Thiết kế hệ thống pha chế cocktail tự động sử dụng plc s7 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

PHAN NHẬT HOÀNG

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-1200

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Đà Nẵng, 12/2023

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DUY TÂN
NỘI DUNGKCHƠOBAẢĐNIỆDNỰ–KĐIẾIỆNNTTHỬỰC HIỆN

Phân tích và nghiên cứu hệ thống pha chế Cocktail tự động . Đưa ra phương
pháp lập trình cho PLC S7 1200, xây dựng mơ hình hệ thống, có khả năng tương tác
và theo dõi từ xa.

Tìm hiểu được nguyên lý hoạt động của cảm biến, cơng tắc hành trính, điều
khiển được động cơ bước và động cơ giảm tốc. Tìm hiểu biết thêm về các loại
Cocktail và công thức pha chế chúng.

Nắm bắt cách sử dụng, lập trình được PLC Siemens, HMI, V-box từ đây các
nghiên cứu đề tài sẽ hướng đến việc lập trình và điều khiển hệ thống một cách thực
tiễn thông qua hệ thống PLC và Iot.

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Đà nẵng, ngày … tháng … năm 2023
Cán bộ hướng dẫn

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHA CH(ẾkýCvàOghCi rKõ hTọAtênI)L TỰ
ĐỘNG SỬ DỤNG PLC S7-1200

CHUYÊN NGÀNH: ĐIỆN TỰ ĐỘNG

GVHD: Th.S NGUYỄN PHẠM CÔNG ĐỨC
SVTH: PHAN NHẬT HOÀNG
LỚP: K25 EDT1
MSSV: 25211710434

Đà Nẵng, 12/2023

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các số liệu, kết quả nêu trong Đồ án là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả Đồ án
(ký và ghi rõ họ tên)

Phan Nhật Hoàng

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài..........................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu..............................................................................1
3. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................1
4. Phạm vi nghiên cứu................................................................................1

5. Phương pháp nghiên cứu........................................................................2
6. Ý nghĩa và khoa học thực tiễn của đề tài................................................2
7. Cấu trúc của khóa luận...........................................................................3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ ĐỘNG....4
1.1 CÁC HỆ THỐNG CÓ TRONG THỰC TẾ..........................................4
1.1.1 Máy pha cocktail: Somebar...........................................................4
1.1.2 SodaStream Revolution.................................................................5
1.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ.........................................................................6
1.3 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT KẾ..................................................7
1.4 Giới hạn đề tài......................................................................................7
1.5 CÔNG THỨC PHA CHẾ CHO HỆ THỐNG.......................................7
Tổng kết chương 1......................................................................................8

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ ĐỘNG..........9
2.1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH......................................................................9
2.2 SƠ ĐỒ KHỐI.......................................................................................9
2.3 LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH......10
2.3.1 Bộ điều khiển PLC S7-1200........................................................10
2.3.2 Chọn các thiết bị đầu ra...............................................................12
2.3.3 Chọn nguồn cấp cho hệ thống......................................................17
2.3.4 Chọn các thiết bị đầu vào.............................................................19
2.3.5 Thiết bị Ngoài..............................................................................22
2.3.6 Thiết kế và thi công phần cứng....................................................27
Tổng kết chương 2....................................................................................33

CHƯƠNG 3 LẬP TRÌNH VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH PHA CHẾ COCKTAIL
TỰ ĐỘNG................................................................................................................... 34

3.1 THUẬT TOÁN ĐIỀU KHIỂN...........................................................34

3.1.1 Lưu đồ thuật toán hệ thống..........................................................34
3.1.2 Lưu đồ thuật toán hoạt động V-BOX...........................................35
3.1.3 Lưu đồ thuật toán và hoạt động pha chế Cocktail........................36
3.1.4 Mô tả hệ thống.............................................................................37

3.2 PHÂN CÔNG VÀO RA CHO HỆ THỐNG.......................................38
3.3 CÁC HÀM ĐIỀU KHIỂN ĐỘNG CƠ BƯỚC:..................................39
3.4 . KẾT NỐI ĐỘNG CƠ STEP VỚI PLC.............................................41
3.5 LẬP TRÌNH GIAO DIỆN HMI.........................................................45
3.6 LẬP TRÌNH HỆ THỐNG..................................................................53
3.7 KẾT NỐI WECON V-BOX...............................................................54

3.7.1 Chế độ điều khiển từ xa...............................................................54
3.7.2 Giao diện trên V-net....................................................................54
3.7.3 Kết nối App V-net với HMI Siemens..........................................54
3.7.4 Download chương trình từ xa cho PLC.......................................56
3.7.5 Download chương trình từ xa cho HMI Wecon...........................56
Tổng kết chương 3....................................................................................58
CHƯƠNG 4 KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG....................................59
4.1 KẾT QUẢ KIỂM THỬ......................................................................59
4.2 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ KIỂM THỬ..................................................60
4.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU KHI HOÀN THÀNH ĐỀ TÀI...........60
4.4 Hạn Chế đề tài....................................................................................61
4.5 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI........................................................61
Tổng kết chương 4....................................................................................61
TÀI LIỆU THAM KHẢO...................................................................................62

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

STT Từ viết tắt, Giải nghĩa Ghi chú

thuật ngữ
Supervisory Control and Data Hệ thống điều khiển
1 SCADA Acquisition giám sát và thu thập
dữ liệu
2 PLC Programmable Logic Controller Bộ điều khiển lập
trình
3 CPU Central Processing Unit Bộ xử lý trung tâm
Mạng nội bộ
4 LAN Local Area Network Phần mềm tự động
hóa.
5 TIA Portal Totally Integrated Automation
Ngõ vào tín hiệu số
Portal Ngõ ra tín hiệu số
Ngõ vào tín hiệu
6 RL Relay tương tự
Ngõ vào tín hiệu
7 DI Digital Input tương tự

8 DO /DQ Digital Output

9 AI Analog Input

10 AO / AQ Ananlog Output

11 IoT Internet of Things
12 HMI Human Machine Interface

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Máy pha cocktail Somebar.........................................................................4
Hình 1.2 SodaStream Revolution...............................................................................5

Hình 2.1 Sơ đồ khối...................................................................................................9
Hình 2.2 Bộ điều khiển PLC S7-1200......................................................................10
Hình 2.3 Động cơ giảm tốc......................................................................................12
Hình 2.4 Sơ đồ đấu chân động cơ DC.....................................................................14
Hình 2.5 Step motor.................................................................................................14
Hình 2.6 Đèn báo....................................................................................................16
Hình 2.7 Nguồn tổ ong 24V-5A...............................................................................17
Hình 2.8 Cơng tắc hành trình có con lăn.................................................................19
Hình 2.9 Nút nhấn...................................................................................................19
Hình 2.10 Relay trung gian.....................................................................................20
Hình 2.11 Cảm biến tiệm cận PNP..........................................................................21
Hình 2.12 Màn hình HMI Siemens 6AV2123-2DB03-0AX0 4 inch.........................22
Hình 2.13 V-BOX H-AG..........................................................................................23
Hình 2.14 IC TB6600..............................................................................................24
Hình 2.16 Bảng cơng tắc chuyển đổi độ phân giải..................................................26
Hình 2.17 Bảng điều chỉnh dịng điện.....................................................................26
Hình 2.18 Đèn dây led RGB....................................................................................27
Hình 2.19 Hình ảnh thực tế và bản vẽ chi tiết con trượt SCS6UU...........................28
Hình 2.20 Hình ảnh thực tế và bản vẽ chi tiết gối đỡ SK8.......................................29
Hình 2.21 Động cơ bước trong hệ thống.................................................................30
Hình 2.22 Động cơ DC trong hệ thống....................................................................30
Hình 2.23 Hệ thống khi vẽ bằng Solidwork.............................................................31
Hình 2.24 Khung sắt của hệ thống..........................................................................31
Hình 2.25 Hệ thống khi nhìn từ trên xuống.............................................................32
Hình 2.26 Hệ thống khi nhìn trực diện....................................................................33
Hình 3.1 Lưu đồ thuật tốn.....................................................................................34
Hình 3.2 Lưu đồ thuật tốn hoạt động.....................................................................35
Hình 3.3 Lưu đồ thuật tốn Auto.............................................................................37
Hình 3.4 Lưu đồ thuật tốn Manu...........................................................................37
Hình 3.5 Sơ đồ nguyên lý hệ thống..........................................................................39

Hình 3.6 Lệnh khởi tạo trục servo...........................................................................39
Hình 3.7 Hàm xác định vị trí...................................................................................40
Hình 3.8 Hàm xác định vị trí ban đầu.....................................................................40

Hình 3.9 Hàm xác định vị trí tuyệt đối.....................................................................41
Hình 3.10 Giao diện sử dụng...................................................................................50
Hình 3.11 Giao diện chế độ MANU.........................................................................51
Hình 3.12 Giao diện Setting Point...........................................................................51
Hình 3.13 Giao diện Setting Time...........................................................................52
Hình 3.14 Giao diện System screens.......................................................................53
Hình 3.15 khối Data_Time......................................................................................53
Hình 3.16 Khối Data_Control_Step........................................................................53
Hình 3.17 Giao diện trên phần mềm V-net..............................................................54
Hình 3.18 Kết nối wifi cho HMI..............................................................................54
Hình 3.19 Thêm HMI cho V-net..............................................................................55
Hình 3.20 Điều khiển hệ thống từ xa trên V-NET....................................................56
Hình 3.21 Tạo cổng download PLC từ xa...............................................................56
Hình 3.22 Mục cài đặt trên phần mềm V-NET........................................................56
Hình 3.23 Cài đặt cổng COM và phiên bảng HMI..................................................57
Hình 3.24 Download chương trình từ xa cho HMI..................................................57
Hình 3.25 Giao diện trên điện thoai qua phần mềm V-NET....................................58

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1 Thông số kỹ thuật PLC S7-1200.................................................................12
Bảng 2 Thông số kỹ thuật nguồn tổ ong..................................................................18
Bảng 3 Bảng phân công vào ra cho PLC.................................................................38
Bảng 4 Các lỗi chương trình khi kiểm thử hệ thống................................................60

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong bối cảnh cuộc sống ngày nay ngày càng chuyển biến với sự lan tỏa
mạnh mẽ của công nghệ 4.0, việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào các lĩnh vực
truyền thống khơng chỉ mang lại sự tiện lợi mà còn tạo ra những trải nghiệm độc
đáo và mới lạ cho người sử dụng.
Với sự phát triển của ngành tự động hóa ,việc đẩy nhanh q trình chế biến
cung cấp sản phẩm cho người tiêu dùng, cũng như góp phần tối ưu chi phí cho
người sử dụng thì việc ứng dụng tự động hóa trong q trình chế biến thực phẩm
được xem là cấp thiết. Dựa trên những mơ hình và sản phẩm đã có và đang được sử
dụng trên thị trường như: hệ thống nhào bột tự động, thái rau, nướng bánh mì,…Với
những hệ thống và mơ hình đang có sẵn chúng đều góp phần đẩy nhanh q trình
chế biến, tiết kiệm nhân cơng, tiền bạc cho người dụng.
Với những hiểu biết và học hỏi trong quá trình học và trải nhiệm ,em đã có
những phát kiến và tìm hiểu cùng với sự chỉ bảo từ giáo viên hướng dẫn để đưa ra
đề tài: “thiết kế hệ thống pha chế cocktail tự động sử dụng plc s7-1200

2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu, tìm hiểu cấu tạo, ngun lý hoạt động của mơ hình và xây dựng
được mạch điều khiển hoạt động ổn định tiết kiệm tối đa chi phí sản xuất, và lắp đặt
hệ thống.
3. Đối tượng nghiên cứu
Được chia ra làm các nội dung:
- Nội dung 1: Tìm hiểu nguyên lý hoạt động PLC và IOT
- Nội dung 2: Tìm hiểu các khối chức năng của PLC S7-1200
- Nội dung 3: Tìm hiểu về các đặc tính động cơ bước, động cơ DC giảm tốc.
- Nội dung 4: Nghiên cứu các đề tài, cơng trình khoa học về hệ thống pha chế
theo hướng phát triển đề tài và tính thực tế của đề tài. Từ đó thiết kế, thi công
mô hình thực tế.
- Nội dung 5: Thiết kế hệ thống giám sát thông qua Tia Portal và sử dụng

Scada để theo dõi từ xa , HMI để theo dõi trực tiếp.
- Nội dung 6: Hoàn thiện hệ thống pha chế Cocktail tự động.

4. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu quá trình pha chế từ cách chọn nước đến pha chế
theo tỉ lệ của nước. Điều khiển động cơ bước động cơ giảm tốc thông qua PLC và

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

Hiển thị điều khiển lên HMI. Đưa lên internet thông qua V-box (wecon), hệ thống
Scada giúp người dùng có thể điều khiển hệ thống ngay cả khi đang ở xa.

5. Phương pháp nghiên cứu
Là hệ thống mang tính ứng dụng thực tiễn nên đồ án đã được nghiên cứu
theo phương pháp sau:
- Khảo sát và thu thập thông tin từ thực tế.
- Tìm hiểu về lập trình giao tiếp PLC.
- Phân tích và thiết kế hệ thống.
- Thử nghiệm công thức pha chế từng loại nước.
- Thiết kế thi công hệ thống.
- Tiến hành lập trình điều khiển trên PLC.
- Đấu nối dây các thiết bị trên thực tế.
- Kiểm thử, hiệu chỉnh và hoàn thiện hệ thống.
- Tiến hành viết chương trình phần mềm phối hợp hoạt động các khối dưới
sự điều khiển của khối mạch điều khiển chính.
- Tiến hành lắp đặt các thiết bị vào phần cứng và hoàn thiện sản phẩm.

6. Ý nghĩa và khoa học thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học

 Tích hợp PLC S7-1200 giúp kiểm sốt chặt chẽ và chính xác, đảm bảo
trải nghiệm cho khách hàng.

 Áp dụng PLC S7-1200 là một bước quan trọng trong q trình hịa
nhập Công Nghệ 4.0 vào ngành dịch vụ ẩm thực.

 Nghiên cứu chi phí đầu tư và vận hành, đánh giá tính khả thi kinh tế
của việc triển khai hệ thống tự động này.

 Phát triển nguồn nhân lực có hiểu biết vững về công nghệ 4.0 và ứng
dụng trong môi trường làm việc.

 Cung cấp nền tảng cho sự đối thoại giữa người sử dụng và công nghệ,
thúc đẩy sự sáng tạo và đổi mới.

- Ý nghĩa thực tiễn
 Cải thiện quy trình pha chế cocktail, giảm thời gian chờ đợi và tăng
cường khả năng đáp ứng nhanh chóng.
 Đánh dấu sự chuyển đổi của ngành ẩm thực sang môi trường kết nối
và tự động hóa.
 Giảm chi phí vận hành, tăng hiệu suất sản xuất, và nâng cao sự cạnh
tranh của doanh nghiệp.
 Giảm lãng phí ngun liệu, tối ưu hóa q trình sản xuất.

SVTH: Phan Nhật Hồng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 3 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

 Nâng cao kỹ năng của nhân viên trong lĩnh vực ẩm thực.
 Tạo ra lựa chọn linh hoạt cho doanh nghiệp và cá nhân muốn cải thiện

quy trình phục vụ.
 Tạo cơ hội cho sự sáng tạo trong ngành ẩm thực.

7. Cấu trúc của khóa luận
Bao gồm có 4 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ
ĐỘNG. Ở chương này cho ta cái nhìn một cách tổng quan về hệ thống và phương
pháp xây dựng đồ án.
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ ĐỘNG.
Ở Chương 2 trình bày cụ thể cơng nghệ, giới thiệu mơ hình và tính chọn các thiết bị
sử dụng trong đồ án, đồng thời liệt kê và phân tích các thiết bị sử dụng trong đồ án.
CHƯƠNG 3: LẬP TRÌNH VÀ THI CƠNG MƠ HÌNH PHA PHẾ
COCKTAIL TỰ ĐỘNG. Ở chương này sẽ trình bày cụ thể về thuật tốn điều khiển
từ đó đưa ra quy trình lập trình, viết chương trình điều khiển cho hệ thống. Từ đó
xây dựng, vẽ sơ đồ đấu nối trên và xây dựng hệ thống giám sát bằng màn hình HMI,
kết nối V-box.
CHƯƠNG 4: KIỂM THỬ VÀ ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG. Chương 4 sẽ nêu
lên kết quả đạt được của đồ án, đồng thời nêu ra các ý tưởng để hoàn thiện đồ án
trong tương lai.

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ ĐỘNG

1.1 CÁC HỆ THỐNG CÓ TRONG THỰC TẾ

1.1.1 Máy pha cocktail: Somebar

Hình 1.1 Máy pha cocktail Somebar
Dự án thú vị này ý tưởng của nhóm phát triển cùng tên tới từ Los Angeles,
Mỹ.
Somabar ra đời với mục tiêu giúp cho mọi người có thể thưởng thức những
ly cocktail chất lượng khơng thua gì tại các quán bar ngay tại nhà mình chỉ trong có
5 giây chỉ bằng các thiết bị di động như điện thoại hay máy tính bảng của mình [1].
Somabar có sẵn trong máy 6 ống đựng nguyên liệu pha chế để người sử dụng
có thể tự đổ những thành phần mà mình muốn pha vào các ống. Sau đó, người sử
dụng chỉ phải thiết lập các thông số về thành phần, Somabar sẽ tự tính tốn pha trộn
ngun liệu và cho ra đời ly cocktail hoàn hảo chỉ sau vỏn vẹn 5 giây [1].
Người sử dụng cịn có thể pha cocktail ngay cả khi khơng có ở trong nhà vì
Somabar có thể trực tiếp kết nối qua Internet. Cũng không cần phải là người quá
sành sỏi rượu, ứng dụng điện thoại cũng đã hỗ trợ sẵn các cơng thức cocktail có thể
tải về từ cộng đồng của Somabar. Thậm chí người sử dụng cịn có thể chia sẻ lại với
mọi người nếu muốn [1].
Sau khi tìm hiểu qua sản phẩm để sở hữu cần phải được đặt hàng trước với
giá 429 USD xấp xỉ 10,420,410 VNĐ.

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 5 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

Về ưu điểm:
- Tự động hóa: Máy pha cocktail Somebar có thể tự động đong, trộn và chiết
xuất cocktail, giúp người dùng tiết kiệm thời gian và công sức.
- Đa dạng: Máy có thể pha chế hơn 100 loại cocktail khác nhau, từ đơn giản
đến phức tạp.
- Chất lượng: Cocktail được pha chế bằng máy Somebar có chất lượng cao,

đồng đều và ổn định.
- Dễ sử dụng: Máy có thiết kế đơn giản, dễ sử dụng, ngay cả với người mới
bắt đầu.

Về nhược điểm:
- Giá thành: Máy pha cocktail Somebar có giá thành khá cao, phù hợp với các
quán bar, nhà hàng chuyên nghiệp.
- Kích thước: Máy có kích thước khá lớn, chiếm nhiều diện tích.
- Yêu cầu bảo dưỡng: Máy cần được bảo dưỡng định kỳ để đảm bảo hoạt động
tốt.

Đánh giá chung:
Máy pha cocktail Somebar là một thiết bị pha chế hiện đại, có nhiều ưu điểm
nổi bật. Máy phù hợp với các quán bar, nhà hàng chuyên nghiệp, nơi cần phục vụ
nhiều loại cocktail khác nhau với chất lượng cao và ổn định. Tuy nhiên, máy có giá
thành khá cao và yêu cầu bảo dưỡng định kỳ.
1.1.2 SodaStream Revolution

Hình 1.2 SodaStream Revolution
SVTH: Phan Nhật Hồng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 6 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

SodaStream Revolution là chiếc máy chế tạo nước có ga loại cá nhân dùng
cho gia đình đầu tiền trền thị trường gia dụng, có thể tạo ra nhiều loại nước ngọt có
ga hay cịn gọi là soda một cách đơn giản nhất [2].

Tất cả đều chỉ phải thực hiện nhờ một nút bấm chọn mức độ sau khi đã đặt
chai nước vào vòi sục Carbon Hydrat của máy. Cơ chế Snap-n-Lock cho phép tháo
lắp chai với họng máy một cách dễ dàng, họng máy cũng sẽ giữ chặt chai trong suốt

quá trình tạo ga [2].

Với 4 mức điều chỉnh lượng Carbon Hydrat khác nhau từ ít đến trung bình,
nhiều và cực nhiều, người dùng chỉ việc ấn nút chọn mức theo yều cầu. Máy
SodaStream sẽ tự động tạo ga và báo q trình hồn thành trền màn hình hiển thị
LED. Màn hình LED, phía trước thân máy, sẽ hiển thị tồn bộ q trình tạo CO2 và
thơng báo lượng khí cịn lại trong xilanh máy. Tồn bộ chu trình tạo ga chỉ diễn ra
trong vòng vài giây [2].

Giá của máy SodaStream Revolution tại Việt Nam hiện nay là khoảng
5.990.000 đồng.

Về ưu điểm:
- Tạo ra nước soda có hương vị thơm ngon, tự nhiên.
- Thiết kế hiện đại, sang trọng.
- Dễ dàng sử dụng.
- Bền bỉ, tiết kiệm chi phí.

Về nhược điểm:
- Giá thành khá cao.
- Cần sử dụng bình CO2 để tạo ra nước soda.
1.2 Ý TƯỞNG THIẾT KẾ

Cuộc sống thường gắn liền với sự tiện lợi, được sử dụng các dịch vụ tốt nhất,
nhanh nhất. Đối với các nước phát triển cơng nghệ tự động hóa đã được áp dụng
vào nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có thể kể đến những dịch vụ giải trí hay nhà
hàng, ẩm thực. Mơ hình "Hệ thống pha chế cocktail tự động sử dụng PLC S7-1200"
không chỉ mang lại những tiện ích hiện đại mà còn tạo ra một trải nghiệm cuộc sống
độc đáo và thú vị. Với sự kết hợp của công nghệ và sáng tạo, hệ thống này không
chỉ là một cỗ máy pha chế mà còn là một phần quan trọng trong việc tạo ra không

gian sống hiện đại và thư giãn.

Đối với ở nước ta hiện nay "Hệ thống pha chế cocktail tự động sử dụng PLC
S7-1200" vẫn còn khá là xa lạ. Chưa được áp dụng rộng rãi, nhưng trong tương lai,
cùng với xu thế phát triển chung trên thế giới. Nước ta sẽ ngày càng phát triển, đất
nước phát triển gắn liền với kinh tế của các lĩnh vực nhà hàng, ẩm thực càng phát

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 7 GVHD: Nguyễn Phạm Cơng Đức

triển. Nếu như có thể ứng dụng hệ thống tự động này vào chuỗi nhà hàng khách sạn
thì có thể khiến hiệu quả kinh tế của lĩnh vực giải trí, ẩm thực nhà hàng, bar sẽ cao
hơn, ngồi ra có thể tăng năng suất làm việc, tiết kiệm được thời gian dịch vụ.

1.3 LỰA CHỌN HỆ THỐNG THIẾT KẾ
Hiện nay, Ở nước ngoài hệ thống pha chế Cocktail tự động đã được áp dụng

trên thị trường. Tuy nhiên Ở Việt Nam thì chưa được phổ biến lắm và muốn mua thì
giá thành khá là cao. Với tâm trí muốn truyền bá lĩnh vực sáng tạo Cocktail tới mọi
người xung quanh và nhằm giảm giá thành, nghiên cứu cũng như chế tạo ra một hệ
thống có nguyên tắc đơn giản hơn phù hợp với nhiều đối tượng sử dụng. Em xin
chọn mơ hình pha chế tự động tạo ra những ly rượu độc đáo để làm đề tài “Hệ
thống pha chế Cocktail tự động sử dụng PLC S7-1200”. Hệ thống này tiết kiệm
được chi phí và dễ dàng lắp đặt.

Đặc điểm kĩ thuật của mơ hình:
- Pha được các loại nước khác nhau từ 6 chai nguyên liệu
- Điều khiển được trên màn hình HMI hay điện thoại từ xa
1.4 Giới hạn đề tài

Đề tài được tập trung vào viết chương trình cho PLC để điều khiển, vận hành
pha chế Cocktail các loại đơn giản, phổ biến. Các loại cocktail phức tạp hơn, địi hỏi
nhiều cơng đoạn pha chế hơn, có thể không được đề cập đến.

Đề tài chỉ đề cập đến một số thiết bị phần cứng cơ bản, cần thiết cho quá
trình pha chế cocktail.

Đề tài chỉ đề cập đến các tính năng cơ bản của hệ thống, chẳng hạn như khả
năng pha chế cocktail tự động, khả năng tùy chỉnh thông số pha chế,... Các tính
năng nâng cao hơn, chẳng hạn như khả năng kết nối với internet.

1.5 CÔNG THỨC PHA CHẾ CHO HỆ THỐNG
Sau khi nghiên cứu một số loại nước em lựa chọn những công thức sau [5]:
Công thức reasons:
 Rượu Vodka: 10ml
 Soda (7up hoặc Sprite): 30ml
 Nước cam: 30ml
 Nước chanh: 10ml
Công thức pha rượu Vodka với Sting
 Rượu Vodka: 20ml
 Sting dâu: 30ml
 Nước chanh:30ml
Công thức pha rượu với Chanh

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 8 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

 Rượu Vodka: 20ml

 Nước chanh: 30 ml
 Một chút muối tinh
Công thức pha rượu Vodka với cam
 Rượu Vodka: 30ml
 Nước cam: 30ml
 Nước chanh: 20ml
Công thức pha rượu với bò húc
 Rượu Vodka: 30ml
 Nước ngọt bồ húc: 30ml
 Nước chanh: 20ml

Tổng kết chương 1
Qua chương 1 ta có thể hình dung khái qt về hệ thống, từ đó dễ dàng trong
việc triển khai chi tiết các khối chức năng về phần cứng cũng như phần mềm. Đồng
thời nhờ nghiên cứu cụ thể phương pháp thực hiện, nên tính định hướng của đồ án
sẽ rất rõ ràng.

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 9 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHA CHẾ COCKTAIL TỰ ĐỘNG

2.1 GIỚI THIỆU MƠ HÌNH
Sau khi tham khảo cách vận hành một số hệ thống hiện nay và với kiến thức có
được em đã cố gắng thi cơng mơ hình diễn đạt được cách vận hành của hệ thống
pha chế Cocktail tự động như sau:

- Động cơ bước, vận hành dây curoa giúp di chuyển chiếc cốc tới từng vị trí
chiếc van.

- Động cơ giảm tốc, vận hành thanh vít me đẩy van lên chiết rót nguyên liệu
xuống cốc.

- Các cơng tắc hành trình, cảm biến tiệm cận để xác định vị trí giới hạn của hệ
thống.

- HMI Hiển thiện giao diện điều khiển trực tiếp.
- V-BOX KẾT NỐI INTERNET ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG TỪ XA
2.2 SƠ ĐỒ KHỐI

Hình 2.3 Sơ đồ khối
Mơ tả các khối

- Khối nút ấn: Nhận tín hiệu điều khiển từ người sử dụng.
- Khối cảm biến: bao gồm cảm biến tiệm cận và cơng tắc hành trình xác định
vị trí.
- PLC S7-1200: Nhận tín hiệu đầu vào cơng tắc hành trình và nút nhấn để đưa
ra tín hiệu điều khiển các thiết bị đầu ra.
- Relay: Là thiết bị trung gian giữa PLC và động cơ DC trong hệ thống.
- Drive TB6600: Là mạch điều khiển Step motor
- HMI: Màn hình hiển thị điều khiển hệ thống

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 10 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

- Nguồn tổ ong 24V: Cấp nguồn cho các thiết bị PLC.
- V-box: Thiết bị kết nối điều khiển hệ thống từ xa.
-

2.3 LỰA CHỌN CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG TRONG MƠ HÌNH

2.3.1 Bộ điều khiển PLC S7-1200

Hình 2.4 Bộ điều khiển PLC S7-1200
PLC S7 – 1200 là một dòng PLC mới của hãng SIEMENS, với tính năng nổi
bật là đơn giản nhưng có độ chính xác cao. PLC S7-1200 ra đời năm 2009 nhằm
thay thế S7-200. Nó được thiết kế dạng module nhỏ gọn, linh hoạt, phù hợp cho một
loạt các ứng dụng.
PLC S7 1200 của hãng Siemens có một giao diện truyền thơng mạnh mẽ đáp
ứng tiêu chuẩn cao nhất của truyền thông công nghiệp và đầy đủ các tính năng cơng
nghệ mạnh mẽ tích hợp sẵn làm cho nó trở thành một giải pháp tự động hóa hồn
chỉnh và tồn diện.
PLC S7-1200 của Siemens được thiết kế thêm nhiều tính năng tuyệt vời, từ
đó đã khắc phục các nhược điểm của S7-200 trước đây.
Trong đề tài này, để đảm bảo số lượng đầu vào và đầu ra, em sử dụng 1 PLC S7-
1200, CPU 1214C DC/DC/DC với 14 đầu vào và 10 đầu ra.

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 11 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

Thông số kĩ thuật của PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC mã
6ES7214-1AG40-0XB0:

Thông tin chung

Ký hiệu loại sản phẩm CPU 1214C DC/DC/DC

Nguồn cung cấp

Dòng điện tiêu thụ 500 mA cho duy nhất CPU

Dòng điện tiêu thụ tối đa 1500 mA cho CPU và tất cả các mô
đun mở rộng

Dòng điện khởi động 12 A tại 28,8 VDC

Dòng điện ngõ ra

Cho Backplane bus (5 VDC), tối đa 750 mA, tối đa 5 VDc cho các mô đun
tín hiệu (SM) và mơ đun truyền thơng
(SM)

Công suất tổn thất

Công suất tổn thất 12 W

Bộ nhớ

Bộ nhớ thực thi Tích hợp: 128 kbyte

Mở rộng: Không

Backup Khơng có nguồn pin: Có, chương
trình và dữ liệu

Cấu trúc phần cứng

Số lượng tối đa mô đun mở rộng 3 mô đun truyên thông, 1 signal

board, 8 mơ đun tín hiệu

Ngõ vào số

Số lượng ngõ vào số 14, tích hợp

Trong đó, số lượng ngõ vào sử dụng 6; bộ đếm tốc độ cao High Speed
cho hàm chức năng Counter HSC

Điện áp vào Giá trị: 24 VDC

Cho tín hiệu mức "0": +5 VDC tại 1
mA

Cho tín hiệu mức "1": +15 VDC tại
2.5 mA

SVTH: Phan Nhật Hoàng

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 12 GVHD: Nguyễn Phạm Công Đức

Ngõ ra số

Số lượng ngõ ra số 10

Trong đó, số lượng ngõ ra xung tốc độ 4; 100 kHz cho PTO
cao

Điện áp vào Cho mức tín hiệu "0", tối đa: 0.1 V với
tải 10 kOhm

Cho mức tín hiệu "1", tối thiểu: 20
VDC

Ngõ vào tương tự

Số lượng ngõ vào tương tự 2

Ngõ ra tương tự

Số lượng ngõ ra tương tự 2

Truyền thông

Kiểu truyền thông PROFINET

Kiểu vật lý Ethernet

Bảng 1 Thông số kỹ thuật PLC S7-1200

2.3.2 Chọn các thiết bị đầu ra
2.3.2.1 Động cơ giảm tốc

Hình 2.5 Động cơ giảm tốc
Động cơ giảm tốc là bộ phận rất quan trọng được sử dụng trong các thiết bị
liên quan đến việc giảm tốc độ. Động cơ giảm tốc bao gồm động cơ điện và hộp
giảm tốc. Động cơ điện cấu tạo gồm 2 phần chính là Stator và Rotor. Còn hộp giảm
tốc bên trong chứa đựng bộ truyền động dùng bánh răng, trục vít… để làm giảm tốc
độ vịng quay.

SVTH: Phan Nhật Hồng