ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỚI NHẤT 2017_(BẢN HOÀN CHỈNH):TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG VÀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

CHƯƠNG I:
TỔNG QUAN VỀ SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG
VÀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC
1.1.GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG.
1.1.1Giới thiệu chung.
1.1.1.1Đặt vấn đề.
Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuật điện tử mà
trong đó điều khiển tự động đóng vai trị hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học
kỹ thuật, quản lí, 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 phát triển nền khoa học
kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng.
Một trong những khâu tự động trong dây chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản
phấm sản xuất ra được các băng tải vận chuyến và sử dụng hệ thống nâng gắp phân loại
sản phẩm.Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến thức
mà chúng em đã học được ở trường muốn tạo ra hiệu suất lao động lên gấp nhiều lần,
đồng thời vẫn đảm bảo được độ chính xác cao về kích thước. Nên chúng em đã quyết
định thiết kế và thi cơng một mơ hình sử dụng băng chuyền để phân loại sản phấm vì nó
rất gần gũi với thực tế, vì trong thực tế có nhiều sản phấm được sản xuất ra địi hỏi phải
có kích thước tương đối chính xác và nó thật sự rất có ý nghĩa đối với chúng em, góp
phần làm cho xã hội ngày càng phát triển mạnh hơn, để xứng tầm với sự phát triến của
thế giới.
1.1.1.2. Tự động hóa và vai trị của tự động hóa.
1.1.1.2.1. Tự động hóa.
Tự động hóa là dùng để chỉ một cơng việc được thực hiện mà khơng có sự giúp đở của
1
SVTH:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

bất kỳ sự can thiệp trực tiếp của con người. Tự động hóa có nghĩa là thực hiện một nhiệm
vụ đặc biệt với sự giúp đỡ của mạch điện truyền động điện. Tự động hóa đã ln ln
chứng tỏ là một ý tưởng có hiệu quả đối với hầu hết các ngành công nghiệp và các công
ty, mà đối phó với sản xuất, vốn và hàng hố tiêu dùng. Bất kỳ loại hình sản xuất sẵn
sàng tạo điều kiện thuận lợi bằng cách tự động hóa.
Tự động hóa chính là q trình thay thế tác động cơ bắp của con người khi thực hiện các
q trình cơng nghệ chính hoặc các chuyển động chính bằng máy.
1.1.1.2.2. Vai trị của tự động hóa.
Tự động hóa các q trình sản xuất cho phép giảm giá thành và nâng cao năng suất lao
động. Trong mọi thời đại, các quá trình sản xuất luôn được điều khiển theo các qui luật
kinh tế. Có thể nói giá thành là một trong những yếu tố quan trọng xác định nhu cầu phát
triển tự động hóa.Khơng một sản phẩm nào có thể cạnh tranh được nếu giá thành sản
phẩm.Cao hơn các sản phẩm cùng loại, có tính năng tương đương với các hãng khác.
Trong bối cảnh nền kinh tế đang phải đối phó với các hiện tượng như lạm phát, chi phí
cho vật tư, lao động, quảng cáo và bán hàng ngày càng tăng buộc cơng nghiệp chế tạo
phải tìm kiếm các phương pháp sản xuất tối ưu để giảm giá thành sản phẩm. Mặt khác
nhu cầu nâng cao chất lượng sản phẩm sẽ làm tăng mức độ phức tạp của q trình gia
cơng. Khối lượng các công việc đơn giản cho phép trả lương thấp sẽ giảm nhiều. Chi phí
cho đào tạo cơng nhân và đội ngũ phục vụ, giá thành thiết bị cũng tăng theo. Đây là động
lực mạnh kích thích sự phát triển của tự động hóa.
1.1.2. Dây chuyền sản xuất tự động hóa.
1.1.2.1. Khái niệm.
Dây chuyền sản xuất tự động hóa có đặt điểm :
- Là một thống thiết bị để sản xuất một hay vài loại sản phẩm nhất định với sản lượng
lớn.

- Hệ thống thiết bị này tự động thực hiện các nhiệm vụ gia công theo quy trình cơng
nghệ đã định, chỉ cần người theo dõi và kiểm tra.
2
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Nguyên liệu hay bán thành phẩm lần lượt dời chỗ theo nhịp sản xuất từ vị trí gia cơng
này đến vị trí gia cơng khác theo một cơ cấu chuyển động nào đó(khó thay đổi nhịp thời
gian và nhịp không gian).
Theo lịch sử phát triển tự động hóa,các dây chuyền tự động đã có trong thực tế là :
1-Dây chuyền các máy vạn năng cải tiến.
2-Dây chuyền gồm các máy chuyên dùng.
3-Dây chuyền gồm các máy tổ hợp.
4-Dây chuyền gồm các máy chun mơn hóa.
5-Dây chuyền gồm các máy NC, CNC.
1.1.2.2. Cơ cấu vận chuyển phôi trên dây chuyền.
Để vận chuyển loại phôi không quay lúc gia công,người ta thường dùng các cơ cấu sau:
- Cơ cấu thanh tịnh tiến có chấu đẩy.
- Cơ cấu thanh tịnh tiến và quay có các chấu kẹp và đẩy.
- Cơ cấu tay địn có má kẹp nâng kiểu khớp.
- Cơ cấu đẩy thủy lực.
- Băng tải, tải xích.
1.1.3. Các hệ thống sản xuất tự động và phân loại sản phẩm hiện nay.
1.1.3.1. Một số ví dụ về hệ thống sản xuất tự dộng.
1.1.3.1.1. Hệ thống sản xuất sữa.

Hình 1.1- Dây chuyền sản xuất sữa tại nhà máy sữa VINAMILK.
Vinamilk hiện đang sở hữu dây chuyền sản xuất hiện đại nhất Việt Nam.Tồn bộ dây
chuyền máy móc thiết bị của công ty đều dựa trên công nghệ tiên tiến của các nước trên
3
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

thế giới mà không ngừng được nâng cao, đảm bảo cung cấp đủ cho thị trường trong
nước và cả thế giới.
1.1.3.1.2. Hệ thống hàn, cắt tự động.

Hình 1.2- Sử dụng cánh tay robot trong hàn, cắt kim loại.
Dây chuyền sản xuất trong công nghiệp ngày càng hiện đại, có mức độ tựu dộng hóa
ngàycàng cao, năng suất làm việc chất lượng sảm phẩm ngày càng được nâng lên, vai trị
của cơng nhân dần được thay thế bởi máy móc. Hiệu quả làm việc tăng đáng kể.
1.1.3.2. Một số hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay.
1.1.3.2.1. Hệ thống phân loại theomàu sắc.

Hình 1.3- Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc.
- Nguyên lí hoạt động: sử dụng cảm biến màu sắc để phân biệt các sản phẩm có màu sắc
khác nhau.
* Nhận xét: Hệ thống có khả năng phát hiện màu sắc nên thuận lợi cho việc phân biệt các
sản phẩm có màu sắc khác nhau.

4
SVTH:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Ứng dụng: được ứng dụng rộng rãi vào các dây chuyền phân loại sản phẩm theo màu
sắc trong thực tế để tăng khả năng phân loại được nhiều loại sản phẩm với màu sắc khác
nhau như phân loại màu thuốc…
1.1.3.2.2. Hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước.

Hình 1.4- Hệ thống phân loại cam theo kích thước.
- Nguyên lí hoạt động: sử dụng cảm biến quang để phân biệt các sản phẩm có các kích
thước khác nhau.
* Nhận xét: Tùy thuộc vào kích thước khác nhau của sản phẩm mà hệ thống sẽ tự động
phân loại sản phẩm một cách chính xác.
- Ứng dụng: Mơ hình có thể ứng dụng vào thực tế để như phân loại các loại bánh, trái
cây, phân loại thùng chứa.
1.1.3.2.3. Hệ thống phân loại tính chất sản phẩm.

Hình 1.5- Hệ thống phân loại tính chất của sản phẩm.
5
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Nguyên lí hoạt động: sử dụng cảm biến từ trường để phát hiện các vật thể có tính kim

loại hay khơng (đồng, thép, sắc….).
* Nhận xét: Hệ thống có khả năng phân biệt được tính chất của sản phẩm, ngay cả khi
sản phẩm đóng gói nên việc phân loại sản phẩm dễ thực hiện.
- Ứng dụng: Hệ thống được ứng dụng vào thực tế để phân loại các hộp chứa gia vị, phân
loại vật liệu…..
 KẾT LUẬN.
- Tự động hóa trong sản xuất mang lại hiệu quả cao, năng suất chất lượng sản phẩm được
tăng lên, giá thành sản phẩm được giảm, lao động cơ bắp của con người dần được thay
thế. Quá trình sản xuất được vận hành một cách tự động theo một trình tự nhất định, nhờ
đó đẩy mạnh được chun mơn hóa trong sản xuất góp phần đưa đất nước phát triển theo
hướng cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa trong tương lai.
- Từ những vấn đề đó, chúng em đã hướng đế đề tài ‘Thiết kế mơ hình hệ thống phân loại
sản phẩm theo kích thước’. Đề tài này sẽ hướng đến việc tính tốn các thơng số quan
trọng của hệ thống như tốc độ, khối lượng, tải trọng….để từ đó sẽ thiết kế ra mơ hình
phân loại sản phẩm theo chiều cao có thể ứng dụng vào thực tế.
1.2. GIỚI THIỆU HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO KÍCH THƯỚC.
1.2.1. Giới thiệu.
1.2.1.1. Đặt vấn đề.
Ngày nay tự động hóa trong điều khiển sản xuất dần đi sâu vào từng ngõ ngách,vào
trong các khâu của quá trình sản xuất. Một trong những ứng dụng đó là cơng nghệ phân
loại sản phẩm theo kích thước.
Bên cạnh các cơng nghệ phân loại sản phẩm như màu sắc, tính chất vật liệu, theo kích
thước….dần được tự động hóa theo một dây chuyền hiện đại nhằm đạt được những mục
đích sau:
+ Nâng cao độ chính xác và năng suất lao động.
+ Giảm sự năng nhọc cho người công nhân, tiết kiệm thời gian.
6
SVTH:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

+ Giảm được chi phí sản xuất đồng thời hạ giá thành sản phẩm…..
Trước những yêu cầu thực tế đó, chúng em đã chọnvà làm đề tài “Thiết kế mơ hình
hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước”. Trong việc thiết kế và chế tạo, tự
động hóa được thể hiện qua 2 q trình sau:
+ Tự động hóa đưa sản phẩm và thùng chứa vào vị trí định trước.
+ Tự động hóa phân loại các sản phẩm theo các kích thước khác nhau.
1.2.1.2.Mục tiêu thiết kế hệ thống.
1.2.1.2.1. Mục tiêu kinh tế.
Hệ thống tự động phân loại sản phẩm một cách tự động theo các kích thước khác
nhau(cao, trung bình, thấp). Năng suất làm việc đạt hiệu quả cao.Mơ hình có thể ứng
dụng trong sản xuất.
1.2.1.2.2. Mục tiêu kĩ thuật.
- Hệ thốnghoạt động ổn định, đạt độ chính xác gia cơng. Phải đạt được các giải pháp thiết
kế tổng hợp về cơ khí-truyền động, cơ điện tử.
- Đảm bảo an toàn lao động và thay thế tốt cho người công nhân.
1.2.1.2.3. Yêu cầu của hệ thống.
- Có kích thước phù hợp, khơng gian làm việc làm việc hiệu quả.
- Hệ thống dễ điều khiển, làm việc tin cậy.
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong quá trình hoạt động.
- Thiết bị sử dụng phải có độ bền và tuổi thọ lớn.
- Hệ thống cảm biến hoạt động chính xác, có khả năng cải tiến cơng nghệ.
- Vốn đầu tư phù hợp, chi phí vận hành thấp, phải mang tính thẩm mĩ.
1.2.1.2.4. Phạm vi và nội dung thiết kế hệ thống.
* Phạm vi.
Dựa vào những môn học cơ sở chuyên ngành như: Điện tử công suất, Điều khiển
logic PLC, Kỹ thuật điện tử 3, Kỹ thuật xung số…Trên tình hình thực tế hiện nay, đưa ra

các phương pháp thiết kế trên lý thuyết, ta chọn phương pháp có hiệu quả nhất. Đưa ra

7
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

các phương án khác nhau, thiết lập phương án thích hợp để giải quyết một số vấn đề và
mang lại hiệu quả trong tương lai.
* Nội dung.
- Sản phẩm có kích thước thay đổi được chia làm ba loại: cao, trung bình, thấp -> phân
loại theo chiều cao.
- Tính tốn và lược chọn các cơ cấu, thiết kế kết cấu và xây dựng mơ hình
- Xây dựng lưu đồ giải thuật thiết kế lập trình sử dụng trên PLC.
- Lắp ráp mơ hình thiết kế và vận hành.
1.2.1.2.5. Dự kiến kết quả đạt được.
Thiết kế mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước hoạt động theo nguyên
lí đặt ra.
1.2.2. Giới thiệu sơ lược về hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước.
1.2.2.1 Sơ đồ nguyên lý.
Hệ thống gồm có 4 cơ cấu sau: ngăn chứa sản phẩm, cơ cấu cánh tay robot gắp sản
phẩm, cơ cấu băng tải sản phẩm, cơ cấu đẩy sản phẩm thấp.

8
SVTH:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

 Cơ cấu đẩy sản phẩm thấp và ngăn chứa sản phẩm cao, trung bình.

9
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

Hình 1.7- Cơ cấu đẩy sản phẩm thấp và ngăn chứa sản phẩm thấp
* Cơ cấu đẩy sản phẩm thấp.
- Cơ cấu gồm PITTONG1và thùng chứa sản phẩm
- Cơ cấu có nhiện vụ đẩy các sản phẩm thấp có kích thước 60x60x50 mm ngăn chứa sản
phẩm thấp.

Hình 1.8- Ngăn chứa sản phẩm.
* Ngăn chứa sản phẩm cao và trung bình.
- Ngăn chứa sản phẩm được thiết kế gồm hai tầng. Tầng thấp nhất sẽ chứa sản phẩm
trung bình. Cịn tầng cao nhất sẽ chứa sản phẩm cao.
- Kích thước của ngăn chứa là 220x150x40 mm .

10
SVTH:

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

 Cơ cấu cánh tay gắp sản phẩm ( Sản phẩm cao và trung bình).

Hình 1.10- Cơ cấu cánh tay gắp sản phẩm.
- Cơ cấu cánh tay gắp sản phẩm gồm PITTONG1, PITTONG2, PITTONG3, PITTONG4.
- Cơ cấu có nhiệm vụ như sau:
+ Cảm biến cao bị tác động ->tín hiệu tác động đến cơ cấu cánh tay robot -> Gắp sản
phẩm ->Bỏ sản phẩm vào thùng chứa sản phẩm cao.
+ Cảm biếnthấp bị tác động -> tín hiệu tác động đến cơ cấu cánh tay robot ->Gắp sản
phẩm -> Bỏ sản phẩm vào thùng chứa sản phẩm trung bình.

11
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

 Băng tải sản phẩm ( Băng tải vận chuyển sản phẩm có kích thước khác nhau).

 - Cơ cấu gồm một động cơ DC, băng tải; cảm biến cao (S1),cảm biến trung bình(S2)
và cảm biến thấp (S3).
 - Băng tải có nhiệm vụ đưa sản phẩm có các kích thước khác nhau vào hệ thống.

 1.2.2.3. Nguyên lí hoạt động.
- Nhấn nút START -> Khởi động hệ thống -> Động cơ ( DC) quay kéo băng tải hoạt

động ->Băng tải đưa các sản phẩm có các kích thước khác nhau lần lượt đi vào. Cảm biến
(S1) sẽ phát hiện sản phẩm cao, cảm biến (S2) sẽ phát hiện sản phẩm trung bình, cảm
biến ( S3) đếm sản phẩm thấp.
+ Sản phẩm cao đi qua cảm biến ( S1) có tín hiệu -> cánh tay robot gắp ->
Đặt sản phẩm vào ngăn chứa sản phẩm cao.
+ Sản phẩm trung bình đi qua cảm biến ( S2) có tín hiệu -> cánh tay robot
12
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

gắp -> Đặt sản phẩm vào ngăn chứa sản phẩm trung bình.
+ Sản phẩm thấp sẽ được cho qua và chạy đến cảm biến (S3)-> pittong sẽ đẩy vật
vào ngăn chứa đối diện.
- Hệ thống tự động hoạt động theo chu kì như trên cho đến khi nhấn STOP thì dừng tồn
bộ hệ thống. Khi nhấn STOP đồng thời ta RESET lại toàn bộ hệ thống làm việc.

CHƯƠNG II:
GIỚI THIỆU PLC S7-200
4.1. GIỚI THIỆU PLC S7-200.

Hình 4.1- PLC hãng SIEMENS.
4.1.1. Cấu hình cứng PLC S7-200.
PLC Step S7-200 thuộc họ Simatic do hãng Siemens sản xuất. Đây là loại PLC đa
khối. Cấu tạo cơ bản của loại PLC này là một đơn vị cơ bản (chỉ đổ xử lý) sau đó ghép
thêm các module mở rộng về phía bên phải, có các module mở rộng tiêu chuẩn.
Những module mở rộng này bao gồm những đơn vị chức năng mà có thể là hợp lại

cho phù hợp với những nhiệm vụ kỹ thuật cụ thể.

13
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

Hình 4.2- Khối mặt trước của CPU 314.
Trong đó: có các đèn báo
+ Đèn SF: báo lỗi CPU.
+ Đèn BAF: báo nguồn ắc quy.
+ Đèn DC 5v: Báo nguồn 5v.
+ Đèn RUN: Báo chế độ PLC đang làm việc.
+ Đèn STOP: Báo PLC dang ở chế độ dừng Công tắc chuyển đổi chế độ.
+ RUN-P: Chế độ vừa chạy vừa sửa chương trình.
+ RUN: Đưa PLC vào chế độ làm việc.
+ STOP: Để PLC ở chế độ nghỉ.
+ MRES: Vị trí chỉ định chế độ xố chương trình trong CPU.
Muốn xố chương trình trong PLC thì giữ nút bấm về vị trí MRES để đèn STOP nhấp
nháy, khi thơi khơng nhấp nháy thì nhả nhanh tay. Làm lại nhanh một lần nừa (không để
14
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

ý đèn STOP) nếu đèn vàng nháy nhiều lần là xong, nếu khơng thì phải làm lại.
* Các kiểu module:
Tuỳ theo q trình tự động hố địi hỏi sổ lượng đầu vào và đầu ra mà phải lắp thêm
bao nhiêu module mở rộng cũng như loại module cho phù hợp. Tối đa có thể gá thêm
32 module vào ra trên 4 panen (rãnh), trên mỗi panen ngoài module nguồn, CPU và
module ghép nối còn gá được 8 các module về bên phải. Thường Step 7- 200sử dụng
các module sau:
+ Module nguồn PS.
+ Module ghép nối IM (Intefare Module).
+ Module tín hiệu SM (Signal Module).
Vào số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
Ra số các loại: 8 kênh, 16 kênh, 32 kênh.
Vào ra sổ các loại: 8 kênh vào 8 kênh ra, 16 kênh vào 16 kênh ra.
Vào tương tự các loại: 2 kênh, 4 kênh, 8 kênh.
4.1.2. Phân loại PLC.
PLC được phân loại như sau:
- Hãng sản xuất: Siiemens, Omron, Schneider, GE Fanuc,…
- Version:
+ Siemens có các họ: LOGO!, S5, S7-200, S7-300, S7-400….
+ Mitsu có các họ: FX0, FX2N……
+ Omron có các họ: Zen, CPM1, CQM1, CJM1,…
15
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

+ Schneider có các họ: ZeLio, Twido,…
4.1.3. Ưu điểm của PLC.
- Không cần đấu dây cho sơ đồ điều khiển logic như kiểu Relay.
- Có độ mềm dẻo sử dụng rất cao, muốn thay đổi phương pháp điều khiển chỉ cần thay
đổi chương trình điều khiển.
- Chiếm vị trí khơng gian nhỏ trong hệ thống, nhiều chức năng điều khiển.
- Tốc độ xử lí thời gian thực tương đối cao, cơng suất tiêu thụ nhỏ.
- Có khả năng mở rộng só ngõ vào/ra khi mở rộng nhu cầu điều khiển bằng cách nối thêm
các khối vào ra chức năng.
- Dễ dàng điều khiển và giám sát từ máy rính.
- Giá thành hợp lý tùy vào từng loại PLC.
4.1.4. Nguyên lý hoạt động của PLC.
- Đơn vị sử lí trung tâm: CPU điều khiển các hoạt động bên trong PLC.Bộ xử lý sẽ đọc và
kiểm tra chương trình được chứa trong bộ nhớ, sau đó sẽ thực hiện thứ tự từng lệnh trong
chương trình, sẽ đóng ngắt các đầu ra.Các trạng thái ngõ ra ấy được phát tới các thiết bị
liên kết thực thi.Và toàn bộ các hoạt động thực thi đó đều phụ thuộc vào chương trình
điều khiển được giữ trong bộ nhớ.
4.1.5. Địa chỉ và gán địa chỉ.
Trong PLC các bộ phận con gửi thông tin đến hoặc lấy thơng tin đi đều phải có địa chỉ
để liên lạc. Địa chỉ là con số hoặc tổ hợp các con số đi theo sau chữ cái. Chữ cái chỉ loại
địa chỉ, con số hoặc tổ hợp con số chỉ số hiệu địa chỉ.
Trong PLC có những bộ phận được gán địa chỉ đơn như bộ thời gian (T), bộ đếm (C)
… chỉ cần một trong ba chữ cái đó kèm theo một số là đủ, ví dụ T37, C0…
16
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

Các địa chỉ đầu vào và đầu ra cùng với các module chức năng có cách gán địa chỉ
giống nhau.Địa chỉ phụ thuộc vào vị trí gá của module trên panen.Chổ gá modulePancn
gọi là khe (Slot) các khe đều có đánh số, khe số 1 là khe đầu tiên của và cứ thế tiếp tục.
Các loại khối :
* Khối tổ chức.
Khối tổ chức quản lý chương trình điều khiển và tổ chức việc thực hiện chương trình.
* Khối hàm FB
Khối hàm là loại khối đặt biệt dùng để lập trình các phần chương trình điều khiển tái
diễn thường xuyên hoặc đặt biệt phức tạp.Có thể gán tham số cho các khối đó và chúng
có một nhóm lệnh mở rộng.Người sử dụng có thể tạo ra các khối hàm mới cho mình, có
thể sử dụng các khối hàm sẵn có của SIEMENS.
* Khối dữ liệu: có hai loại là.
- Khối dữ liệu dùng chung DB (Sllared Data Block).
Khối dữ liệu dùng chung lưu trữ các dữ liệu chung cần thiết cho việc xử lý chương trình
điều khiển.
- Khối dữ liệu riêng DI (Instance Data Block).
Khối dữ liệu dùng riêng lưu trữ các dữ liệu riêng cho một chương trình nào đó trong việc
xử lí chương trình điều khiển.
Ngồi ra trong PLC S7-200 còn hàm hệ thống SFC (System Function) và khối hàm hệ
thống SFB (System Function Block).
4.1.6. Lập trình một số lệnh cơ bản.
* Nhóm lệnh logic.
17
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Lệnh LD và lệnh A: lệnh AN, lệnh O, lệnh ON…
* Nhóm lệnh thời gian.
Chương trình điều khiển sử dụng các lệnh thời gian để theo dõi, kiểm sốt và quản lí
các hoạt động có liên quan đến thời gian.
Khi một bộ thời gian được khởi phát thì giá trị thời gian cần được nạp vào thanh ghi
CV (Current value). Do đó, muốn dùng các lệnh thời gian phải nạp giá trị thời gian cần
đặt vào thanh ghi CV trước khi bộ thời gian hoạt động.
Trong các bộ thời gian của S7-200 ngồi tín hiệu kích thích chính như các bộ thời gian
của các PLC khác, cịn có tín hiệu kích thích cưỡng bức, tín hiệu kích thích cưỡng bức
cho phép tính lại thời gian từ đầu khi có sườn lên của tín hiệu này, tuy nhiên tín hiệu kích
thích cưỡng bức chỉ có giá trị khi tín hiệu kích thích chính có giá trị 1. Lệnh thực hiện
kích thích cưỡng bức là FR. Lệnh FR chỉ có ở dạng lập trình STL.Bộ thời gian cũng có
thể dùng lệnh R để xóa.

18
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

CHƯƠNG III:
PHÂN TÍCH CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG

2.1. Ý TƯỞNG THIẾT KẾ.
Trải qua quá trình tìm hiểu trên sách vở, internet và thực tế….Chúng em đã quyết định
thiết kế “ Mơ hình hệ thống phân loại sản phẩm theo kích thước” như sau:
 Thiết kế băng tải vận chuyển sản phẩm.



Thiết kế các cảm biến để phát hiện sản phẩm.



Thiết kế cánh tay robot để gắp sản phẩm đặt vào thùng sản phẩm.

 Thiết kế hệ thống điều khiển.
 Thiết kế cơ cấu đẩy sản phẩm.
2.2.PHÂN TÍCH, CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ.
2.2.1. Hệ thống băng tải.
2.2.1.1. Giới thiệu băng tải.

Hình 2.1- Băng tải.
Băng tải thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu rời theo
19
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

phương ngang và phương nghiêng. Trong các dây chuyền sản xuất, các thiết bị này được
sử dụng rộng rãi như những phương tiện để vận chuyến các cơ cấu nhẹ, trong các xưởng
luyện kim dùng đề vận chuyển quặng, than đá, các loại xỉ lò trên các trạm thủy điện thì
dùng vận chuyển nhiên liệu.
Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vật liệu hạt hoặc một
số sản phẩm khác. Trong 1 số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thực phẩm, hóa chất

thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đã hồn thành và chưa hồn thành giữa các cơng
đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sản phẩm không dùng được.
2.2.1.2. Ưu điểm của băng tải.
Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các hướng nằm
ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với nằm nghiêng. Vốn đầu tư khơng
lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy,
năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm.
Tuy vậy phạm vi sử dụng của băng tải bị hạn chế do độ dốc cho phép của băng tải
không cao và không đi theo đường cong được.
2.2.1.3. Cấu tạo chung của băng tải.

20
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

Hình 2.2- Cấu tạo băng tải.
1. Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.
2. Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo.
3. Bộ phận căng, tạo và giử lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.
4. Hệ thống đở (con lăn, giá đở..)làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc.
2.2.1.4. Các loại băng tải và phương án lựa chọn.
* Phân loại.
Băng tải có nhiều loại, mỗi loại dùng để tải những vật liệu khác nhau. Tùy vào mục
đích sử dụng và vật cần tải mà ta chọn băng tải cho phù hợp.
Bảng 4: Danh sách các loại băng tải

21
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

* Lựa chọn băng tải.
- Đối với sản phẩm là chất lỏng ta dùng băng tải kênh dẫn.
- Đối với sản phẩm rời rạc thì ta dùng băng tải con lăn hoặc băng tải đai con lăn hoặc
băng tải đai.

Hình 2.3- Băng tải đai.

Hình 2.4- Băng tải con lăn.

Trong hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao, băng tải có nhiệm vụ cung cấp sản
phẩm và thùng chứa để phân loại. Do yêu cầu là sản phẩm và thùng ở dạng rời rạc nên ta
chọn phương án dùng băng tải đai là phù hợp với yêu cầu đặt ra.
Ưu điểm khi dùng băng tải đai trong hệ thống:
22
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Sản phẩm, thùng được dẫn trực tiếp trên băng tải.

- Tải trọng của băng tải không cần lớn.
- Thiết kế dễ dàng, dễ thi công.
- Vật liệu dễ tìm, giá thành rẻ.
2.2.1.5. Chọn động cơ cho băng tải.
Băng tải dẫn động bằng động cơ điện DC. Ta có thể lựa chọn các phương án sau:
- Động cơ DC.

Hình 2.5- Động cơ DC KM3448A.
+ Ưu điểm: giá thành rẻ, dễ điều khiển, moment xoắn lớn.
+ Nhược điểm: Đáp ứng chậm trong khi mạch điều khiển lại phức tạp.
Phải có mạch phản hồi thì mới nâng cao độ chính xác.
- Động cơ bước.
+ Ưu điểm: Điều khiển vị trí tốc độ chính xác, khơng cần mạch phản hồi.
Thường sử dụng trong các loại máy CNC.
+ Nhược điểm: Giá thành cao, momen xoắn nhỏ.
23
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Động cơ servo.
+ Ưu điểm: Có thể hoạt động ở tốc độ cao. Nếu tải đặt vào động cơ tăng thì bộ điều
khiển sẽ tự tăng dòng đến cuộn dây động cơ giúp động cơ tiếp tục quay, tránh được hiện
tượng trượt bước.

Hình 2.6- Động cơ bước.Hình 2.7- Động cơ Servo.
Với yêu cầu của của băng tải là khơng địi hỏi độ chính xác cao, tải trọng nhỏ, giá

thành rẽ, dễ điều khiển ta chọn động cơ điện một chiều dễ dẫn động cho băng tải. Động
cơ được chọn yêu cầu phải có moment lớn do yêu cầu làm của băng tải có tải trọng. Và
băng tải chuyển động với vận tốc nhỏ nên ta chọn động cơ có tốc độ thấp nhưng phải
đảm bảo yêu cầu về tốc độ cũng như tải. Vì thế chọn động cơ KM-3448 là thích hợp nhất
(Hình 2.5). Động cơ KM-3448 được thiết kế tích hợp bộ giảm tốc bên trong nên có thể tải
trọng khá lớn.
Động cơ có các thơng số như sau: Nguồn 24VDC, n = 220(vịng/phút), cơng suất
0,009 kW. Moment xoắn cực đại 7,5 N.m; khối lượng 250g, đường kính trục 6mm. Hệ số
giảm tốc là 50:1. Nhơng bằng thép, tuyệt đối khơng có hiện tượng bị bể nhơng, khơng có
hiện tượng bị gãy cùi.
2.2.1.6. Chọn bộ truyền dẫn động cho băng tải.
Các loại bộ truyền có khí thường gặp như:
- Bộ truyền bánh răng.
- Bộ tuyền trục vít-bánh vít.
24
SVTH:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

GVHD:

- Bộ truyền vít me-đai ốc.
- Bộ tuyền xích
- Bộ truyền đai.
Với yêu cầu của đề tài, ta chọn bộ truyền đai để truyền động kéo băng tải bởi vì bộ
truyền đai có những ưu điểm sau:
+ Có thể truyền động giữa các trục cách xa nhau (<15m).
+ Làm việc êm, không gây ồn nhờ vào độ dẻo của đai nên có thể truyền động với
vận tốc lớn.

+ Nhờ vào tính chất đàn hồi của đai nên tránh được dao động sinh ra do tải trọng
thay đổi tác dụng lên cơ cấu.
+ Kết cấu và vận hành đơn giản.
+ Nhờ vào sự trượt trơn của đai nên đề phịng sự qua tải xảy ra trên động cơ.

Hình 2.8- Bộ truyền đai.
2.2.2. Cơ cấu đẩy và gắp sản phẩm.
2.2.2.1. Giới thiệu cơ cấu chấp hành.

25
SVTH: