Đồ án phân loại sản phẩm theo trọng lượng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGHÀNH
KĨ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

THIẾT KẾ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
THEO 4 MỨC TRỌNG LƯỢNG SỬ DỤNG PLC S7-1200

GVHD : TS. Quách Đức Cường

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Anh Quý

Mã Sinh viên : 2019600323

Lớp : TĐH 1 Khóa: 14

Hà Nội-2023

MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................II
DANH MỤC HÌNH ẢNH......................................................................................i
DANH MỤC BẢNG BIỂU..................................................................................II
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT...............................................................................III
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP.................................................................IV
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...................................................V
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN.....................................................VI
LỜI MỞ ĐẦU........................................................................................................1
CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN

PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG................................................................................2
1.1 Giới thiệu các hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay......................................2
1.2 Lý do lựa chọn hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng.........................3
1.3 Mô tả hoạt động của hệ thống...........................................................................4
1.4 Các vấn đề đặt ra...............................................................................................6
1.5 Phạm vi giới hạn...............................................................................................6
1.6 Ứng dụng thực tiễn của mơ hình.......................................................................7
CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ CÁC LINH KIỆN SỬ DỤNG. 9
2.1 Giới thiệu về PLC S7-1200............................................................................9

2.1.1 Giới thiệu chung...........................................................................................9
2.1.2 Phân loại các dòng PLC S7-1200..............................................................10
2.1.3 Lựa chọn CPU điều khiển..........................................................................13
2.2 Các thiết trong đề tài cần sử dụng................................................................15
2.2.1 Băng tải......................................................................................................15
2.2.2 Động cơ......................................................................................................17
2.2.3 Cảm biến quang.........................................................................................18
2.2.4 Relay trung gian.........................................................................................18
2.2.5 Bộ nguồn tổ ong 24VDC...........................................................................19
2.2.6 Xilanh khí nén............................................................................................20
2.2.7 Bộ chuyển đổi tín hiệu cho loadcell JY S60..............................................22

2.2.8 Cảm biến Loadcell.....................................................................................23
2.2.9 Van điện từ điều khiển piston khí nén.......................................................25
2.2.10 Van điện từ...............................................................................................26
2.3 Bản vẽ đấu nối các thiết bị với nhau.............................................................30
CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT
TRÊN WINCC......................................................................................................36
3.1 Lưu đồ giải thuật...........................................................................................36
3.2 Các ngơn ngữ lập trình.................................................................................38

3.3 Chức năng các khối block trong PLC S7-1200............................................40
3.3.1 Khối main – khối chương trình chính........................................................40
3.3.2 FC (Function block)...................................................................................40
3.3.3 FB ( Function data block ).........................................................................41
3.3.4 DB (Data Block ).......................................................................................41
3.4 Thiết kế giao diện Scada...............................................................................41
3.4.1 Giới thiệu về hệ thống Scada.....................................................................41
3.4.2 Giới thiệu phần mềm TIA PORTAL V15.................................................46
3.4.3 Thiết kế giao diện mô phỏng trên WinCC.................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................55

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1 Hệ thống phân loại sản phẩn theo khối lượng..........................................................4
Hình 1-2 Dây chuyền phân loại thùng hàng..........................................................................7
Hình 1-3 Dây chuyền phân loại hoa quả.................................................................................8
Hình 1-4 Hình ảnh các cơng nhân trên dây chuyền phân loại hoa quả..................................8
Hình 2-1 Hình ảnh PLC S7-1200 CPU 1214 DC/DC/DC....................................................14
Hình 2-2 Băng tải.................................................................................................................15
Hình 2-3 Băng tải mini.........................................................................................................16
Hình 2-4 Động cơ băng tải...................................................................................................17
Hình 2-5 Cấu tạo của cảm biến quang..................................................................................19
Hình 2-6 Relay trung gian....................................................................................................20
Hình 2-7 Nguồn chuyển đổi điện áp 220V - 24V.................................................................21
Hình 2-8 Xi lanh khí 2 chiều................................................................................................23
Hình 2-9 Bộ chuyển đổi tín hiệu Loadcell............................................................................23
Hình 2-10 Cảm biến Loadcell...............................................................................................24
Hình 2-11 Kích thước cảm biến lực và hướng của cảm biến cân load cell...........................25
Hình 2-12 Ký hiệu và mặt cắt nguyên lý..............................................................................26
Hình 2-13 Cụm van điện từ SYJ3140-5LZ dùng trong hệ thống.........................................27
Hình 2-14 Van điều áp TPC PR2..........................................................................................28

Hình 2-17 Bản vẽ cấp nguồn cho hệ thống...........................................................................29
Hình 3-1 u cầu cơng nghệ của hệ thống..........................................................................32
Hình 3-1 Lưu đồ thuật tốn tổng quan cho hệ thống............................................................34
Hình 3-2 Các ký hiệu dùng trong lưu đồ thuật tốn..............................................................35
Hình 3-3 Mơ hình phân cấp của hệ thống SCADA..............................................................41
Hình 3-4 Phần mềm TIA PORTAL V15..............................................................................44
Hình 3-5 Tạo project mới trên tia V15.................................................................................45
Hình 3-6 Thêm thiết bị trên TIA V15...................................................................................45
Hình 3-7 Kết nối PLC với PC SYSTEM..............................................................................46
Hình 3-8 Giao diện lập trình.................................................................................................46
Hình 3-9 Tag lưu các biến trong PLC...................................................................................47
Hình 3-10 SIMATIC PC –WINCC RUNTIME ADVANCE...............................................48
Hình 3-11 Giao diện thiết kế trên WinCC............................................................................48
Hình 3-12 Gán tag vào các thiết bị trong WinCC.................................................................49
Hình 3-13 Giao diện khi mơ phỏng......................................................................................49

i

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2-1 Phân loại plc s7-1200 theo chức năng...................................................................11
Bảng 2-2 Bảng tham số lực và hướng...................................................................................24

iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

Số thứ tự Từ Nội dung
1 PLC Bộ điều khiển logic có thể lập trình
2 Auto
3 Manu Chế độ tự động

4 CPU Chế độ bằng tay
5 PLC SIM Phiên bản mã của PLC
6 SCADA Phần mềm mô phỏng PLC
7 WinCC Hệ điều khiển thu thập và giám sát dữ liệu
8 AC Màn hình điều khiển giám sát
9 DC Nguồn điện 220V xoay chiều cấp cho PLC
Nguồn điện 24V DC cấp cho PLC , ngõ vào
10 RLY hoặc ngõ ra của PLC
11 I/O Ngõ ra relay của PLC
12 DI Ngõ vào Input, ngõ ra Output của PLC
13 AI Ngõ vào tín hiệu số của PLC
14 DQ Ngõ vào tín hiệu tương tự của PLC
15 AQ Ngõ ra tín hiệu số của PLC
Ngõ ra tín hiệu tương tự của PLC

iv

BỘ CÔNG THƯƠNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Tên đề tài: Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo 4 mức trọng lượng sử dụng PLC

Mục tiêu đề tài:

1. Tìm hiểu tổng quan về hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng và kỹ
thuật điều khiển hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng;

2. Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng có đặc điểm: phân loại

được 4 mức trọng lượng; băng tải di chuyển với tốc độ 1 m/s; mức tải trọng
của băng tải 50kg; có chức năng đếm sản phẩm; điều khiển sử dụng PLC S7-
1200

3. Khai thác các phần mềm máy tính để thiết kế mơ hình, lập trình và mơ phỏng
hệ thống phân loại sản phẩm theo trọng lượng.

Kết quả dự kiến

1. Bản báo cáo đồ án gồm các nội dung: tổng quan về hệ thống điều khiển phân
loại sản phẩm theo trọng lượng; thiết kế hệ thống động lực; tính tốn lựa chọn thiết
bị; lập trình điều khiển; kết luận và hướng phát triển.

2. File mơ phỏng hoạt động chính xác, ổn định.

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TRƯỞNG KHOA

TS. Quách Đức Cường TS. Phạm Văn Minh

ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

Ngày…..tháng……năm……..
Chữ ký của giáo viên hướng dẫn
(Ký và ghi rõ họ tên)

ii

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................

...................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................

Ngày…..tháng……năm……..
Chữ ký của giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

ii

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất
nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây
dựng cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước. Điều đó địi hỏi
phải nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại,
có khả năng tự động hóa cao để đưa cơng nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống.

Trong đó ngành điện cơng nghiệp đóng một vai trị rất quan trọng trong q
trình phát triển của đất nước. Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành
điện cơng nghiệp nói chung, địi hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có
khả năng, đủ năng lực và trình độ chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên
quan đến kỹ thuật cơ khí, điện-điện tử và kỹ thuật phần mềm.

Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Điện, từ những kiến thức đã được
học, em đã lựa chọn đề tài: “ Thiết kế mô phỏng hệ thống phân loại sản phẩm theo
khối lượng sử dụng PLC S7-1200 ”. Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế
con người trong công việc là vấn đề hết sức cần thiết.

Trong thời gian thực hiện đề tài, em đã nhận được sự giúp đỡ của quý thầy cô và
các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của giảng viên TS. Quách Đức Cường
để em có thể hồn thành đề tài này một cách tốt nhất. Em xin chân thành cảm ơn!
Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót. Em rất mong
được sự góp ý và đánh giá của các thầy cơ để em có thể rút ra được kinh nghiệm cũng
như phát triển thêm đề tài.

Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2023.

1

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM THEO KHỐI LƯỢNG

1.1 Giới thiệu các hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay

Phân loại sản phẩm là một bài toán đã và đang được ứng dụng rất nhiều
trong thực tế hiện nay. Dùng sức người , công việc này đòi hỏi sự tập trung cao
và có tính lặp lại , nên các cơng nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong cơng
việc. Chưa kể đến có những phân loại dựa trên các chi tiết kĩ thuật rất nhỏ mà
mắt thường khó có thể nhận ra. Điều đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới chất lượng
sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất.

Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời là một sự
phát triển tất yếu nhằm đáp ứng nhu cầu cấp bách này. Tùy vào mức độ phức tạp
trong yêu cầu phân loại, các hệ thống phân loại tự động có những quy mơ lớn,
nhỏ khác nhau. Tuy nhiên có một đặc điểm chung là chi phí cho các hệ thống
này khá lớn, đặc biệt đối với điều kiện của Việt Nam. Vì vậy hiện nay đa số các
hệ thống phân loại tự động đa phần mới chỉ được áp dụng trong các hệ thống có
yêu cầu phân loại phức tạp, còn một lượng rất lớn các doanh nghiệp Việt Nam
vẫn sử dụng trực tiếp sức lực con người để làm việc.

Bên cạnh các băng chuyền để vận chuyển sản phẩm thì một yêu cầu cao hơn
được đặt ra đó là phải có hệ thống phân loại sản phẩm. Cịn rất nhiều dạng phân
loại sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: Phân loại sản phẩm theo

kích thước, Phân loại sản phẩm theo màu sắc, Phân loại sản phẩm theo khối
lượng, Phân loại sản phẩm theo mã vạch, Phân loại sản phẩm theo hình ảnh v , v
...

Vì có nhiều phương pháp phân loại khác nhau nên có nhiều thuật toán,
hướng giải quyết khác nhau cho từng sản phẩm, đồng thời các thuật tốn này có
thể đan xen, hỗ trợ lẫn nhau. Ví dụ như muốn phân loại vải thì cần phân loại về
kích thước và màu sắc, về nước uống ( như bia , nước ngọt ) cần phân loại theo

2

chiều cao , khối lượng , phân loại xe theo chiều dài , khối lượng , phân loại gạch
granite theo hình ảnh v.v ...

+ Phân loại sản phẩm to nhỏ sử dụng cảm biến quang: sản phẩm chạy trên
băng chuyền ngang qua cảm biến quang thứ 1 nhưng chưa kích cảm biến thứ 2
thì được phân loại vật thấp nhất, khi sản phẩm qua 2 cảm biến đồng thời thì
được phân loại vật cao nhất.

+ Phân loại sản phẩm dựa vào màu sắc của sản phẩm: sử dụng những cảm
biến phân loại màu sắc sẽ được đặt trên băng chuyền, khi sản phẩm đi ngang qua
nếu cảm biến nào nhận biết được sản phẩm thuộc màu nào sẽ được cửa phân
loại tự động để sản phẩm đó được phân loại đúng. Phát hiện màu sắc bằng cách
sử dụng các yếu tố là tỷ lệ phản chiếu của một màu chính ( ví dụ như đỏ , xanh
lá cây hoặc xanh trời ) được phản xạ bởi các màu khác nhau theo các thuộc tính
màu của đối tượng . Bằng cách sử dụng công nghệ lọc phân cực đa lớp gọi là
FAO ( góc quang tự do ) , cảm biến E3MC phát ra màu đỏ , xanh lá cây và màu
xanh sáng trên một trục quang học đơn . E3MC sẽ thu ánh sáng phản chiếu của
các đối tượng thông qua các cảm biến nhận và xử lý tỷ lệ các màu xanh lá cây,
đỏ, xanh lam của ánh sáng để phân biệt màu sắc của vật cần cảm nhận

+ Phân loại sản phẩm dùng webcam: sử dụng 1 camera chụp lại sản phẩm
khi chạy qua và đưa ảnh về so sánh với ảnh gốc. Nếu giống thì cho sản phẩm đi
qua, cịn nếu khơng thì loại sản phẩm đó.

1.2 Lý do lựa chọn hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật
điện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trị hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực
khoa học, quản lý, cơng nghiệp tự động hóa, cung cấp thơng tin… Do đó chúng ta phải
nắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triển
nền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển khoa học kĩ thuật của
đất nước ta nói riêng.

3

Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… được ứng dụng
vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thơ sơ, với tốc độ xử lý
chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động với các
lệnh chương trình đã được thiết lập trước.

Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệm
điện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành cơng nghiệp ngày càng phát triển
các cơng ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dây
chuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiết
kiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng. Để đáp ứng yêu cầu
đó, em đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo khối
lượng.

Hình 1-1 Hệ thống phân loại sản phẩn theo khối lượng.

1.3 Mô tả hoạt động của hệ thống

- Hệ thống phân loại sản phẩm sẽ phân loại sản phẩm theo 4 mức khối
lượng.

4

- Hệ thống gồm 1 băng tải để vận chuyển sản phẩm, trên băng tải có gắn 4
cảm biến tiệm cận đặt ở 4 vị trí khác nhau để xác định vật đi qua.

- Sử dụng 1 cân loadcell để xác định khối lượng của vật, và lắp cân ở đầu
băng tải.

- Hệ thống sử dụng 4 xy lanh để đây sản phầm: xy lanh 1 sẽ đẩy sản phầm
có sẵn đến cân. Sau khi xác định được khối lượng của vật và xác định vật đó
thuộc vật nào trong 4 mức (mức 1, mức 2, mức 3, mức 4) thì xy lanh 2 sẽ đẩy
sản phẩm đến băng tải.

- Nếu là sản phầm mức 1 thì khi vật đi qua cảm biến tiệm cận 1 thì xy lanh 3
sẽ đẩy sản phẩm mức 1 xuống thùng 1.

- Nếu là sản phẩm mức 2 thì khi vật đi qua cảm biếm tiện cận 2 thì xy lanh 4
sẽ đẩy sản phẩm mức 2 vào thùng 2.

- Nếu là sản phẩm mức 3 thì khi vật đi qua cảm biếm tiện cận 3 thì xy lanh 5
sẽ đẩy sản phẩm mức 3 vào thùng 3.

- Còn lại nếu là sản phẩm mức 4 thì vật đi đến cuối băng tải và gặp cảm biến
tiệm cận 4 và xuống thùng số 4.

- Số lượng của từng loại sản phẩm sẽ hiện lên trên màn hình.
- Có nút START để hệ thống hoạt động, và STOP để dừng hệ thống.
Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần
những chuyển động cần thiết:
- Chuyển động của băng chuyền. Để truyền chuyển động quay cho trục của
băng chuyền ta dùng động cơ điện xoay chiều.
- Chuyển động tịnh tiến của xylanh để phân loại sản phẩm có khối lượng
khác nhau. Chuyển động của xylanh được điều khiển bởi hệ thống khí nén.
Chu trình làm việc máy: khi ấn nút Start máy hoạt động, sản phẩm được
xylanh đẩy vào băng chuyền. Nhờ hệ thống điều khiển, sản phẩm trên băng
chuyền được phân loại với khối lượng khác nhau. Các sản phẩm sau khi được

5

phân loại sẽ được chuyển đến thùng hàng để đóng gói. Chu trình cứ thế tiếp tục
cho đến khi phân loại xong sản phẩm.

Những lợi ích mà hệ thống phân loại sản phẩm đem lại cho chúng ta là rất lớn, cụ
thể như:

+ Giảm sức lao động, tránh được sự nhàm chán trong công việc, cải thiện
được điều kiện làm việc của con người, tạo cho con người tiếp cận với sự tiến bộ
của khoa học kỹ thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh
hơn.

+ Nâng cao năng suất lao động, tạo tiền đề cho việc giảm giá thành sản
phẩm, cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng.

+ Giúp cho việc quản lý và giám sát trở nên rất đơn giản, bởi vì nó khơng
những thay đổi điều kiện làm việc của cơng nhân mà cịn có thể giảm số lượng

công nhân đến mức tối đa…

1.4 Các vấn đề đặt ra

- Lựa chọn thiết bị cần thiết khi làm mơ hình thật.
- Tính tốn thiết kế ngun lý mạch điện.
- Lập trình và thiết kế giao diện điều khiển giám sát.

1.5 Phạm vi giới hạn

Hệ thống phân loại sản phẩm là một đề tài đã được nghiên cứu và phát triển
từ lâu. Hiện nay trong các nhà máy xí nghiệp có rất nhiều hệ thống hoàn thiện cả
về chất lượng và thẩm mỹ. Tuy nhiên, trong phạm vi một đề tài nghiên cứu, với
những giới hạn về kiến thức, thời gian và kinh phí đề tài giới hạn bởi những tính
năng sau:

- Hệ thống xác định được khối lượng sản phảm dao động từ 0 kg đến 50 kg.
- Phân loại được sản phẩm theo 4 mức.
-Có khả năng chịu quá tải đến 50 kg.
- Cảm biến nhận dạng được sản phẩm: mọi sản phẩm.

6

- Kích thước: (Dài x Rộng x Cao) 600 x 80 x 100 (mm).
- Hệ thống điều khiển: PLC và hệ thống khí nén.
- Cơ cấu đẩy sản phẩm: Xilanh piston.
- Động cơ truyền chuyển động: Động cơ điện một chiều.
- Hệ thống dẫn động: Băng chuyền.
- Điện áp cung cấp: Điện áp xoay chiều 220V và điện áp một chiều 24V
1.6 Ứng dụng thực tiễn của mơ hình

Với khả năng linh hoạt có thể thay đổi được kích thước băng tải , chương
trình điều khiển , trọng lượng cân của cân load cell có thể cân từ những vật nhỏ
với lượng từ vài gam đến những vật có khối lượng lớn nên mơ hình của em được
ứng dụng vào thực tiễn rất nhiều để phân loại hoa quả , thùng hàng , bưu
phẩm , .... để giúp cho quá trình sản xuất được năng suất , chất lượng được đảm
bảo và giảm chi phí th nhân cơng từ đó giúp giá thành sản phẩm phù hợp với
mức sống của người tiêu dùng hiện nay .

Hình 1-2 Dây chuyền phân loại thùng hàng

7

Hình 1-3 Dây chuyền phân loại hoa quả

Hình 1-4 Hình ảnh các cơng nhân trên dây chuyền phân loại hoa quả
8

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU VỀ PLC S7-1200 VÀ CÁC LINH KIỆN SỬ
DỤNG

2.1 Giới thiệu về PLC S7-1200

2.1.1 Giới thiệu chung

Năm 2009, Siemens ra dòng sản phẩm S7-1200 dùng để thay thế dần
cho S7-200. So với S7-200 thì S7-1200 có những tính năng nổi trội:

- S7-1200 là một dòng của bộ điều khiển logic lập trình (PLC) có thể
kiểm soát nhiều ứng dụng tự động hóa. Thiết kế nhỏ gọn, chi phí thấp, và một
tập lệnh mạnh làm cho chúng ta có những giải pháp hoàn hảo hơn cho ứng

dụng sử dụng với S7-1200

- S7-1200 bao gồm một microprocessor, một nguồn cung cấp được tích
hợp sẵn, các đầu vào/ra (DI/DO).

- S7-1200 còn có các chân đọc và xuất tín hiệu Analog tích hợp sẵn trên
CPU hoặc qua các module mở rộng AI/AQ.

- Một số tính năng bảo mật giúp bảo vệ quyền truy cập vào cả CPU và
chương trình điều khiển:

- Tất cả các CPU đều cung cấp bảo vệ bằng password chống truy cập vào
PLC

- Tính năng “know-how protection” để bảo vệ các block đặc biệt của
mình

- S7-1200 cung cấp một cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và
TCP/IP. Ngoài ra ta có thể dùng các module truyền thơng mở rộng kết nối
bằng RS485 hoặc RS232.

- Phần mềm dùng để lập trình cho S7-1200 chúng em sử dụng TIA
PORTAL V15 để lập trình và thiết kế. Phần mềm này đã có mơi trường lập
trình PLC và thiết kế điểu khiển giám sát trên WinCC, HMI.

9

2.1.2 Phân loại các dòng PLC S7-1200
a) Phân loại theo cách đấu nguồn

Được chia ra 3 loại đó là:

- DC/DC/DC
- DC/DC/RLY
- AC/DC/RLY

Ý nghĩa của các ký hiệu bên trên:

- Ký hiệu đầu là AC và DC: là điện áp nguồn cấp cho PLC, AC
là 120-240 VAC, DC là 24 VDC.

- Ký hiệu giữa là DC là nguồn cấp cho ngõ vào gồm 0 Volt
hoặc +24 VDC

- Ký hiệu cuối là DC và RLY là nguồn cấp cho ngõ ra với DC
là +24 VDC, RLY là tiếp điểm rơ le.

Ngõ vào: là điện áp một chiều 0 Volt hoặc +24 Volt
Ngõ ra: có 2 loại

- DC: là loại ngõ ra sử dụng Transistor:
+ Ưu điểm: tần số đóng cắt nhanh (max 100kHz)
+ Nhược điểm: điện áp ngõ ra mặc định là +24VDC

- RLY: là loại ngõ ra sử dụng Rơ le
+ Ưu điểm: vì là dạng tiếp điểm nên có thể sử dụng nguồn

DC hoặc AC.
+ Nhược điểm: tần số đóng cắt chậm (max 10Hz)

b) Phân loại theo năng lực CPU

10

Chia ra 5 nhóm:
- CPU 1211C
- CPU 1212C
- CPU 1214C
- CPU 1215C
- CPU 1217C

Trong mỗi nhóm CPU ở trên ta có đều có thể chọn 1 trong 3 loại (AC/
DC/RLY, DC/DC/RLY, DC/DC/DC).

Chú thích: trong mã CPU xuất hiện các chữ C, FC
+ Chữ “C” là viết tắt của Compact (nghĩa là họ CPU nhỏ gọn và được
tích hợp sẵn các vào/ra số, tương tự).
+ Chữ “FC” viết tắt của Fails Safe (là họ CPU đặc biệt, dùng trong các
trường hợp địi hỏi tính an tồn cao như trong nghành dầu khí, năng lượng,..)

Bảng 2-1 Phân loại plc s7-1200 theo chức năng

Loại CPU Được tích hợp sẵn Khả năng mở rộng Bộ nhớ

CPU-1211C 6DI/4DO Không hỗ trợ mở rộng SM 50KB-WM
2AI 3 CM (module truyền thông) 1MB-LM
1 port Ethernet 1 SB, CB, BB (board tín hiệu 10KB-
truyền thông, hoặc bin. Retentive
CPU-1212C 8DI/6DO
2AI 3 SM (3 module tín hiệu) 75KB-WM

1 port Ethernet 3 CM (module truyền thông) 2MB-LM
1 SB, CB, BB ( board tín hiệu 10KB-
CPU-1214C 14DI/10DO truyền thông , hoặc bin. Retentive
2AI
1 port Ethernet 8 SM (3 module tín hiệu) 100KB-WM
3 CM (module truyền thông) 4MB-LM
CPU-1215C 14DI/10DO 1 SB, CB, BB ( board tín hiệu 10KB-
2AI/2AO truyền thông , hoặc bin. Retentive
2 port Ethernet
8 SM (3 module tín hiệu) 125KB-WM
3 CM (module truyền thông) 4MB-LM
1 SB, CB, BB (board tín hiệu 10KB-
truyền thông , hoặc bin Retentive

11