Thiết kế và chế tạo hệ thống cân băng định lượng điều khiển độc lập từng thành phần và giao tiếp modbus

Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

189(13): 163 - 169

THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO HỆ THỐNG CÂN BĂNG ĐỊNH LƯỢNG ĐIỀU KHIỂN
ĐỘC LẬP TỪNG THÀNH PHẦN VÀ GIAO TIẾP MODBUS
Nguyễn Tiến Hưng*, Vũ Quốc Đông
Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT
Các hệ thống cân băng định lượng được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy sản xuất xi măng,
khai khoáng, chế biến thực phẩm, thức ăn gia súc, phân bón... Trước đây, các hệ thống cân băng
định lượng thường sử dụng một máy tính điều khiển tất cả các cân nên khó có thể được tích hợp
trong một hệ thống sản xuất lớn và hiện đại vốn gần như được điều khiển tự động hoàn toàn từ
khâu nguyên liệu đầu vào đến sản phẩm đầu ra. Các hệ thống cân băng định lượng tự động có khả
năng điều khiển độc lập từng thành phần và giao tiếp với tầng điều khiển cấp trên thông qua một
giao thức truyền thông sẽ khắc phục được các khó khăn nói trên. Tuy nhiên, do các hãng sản xuất
thường cung cấp các giải pháp tổng thể cho từng nhà máy nên việc tích hợp các thiết bị của các
hãng khác nhau vào trong hệ thống sẽ gặp khó khăn do không tương thích về phần cứng và phần
mềm. Bài báo này trình bày một thiết kế hệ thống cân băng định lượng có khả năng điều khiển độc
lập từng thành phần và giao tiếp truyền thông theo các chuẩn công nghiệp phổ biến. Do vậy, hệ thống
thiết kế sẽ có khả năng tích hợp vào các hệ thống khác nhau và giao tiếp với các màn hình giao diện
người – máy (Human Machine Interface – HMI) của các hãng nổi tiếng trên thế giới để nhận các chỉ
thị, hiển thị và lưu trữ các thông tin vận hành một cách rất thuận tiện mà không cần sử dụng máy
tính. Điều này đảm bảo sự hoạt động tin cậy, ổn định và liên tục của toàn bộ hệ thống.
Key words: Cân băng định lượng, bộ điều khiển, truyền thông công nghiệp, vi xử lý, Modbus

ĐẶT VẤN ĐỀ *
Các hệ thống cân băng định lượng được sử

dụng rộng rãi trong các dây chuyền sản xuất
công nghiệp để vận chuyển các nguyên liệu
với lưu lượng đặt trước (tính bằng Kg/phút
hoặc Tấn/giờ). Một hệ thống cân băng định
lượng gồm nhiều băng tải có dạng như hình 1.
Các thành phần chính của một băng tải bao
gồm: một khung cân, một bộ cảm biến trọng
lượng (loadcell), một bộ điều khiển tốc độ với
một động cơ điện và một bộ đo tốc độ băng
tải [1].
Phễu liệu

Trục quay
sau

Các con
lăn đỡ liệu

Động cơ
điện

Cảm biến Cảm biến
tốc độ
trọng lượng

Trục quay
trước

Cơ cấu
căng

băng

Hình 1. Cấu trúc của một cân băng định lượng.

Trong quá trình làm việc bình thường, mỗi
băng tải có một lưu lượng đặt trước và không
có sự liên quan với các băng tải khác. Tuy
nhiên, nếu vì một lý do nào đó tốc độ của một
*

Tel: 0913 286461, Email:

trong các băng tải không đạt được giá trị
mong muốn trong khi các băng tải khác vẫn
đang hoạt động đúng sẽ làm cho lưu lượng
của băng tải đó không giữ được giá trị đặt
trước. Sự làm việc không hoàn hảo của một
cân băng trong một thời gian đủ lớn sẽ dẫn
đến sai lệch tỷ lệ phối liệu và tạo ra các phế
phẩm. Vì vậy, để đảm bảo tỷ lệ phối liệu thì
khi lưu lượng thực tế của một băng tải vượt
quá một giới hạn cho trước thì điểm đặt của
các lưu lượng của các băng tải còn lại sẽ được
điều chỉnh sao cho tất cả lưu lượng của các
băng tải sẽ được tăng hay giảm với cùng một
tỷ lệ phần trăm [1]. Mô hình động học đầy đủ
và đơn giản hóa của cân băng được trình bày
trong các tài liệu [2, 3, 4, 5]. Với việc mô tả
toán học của các cân băng giúp cho việc áp
dụng các bộ điều khiển tốc độ có khả năng giảm

được năng lượng tiêu thụ của băng tải [3].
MÔ HÌNH ĐỘNG HỌC CỦA BĂNG TẢI
Mô hình của một hệ thống cân băng đơn giản
hóa được mô tả trên hình 2. Việc xây dựng
mô hình toán cho băng tải được thực hiện dựa
trên một số giả thiết sau đây [2]:
163


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

- Động cơ truyền động có mômen động học
nhanh và thời gian trễ nhỏ.
- Kết nối giữa trục động cơ và các con lăn là
kết nối cứng.
- Băng chuyền có thể được mô tả bởi lò xo
không có khối lượng.
- Ma sát tập trung ở các con lăn và tải trọng.
Ma sát này được xem như là các nhiễu ngoài.

189(13): 163 - 169

quán tính của các con lăn, các khớp nối và các
cơ cấu mã hóa là rất nhỏ so với quán tính của
động cơ thì mô hình băng tải có thể được đơn
giản hóa với các tham số hằng như sau [2]:
&  f    LKew
J M &

& ff  Kew
Mc x&

(2)

w  L  x

trong đó, w là độ kéo dãn của băng; K e là hệ
số đàn hồi của băng; L 

Hình 2. Mô hình băng tải đơn giản hóa

Mô hình toán của hệ thống truyền động
cân băng trên hình 2 được biểu diễn như sau:
G  r[K1(x )(Rq1  x )  K3 (Rq2  Rq1]  G1
r[K2 (x )(Rq1  x )  K3 (Rq2  Rq1)]  G2

đó,

(1)

&
G1  (J1  G 2 (JG  J M ))q&
1  f1,

&
G2  J 2q&
2 f 2 ,

& f1 ;

G3  Mcx&

J1,J 2

động của băng tải.
Với các tham số cho trong phụ lục A, ta có
thể xây dựng được mô hình không gian trạng
thái của (2) như sau:
x& Ax  Bu
y  Cx
Trong đó:

K1(x )(Rq1  x )  K2 (x  Rq2 )  G3

Trong

R
là hằng số truyền
G

là

mômen quán tính của các con lăn dẫn động và
truyền động; J M ,JG là mômen quán tính của
động cơ và hộp giảm tốc; M c là khối lượng
của tải trọng; R là bán kính của các con lăn;
K1, K2 , K3 là các hệ số giãn nở của băng tải
bị thay đổi tùy theo vị trí của tải trọng; x là
vị trí của tải trọng;  là mômen của động cơ;
q1,q2 , là vị trí góc của con lăn dẫn động,

con lăn truyền động và động cơ; G là tỷ lệ
giảm tốc; l1,l2 ,l là độ dài hành trình;  f 1, f 2

1
0
0
0
A
0
0

5
0 7.699  10

0
1
0
7.185  105


0 
1 ,

13.64
0

0


 x1 



 
0
 C  1 0 0 0 x  x 2 
B
,

,
0
x 3  .


 
7
x 4 
 2.56  10 

Để khảo sát việc điều khiển hệ thống băng tải
này bằng một bộ điều khiển PID kinh điển ta
có thể xây dựng một mô hình Simulink đơn
giản như hình 3.

là các mômen ma sát của các con lăn; f f là
lực ma sát tác động đến tải trọng;
(J1  G 2 (JG  J M )) là tổng các mômen quán
tính đối với con lăn truyền động; G là
mômen truyền động.
Mô hình động học (1) có tính phi tuyến cao
với các tương tác chéo và các nhiễu ngoài tác

động. Với mục tiêu phân tích hệ thống thì có
thể không cần đến mô hình chính xác của hệ
thống. Vì vậy, nếu giả thiết rằng các mômen
164

Hình 3. Mô phỏng hệ thống điều khiển băng tải

Kết quả mô phỏng đáp ứng dịch chuyển của
tải trọng trên băng tải được cho trên hình 4.
CẤU TRÚC PHẦN CỨNG
Cấu trúc phần cứng của toàn bộ hệ thống cân
băng định lượng được mô tả trên hình 5. Hệ
thống gồm có N băng tải, được điều khiển bởi
các bộ điều khiển băng tải độc lập cho từng cân.


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

Hình 4. Đáp ứng dịch chuyển của tải trọng trên
băng tải

Hình 5. Cấu trúc của toàn bộ hệ thống cân băng.

Các bộ điều khiển cân có khả năng đọc tín
hiệu trọng lượng từ các Loadcell, sau đó tính
toán tốc độ cho các băng tải dựa trên lưu
lượng yêu cầu cho trước và đưa ra tín hiệu
điều khiển các biến tần sao cho đạt được sai

số lưu lượng thực tế trong giới hạn cho phép.
Bộ điều khiển cân cũng có khả năng đọc tín
hiệu phản hồi tốc độ từ các bộ Encoder hoặc
các loại cảm biến tốc độ khác. Các bộ điều

189(13): 163 - 169

khiển cân được kết nối chung với một màn
hình giao diện người – máy (Human Machine
Interface – HMI) của các hãng nổi tiếng trên
thế giới thông qua giao tiếp chuẩn công
nghiệp Modbus để nhận các chỉ thị, hiển thị
và lưu trữ các thông tin vận hành một cách rất
thuận tiện mà không cần sử dụng máy tính.
Điều này đảm bảo sự hoạt động tin cậy, ổn
định và liên tục của toàn bộ hệ thống. Việc
truyền thông qua Modbus cho phép toàn bộ
hệ thống có khả năng kết nối dễ dàng hoặc
tích hợp với các hệ thống khác trong các nhà
máy vì nó tuân theo chuẩn giao tiếp công
nghiệp phổ biến.
Cấu trúc phần cứng của bộ điều khiển băng
tải được mô tả trên hình 6. Bộ điều khiển bao
gồm khối vi xử lý trung tâm sử dụng vi điều
khiển STM32F407VGTX. Các tín hiệu từ
loadcell được đưa đến đầu vào là một bộ
khuếch đại loadcell giao tiếp SPI chuyên
dụng HX711. Trong trường hợp sử dụng bộ
khuếch đại loadcell ngoài thì tín hiệu tương tự
từ bộ khuếch đại loadcell ngoài được đưa đến

chân S+, sau đó thông qua mạch khuếch đại
đệm và lọc được đưa đến một đầu vào chuyển
đổi tương tự - số (ADC) của vi điều khiển.
Các thuật toán điều khiển được thực hiện
bằng chương trình phần mềm cho vi xử lý.
Tín hiệu điều khiển ra được đưa đến biến tần
thông qua các giao tiếp tương tự hoặc số
(dưới dạng xung điều chế PWM được lựa
chọn thông qua chuyển mạch JP1) hay giao
tiếp Modbus. Trong trường hợp điều khiển
tương tự thì tín hiệu ra điều khiển biến tần
được đưa qua một bộ chuyển đổi số - tương
tự sử dụng vi mạch MCP4901 và thông qua
một mạch khuếch đại để tạo điện áp điều
khiển chuẩn công nghiệp 0 - +10VDC cho
biến tần. Tín hiệu phản hồi tốc độ từ biến tần
cũng được lọc sơ bộ và phản hồi về hệ thống
bằng tín hiệu tương tự hoặc xung điều chế
(lựa chọn bằng chuyển mạch JP2). Nếu tín
hiệu phản hồi là tương tự sẽ được đưa qua
một mạch đệm để đưa đến đầu vào ADC của
vi điều khiển. Trong trường hợp phản hồi là
165


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

xung PWM thì sẽ được đưa đến đầu vào

Capture của vi điều khiển. Phần giao tiếp với
HMI được thực hiện thông qua giao thức
Modbus với chuẩn RS485. Ngoài ra, bộ điều
khiển cẩn băng định lượng còn có mạch hiển
thị LCD với độ phân giải 192x64 điểm, 07
phím cài đặt, bộ lưu trữ EEPROM, mạch
đồng hồ thời gian thực, mạch giao tiếp
encoder...
MISO
S+
12
SHX711
SCK
GND
11
EXC
REF
ADC1
EXP J
ADC2
1 +24V
GND 485A1
RS485
S+ 485B1
SLoadcell
GND
EXP 485A2
RS485
GND 485B2
IVC

CAP
FBK
PWM
485A1 DA
AO1
485B1
SW2
A
D
PWM
IVC
U2
MCP4821
A+
SW3
CAP
FBK

MISO

SW1

A+

-12V
U3
+
-

SCK

EEPROM

STM32
Sử dụng
loại có
EEPROM

Ax0

ADC1
S+

Ax1

S+

Ax2

Key pad
Điện áp chuẩn
cho Loadcell
+5V

LM1117
5V

+24V

LM2575

+5V

+5V

LM1117

+3V
3

U4
AO1
+10V
J2

-12V
+
-

+5V

REF

+12V

Ax0

Battery
for
real

time

Buzze

-12V
+
-

Buzze
EB
EA
IDX

External
interrupt

+12V
DA

Dx0
Dx1
Dx2

D

S+
+3V3

LCD 198x64

A

U5

+12V

ADC2
+3V3

DB9
Back
side

485A2
485B2
GND
GND

A0512S-1W
+5V

+12V

GND

EXC

LẬP TRÌNH CÁC HÀM TRUYỀN THÔNG
MODBUS
Truyền thông Modbus có 08 hàm, bao gồm

hàm số 01, 02, 03, 04, 05, 06, 15 và 16. Tuy
nhiên, trong nghiên cứu này chỉ cần sử sụng
04 hàm (01, 03, 05 và 16) là đủ các chắc năng
cần thiết cho bộ điều khiển băng tải. Vì vậy,
các hàm này sẽ được trình bày trong phần tiếp
theo của bài báo này.
Hàm Modbus số 01
Hàm này đọc trạng thái ON/OFF của N cuộn
dây Slave bắt đầu từ cuộn thứ i . Hình 7 minh
họa việc đọc trạng thái của 15 cuộn dây
(N  15) bắt đầu từ cuộn thứ i  13 .
Trước tiên cần xác định cuộn dây thứ i  13
nằm ở bít thứ bao nhiêu của ô nhớ nào bằng
lệnh sau:
CoilMem = addr_begin/8;
CoilBit = addr_begin%8;

Trong đó, addr_begin là địa chỉ bắt đầu của
cuộn dây, CoilMem là địa chỉ của ô nhớ và
166

CoilBit là số thứ tự của bit trong ô nhớ đó.
Trong ví dụ này CoilMem = 13/8 = 1 và
CoilBit = 13%8 = 5. Như vậy, để tạo

byte thứ nhất truyền đi trạng thái của 8 cuộn
dây bắt đầu từ cuộn dây thứ 13 cần phải dịch
phải byte thứ nhất CoilBit lần, sau đó dịch
trái byte thứ hai (8-CoilBit)=3 lần và cuối
cùng lấy tổng của các byte vừa dịch (hình 7).

Từ Byte thứ hai trở đi cũng làm tương tự.
Lưu ý là mỗi 8 cuộn dây tạo thành một Page
(8 bits). Chẳng hạn nếu đọc trạng thái của 15
cuộn dây như ví dụ trên thì cần phải đọc
(15/8) + 1 = 2 Pages. Tuy nhiên, nếu đặt
CoilPage = num_data/8 + 1;

với num_data là số cuộn dây cần đọc thì sẽ
gặp trường hợp số cuộn dây là bội số của 8 và
dẫn đến số Page bị tăng lên 1. Ví dụ, nếu
num_data
=
7, thì số Page là
(num_data/8)+1 = 1. Tuy nhiên, nếu
num_data = 8 thì (num_data/8)+1 = 2,
mặc dù 8 cuộn dây vẫn chỉ nằm trong 1 Page.
Chính vì vậy, số Page cần được tính như sau:
CoilPage = (num_data-1)/8 + 1;

-12V

Hình 6. Cấu trúc phần cứng của bộ điều khiển
băng tải

189(13): 163 - 169

Khi

đó,

nếu

num_data
=
8
thì
(num_data-1)/8
+
1
=
1. Nếu
num_data = 16 thì (num_data-1)/8 +
1 = 2…
Byte 3

Byte 2

Byte 1

Byte 0

Cuộn thứ i = 13
Dịch trái 3 bits
Dịch phải 5 bits
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

...

Số lượng các cuộn dây
cần đọc N = 15
Byte 1 + 2 là byte
đầu tiên cần truyền
Byte 2 +
3 là byte
thứ hai
cần
truyền

28 27 26 25 24 23 22 21

20 19 18 17 16 15 14 13

Dịch phải 5 bits

Byte 1
20 19 18 17 16 15 14 13

Dịch trải 3 bits

Byte 2
Dịch phải 5 bits

Byte 2
28 27 26 25 24 23 22 21

Dịch trái 3 bits

Byte 3

Hình 7. Minh họa đọc trạng thái của 15 cuộn dây

Hàm Modbus số 03
Hàm Modbus số 03 đọc nội dung của các
thanh ghi trong Slave.
Do các biến trong các bộ điều khiển băng tải
được lưu dưới dạng số thực nên hàm 03 cũng
phải được tùy biến để có thể đọc được các số
thực. Ví dụ, tham số M4x[0] = 168.9 có
dạng hexa như sau


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

tắt. Các giá trị này được tính từ địa chỉ của
thanh ghi như sau:

M4x[0] = 0x4328E666 = 168.9
A B C D

Hình 8. Thứ tự các byte của số thực

Số này được lưu trong mảng M4x với thứ tự
các byte 0, 1, 2, 3 như sau (byte 0 là 0x66,
byte 1 là 0xE6, byte 2 là 0x28 và byte 3 là
0x43)
M4x[0] =

66

E6

28

D

C

B

43

= 168.9

A

LSB

MSB

Hình 9. Thứ tự các byte của số thực được lưu
trong bộ nhớ

Tuy nhiên, với các HMI, số này được truyền
đi với thứ tự các byte như hình 10.
168.9 =

E6

66

43

28

C

D

A

B

Hình 10. Thứ tự các byte được truyền trong giao
thức Modbus

B

A

D

C

Byte count

Function

Address

Nghĩa là cứ trong một Word thì byte cao được
truyền trước, byte thấp truyền sau. Ví dụ, đáp
ứng đối với việc truyền số thực nói trên lên
HMI sẽ có dạng như hình 11.

Byte transfer
direction

189(13): 163 - 169

03 03 04 E6 66 43 28 ...

Hình 11. Đáp ứng truyền một số thực trong giao
tiếp Modbus

Như vậy, để truyền một số thực lên HMI cần
phải biết địa chỉ của ô nhớ đầu tiên lưu số
thực đó. Tiếp theo, các byte cao trong cùng
một Word được truyền trước.
Hàm Modbus số 05
Hàm 05 có chức năng bật hoặc tắt một cuộn dây.
Số lượng các cuộn dây và mảng lưu dữ liệu
các cuộn dây được định nghĩa như sau:
#define NUM_COILS
120
uint8_t M0x[NUM_COILS/8];

Có thể coi trạng thái của các cuộn dây được
lưu trong các thanh ghi 8 bits, mỗi bit ứng với
một Coil. Biến CoilReg lưu giá trị số của
thanh ghi (thanh ghi nào sẽ được ghi), biến
CoilBit lưu giá trị của bit sẽ được bật hoặc

CoilReg = addr/8;
CoilBit = addr%8;

Để tắt một Coil thì cần phải truyền giá trị
0x0000. Lúc này bit tương ứng của thanh ghi
sẽ được xóa bằng các lệnh sau:
if(wr_data == 0){
M0x[CoilReg] &=

~(1<}

Để bật một cuộn dây thì cần phải truyền giá
trị 0xFF00. Lúc này bit tương ứng của thanh
ghi sẽ được set bằng lệnh sau:
if(wr_data == 0xFF00){
M0x[CoilReg] |= 1<}

Hàm Modbus số 16
Hàm 16 có chức năng ghi các giá trị vào một
chuỗi các thanh ghi lưu trữ.
Dữ liệu nhận được thông qua giao tiếp
Modbus được lưu vào biến M_4x bởi lệnh
M_4x[wr_addr+ii]
buf_rece[7+ii];

=

Tuy nhiên, biến M_4x chỉ là các biến trung
gian để nhận dữ liệu qua giao tiếp Modbus và
chỉ là các dữ liệu byte. Sau khi nhận được,
các byte dữ liệu cần thiết được biến đổi thành
các số thực cần thiết và lưu vào các biến
thông số M4x (mảng các số thực) thông qua
các lệnh sau:
jj=(wr_addr+ii)%4;
kk=(wr_addr+ii)/4;
if (jj<4) {

buf_float[jj]
buf_rece[7+ii];
}
if (jj==3) {
M4x[kk-1]
FloatGetFromBuff();
}

=

=

Cứ sau mỗi 4 byte nhận được thì dữ liệu sẽ
được chuyển thành một số thực lưu vào mảng
thông số M4x. Chính vì chuyển dữ liệu là các
số thực nên các địa chỉ bắt đầu của mỗi dữ
liệu cần chuyền sẽ là 0, 4, 8, 12, … Hiện tại,
167


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

04 byte đầu tiên của mảng dữ liệu M_4x (byte
0, 1, 2, 3) được dùng để lưu các trạng thái của
hệ thống. Dữ liệu truyền cho các tham số điều
khiển sẽ bắt đầu từ byte thứ 4. Chẳng hạn,
muốn thay đổi giá trị của tham số P000 (tham
số đầu tiên) thì địa chỉ bắt đầu sẽ phải là

wr_addr = 04

các byte tiếp theo sẽ có địa chỉ là 05, 06 và
07. Khi biến đếm ii chạy từ 0 đến 3 thì biến
trung gian jj sẽ nhận các giá trị là 0, 1, 2 và
3. Trong khi biến trung gian kk nhận các giá
trị 1, 1, 1 và 1 (4/4=1, 5/4=1. 6/4=1 và
7/4=1). Ở đây biến kk có vai trò xác định
xem các cụm 04 byte dữ liệu nhận được thuộc
về tham số thực nào (tham số thứ 2 sẽ có địa
chỉ bắt đầu từ 8 vì vậy kk sẽ nhận các giá trị
là 8/4=2, 9/4=2, 10/4=2 và 11/4=2).
Khi jj<4 (jj=0, 1, 2, 3) thì các biến mảng
trung gian sẽ lưu các giá trị dữ liệu nhận được
if (jj<4) {
buf_float[jj] =
buf_rece[7+ii];
}

Mỗi khi jj=3 thì có nghĩa là một cụm 04
byte dữ liệu đã được nhận và sẽ được chuyển
thành một số thực và lưu vào biến tham số
tương ứng (bắt đầu từ index 0)
if ((jj==3) && (kk>0)) {
M4x[kk-1] =
FloatGetFromBuff();
}

KẾT LUẬN
Hệ thống cân băng định lượng điều khiển độc

lập từng thành phần và giao tiếp Modbus có
khả năng thay thế cho các sản phẩm nhập
khẩu tương đương có giá thành cao, chủ động
hoàn toàn trong việc thiết kế, chế tạo, viết
phần mềm (firmware), bảo hành, bảo trì và
nâng cấp sản phẩm. Mỗi băng tải thành phần
được điều khiển bởi một bộ điều khiển riêng,
có đầy đủ các chức năng và các đầu vào/ra
cần thiết. Các bộ điều khiển này có khả năng
làm việc độc lập mà không cần điều khiển từ

168

189(13): 163 - 169

máy tính. Tất cả các bộ điều khiển băng tải
riêng rẽ có thể được dễ dàng kế nối với một
hệ thống điều khiển cấp trên thông qua chuẩn
giao tiếp công nghiệp Modbus nên có thể
được tích hợp vào trong các hệ thống hiện có
của các nhà máy một cách dễ dàng.
LỜI CẢM ƠN
Các tác giả trân trọng cảm ơn Trường Đại học
Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên
đã tài trợ cho việc nghiên cứu các vấn đề
được đề cập trong bài báo này.
PHỤ LỤC A
Các thông số băng tải [2]
Mômen quán tính động cơ J M
Tải trọng M c

Tỷ số truyền G
Bán kính con lăn R
F

0.0012N/m
1.1Kg

L1

1
0.02m
970N
0.00267
0.74

L2

1.405

L3

0.00267

REFERENCES
1. N.T. Hưng, N.T.M. Hương (2017), “Ứng dụng
điều khiển giới hạn chéo trong các hệ thống cân
băng điều tốc”. Tạp chí Khoa học và Công nghệ
Đại học Thái Nguyên, tập 173, số 13, 2017. Trang
219-224.
2. A. Selezneva (2007), Modeling and synthesis of

tracking control for the belt drive. Msc thesis.
Lappeenranta University of Technology.
3. D. He (2007), Energy Saving for Belt
Conveyors by Speed Control. Delft University of
Technology.
4. D. He, Y. Pang, and G. Lodewijks (2016),
“Determination of acceleration for belt conveyor
speed control in transient operation,” IACSIT
International Journal of Engineering and
Technology, vol. 8, no. 3.
5. ConveyorBeltGuide. (2016) Conveyor
components. [Online]. Available:
/>tml.


Nguyễn Tiến Hưng và Đtg

Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ

189(13): 163 - 169

ABSTRACT
DESIGN AND MANUFACTURING A BELT SCALE REGULATOR ALONG
WITH MODBUS COMMUNICATION
Nguyen Tien Hung*, Vu Quoc Dong
University of Technology - TNU

Belt scale systems are widely used in many industrial areas such as cement producing, foodstuff,
chemical fertilizer... Previously, since a belt scale system can be regulated by a computer for all
conveyor belts, it is difficult to integrate it into a big and modern industrial line where the input

materials are processed automatically until the final products are produced. The belt scale
regulators with an included industrial communication standard are employed in the belt conveyor
systems in order to overcome above limitation. However, since international companies usually
provide a total solution for a manufacturing process, using different devices of different brand
names in an industrial line exhibits some disadvantages of hardware and software
incompatibilities. This paper presents a design of a belt scale system using regulators with an
industrial communication standard. Therefore, the regulator can be integrated into different
manufacturing systems and communicated with Human Machine Interface devices provided by
many famous companies in order to display and store operation data without any computer. This
guarantees reliability, stability, and continuousness of the overall system.
Keywords: Belt scale system, regulator, industrial communication, microcomputer, Modbus

Ngày nhận bài: 13/11/2018; Ngày hoàn thiện: 27/11/2018; Ngày duyệt đăng: 30/11/2018
*

Tel: 0913 286461, Email:

169