BÁO CÁO THỰC TẬP CẢM BIẾN VÀ ROBOT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM
KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO
🙥🙥🙥🙥🙥🙥🙥🙥

BÁO CÁO THỰC TẬP CẢM BIẾN VÀ ROBOT
GVHD:

Th.S TƯỞNG PHƯỚC THỌ

SVTH:

TRẦN HUỲNH KHANG DUY

19146056

TƠ MINH KHƠI

20146355

LƯU QUANG THÀNH

19146262

BÙI ĐỨC TÙNG

19146300

TP Hồ Chí Minh, ngày 04 tháng 12 năm 2022

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................
................................................................................................................................................


LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên cho nhóm gửi lời cảm ơn đến cha mẹ của các thành viên trong nhóm đã
sinh thành và nuôi dưỡng chúng em suốt thời gian qua để hôm nay được ngồi trên giảng
đường đại học và thực hiện ước mơ của mỗi bản thân.
Tiếp đến, nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tới trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật
Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện vật chất và cả tinh thần để nhóm được học hỏi,
giao lưu tìm tịi và sáng tạo.
Trong q trình học tập mơn học Thực tập Cảm biến và Robot, nhóm đã được nhận
sự hướng dẫn, chỉ dạy tận tình và đầy tâm huyết của thầy Tưởng Phước Thọ là giáo viên
dạy môn Thực tập Cảm biến và Robot. Thầy đã mang đến cho nhóm nhiều kiến thức
chun mơn trong lập trình PLC, lập trình đồ họa, điề khiển robot… Góp phần hồn thiện
những mảng kiến thức khuyết mà trước đây nhóm khơng biết đến.
Người xưa có câu: “Học thầy không tày học bạn”, bên cạnh những kiến thức bổ ích
mà thầy Thọ đã truyền dạy, nhóm xin gởi lời cảm ơn đến các bạn trong nhóm đã nhiệt tình
đóng góp, trau dồi kiến thức, xây dựng mơn học cùng với nhau. Có những ý kiến sáng tạo
hình thành nên những mảng kiến thức mới lạ và đầy màu sắc góp phần rèn luyện bản thân

ngày càng tiến bộ.
Do còn thiếu kinh nghiệm cũng như những hạn chế về kiến thức, trong tiểu luận sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đánh giá, ý kiến đóng góp, phê
bình từ phía Cơ một cách trực quan để cải thiện hơn cho sau này.
Cuối lời, kính chúc Thầy có một sức khỏe dồi dào, thành công, hạnh phúc hơn trong
quãng đường sắp tới.


LỜI NĨI ĐẦU
Trong những năm gần đây, Tự động hóa q trình sản xuất ln là vấn đề được mọi
người rất quan tâm, đặt biệt là việc sử dụng robot để thay thế những việc nặng nhọc ở con
người. Với các khả năng mà robot có thể đem lại là chìa khóa để robot có thể thay thế hồn
tồn con người trong sản xuất, lắp ráp linh kiện, giảm chi phí sản xuất… Trong lĩnh vực
chăm sóc sức khỏe hay với các robot thích nghi với mơi trường lấy con người làm trung
tâm, robot sẽ tiên tiến hơn dự kiến có thể bắt chước được các hành vi của con người. Trong
vài năm qua sự quan tâm ngày càng tăng trong lĩnh vực robot nói chung và hệ hai cánh tay
robot nói riêng. Với sự phức tạp và thách thức khơng có trong hệ các cánh tay robot đơn
u cầu một hệ thống cải tiến, bộ điều khiển nâng cao hơn, không gian làm việc lớn. Trong
tương lai, robot sẽ thay thế các tác vụ giống của con người trong đời sống và cơng nghiệp.
Bên cạnh đó, Việt Nam cũng là một nước đang phát triển cùng với việc công nghiệp
hóa hiện đại hóa đất nước, chúng ta cần học hỏi, tiếp thu và vận dụng những phương pháp
điều khiển, thiết kế và lập trình những hệ thống tự động trong cơng việc trong sản xuất một
cách hiệu quả, góp phần phát triển nền kinh tế nước nhà và nâng cao trình độ kỹ thuật nhân
dân.
Với những vốn kiến thức tìm tịi được cùng với q trình quan sát học tập, nhóm
nhận thấy rằng sau khi học xong mơn thực tập cảm biến và robot, tất cả thành viên có thể
chuẩn bị cho mình vốn kiến thức thực tế trong đoạn đường trở thành một kỹ sư tài năng góp
phần vào công cuộc đổi mới nền kinh tế quốc gia

MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN ....................................................................................
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................
LỜI NÓI ĐẦU................................................................................................................
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN NƯỚC ĐÓNG CHAI...............1
1.1. TẠO PHÔI.............................................................................................................. 1
1.1.1.

TẠO PHÔI NHỰA......................................................................................... 1

1.1.2.

THỔI CHAI NHỰA BẰNG MÁY THỔI CHAI BÁN TỰ ĐỘNG................3

1.2. SÀNG LỌC CHAI.................................................................................................. 5
1.3. HỆ THỐNG CHIẾT RÓT..................................................................................... 6
1.3.1.

VỆ SINH CHAI.............................................................................................. 6

1.3.2.

RÓT NƯỚC VÀO CHAI............................................................................... 7

1.3.3.

ĐÓNG NẮP CHAI......................................................................................... 8

1.4. DÁN NHÃN CHAI................................................................................................. 9
1.5. XẾP CHAI VÀO THÙNG.................................................................................... 10

1.6. SẮP XẾP THÙNG HÀNG.................................................................................... 10

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN......12
2.1. TỔNG QUAN VỀ S7-1200................................................................................... 12
2.2. HMI SAMKOON.................................................................................................. 14
2.3. BỘ BIẾN TẦN SINAMICS V20.......................................................................... 14
2.4. CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI:............................................................ 16
2.5. BĂNG CHUYỀN.................................................................................................. 17
2.6. VALVE KHÍ NÉN 5/2........................................................................................... 17

CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TRẠM 1 TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT NƯỚC
ĐĨNG CHAI............................................................................................................. 19


3.1. YÊU CẦU ĐIỀU KHIỂN..................................................................................... 19
3.2. LẬP TRÌNH GIAO DIỆN NGƯỜI DÙNG CHO MÀN HÌNH SAMKOON...20
3.3. CHƯƠNG TRÌNH TRÊN PLC........................................................................... 21

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN........................................................................................ 25


PHỤ LỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Qui trình thực hiện sản xuất nước đóng chai.......................................................... 1
Hình 1.2. Phơi chai PET chưa qua gia nhiệt........................................................................... 2
Hình 1.3. Quá trình gia nhiệt và thổi chai.............................................................................. 3
Hình 1.4. Quá trình gia nhiệt.................................................................................................. 3
Hình 1.5. Quá trình thổi chai.................................................................................................. 4
Hình 1.6. Sản phẩm đạt được là chai PET.............................................................................. 5
Hình 1.7. Những chai nhựa PET đạt chuẩn............................................................................ 5
Hình 1.8. Bắt đầu một qui trình tiếp theo............................................................................... 6

Hình 1.9. Hệ thống vệ sinh chai nhựa.................................................................................... 7
Hình 1.10. Hệ thống rót nước tự động.................................................................................... 7
Hình 1.11. Những chai khi qua đã qua rót nước sẽ được đóng nắp lại...................................8
Hình 1.12. Máy cấp nắp chai tự động.................................................................................... 8
Hình 1.13. Máy thực hiện dán nhãn chai PET........................................................................ 9
Hình 1.14. Cánh tay robot thực hiện xếp nước vào thùng.................................................... 10
Hình 1.15. Khu vực để cánh tay robot đưa thùng hàng đến nơi mong muốn....................... 11
Hình 1.16. Robot thực hiện sắp xếp hàng hóa...................................................................... 11
Hình 2.1. Siemens SIMATIC PLC S7 – 1200...................................................................... 12
Hình 2.2. Sơ đồ nối dây Siemens PLC S7 – 1200 1211C DC/DC/DC................................. 13
Hình 2.3. Bảng thơng số PLC Siemens S7-1200.................................................................. 13
Hình 2.4. HMI SamKoon..................................................................................................... 14
Hình 2.5. Sơ đồ dây biến tần SINAMICS V20.................................................................... 15
Hình 2.6. Hình chức năng của từng nút nhấn....................................................................... 16
Hình 2.7. Cảm biến vật cản hồng ngoại............................................................................... 16
Hình 2.8. Hình băng chuyền (tượng trưng).......................................................................... 17
Hình 2.9. Van khí nén 5/2..................................................................................................... 18
Hình 3.1. Thiết kế giao diện trên SKTOOL......................................................................... 20
Hình 3.2. Giao diện điều khiển Samkoon............................................................................. 20


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DÂY CHUYỀN NƯỚC ĐÓNG CHAI
Dây chuyền sản xuất nước đóng chai mà chúng em học được ở môn học thực tập
cảm biến robot sẽ trải qua nhiều giai đoạn khác nhau và đây cũng chính là dây chuyền sản
xuất nước đóng chai trong thực tế. Qui trình thực hiện sẽ như sau:
TẠO PHƠI

SÀNG LỌC CHAI

VỆ SINH CHAI

DÁN NHÃN CHAI

ĐÓNG NẮP

BƠM NƯỚC

XẾP CHAI VÀO THÙNG

SẮP XẾP THÙNG HÀNG

Hình 1.1. Qui trình thực hiện sản xuất nước đóng chai
1.1.

TẠO PHƠI

1.1.1. TẠO PHƠI NHỰA
 Giai đoạn gia cơng tạo phơi sẽ gồm 2 bước. Cụ thể như sau:
• Nhựa hóa trong xi lanh ngun liệu.
• Tạo hình khối trong khuôn sẵn.
Hạt nhựa PET được đưa vào thiết bị sấy ở nhiệt độ 180 độ C trong khoảng 3 - 4h.
Các nguyên liệu này được đưa vào máy tạo phơi hoạt động liên tục. Trải qua các vịng nhiệt
thì nhựa PET hóa lỏng. Nhựa sẽ được bơm vào khn qua các rãnh, cửa có tiết diện nhỏ,
dưới áp lực của xilanh.
8


Vùng tạo hình phơi được xác lập trước, khn khép kín trước khi bơm nhựa vào.
Hạ nhiệt độ của phơi nhờ hệ thống làm lạnh. Chu kỳ ép phôi chỉ diễn ra trong khoảng
thời gian rất ngắn từ vài chục giây đến vài phút. Số phôi được tạo ra tùy theo khn.

Thường mỗi chu kỳ sẽ có 2 - 16 phơi.

Hình 1.2. Phơi chai PET chưa qua gia nhiệt.
Sau một chu kỳ thì phơi sẽ tự động đẩy ra thùng hay hộp chứa. Lúc này phôi sẽ được
kiểm tra bọt khí và cắt bỏ bavia. Sản phẩm đạt yêu cầu sẽ để nguội ngồi khơng khí rồi
đóng bao để chuyển qua khâu thổi thành chai. Phôi nào không đạt yêu cầu sẽ chuyển qua
khâu xử lý nhựa tái chế.


1.1.2. THỔI CHAI NHỰA BẰNG MÁY THỔI CHAI BÁN TỰ ĐỘNG
Máy thổi chai nhựa hoạt động trên nguyên tắc gia nhiệt và thổi khí bằng áp suất khí.

Hình 1.3. Q trình gia nhiệt và thổi chai
Máy sản xuất chai bán tự động cần có nhân cơng tham gia vào q trình hoạt động
của máy. Máy có qui trình hoạt động với 3 bước như sau:
• Bước 1: Phơi chai được nhân công đưa vào máy gia nhiệt. Tại đây với sức
nóng của nhiệt sẽ làm cho phơi chai nóng lên và được giãn nở đều.

Hình 1.4. Quá trình gia nhiệt


• Bước 2: Sau khi phôi chai đã được giãn nở đầu ở bước 1 thì sẽ được cơng
nhân lấy ra và đưa vào khuôn của máy thổi. Các đầu thổi chai có tác dụng thổi
khí nén được lấy từ máy nén khí áp cao để thổi vào phơi chai ở bên trong
khn. Với áp suất khí nén sẽ làm biến dạng phơi chai theo hình dạng khn
định sẵn và tạo thành vỏ chai thành phẩm.

Hình 1.5. Quá trình thổi chai
• Bước 3: Nhờ sự hoạt động của tháp giải nhiệt giúp làm mát khuôn chai và vỏ
chai thành phẩm. Vỏ chai sẽ khơng bị dính vào khn. Người cơng nhân tiến

hành lấy vỏ chai thành phẩm ra bên ngoài. Kết thúc 1 qui trình hoạt động của
máy.Vỏ chai thành phẩm sau đó sẽ được xếp thành khối trong các bao bì đựng
và lưu kho để. Hoặc có thể được chuyển tới máy chiết rót để chiết rót nước
vào chai với các đơn vị sản xuất đồ uống có đầu tư hệ thống máy thổi, máy
chiết rót đóng chai.


Hình 1.6. Sản phẩm đạt được là chai PET
1.2.

SÀNG LỌC CHAI

Sau công đoạn thổi chai sẽ đến công đoạn sàng lọc chai loại bỏ những chai bị lỗi:
• Chai bị lỗi đáy khơng thể tự đứng.
• Hình dạng chai khong đạt chuẩn.
• Bọt khí và các vấn đề khác.

Hình 1.7. Những chai nhựa PET đạt chuẩn


Sau đó chai nhựa đạt tiêu chuẩn sẽ được đưa đến hệ thống chiết rót để bắt đầu cơng
đoạn chiết rót.

Hình 1.8. Bắt đầu một qui trình tiếp theo
1.3.

HỆ THỐNG CHIẾT RĨT

Với hệ thống cơ khí được thiết kế chính xác và đồng nhất bằng một động cơ, giúp hệ
thống khơng cần các cảm biến nhưng vẫn hoạt động chính xác. Hệ thống cơ khí được gia

cơng hồn tồn bằng inox 304 để đảm bào an toàn vệ sinh trong q trình chiết rót.
Hệ thống chiết rót bao gịm 3 giai đoạn:
• Vệ sinh chai.
• Rót nước vào chai.
• Đóng nắp chai.
1.3.1. VỆ SINH CHAI
Sau khi sàn lọc, các chai đạt chuẩn sẽ được đưa đến hệ thống phun nước để sục rửa
và loại sạch những cặn bẩn.


Hình 1.9. Hệ thống vệ sinh chai nhựa
Chai nhựa sẽ được gắp bằng một hệ thống gắp chai cơ khí đi qua vòi phun nước áp
suất cao để loại bỏ cặn và tạp chất.
1.3.2. RĨT NƯỚC VÀO CHAI
Khi q trình vệ sinh chai được hồn tất thì các vỏ chai nước đã có thể đủ điều kiện an
tồn để bơm nước uống vào chai. Các chai nước sẽ được di chuyển đến các vịi rót nước.

Hình 1.10. Hệ thống rót nước tự động


Hệ thống rót với một lượng vừa đủ để nước khơng bị tràn và đồng nhất giữa các chai.
1.3.3. ĐĨNG NẮP CHAI
Sau giai đoạn bơm nước thì chai sẽ được đóng nắp để bảo quản và tránh bị đổ nước ra
ngồi trong q trình vận chuyển.

Hình 1.11. Những chai khi qua đã qua rót nước sẽ được đóng nắp lại
Chai nước đã được bơm đầy nước sẽ được di chuyển đến cơ cấu đóng nắp chại tự
động và chính xác sau đó.
Và nắp chai sẽ được cấp lại bằng phễu rung khi hết.

\
Hình 1.12. Máy cấp nắp chai tự động


1.4.

DÁN NHÃN CHAI

Sau q trình chiết rót, chai nước sẽ được di chuyển đến máy dán nhãn để tăng tính
thẫm mỹ cho sản phẩm.

Hình 1.13. Máy thực hiện dán nhãn chai PET
Nhãn nilon sẽ được cắt từng đoạn kích thước phù hợp sau đó được dán vài chai.


1.5.

XẾP CHAI VÀO THÙNG

Chai nước sau khi được dán nhãn sẽ được di chuyển theo băng tai đến khu vực đóng
thùng.

Hình 1.14. Cánh tay robot thực hiện xếp nước vào thùng
Sau đó, chai nước sẽ được sắp xếp vào thùng carton băng cánh tay robot ABB.
1.6.

SẮP XẾP THÙNG HÀNG
Sau khi xếp chai vào thùng, thùng nước sẽ theo băng tai đến điểm cuối của băng tải để

được di chuyển đến khu vực sắp xếp.

Hình 1.15. Khu vực để cánh tay robot đưa thùng hàng đến nơi mong muốn
Tại đây, thùng nước sẽ được cánh tay robot gắp và sắp xếp lên palet tự động.

Hình 1.16. Robot thực hiện sắp xếp hàng hóa


CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN
2.1.

TỔNG QUAN VỀ S7-1200

PLC Siemens S7-1200 có các thành phần như sau:
• 13 module tín hiệu số và tương tự khác nhau bao gồm (module SM và SB).
• 2 module giao tiếp RS232/RS485 để giao tiếp thông qua kết nối PTP.
• Bổ sung 4 cổng Ethernet.
• Module nguồn PS 1207 ổn định, dòng điện áp 115/230 VAC và điện áp 24
VDC.
• 3 bộ điều khiển nhỏ gọn với sự phân loại trong các phiên bản khác nhau
giống như điều khiển AC, RELAY hoặc DC phạm vi rộng.
• 2 mạch tương tự và số mở rộng ngõ vào/ra trực tiếp trên CPU làm giảm
chiphí sản phẩm.
Một số hình ảnh về s7-1200:

Hình 2.1. Siemens SIMATIC PLC S7 – 1200


Hình 2.2. Sơ đồ nối dây Siemens PLC S7 – 1200 1211C DC/DC/DC

Hình 2.3. Bảng thơng số PLC Siemens S7-1200


2.2.

HMI SAMKOON
• SK-070HE là dịng màn hình HMI phổ thơng nhất hiện nay. Hỗ trợ hầu hết
các PLC phổ thông qua RS232/422/485. Modbus RTU, Modbus ASCII…
SK- 070HE thuộc dòng SK-F/H của Samkoon.
• Được nâng cấp hiệu năng làm việc với CPU 600Mhz và phần mềm lập trình
SKTOOL V6.0.
• Kích thước 7-inch 800ì480 TFT LCD.
ã H thng lm mỏt khụng qut.
ã Hiển thị sắc nét 262.114 màu.
• USB Host.

Hình 2.4. HMI SamKoon
2.3.

BỘ BIẾN TẦN SINAMICS V20

Thông số kỹ thuật và sơ đồ nối dây của bộ biến tần SINAMICS V20:
• Dãy công suất biến tần: 0,12kW tới 22kW đối với chế độ High Overload
(quátải


150% trong thời gian 60 giây) 0,37kW tới 30kW đối với chế độ Low Overload
(quá tải 110% trong thời gian 60 giây) + Công suất theo điện áp: 1 pha
230VAC: 0,12kW tới 3kW 3 pha 400VAC: 0,37kW tới 30kW.
• Tính năng tiết kiệm năng lượng: Chế độ ECO (ECO mode), chế độ ngủ đông

(Hibernation mode), chế độ giám sát tiêuthụ năng lượng (Energy
conpsumtion monitoring).
• Chân tín hiệu: 4 ngõ vào số, 2 ngõ ra số, 2 ngõ vào analog.
• Khả năng bảo vệ: chống xâm thực, ngưng tụ hơi nước cho bo mạch (PCBs),
bảo vệ thấp áp, quá áp, quá tải, q nhiệt...
• Các mơ-đun mở rộng: BOP-2, IOP, điện trở xả (Braking resistor), các bộ lọc
(Output reactor, Line filter, Line reactor), …
 Với những tính năng nổi trội như độ bền cao, khả năng hoạt động ổn định, đáng tin
cậy với những ứng dụng chuyên biệt. Biến tần V20 đang trở thành một trong những
dòng biến tần được ưa chuộng nhất trên thế giới.

Hình 2.5. Sơ đồ dây biến tần SINAMICS V20


Hình 2.6. Hình chức năng của từng nút nhấn
2.4.

CẢM BIẾN VẬT CẢN HỒNG NGOẠI:

Thơng số kỹ thuật:
• Nguồn điện cung cấp: 5VDC.
• Khoảng cách phát hiện: 3 ~ 80cm.
• Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở.
• Dịng kích ngõ ra: 300mA.

Hình 2.7. Cảm biến vật cản hồng ngoại


2.5.

BĂNG CHUYỀN

Hình 2.8. Hình băng chuyền (tượng trưng)
Băng chuyền có tác dụng vận chuyển sản phẩm từ đầu này sang đầu kia của hệ thống.
2.6.

VALVE KHÍ NÉN 5/2

Cấu tạo: Gồm 2 phần chính là phần coid điện và phần thân van.
• Phần coil điện: Là nơi tiếp nhận nguồn điện từ bên ngoài, cho phép van hoạt
động. Tùy nguồn điện mà có thể chọn loại coil điện cho phù hợp: nguồn AC
hoặc nguồn DC24V, 220V...
• Phần thân van: Cấu tạo gồm 5 cửa và 2 vị trí, trên thân van có lỗ bắt vít vào
bộ truyền động khí nén. 1 lỗ đầu vào đảm nhiệm chức năng tiếp nhận khí
nén, 1 lỗ đầu ra có nhiệm vụ chuyển hóa khí nén quay vòng.


Hình 2.9. Van khí nén 5/2
Van được thiết kế, hoạt động bằng cách cấp nguồn điện 24V hoặc 220V. Khi có nguồn
điện, lực từ trường được sinh ra. Lực này sẽ hút trục van chuyển động, khiến các cửa van
được mở ra để khí nén thơng cửa. Hoạt động này giúp van có thể thực hiện nhiệm vụ cấp,
đóng dịng khí nén cho thiết bị cần hoạt động.