xây dựng hệ thống đếm và phân loại sản phẩm dài ngắn

ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
Hiện nay tự động hóa quá trình công nghiệp trong sản xuất và chế biến sản
phẩm là khá phổ biến và thông dụng và nó đóng góp một vai trò hết sức quan
trọng trong cuộc sống. Ví dụ từ những dây truyền tự động đóng gói sản phẩm
đến việc sản xuất ô tô, máy bay đều ứng dụng những quá trình tự động. Do vậy
việc hiểu biết những kiến thức về quá trình tự động hóa quá trình công nghiệp
đối với sinh viên ngành điện là rất cần thiết. Tự động hóa quá trình công nghiệp
giúp sinh viên có những kiến thức cơ bản về quá trình tự động hóa trong công
gnhiệp. Giúp sinh viên hệ thống hóa lại kiến thức đã học , nghiên cứu và làm
quen với công việc thiết kế và xây dựng hệ thống , điều khiển máy điện trong
thực tế hiện nay .
Trong chương trình đào tạo cho sinh viên , thầy giáo đã tạo điều kiện cho
chúng em được tiếp xúc và làm quen với việc nghiên cứu “Hệ thống điều khiển
đếm và phân loại sản phẩm theo kích thước” Do lần đầu làm quen với việc
thiết kế với khối lượng kiến thức tổng hợp, còn có những mảng chưa nắm vững
cho nên dù cố gắng nhưng trong bài làm của bọn em còn nhiều thiếu sót. Chúng
em rất mong được sự góp ý kiến của thầy cô, giúp chúng em có được những
kiến thức cần thiết để sau này có thể ứng dụng trong công việc cụ thể của sản
xuất.
Cuối cùng chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Đăng Toàn đã
tận tình giúp đỡ chúng em hoàn thành nhiệm vụ của mình!
Nhóm sinh viên thực hiện!
SVTH: CHU VIẾT LẬP 1 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Lý do chọn đề tài
Nhiều cuộc cuộc cách mạng về công nghiệp hóa nhằm đáp ứng nhu cầu
của nhà sản xuất là làm ra được nhiều sản phẩm , giá thành hợp lý, chi phí cho

lao động hợp lý… đây là những yếu tố cơ bản khiến nhà sản xuất hàng hóa phải
chuyên môn hóa cao về việc sản xuất để tạo ra được sản phẩm đồng nhất, hay
phân loại nguyên liệu sản phẩm một cách nhanh chóng và chính xác nhất. Hệ
thống đếm và phân loại sản phẩm theo kích thước là một trong những thành
phần quan trọng giúp sản xuất một cách chính xác, đáp ứng nhu cầu của nhà sản
xuất. Nếu như việc này được làm bằng tay thì cần một số lượng công nhân cũng
như đội ngũ quản lý lớn mới có thế làm được. Vậy lên chúng em chọn đề tài
“Xây dựng hệ thống điều khiển đếm và phân loại sản phẩm theo kích thước”
với lý do công nghệ điều khiển tự động đơn giản, chính xác và rất rộng rãi.
1.2 Ứng dụng trong thực tế
Là thiết bị vận chuyển và phân loại sản phẩm trong công nghiệp sản xuất
hàng hóa, đưa nguyên liệu vào sản xuất như dây truyền sản xuất bánh kẹo , vận
chuyển nguyên liệu cho trong các hầm mỏ, ứng dụng việc sản xuất những sản
phẩm chính xác và đồng bộ …
1.3 Giới thiệu về yêu cầu công nghệ và phương hướng giải quyết
1.3.1 Yêu cầu công nghệ
Điều khiển hệ thống tự động phân loại sản phẩm, các sản phâm với đặc
tính dài ngắn khác nhau được phân loại qua dây truyền băng tải:
 Công nghệ: “Bấm nút START thì băng tải hoạt động, sản phẩm di chuyển
trên băng tải gặp cảm biến, nếu sản phẩm là sản phẩm ngắn thì cho đi
qua còn nếu là sản phẩm dài cảm biến bị tác động, hệ thống sẽ tự động
SVTH: CHU VIẾT LẬP 2 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
đẩy sản phẩm đó sang băng tải khác để đi đến địa điểm sản phẩm dài, ở
gần cuối mỗi băng tải có một cảm biến quang có chức năng đếm số sản
phẩm dài và ngắn muốn hệ thống dừng thì bấm nút STOP”.
1.3.2 Phương hướng giải quyết
Để gải quyết bài toán đã đặt ra chúng em chia làm 3 yếu tố quan trọng cần
giải quyết:

- Băng tải vận chuyển sản phẩm: Gồm 2 băng tải, một băng tải để vận
chuyển sản phẩm ngắn và 1 băng tả vận chuyển sản phầm dài
- Hệ thống cảm biến để phân loại sản phẩm.
- Đếm số lượng từng loại sản phẩm dài và sản phẩm ngắn.
Về vấn đề băng tải chúng em sử dụng động cơ 3 pha không đồng bộ roto
lồng sóc để kéo băng tải. Vì động cơ 3 pha không đồng bộ roto lồng sóc có ưu
điểm nổi bật như: dễ sửa chữa, bảo dưỡng, giá thành rẻ, có thể điều khiển dễ
dàng nhờ biến tần.
Về hệ thống cảm biến: chúng em sử dụng cảm biến quang để phát hiện,
phân loại sản phẩm.
Để đếm số lượng sản phẩm chúng em dùng 2 bộ counter để đếm số sản
phẩm dài và sản phẩm ngắn.
Ngoài ra trong hệ thống còn sử dụng cơ cấu đẩy sản phẩm là van khí nén.
SVTH: CHU VIẾT LẬP 3 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG
2.1 Động cơ không đồng bộ 3 pha
2.1.1. Đặc điểm của động cơ không đông bộ ba pha (ĐK)
Động cơ không đồng bộ ba pha được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp
từ công suất nhỏ đến công suất lớn hơn và chiếm tỷ lệ lớn so với các động cơ
khác . Do kết cấu đơn giản dễ chế tạo , vận hành an toàn và sử dụng nguồn cung
cấp trực tiếp từ lưới điện xoay chiều ba pha. Trong công nghiệp thường sử dụng
động cơ không đồng bộ làm nguồn động lực cho máy cán thép loại vừa và nhỏ ,
động lực cho các máy công cụ ở các nhà máy công nghiệp nhe . v. v .
Tuy nhiên trước đây các hệ động cơ không đồng bộ ba pha có điều chỉnh
tốc độ lại vô cùng hiếm hoi , chiếm tỷ lệ rất nhỏ là do điều chỉnh tốc độ do sự
phát triển của ngành công nghiệp chế tạo bán dẫn công suất kĩ thuật điện , điện
tử và tin học , mà động cơ ĐK mới khai thác được ưu điểm của mình . Nó đã trở
thành hệ truyền động cạnh tranh có hiệu quả với các hệ truyền động khác.

Khác với động cơ điện một chiều , động cơ ĐK được cấu tạo phần cảm và
phần ứng không tách biệt .Từ thông của động co cũng như mô men của động cơ
sinh ra phụ thuộc nhiều vào tham số . Do vậy hệ điều chỉnh tự động truyền đông
điện cho động cơ ĐK là hệ điều chỉnh nhiều tham số có tính phi tuyến mạnh.
2.1.2. Cấu tạo
Giống như các loại máy điện khác , động cơ không đồng bộ ba pha gồm
các bộ phận chính sau :
+ Phần tĩnh hay còn gọi là stato
+ Phần quay hay còn gọi là roto
SVTH: CHU VIẾT LẬP 4 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.1: Đặc điểm động cơ không đồng bộ 3 pha
2.1.2.1. Phần tĩnh ( hay STATOR):
Trên stator có vỏ , lõi thép và dây quấn
 Vỏ máy :
Vỏ máy có tác dụng cố định lõi thép và dây quấn . Thương vỏ máy làm
bằng gang . Đối với vỏ máy có công suất lớn (1000 kw) thường dùng thép tấm
hàn lại làm vỏ máy , tùy theo cách làm nguội , máy và dạng vỏ máy cũng khác
nhau .Lõi thép là phần dẫn từ . Vì từ trường đi qua lõi thép là từ trường quay lên
giảm bớt tổn hao , lõi thép được làm bằng những lá thép kĩ thuật điện dày 0,5
mm ép lại. Khi đường kính của lõi thép nhỏ hơn 900 mm thì dùng cả tấm thép
tròn ép lại . Khi đường kính lớn hơn trị số trên thì phải dùng những tấm thép
hình rẻ quạt (hình 2.2) ghép lại thành khối tròn .
Hình 2.2: Tấm thép hình rẻ quạt
Mỗi lõi thép kỹ thuật điện đều có phủ sơn cách điện bề mặt để giảm hao
tổn do dòng điện xoáy gây nên . Nếu lõi thép ngắn thì có ghép thành một khối
nếu lõi thép quá dài thì ghép thành những tấm ngắn mỗi tấm thép dài từ 6 đến 8
SVTH: CHU VIẾT LẬP 5 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13

ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
cm đặt cách nhau 1cm để thông gió tốt . Mặt trong của lá thép có sẻ rãnh để đặt
dây quấn .
 Dây quấn :
Dây quấn stator được đưa vào rãnh của lõi thép và được cách điện tốt với
lõi thép . Dây quấn phần ứng là phần dây bằng đồng được đặt trong các rãnh
phần ứng và làm thành một hoặc nhiều vòng kín . Dây quấn là bộ phận quan
trọng nhất của động cơ vì nó trực tiếp tham gia vào quá trình biến đổi năng
lượng từ điện năng thành cơ năng . Đồng thời về mặt kinh tế thì giá thành của
dây quấn cũng chiếm tỷ lệ khá cao trong toàn bộ giá thành của máy .
+ Các yêu cầu đối với dây quấn bao gồm :
- Sinh ra được một sức điện động cần thiết có thể cho một don điện nhất
định chạy qua mà không bị nóng quá một nhiệt độ nhất định để sinh ra
một moment cần thiết đồng thời đảm bảo đổi chiều tốt.
- Triệt để tiết kiệm vật liệu , kết cấu đơn giản làm việc chắc chắn an toàn
- Dây quấn phần ứng có thể phân ra làm các loại chủ yếu sau :
+ Dây quấn xếp đơn và dây quấn xếp phức tạp
+ Dây quấn song đơn và dây quấn song phức tạp
Trong một số máy cỡ lớn còn dùng dây quấn hỗn hợp đó là sự kết hợp giữa dây
quấn xếp và song .
2.1.2.2. Phần quay (hay ROTOR).
Phần này gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây quấn rotor :
- Lõi thép:
Nói chung người ta dùng các lá thép kỹ thuật điện như ở stator lõi thép được
ép trực tiếp lên trục máy hoặc lên một giá rotor của máy. Phía ngoài là thép có sẻ
rãnh để đặt dây quấn.
- Dây quấn rotor :
Phân loại làm hai loại chính rotor kiểu dây quấn và roto kiểu lồng sóc :
Loại rotor kiểu dây quấn : rotor kiểu dây quấn (hình 2.3) cũng giống như
dây quấn ba pha stator và có cùng số cực từ dây quấn stator.Dây quấn kiểu này

luôn đấu hình sao (Y) và có ba đầu ra đấu vào ba vành trượt gắn vào trục quay
rotor và cách điện với trục .Ba chổi than cố định và luôn tỳ vành trượt này để dẫn
điện và một biến trở cũng nối sao nằm ngoài động cơ để khởi động hoặc điều
chỉnh tốc độ .
SVTH: CHU VIẾT LẬP 6 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.3: Rô to kiểu dây quấn
Rotor kiểu long sóc (hình2.4) : Gồm các thanh đồng hoặc thanh nhôm đặt
trong rãnh và bị ngắn mạch bở hai vành ngắn mạch ở hai đầu. Với động cơ nhỏ ,
dây quấn rotor được đúc nguyên khối gồm thanh dẫn , vành ngắn mạch , cánh
tản nhiệt và cánh quạt làm mát . Các động cơ công suất trên 100kw thanh dẫn
làm bằng đồng được đặt vào các rãnh rotor và gắn chặt vành ngắn mạch .
Khe hở :
Vì rotor là một khối tròn nên khe hở đều , khe hở trong máy điện không
đồng bộ rất nhỏ (từ 0,2mm đến 1mm trong máy điện cỡ nhỏ và vừa) để hạn chế
dòng điện từ hóa lấy từ lưới vào , và như vậy có thể làm cho hệ số công suất của
máy tăng cao .
2.1.2.3. Nguyên lý làm việc động cơ không đồng bộ 3 pha.
Khi dòng điện ba pha chạy trong dây quấn stato thì trong khe hở không
khí xuất hiện từ trường quay với tốc độ n1= 60f1/p (f1 là tần số lưới điện ; p là
số cặp cực ; tốc độ từ trường quay ).Từ trường này quét qua dây quấn nhiều pha
tự ngắn mạch nen trong dây quấn rotor có dòng điện I2 chạy qua . Từ thông do
SVTH: CHU VIẾT LẬP 7 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
dong điện này sinh ra hợp với từ thông của stator tạo thành từ thông tổng ở khe
hở . Dòng điện trong dây quấn rotor tác dụng với từ thông khe hở sinh ra
moment . Tác dụng đó có quan hệ mật thiết với tốc độ quay n của rotor . Trong
những phạm vi tốc độ khác nhau thì chế độ làm việc của máy cũng khác nhau .

Sau đây ta sẽ nghiên cứu tác dụng của chúng trong ba phạm vi tốc độ .
Hệ số trượt s của máy
- Khi n=n1 thì s=0 , còn thì s=1 ; n > n1 , s < 0 và rotor quay ngược chiều từ
trường quay n < 0 thì s > 1.
Rotor quay cùng chiều từ trường những tốc độ n < n1 (0 < s <1)
Giả thiết về chiều quay n1 của từ trường khe hở và của rotor n. Theo quy
tắc bàn tay phải , xác định được chiều sức điện động E2 và I2 ; theo quy tắc bàn
tay trái , xác định được lực F và moment M .Ta thấy F cùng chiều quay của
rotor , nghĩa là điện năng đưa tới stator , thông qua từ trường đã biến đổi thành
cơ năng trên trục quay rotor theo chiều từ trường qua n1 , như vậy động cơ làm
việc ở chế độ động cơ điện .
Rotor quay cùng chiều nhưng tốc độ n > n1 (s < 0 ).
Dùng động cơ sơ cấp quay rotor của máy điện không đồng bộ vượt tốc độ
đồng bộ n > n1 .Lúc đó chiều từ trường quét qua dây quấn rotor sẽ ngược lại ,
sức điện động và dong điện trong dây quấn rotor cũng đổi chiều nên chiều của M
cũng ngược chiều n1 , nghĩa là ngược với chiều với rotor nên đó là moment hãm.
Như vậy máy đã biến cơ năng tác dụng lên trục động cơ điên , do động cơ sơ cấp
kéo thành điện năng cũng cấp cho lưới điện , nghĩa là động cơ làm việc ở chế độ
máy phát .
Rotor quay ngược chiều với từ trường n < 0 ( s > 1)
SVTH: CHU VIẾT LẬP 8 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Vì nguyên nhân nào đó mà rotor của máy điên quay ngược chiều từ trường
quay, lúc này chiều của sức điện động và moment giống như ở chế độ động cơ .
Vì moment sinh ra ngược chiều quay với rotor nên có tác dụng hãm rotor lại .
Trương hợp này máy lấy điện năng ở lưới điện vào , vừa lấy cơ năng từ động cơ
sơ cấp . Chế độ làm việc này gọi là chế độ hãm điện từ .
Phương trình đặc tính cơ
Để thành lập phương trình đặc tính cơ ta dùng sơ đồ thay thế như hình vẽ

(Hình 2.5)
Hình 2.5: Phương trình đặc tính cơ
Ta có dòng điện stato :
Trong đó : Xnm=X1d +X’2d điện kháng ngắn mạch
U1f : Trị hiệu dụng của điện áp pha stato
Phương trình đặc tính của động cơ ĐK :
SVTH: CHU VIẾT LẬP 9 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Đương đặc tính của động cơ (H I-2)
Với :
2.1.3. Ảnh hưởng của các thông số đến đặc tính cơ.
Từ phương trình đặc tính cơ ĐK ta thấy các thông số ảnh hưởng đến đặc tính
cơ bao gồm :
2.1.3.1 Ảnh hưởng của sự suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ ĐK.
Khi điện áp lưới suy giảm thì theo (I-4) momen Mth tới hạn của động cơ sẽ
giảm bình phường lần biên độ suy giảm của điện áp , theo (I-3) thì Sth vẫn không
đổi .
SVTH: CHU VIẾT LẬP 10 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.6: hưởng của sự suy giảm điện áp lưới cấp cho động cơ
2.1.3.2 Ảnh hưởng của điện trở kháng mạch stator
Khi nối thêm điện trở hoặc điện kháng vào mạch stator thì (I-3) và (I-4) cả
Sth và Mth đều giảm
Hình 2.7: Ảnh hưởng của điện trở kháng mạch stator
2.1.3.3 Ảnh hưởng của điện trở mạch rotor
Đối với động cơ không đông bộ người ta mắc thêm điện trở phụ vào mạch roto
để hạn chế dòng khởi động thì theo (I-3) , (I-4) thi Sth thay đổi còn Mth = const
SVTH: CHU VIẾT LẬP 11 KHOA ĐIỆN

TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.8 Ảnh hưởng của điện trở mạch rotor
2.1.3.4 Ảnh hưởng của tần số
Xuất phát từ biểu thức trên ta thấy nếu tần số thay đổi sẽ làm thay đổi tốc
độ của từ trường quay và từ đó thay đổi tốc độ đông cơ.
Từ (I-3) và (I-4) ta thấy : Nếu Xnm = ɷ1L cho nên khi thay đổi tần số thì Sth
và Mth sẽ thay đổi
SVTH: CHU VIẾT LẬP 12 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.9: Ảnh hưởng của tần số
2.1.3.5 Ảnh hưởng cúa số đôi cực p
Để thay đổi số cực ở stato người ta thường thay đổi cách đấu dây.
Vì vậy khi thay đổi số đôi cực p thì tốc độ từ trường quay ɷ1 thay đổi dần
đến tốc độ ɷ thay đổi theo .
2.1.4 Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ ĐK
2.1.4.1 Phương pháp điều chỉnh điện áp lưới
Momen động cơ ĐK tỷ lệ với bình phương điện áp stato nên có thể điều
chỉnh được momen tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh giá trị điện áp stato khi
giữ nguyên tần số.
Để điều khiển được tốc độ động cơ ĐK phải dùng bộ biến đổi điện áp
xoay chiều (ĐAXXC)
Nếu coi (ĐAXXC) là nguồn áp lý tưởng (Z=0) thì căn cú vào biểu thức
moment tới hạn ta có quan hệ sau :
SVTH: CHU VIẾT LẬP 13 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.10: Phương pháp điều chỉnh điện áp lưới
Trong đó : Uđm : Điện áp định mức của động cơ

Ub : Điện áp đầu ra của bộ điều áp xung
Mtb : Moment tới hạn khi điện áp là Uđm
MthU : Moment tới hạn khi điện áp là Ub
Phương pháp này được dùng điều chỉnh điện áp cho động cơ ĐK roto lồng
sóc . Khi thực hiện điều chỉnh điện áp cho động cơ ĐK roto dây quấn cần
phải nối thêm điện trở phụ vào mạch roto , khi ta thay đổi điện trở phụ vào
mạch roto sẽ mở rộng dải điều chỉnh tốc độ và M .Và như vậy thì tổn thất
điều chỉnh sẽ rất lơn .
• Ưu điểm : của phương pháp này là chỉ thích hợp với truyền động và
momen tải là hàm tăng tốc độ
• Nhược điểm : Do tính chất phức tạp của moment , điện áp , tốc độ nên tính
toán người ta thường dùng các phương pháp đồ thị để xây dựng các đặc
tính điều chỉnh , công việc này khá phức tạp.
Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch roto
Sơ đồ nguyên lý và đặc tính cơ như hình vẽ (hình I-10)
Phương trình đặc tính điều chỉnh :
SVTH: CHU VIẾT LẬP 14 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Hình 2.11: Phương pháp điều chỉnh điện trở mạch roto
Để điều chỉnh tốc độ động cơ ĐK người ta mắc thêm điện trở phụ vào
mạch roto , khi thay đổi điện trở phụ Rf thì Sth thay đổi còn Mth = sonst dẫn đến
đến thay đổi được tốc độ động cơ khi thay đổi R2f ta có hệ đặc tính cơ cố cùng
Mth nhưng khác Sth.
• Ưu điểm : Đơn giản rẻ tiền , có khả năng hiện đại hóa bằng bán dẫn .
• Nhược điểm : Tổn hao công suất khi điều chỉnh , hiệu suất thấp , phạm vi
điều chỉnh hẹp , điều chỉnh không triệt để.
Điều chỉnh tần số nguồn cung cấp cho động cơ ĐK
2.1.4.2 Đặc điểm làm việc khi thay đổi tần số
Như ta đã biết , tần số của lưới điện quyết định giá trị tốc độ góc của từ

trường quay trong máy điện , do đó băng tần thay đổi tần số dòng điện stato ta có
thể điều chỉnh được tốc độ động cơ.
SVTH: CHU VIẾT LẬP 15 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Để thực hiện phương pháp điều chỉnh này ta dùng biến tần cung cấp cho
động cơ Hình 2.12:
Hình 2.12: Sơ đồ mạch điều khiển
Vì máy điện làm việc ở tần số định mức cho nên khi thay đổi tần số , chế độ
làm việc của nó sẽ bị thay đổi . Sở dĩ như vậy là vì tần số ảnh hưởng trực tiếp
đến từ thông của máy điện.
2.2 Cảm biến quang
2.2.1 Khái niệm
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận biến đổi các đại lượng vật lý và các
đại lượng không có tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và
xử lý.
Các đại lượng cần đo (m) nhưng không có tính chất điện như nhiệt độ, áp
suất,…tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như
điện tích, điện áp, dòng điện hoặc trở kháng chứa đựng thông tin cho phép xác
định của đại lượng đo.
Cảm biến quang điện thực chất là các linh kiện quang điện, chúng thay đổi
tính chất khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt cùa chúng .
- Nguyên lý làm việc của quang điện trở là sự phụ thuộc của điện trở vào
thông lượng bức xạ và phổ bức xạ đó.
- Tế bào quang dẫn là càm biến quang điện có độ nhạy cao . Cơ sở vật lý
của tế bào quang điện là hiện tượng quang dẫn do hiệu ứng quang điện trong.
SVTH: CHU VIẾT LẬP 16 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
Đó là hiện tượng giải phóng các hạt tải điện trong vật liệu dưới tác dụng của ánh

sáng làm tăng độ dẫn điện của vật liệu.
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của một số loại cảm biến quang
a) Photo Diot
Sự tiếp xúc của hai bán dẫn loại n và loại p ( vùng chuyển tiếp P_N) tạo
nên vùng nghèo hạt dẫn vì ở tồn tại một điện trường và hình thành hàng rào thế
V
b
(hình 2.13) .Khi không có điện thế bên ngoài đặt lên vùng chuyển tiếp (U=0)
dòng điện qua chuyển tiếp I=0.
Hình 2.13: Cấu tạo của photo diot
- Khi đặt một điện áp lên diot, vói điện áp ngược đủ lớn U
d
>> , chiều cao
của hàng rào thế tăng lên và tên diot chỉ còn dòng điện ngược I
r
= I
0
(I
0
– dòng
điện tối).
- Khi chiếu sáng diot bằng bức xạ có bước sóng sẽ xuất hiện các
cặp điện tử _ lỗ trống, dưới tác dung của điện truong các cặp điện tử _ lỗ trống
chuyển động và dòng điện ngược I
r
tăng lên rất nhanh.
- Các vật liệu dùng chế tao Photo diot là Si, Ge (vùng ánh sáng nhìn thấy)
và GaAs, InAs, InSb ( vùng hồng ngoại).
b) Photo transitor
- Photo transitor là các transitor silic loại npn mà vùng bazơ được chiếu sáng,

không có điện áp đặt trên bazơ, chỉ có điện áp trên C, đồng thời chuyền tiếp B-C
phân cực ngược như Hình 8 . Điện áp đặt chủ yếu là phần chuyển tiếp B-C
SVTH: CHU VIẾT LẬP 17 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
( phân cực ngược) trong khi đó sự chênh lệch điện thế giữa E và B thay đổi
không đáng kể.
- Khi phần chuyển tiếp B_C được chiếu sáng , sự hoạt động của photo transitor
giống như photo diot ở chế độ quang dẫn với dòng điện ngược:
I
r
= I
0
+ I
p
Với : I
r
: dòng điện ngược
I
0
: dòng điện tối
I
p
: dòng điện sang
c)Cảm biến phát xạ ( Tế bào quang điện)
− Cảm biến phát xạ là biến hiệu quang thành tín hiệu điện nhờ
hiện tượng phát xạ điện tử ở điện cực catot khi có thông lượng ánh sáng
chiếu vào .
− Số lượng điện tử phát xạ tỷ lệ với số photon chiếu vào cực cactot .
− Cảm biến phát xạ được phân thành:

+ Tế bào quang điện chân không.
+ Đèn ion khí.
+ Bộ nhân quang điện.
− Cơ chế hoạt động cùa tế bào quang điện như sau:
− Khi có thông lượng ánh sáng chiếu vào, catot hấp thụ photon
và giải phóng điện tử , các điện tử này di chuyển lên bề mặt và thoát ra
ngoài.
− Các vật liệu dùng làm photon cactot là:
+ AgOCs nhạy với vùng hồng ngoại.
+ Cs
2
Sb, K
2
C
s
Sb nhạy với vùng ánh sáng nhìn thấy và vùng tử
ngoại.
2.3 Van khí nén
SVTH: CHU VIẾT LẬP 18 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUN MƠN TỰ ĐỘNG HĨA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TỒN
Một hệ thống điều khiển thường bao gồm ít nhất là một mạch điều khiển
gồm có các phần tử được mô tả như sau:
Phần tử xử lý tín hiệu
Phần tử đưa tín hiệu
Cơ cấu chấp hành
Phần tử đưa tín hiệu
Phần tử đưa tín hiệu
Phần tử điều khiển
Hình 2.14: Cấu trúc của mạch điều khiển và các phần tử

Phần tử nhận tín hiệu
Phần tử này là phần tử đầu tiên của mạch điều khiển có nhiệm vụ nhận những giá trị của đại lượng vật lý
như là đại lượng vào. Ví dụ: Cơng tắc, nút bấm, cơng tắc hành trình, các cảm biến.
- Phần tử xử lý tín hiệu
Phần tử này có nhiệm vụ xử lý tín hiệu nhận vào theo một qui tắc logic xác định, làm thay đổi trạng thái
của phần tử điều khiển. Ví dụ: van đảo chiều, van tiết lưu, van logic OR hoặc AND…
- Cơ cấu chấp hành
Phần tử này có nhiệm vụ thay đổi trạng thái của đối tượng điều khiển, đó là đại lượng ra của mạch điều
khiển. Ví dụ: xylanh, động cơ, bộ biến đổi áp lực …
SVTH: CHU VIẾT LẬP 19 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG HỆ THỐNG
3.1 Sơ đồ khối, sơ đồ thuật toán của hệ thống
3.1.1 Sơ đồ khối
Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống
Hoạt động: khi ấn nút START hệ thống bắt đầu hoạt động, băng tải 1 bắt
đầu chạy để vận chuyển sản phẩm. Các sản phẩm được đưa trên băng tải khi đi
qua khối cảm biến gồm có CB1, CB2, CB3 nếu sản phẩm ngắn và trung bình thì
nhiều nhất 2 cảm biến CB1 và CB2 tác động. Băng tải 1 vẫn chạy bình thường
đưa sảm phẩm trung bình và ngắn về kho. Nếu sản phẩm dài thì cả 3 cảm biến
đều tác động lúc này cơ cấu đẩy được kích hoạt đẩy sản phẩm dài sang băng tải 2
và đồng thời băng tải 2 chạy đưa sản phẩm dài về kho. Ở mỗi cuối băng tải đều
SVTH: CHU VIẾT LẬP 20 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
có một cảm biến là CB4 và CB5, khi có 1 sản phẩm đi qua sẽ có 1 xung đưa về
bộ counter do đó counter sẽ đếm được số sản phẩm dài hoặc ngắn và hiển thị lên
màn hình của bộ counter. Bộ counter này có thể được reset sau mỗi ca sản xuất
hoặc mỗi ngày làm việc.

C2=C2+1
S
Đ
END
STOP
CB5 Tác động
C2=C2+1
Pit tông tác động
Băng tải 2 chạy
CB4 Tác động
MAIN
Băng tải 1 chạy
Băng tải 2 dừng
C1=0
C2=0
CB1,CB2,
CB3 tác động
S
Đ
S
Đ
Đ
S
SVTH: CHU VIẾT LẬP 21 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
3.1.2 Sơ đồ thuật toán
SVTH: CHU VIẾT LẬP 22 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN

3.2 Tính chọn các thiết bị cần thiết
3.2.1 Động cơ kéo băng tải
Với yều cầu đề bài ta chọn động cơ:
- Loại động cơ: Động cơ điện
- Hãng sản xuất: Siemens
- Xuất xứ: Czech Republic
- Công suất (kW): 2.2
- Momen đầu trục cực đại (Nm): 0
- Điện áp (V): 380
- Tốc độ vòng quay (v/phút): 1450
- Kiểu lắp: Chân đế.
- Giá trên thị trường: 5.681.000 VNĐ
- Số lượng 2 cái
3.2.2 Cảm biến quang
Chúng em chọn cảm biến E3FN của hãng OMRON. Số lượng 5 chiếc
Cảm biến quang điện hình trụ có sẵn bộ khuếch đại giá thành thấp,
chống nhiễu tốt bằng công nghệ photo-IC.
• Công nghệ photo IC.
• Hình trụ cỡ M18 DIN, Vỏ nhựa ABS.
• Gọn và tiết kiệm chỗ.
• Khoảng cách phát hiện dài với bộ điều chỉnh nhạy cho loại khuếch tán.
Bảo vệ chống ngắn mạch và nối ngược cực nguồn
SVTH: CHU VIẾT LẬP 23 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13
Hình 2.15: ng c kéo b ng t iĐộ ơ ă ả
ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
- Các đặc tính kỹ thuật.
- Kích thước.
SVTH: CHU VIẾT LẬP 24 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13

ĐỒ ÁN CHUYÊN MÔN TỰ ĐỘNG HÓA GVHD: NGUYỄN ĐĂNG TOÀN
- NPN output.
3.2.3 Chọn bộ Counter
Qua tìm hiểu chúng em chọn bộ counter LA8N-BF của hãng Autonics với các
thông số kĩ thuật như sau:
SVTH: CHU VIẾT LẬP 25 KHOA ĐIỆN
TRỊNH VĂN HÂN LỚP ĐIỆN 5 –K13