động, năng suất cao mới có thể làm cho giá thành sản phẩm thấp, hiệu quả kinh tế
cao. Sử dụng các quá trình sản xuất tự động hóa trình độ cao trong những trường
hợp này là rất cần thiết. Chính yếu tố này là một tác nhân tốt kích thích q trình
cạnh tranh trong cơ chế kinh tế thị trường. Cạnh tranh sẽ loại bỏ các nhà sản xuất
chế tạo ra các sản phẩm chất lượng thấp, giá thành cao. Cạnh tranh bắt buộc các nhà
sản xuất phải cải tiến công nghệ, áp dụng tự động hóa các q trình sản xuất để tạo
ra sản phẩm tốt hơn với giá rẻ hơn. Có rất nhiều ví dụ về các nhà sản xuất khơng có
khả năng hoặc không muốn cải tiến công nghệ và áp dụng tự động hóa sản xuất nên
dẫn đến thất bại trong thị trường.
Với các vai trò trên, giải pháp tự động của hệ thống mang lại sự tiện lợi và tối ưu
hóa diện tích sử dụng ứng dụng cho các tịa nhà lớn hay tại các trung tâm thương
10


mại lớn. Nhờ chi phí sản xuất thấp, hiệu quả sử dụng cao, chất lượng tốt nên rất
nhiều doanh nghiệp đã lựa chọn giải pháp thông minh này…
1.2 Yêu cầu cơng nghệ của mơ hình
- Khởi động modul:
+ Bấm giữ nút reset 3s để đưa hệ thống về chế độ sẵn sàng hoạt động tại thời

điểm ban đầu.
- Điều lệnh:
+ Nhấn Start để khởi động hệ thống, băng tải hoạt động đưa sản phẩm có gắn

mã QR code tới vùng quét nhận diện mã.
+ Sản phẩm tới vùng quét mã, sau khi nhận diện được mã sản phẩm được băng

tải tiếp tục di chuyển.
+ Sản phẩm tới vị trí phân loại, từ mã QR đã được quét, khi cảm biến nhận biết

được có vật tới xi lanh nhận lệnh đẩy sản phẩm vào khay đã phân loại.
+ Quy trình hoạt động liên tục và tuần tự với 3 mã sản phẩm.
+ Nhấn Stop để dừng mọi hoạt động của hệ thống.

1.2 Phân tích các phương án điều khiển
1.3.1 Ứng dụng PLC
PLC ( Programmable Logic Controller ) là bộ điều khiển logic khả trình (lập
trình được). Khởi thuỷ ban đầu PLC chỉ có chức năng điều khiển logic, tức là điều
khiển on-off như các relay. PLC hiện đại như bây giờ có khả năng điều khiển PID
và điều khiển mờ v..v... PLC cho phép mở rộng thêm các module vào/ra nên có khả
năng quản lý một hệ thống lớn trong nhà máy. Do vậy PLC ứng dụng để điều khiển
một hệ thống sản xuất lớn (so với vi xử lý) và có đặc tính động học chậm (so với vi
xử lý) như điều khiển mức nước, áp suất, lưu lượng, nhiệt độ, tốc độ băng tải…v.v.
Đặc trưng của PLC hoạt động trong môi trường khắc nghiệt công nghiệp, yếu tố
bền vững thích nghi, độ tin cậy cao, tỉ lệ hư hỏng rất thấp, thay thế và hiệu chỉnh
chương trình dễ dàng, khả năng nâng cấp các thiết bị ngoại vi hay giao tiếp được
với các thiết bị thông minh khác như: máy tính, nối mạng, các modul, truyền thơng
CC-Link...

11


1. 2 Sơ đồ khối hệ thống

HÌNH 1. 1Sơ đồ khối

Khối nguồn: Là khối cơ bản nhất nó cung cấp nguồn ni cho tồn bộ linh kiện

trong mạch tạo ra điện áp ổn định.
Khối điều khiển: PLC điều khiển giám sát hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Khối cảm biến: Nhận và truyền dữ liệu về khối điều khiển để xử lí dữ liệu
Khối chấp hành: Hệ thống truyền động bằng các phần tử khí nén, trục vít me
nhận lệnh điều khiển từ PLC để thực hiện chu trình của hệ thống

CHƯƠNG II: KHÁI QUÁT HỆ THỐNG CƠ KHÍ
12


2.1 Thiết kế mơ hình trên phần mềm Inventor.
Hiện nay trong lĩnh vực thiết kế các sản phẩm cơ khí ngồi phần mềm AutoCAD,
người ta cịn sử dụng phần mềm Inventor như một công cũ đắc lực.
2.1.3 Giới thiệu phần mềm.
Autodesk Inventor được phát triển bởi công ty Autodesk USA. Inventor được sử
dụng để thiết kế mơ hình 3D, thiết kế các sản phẩm cơ khí.

Hình 2. 1Giao diện phần mềm Inventor
Phần mềm có giao diện trực quan, thuận tiện cho người dùng trong q trình sử dụng.
Những tính năng nổi bật của phần mềm Inventor


Xây dựng mơ hình 3D của chi tiết một cách dễ dàng.



Cho phép chuyển từ vẽ 2D sang mơ hình 3D.



Mơ phỏng một cách trực quan và sinh động các quá trình tháo lắp các chi tiết từ

bản vẽ hồn chỉnh.


Autodesk Inventor có nhiều tính năng nổi bật nên được ứng dụng rộng rãi trong

thi cơng thiết kế các chi tiết sản phẩm cơ khí, mơ hình 3D, phân tích các chuyển
động máy và hệ thống.
Ứng dụng của Inventor
Autodesk Inventor có nhiều tính năng nổi bật nên được ứng dụng rộng rãi trong
thi công thiết kế các chi tiết sản phẩm cơ khí, mơ hình 3D, phân tích các chuyển
động máy.
13


Hình 2. 2Ứng dụng của phần mềm

Tính ứng dụng phần mềm
Phần mềm Inventor tạo ra các nguyên mẫu và thử nghiệm ảo, hạn chế lỗi và lao
động thủ công giúp cắt giảm chi phí sản xuất.
Nhằm tăng cao chu kỳ sản xuất, nhanh chóng đưa sản phẩm thật đến với thị
trường. Khoảng cách giữa các thiết kế, phân tích kỹ thuật, sản xuất được rút ngắn
khi ứng dụng Inventor.
Autodesk Inventor được sử dụng chủ yếu trong:
 Xây dựng chi tiết, mơ hình 3D
 Thiết kế chi tiết kim loại tấm
 Tính tốn, thiết kế chi tiết máy
 Xây dựng hệ thống đường ống từ đơn giản đến phức tạp
 Mô phỏng động và động lực học cơ cấu

 Phân tích ứng suất và tối ưu hóa sản phẩm
 Thiết kế và làm khuôn sản phẩm
 Thiết kế khung giàn
 Xây dựng mơ hình thiết kế điện, điện tử
 Lập trình gia cơng cơ khí
Các thao tác cơ bản trên Inventor

14


Hình 2. 3Thao tác cơ bản trên Inventor
Phần mềm Autodesk Inventor cung cấp môi trường sketch để thực các thao tác
tạo và chỉnh sửa. Trên thanh panel chứa các công cụ sketch, người dùng có thể điều
khiển các ơ và công cụ để tạo nên một bản vẽ.
Các công cụ vẽ cơ bản trong phần mềm Inventor:
 Spline: dùng để vẽ đường thẳng, đường cong
 Circle: dùng để vẽ đường trịn
 Elip (ellipse): dùng để vẽ hình elip
 Arc: vẽ đường cung
 Rectangle: dùng để vẽ các hình vng hoặc các hình chữ nhật
 Polygon: dùng để tạo nên những hình đa giác hay các điểm
 Fillet: dùng để tạo nên các đường bo trịn góc. Cơng cụ này cịn được dùng

mở rộng hay cắt cung
Tính năng liên kết của Inventor đến các phần mềm CAD/CAM khác
Phần mềm Inventor sử dụng các định dạng tập tin cụ thể cho các chi tiết (IPT),
cụm (IAM), và bản vẽ (IDW hoặc DWG).
Hỗ trợ tập tin được nhập hoặc xuất trong định dạng DWG. Định dạng bản vẽ trên
Web (DWF) được ưa thích của Autodesk 2D/3D có thể dùng kết nối và trao đổi dữ
liệu với các phần mềm khác.

Inventor có thể trao đổi dữ liệu với hầu hết các phần mềm được phát triển bởi
Autodesk.
Ngồi ra phần mềm Inventor có thể trao đổi dữ liệu với các ứng dụng như
CATIA V5, UGS, SolidWorks, và ENGINEER / Pro. Inventor hỗ trợ nhập và xuất
15


trực tiếp của CATIA V5, Parasolid, Granite, UG-NX, SolidWorks, Pro / E, với các
tập tin SAT, STEP, IGS.
Inventor cung cấp rất nhiều cơng cụ để đơn giản hố, nhận biết và chuyển đổi
sang thiết kế 3D cho những người dùng AutoCAD.
Tất cả các gói phần mềm của Inventor đều hỗ trợ phiên bản mới nhất của
AutoCAD Mechanical trong những trường hợp người dùng cần sử dụng công cụ
thiết kế bản vẽ kỹ thuật với năng suất cao.
2.2 Thiết kế cơ khí
2.2.1 Bản vẽ lắp tổng quát
Nhằm thể hiện được 100% ý tưởng đã đề ra, chúng em lên ý tưởng và vẽ thiết kế
lên một mơ hình tổng qt, về kích thước và các vị trí đặt thiết bị sao cho phù hợp,
đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định và mang tính thẩm mỹ.

Hình 2. 4Bản vẽ tổng thể mơ hình
- Bản vẽ được lên ý tưởng vẽ theo phương thức lắp ráp chi tiết, được sự đồng

thuận ý kiến của các bạn trong nhóm cũng như tham khảo về phương án thiết kế từ
thầy Trần Ngọc Thái chúng em đưa ra bản vẽ tổng thể mơ hình mà chúng em sẽ chế
tạo.
16


- Bản vẽ mơ tả kích thước và cách bày trí linh kiện trên mơ hình sao cho tương

đương với mơ hình thực tế.
2.2.2 Bản vẽ chi tiết khung mơ hình

Hình 2. 5Bản vẽ chi tiết khung đế mơ hình
Vật liệu: Nhơm định hình.
Loại nhơm: 30x60x3mm.
Gia cơng: Lắp ráp khung bằng ke góc.
2.2.3 Bản vẽ bố trí panel điện

Hình 2. 6Bản vẽ panel điện

17


Hình 2. 7Bản vẽ kích thước gia cơng dập tấp panel điện
Vật liệu: Tôn đen.
Độ dày: 2mm.
Gia công: dập gân & phủ sơn tĩnh điện chống gỉ.

18


CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG ĐIỆN ĐIỀU KHIỂN
3.1 Ứng dụng PLC
3.1.1 Tổng quan về PLC
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 S71200 trở thành một giải pháp hoàn hảo dành cho việc điều khiển nhiều ứng dụng
đadạng 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 1 CPU
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 ngõvào 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 thông với các thiết bị thông minh khác.
Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ việc truy xuất đến cả CPU và chương
trìnhđiềukhiển:
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.
 Bộ phận kết nối nguồn
 Các bộ phận kết nối nối dây của người dùng có thể tháo được (phía sau các
nắp che)
 Khe cắm thẻ nhớ nằm dưới cửa phía
trên

19


 Các LED trạng thái dành cho I/O tích hợp
 Bộ phận kết nối PROFINET (phía trên của CPU).

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.

Hình3. 1PLC s71200
Để tối ưu được bài tốn điều khiển chúng em chọn giải pháp sử dụng PLC S71200 1214c AC/DC/RLY .
PLC S7-1200 ra đời năm 2009 dùng để thay thế dần cho S7-200. So với S7-200
thì S7-1200 có những tính năng nổi trội hơn.
PLC S7-1200 được thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp.
S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP. Các
thành phần của PLC S7-1200 bao gồm:
- 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau
giống như điều khiển AC hoặc DC phạm vi rộng.
-

2 mạch tương tự và số mở rộng điều khiển mô-đun trực tiếp trên CPU làm
giảm chi phí sản phẩm.

-

13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau.

-

Ứng dụng

-

Ứng dụng trong công nghiệp và dân dụng như:

-

Hệ thống băng tải
20


-

Điều khiển đèn chiếu sáng

-

Điều khiển bơm cao áp

-

Máy đóng gói

-

Máy dệt CPU S7-1200

Các module CPU khác nhau có hình dạng, chức năng, tốc độ xử lý lệnh, bộ nhớ
chương trình khác nhau….
S7-1200 có 3 dịng là CPU 1211C, CPU 1212C và 1214C.

Hình3. 2Các khối chức năng CPU S7-1200

S7-1200 được trang bị thêm tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả
CPU và chương trình điều khiển.

21


Hình3. 3Modul mở rộng của PLC
Cũng giống như các PLC cùng họ khác, PLC S7-1200 gồm 4 bộ phận cơ bản: bộ
xử lý, bộ nhớ, bộ nguồn, giao tiếp xuất / nhập.
Bộ xử lý còn được gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), chứa bộ vi xử lý, biên dịch
các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình được lưu
trong bộ nhớ của PLC. Truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạt động đến các
thiết bị xuất.
Bộ nguồn có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp AC thành điện áp DC (24V) cần thiết
cho bộ xử lý và các mạch điện trong các module giao tiếp nhập và xuất hoạt động.
Bộ nhớ là nơi lưu trữ chương trình được sử dụng cho các hoạt động điều khiển
dưới sự kiểm soát của bộ vi xử lý.
Các thành phần nhập và xuất (input / output) là nơi bộ nhớ nhận thông tin từ các
thiết bị ngoại vi và truyền thông tin đến các thiết bị điều khiển. Tín hiệu nhập có thể
từ các cơng tắc, các bộ cảm biến,… Các thiết bị xuất có thể là các cuộn dây của bộ
khởi động động cơ , các van solenoid,…
Chương trình điều khiển được nạp vào bộ nhớ nhờ sự trợ giúp của bộ lập trình
hay bằng máy vi tính.

22


Hình3. 4Cấu trúc của PLC

23
Chức năng

Kích thước vật
lý (mm)
Bộ nhớ người
dùng:
Bộ nhớ làm
việc
Bộ nhớ nạp
Bộ nhớ giữ lại
I/O tích hợp cục
bộ
Kiểu số
Kiểu tương tự
Kích thước ảnh
tiến trình
Bộ nhớ bit (M)
Độ mở rộng các
module tín hiệu
Bảng tín hiệu
Các module
truyền thơng

Bảng 3. 1Cấu tạo PLC


24