ĐỒ ÁN CHUYÊN NGÀNH : Phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7 - 1200

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG HÓA

BÁO CÁO
THỰC TẬP CHUYÊN NGÀNH
Đề tài:
Điều khiển dây chuyền phân loại sản phẩm sử dụng PLC

Sinh viên thực hiện

: Hoàng Anh Tuấn

Lớp

: TĐH_K15A

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Hoàng Thị Hải Yến

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2020


LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay trước những sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ
thuật việc áp dụng khoa học công nghệ vào trong thực tế sản
xuất đang được phát triển rộng rãi về mặt quy mô lẫn chất
lượng. Trong đó ngành tự động hóa chiếm một vai trò rất quan
trọng không những giảm nhẹ sức lao dộng cho con người mà
còn góp phần rất lớn trong việc nâng cao năng suất lao động, cải

thiện chất lượng sản phẩm, chính vì thế ngành tự dộng hóa ngày
càng khẳng định được vị trí cũng như vai trò của mình trong các
ngành công nghiệp và đang được phổ biến rộng rãi trong các hệ
thống công nghiệp trên toàn thế giới nói chung và Việt Nam nói
riêng.
Chiếm một vai trò rất quan trọng trong ngành tự động hóa đó là
kỹ thuật điều khiển logic lập trình viết tắt là PLC. Nó đã và đang
phát triển mạnh mẽ và ngày càng chiếm một vị trí rất quan trọng
trong các ngành kinh tế quốc dân. Không những thay thế được
cho kỹ thuật điều khiển cơ cấu bằng cam và hoặc kỹ thuật rơ le
trước kia mà còn chiếm lĩnh nhiều chức năng phụ khác.
Xuất phát từ thực tế đó, trong quá trình học tập tại trường Đại Học Công Nghệ Thông
Tin và Truyền Thông, được sự chỉ bảo và hướng dẫn tận tình của các thầy cô trong
khoa Tự Động Hóa và đặc biệt là cô giáo, TH.S ”Hoàng Thị Hải Yến”, em đã nhận
được đồ án với đề tài: “ Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc sử
dụng PLC S7-1200 ”.Để giúp cho sinh viên có thêm được những hiểu biết về vấn đề
này. Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót. Em rất
mong được sự phê bình, đánh giá của các thầy cô để em có thể rút ra được kinh nghiệm
cũng như phát triển thêm đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!


Sinh viên thực hiện
Hoàng Anh Tuấn
Nội dung đề tài báo cáo của em gồm 6 chương:
CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ PLC S7-1200 VÀ GIAO DIỆN GIÁM SÁT
WINCC
CHƯƠNG 3 : SƠ ĐỒ KHỐI VÀ GIAO DIỆN THIẾT KẾ
CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ - NHẬN XÉT - ĐÁNH GIÁ

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN

CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN
1.1.

ĐẶT 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 trò hết sức quan trọng trong
mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lý, công
nghiệp tự động hóa... Do đó chúng ta cần phải nắm
bắt và vận dụng điều khiển tự động một cách hiệu
quả nhằm đóng góp vào sự phát triển khoa học kỹ
thuật của thế giới nói chung và trong sự phát triển
của kỹ thuật điều khiển tự động nói riêng.
Xuất phát từ những lần tham quan các doanh
nghiệp có dây chuyền sản xuất, chúng em đã được
thấy nhiều khâu tự động hóa trong quá trình sản
xuất. Một trong những khâu sản xuất tự động hóa đó
là khâu phân loại sản phẩm sử dụng bộ điều khiển


lập trình PLC Siemens.
Sau khi tìm hiểu, nghiên cứu về các đề tài và
công trình trước đây, em quyết định chọn đề tài:
“Điều khiển dây chuyền phân loại sản phẩm sử
dụng PLC S7 -1200”
Đã có khá nhiều đề tài thực hiện việc mô hình
phân loại sản phâm như phân loại theo chiều cao,
phân loại theo khối lượng theo kích thước. Nhưng

với những sản phẩm khối lượng và kích thước nhỏ
và màu sắc thay đổi theo tính chất thì các mô hình
phân loại kia không phù hợp. Vì vậy chúng ta cần
một hướng xử lý phù hợp hơn cho hệ thống phân
loại này đó là phân loại dựa trên màu sắc.
Và nhiều hệ thống chỉ thực hiện phân loại mà
chưa thực hiện giám sát, quản lý việc phân loại. Vì
vậy chúng ta cần xây dựng việc giám sát quá trình
phân loại cho hệ thống
1.2 TỔNG QUAN VỀ PLC VÀ PLC S7-1200
1.2.1. Tổng quan về PLC
a. Giới thiệu
Kỹ thuật điện tử đã phát triển đến trình độ kỳ
diệu và sẽ có những tiến bộ vượt bật trong tương lai.
Nó góp phần không nhỏ và sản xuất công nghiệp.
Nhất là trong giai đoạn hội nhập hiện nay. Các
doanh nghiệp không ngần ngại hạ giá thành sản
phẩm tăng sức cạnh tranh với các công ty khác. Một
trong những giải pháp về trang thiết bị hiện đại này
là PLC. PLC có khả năng vận hành tự động theo
một quy trình định sẵn mà không cần có sự tham gia
của con người lúc vận hành. Bởi tất cả những gì cần
thiết cho ra đời một loạt sản phẩm đã tích hợp tất cả
trong một thiết bị nhỏ gọn đó là PLC. Hệ thống tự


động này gần như tối ưu khi kết hợp với máy vi tính
để điều khiển và kiểm soát quá trình sản xuất hoàn
toàn chỉ trên máy vi tính.
Thật ra hệ thống điều khiển tự động này đã

xuất hiện từ năm 1970 và nhanh chóng trở thành sự
lựa chọn cho việc sản xuất. Nhưng ở Việt Nam, còn
khá nhiều công ty hoàn toàn xa lạ với PLC. Tại sao
như vậy? Về giá thành? Đúng là PLC còn khá đắt
nhưng chỉ với một công ty sản xuất thì giữa đầu tư
ban đầu đó với những lợi ích nó đem lại thì giá
thành không đáng quan tâm lắm. Thật ra là do ngại
thay đổi, do chưa hiểu nhiều về PLC nên khi vận
hanh, bảo trì, bảo dưỡng, thay đổi chương trình gặp
không ít khó khăn cho người sử dụng. Vì vậy cần
chủ động tiếp cận, khi nắm bắt được rồi vấn đề
chuyển giao công nghệ không còn đáng lo và PLC
có thể hiện tính ưu việt nhờ sự hiểu biết của người
sử dụng. Vậy PLC là gì? Hy vọng nội dung được đề
cập trong đồ án này giúp người đọc hiểu hơn về
PLC.
b. PLC là gì?
PLC là viết tắt của Programmable Logic
Controller có nghĩa là thiết bị điều khiển logic khả
trình. Sự phát triển của PLC đã mang lại nhiều
thuận lợi và làm cho các thao tác máy trở nên
nhanh, nhạy, dễ dàng và tin cậy hơn. Nó có khả
năng thay thế hoàn toàn cho các phương pháp điều
khiển truyền thống dùng rơle (loại thiết bị phức tạp
và cồng kềnh); khả năng điều khiển dễ dàng và linh
hoạt dựa trên việc lập trình trên các lệnh logic cơ
bản; khả năng định thời, đếm; giải quyết các vấn đề
toán học và công nghệ; khả năng tạo lập, gởi đi, tiếp
nhận những tín hiệu nhằm mục đích kiểm soát sự

kích hoạt hoặc đình chỉ những chức năng của máy
hoặc một dây chuyển công nghiệp.
> Như vậy những đặc điểm làm cho PLC có tính năng ưu
việt và tích hợp trong môi trường công nghiệp:
一 Khả năng kháng nhiễu tốt.
一 Cấu trúc dạng module rất thuận tiện cho việc thiết kế,
mở rộng, cải tạo nâng cấp...
一 Có những module chuyên dụng để thực hiện chức
năng đặc biệt hay những module truyền thông để kết
nối PLC với mạng công nghiệp hoặc qua mạng
internet.
一 Khả năng lập trình được, lập trình dễ dàng cũng là đặc
điểm quan trọng để xếp hạng một hệ thống điều khiển
tự động.
Thuộc vào hệ sản xuất linh hoạt do tính thay
đổi được do chương trình hoặc thay đổi trực tiếp các
thông số mà không cần thay đổi lại chương trình.
c. Cấu trúc phần cứng của PLC
> Các thành phần cơ bản của một PLC thường có các module
phần cứng sau: 一 Module nguồn.
一 Module đơn vị xử lý trung tâm.
一 Module bộ nhớ chương trình và dữ liệu.
一 Module đầu vào.
一 Module đầu ra.
一 Module phối ghép (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông
nội bộ).
一 Module chức năng (để hỗ trợ cho vấn đề truyền thông
mạng).
d. Cấu trúc bộ nhớ PLC

A Bộ nhớ chia làm 3 vùng chính
• Vùng chứa chương trình ứng dụng: Vùng chứa chương


trình được chia làm miền:
一 Organisation block: Miền chứa chương trình tổ chức,
chứa chương trình chính, các lệnh trong khối này luôn
được quét.
一 Subroutine (Chương trình con): Miền chứa chương
trình con, được tổ chức thành hàm và có biến hình thức
để trao đổi dữ liệu, chương trình con này sẽ được thực
hiện khi nó được gọi trong chương trình chính.
一 Interrup (Chương trình ngắt): Miền chứa chương trình
ngắt được tổ chức thành hàm và có khả năng trao đổi
dữ liệu với bất cứ một khối chương trình nào khác.
Chương trình này sẽ được thực hiện khi có sự kiện
ngắt xảy ra. Có rất nhiều sự kiện ngắt như: Ngắt thời
gian, ngắt xung tốc độ cao ...
•
Vùng chứa tham so của hệ điêu
hành: chia thành miền khác nhau:
一 I (Process Image Input): Miền dữ liệu các cổng vào số,
trước khi bắt đầu thực hiện chương trình, PLC sẽ đọc
giá trị logic của tất cả các cổng đầu vào và cất giữ
chúng trong vùng nhớ I. Thông thường
chương trình ứng dụng không đọc trực tiếp trạng thái
logic của công vào số mà chỉ lấy dữ liệu của cổng vào
từ bộ đệm I.
一 Q (Process Image Output): Miền bộ đệm các dữ liệu
cổng ra số. Kết thúc giai đoạn thực hiện chương trình,

PLC sẽ chuyển giá trị logic của bộ đệm Q tới các cổng
ra số. Thông thường chương trình không trực tiếp gán
giá trị tới tận cổng ra mà chỉ chuyển chúng tới bộ đệm
Q.
一 M (Miền các biến cờ): Chương trình ứng dụng sử dụng
những biến này dể lưu giữ các tham số cần thiết và có
thể truy nhập theo bit (M), byte (MB), từ (MW) hay từ
kép (MW).
一 T (Timer): Miền nhớ phục vụ bộ thời gian (Timer) bao


gồm việc lưu giữ giá trị thời gian đặt trước (PV- Preset
Value), giá trị đếm thời gian tức thời (CV- Current
Value) cũng như giá trị Logic đầu ra của bộ thời gian.
一 C (Counter): Miền nhớ phục vụ bộ đếm bao gồm việc
lưu giữ giá trị đặt trước (PV- Preset Value), giá trị đếm
tức thời (CV- Current Value) và giá trị logic đầu ra của
bộ đệm.
• Vùng dữ liệu.
Vùng dữ liệu là một vùng nhớ động. Nó có thể
được truy cập theo từng bit, từng byte, từng từ đơn
(word) hay từ kép (double word) và được sử dụng
làm miền lưu trữ dữ liệu cho các thuật toán, các hàm
truyền thông, lập bảng, các hàm dịch chuyển, xoay
vòng thanh ghi, con trỏ địa chỉ...
e. Xử lý chương trình
PLC thực hiện chương trình theo chu kỳ lặp.
Mỗi vòng lặp được gọi là một vòng quét (Scan).
Mỗi vòng quét được bắt đầu bằng việc đọc dữ liệu
từ các cổng vào cùng bộ đệm ảo, tiếp theo giai đoạn

thực hiện chương trình. Trong từng vòng quét
chương trình thực hiện bằng lệnh đầu tiên và kết
thúc bằng lệnh kết thúc. Sau giai đoạn thực hiện
chương trình là giai đoạn truyền thông và kiểm tra
lỗi, vòng quét được kết thúc bằng giai đoạn chuyền
các nội dung của bộ đệm ảo đến cổng ra.
f. Cấu trúc chương trình
Chương trình trong S7-1200 được lưu trong bộ
nhớ PLC ở vùng dành riêng cho chương trình và có
thể được lập với 2 dạng cấu trúc khác nhau:
> Lập trình có cấu trúc: chương trình được chia thành những
phần nhỏ và mỗi phần thực thi những nhiệm vụ riêng biệt của nó,
từng phần này nằm trong những khối chương trình khác nhau. Loại


hình cấu trúc này phù hợp với những bài toán điều khiển nhiểu
nhiệm vụ và phức tạp. PLC S7-1200 có 3 loại khối cơ bản sau:
• Loại khối organization Block: khối tổ chức và quản lí
chương tình điều khiển. khối này luôn được thực thi và luôn được
quét trong mỗi chu kì quét.
• Loại khối chương trình con: Khối chương trình với
những chức năng riêng giống như một chương trình con hoặc một
hàm (chương trình con có biến hình thức). Một chương trình ứng
dụng có nhiểu khối chương trình con và các khối chương trình con
này được phân biệt với nhau bằng tên của chương trình con đó.
A Lập trình tuyến tính: toàn bộ chương trình nằm trong một khối
bộ nhớ. Loại hình cấu trúc tuyến tính này phù hợp với những bài
toán tự động nhỏ. Không phức tạp. Khối được chọn phải là khối
organization Block mà PLC luôn quét và thực hiện tổng các lệnh đó
thường xuyên. Từ lệnh đầu tiên đến lệnh cuối và quay lại lệnh đầu

tiên.
• Loại khối chương tình ngắt: là khối chương trình đặc
biệt có khả năng trao đổi 1lượng lớn với các khối chương trình
khác. Chương trình sẽ được thực thi mỗi khi có sự kiện ngắt xảy
ra.

1.3 GIỚI THIỆU VỀ BĂNG TẢI VÀ CÁC CẢM BIẾN
1.3.1 ĐẶT 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 trò hết sức quan trọng
trong mọi lĩnh vực khoa học kỹ thuật, quản lí, công nghiệp tự động hóa, cung
cấp thông 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. Xuất phát
từ những đợt đi thực tập tốt nghiệp tại nhà máy, các khu công nghiệp và tham


quan các doanh nghiệp sản xuất, chúng em đã được thấy nhiều khâu được tự
động hóa trong quá trình sản xuất. Một trong những khâu tự động trong dây
chuyền sản xuất tự động hóa đó là số lượng sản phẩm sản xuất ra được các
băng tải vận chuyển và sử dụng hệ thống nâng gắp đóng hộp sản phẩm. Tuy
nhiên đối với những doanh nghiệp vừa và nhỏ thì việc tự động hóa hoàn toàn
chưa được áp dụng trong những khâu phân loại, đóng bao bì mà vẫn còn sử
dụng nhân công, chính vì vậy nhiều khi cho ra năng suất thấp chưa đạt hiệu
quả. Từ những điều đã được nhìn thấy trong thực tế cuộc sống và những kiến
thức mà 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
em đã quyết định thiết kế và thi công một mô hình sử dụng băng chuyền để
đóng và đếm sản phẩm vì nó rất gần gũi với thực tế, vì trong thực tế có nhiều
sản phẩm được sản xuất ra đòi 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 triển của thế giới.


1.3.2 CÁC BĂNG CHUYỀN ĐẾM VÀ ĐÓNG SẢN PHẨM HIỆN NAY
a. Các loại băng tải sử dụng hiện nay
Giới thiệu chung.
Băng tải thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệu
rời theo 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 chuyển
các cơ cấu nhẹ, trong các xưởng luyện kim dùng để 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 1 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 hoàn thành và
chưa hoàn thành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng
để loại bỏ các sản phẩm không dùng được.
b. Đặc 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 không 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.


1. Cấu tạo chung của băng tải
1

3

2

H
4
b

L1

L2
L

Hình 1: Cấu tạo chung băng chuyền
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 giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.
4. Hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ...) làm phần trượt cho bộ phận kéo và
các yếu tố làm việc.
c. Các loại băng tải trên thị trường hiện nay.
Bảng 1: Danh sách các loại băng tải.
Loại băng tải

Tải trọng

Băng tải dây đai

< 50 kg

Phạm vi ứng dụng
Vận chuyển từng chi tiết giữa các

nguyên công hoặc vận chuyển thùng
chứa trong gia công cơ và lắp ráp.

Băng tải lá

25 ÷ 125 kg Vận chuyển chi tiết trên vệ tinh trong
gia công chuẩn bị phôi và trong lắp ráp

Băng tải thanh đẩy

50 ÷ 250 kg Vận chuyển các chi tiết lớn giữa các
bộ phận trên khoảng cách >50m.


Băng tải con lăn

30 ÷ 500 kg Vận chuyển chi tiết trên các vệ tinh
giữa các nguyên công với khoảng cách
<50m.


Các loại băng tải xích, băng tải con lăn có ưu điểm là độ ổn định cao khi
vận chuyển.Tuy nhiên chúng đòi hỏi kết cấu cơ khí phức tạp, đòi hỏi độ chính
xác cao, giá thành khá đắt.
- Băng tải dạng cào: sử dụng để thu dọn phoi vụn. năng suất của băng tải
loại này có thể đạt 1,5 tấn/h và tốc độ chuyển động là 0,2m/s. Chiều dài của
băng tải là không hạn chế trong phạm vi kéo là 10kN.
- Băng tải xoắn vít : có 2 kiểu cấu tạo :
+ Băng tải 1 buồng xoắn: Băng tải 1 buồng xoắn được dùng để thu dọn
phoi vụn. Năng suất băng tải loại này đạt 4 tấn/h với chiều dài 80cm.

+ Băng tải 2 buồng xoắn: có 2 buồng xoắn song song với nhau, 1 có
chiều xoắn phải, 1 có chiều xoắn trái. Chuyển động xoay vào nhau của các
buồng xoắn được thực hiện nhờ 1 tốc độ phân phối chuyển động.
Cả 2 loại băng tải buồng xoắn đều được đặt dưới máng bằng thép hoặc
bằng xi măng.
d. Các loại băng tải đếm và đóng sản phẩm hiện nay.
Đóng hộp và đếm 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 công nhân khó đảm bảo được sự chính
xác trong công 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 đóng gói và đếm 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, các hệ thống tự động có
những quy mô 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 đóng sản phẩm tự động đa phần mới chỉ được
áp dụng trong các hệ thống có yêu cầu 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 đếm sản phẩm. Còn rất nhiều
dạng đóng sản phẩm tùy theo yêu cầu của nhà sản xuất như: Đóng sản
phẩm theo kích thước, theo khối lượng v.v… Vì sản phẩm rất đa dạng
nên có nhiều loại băng chuyền khác nhau để đáp ứng các hướng giải
quyết khác nhau cho từng sản phẩm.
Đếm sản phẩm sử dụng cảm biến quang: hộp chứa sản phẩm chạy
trên băng chuyền dưới ngang qua cảm biến quang thứ 1 thì tự động dừng

lại, động cơ băng chuyền trên sẽ hoạt động đưa sản phẩm vào hộp và
đồng thời đếm đủ số lượng sản phẩm băng chuyền dưới sẽ tự động chạy
đưa hộp ra ngoài và hộp tiếp theo sẽ được đưa vào.
1.4. Cảm biến màu E3ZM-V
Với thiết kế tiết kiệm không gian.E3ZM-V nhỏ hơn nhiều lần so
với model trước E3M-V, cùng với vỏ kim loại SUS316L đạt tiêu chuẩn
cấp độ bảo vệ IP69K. · Cải thiện quá trình phát hiện các màu khác nhau
nhờ đèn LED sáng trắng và bộ lọc tín hiệu RGB. · Hệ thống trục quang
duy trì chính xác quá trình cảm nhận độ tương phản của đối tượng di
chuyển. · Cung cấp 2 chế độ học mầu: chế độ học bằng tay và chế độ học
tự động từ xa. Thiết kế nhỏ gọn, E3ZM-V giảm đi tới 90% kích thước so
với model OMRON trước. Và kích thước chuẩn quốc tế đóng góp vào
việc lắp đặt tiêu chuẩn hoá kỹ thuật.


Hình 2: Cảm biến màu E3ZM-V
Hệ thống trục quang được thiết kế nhỏ gọn
Mặc dù E3ZM-V chỉ có kích thước 11 × 21 × 32 mm.Hệ thống trục quang được
dùng ở đây có khuynh hướng thay đổi để thích nghi với đối tượng cảm nhận.

Hình 3: Hệ thống trục quang của cảm biến màu
Cấp độ bảo vệ IP69K cùng với vỏ kim loại SUS316L (Tuổi thọ cao giống như là
E3ZM)

Hình 4: Cấp độ bảo vệ IP69K


Vỏ cảm biến được xây dựng bằng kim loại chống sự ăn mòn SUS316L và lắp bảo
vệ hiển thị được làm bằng chất PES (polyethersulfone). Hai vật liệu này có độ
chống ăn mòn rất cao, rất hiệu quả trong việc làm sạch và tẩy rửa. Cấp độ bảo vệ

IP69K cho phép E3ZM-V chống lại các chất tẩy xà phòng cùng với nhiệt độ cao,
áp suất nước cao. Việc làm này cho phép E3ZM-V hoạt động ở những nơi yêu cầu
có mức vệ sinh cao.
Bộ phận cảm biến phát hiện mầu được thiết kế nhỏ gọn và hiệu suất cao.

Hình 5: Bộ phận cảm biến màu
Cải thiện quá trình phát hiện các màu khác nhau và tín hiệu RGB
Sự phát hiện các mầu đơn sắc thường gặp khó khăn trong các model trước đó của
OMRON. Quá trình học tự động sẽ được chọn với các màu chuẩn.
Tín hiệu trả về rất nhanh 50ms với 2 mức tín hiệu ON và OFF.
Quá trình học bằng tay và tự động thao tác một cách dễ dàng.
Quá trình học bằng tay


Hình 6: Quá trình học cảm biến
Chiếu điểm sáng vào điểm chia và nền của điểm chia sau đó nhấn nút tự học.
1.5 Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK
Lâu nay, chúng ta đã quen với việc sử dụng cảm biến siêu âm để phát hiện vật
cản, tuy nhiên điểm yếu của nó là dễ bị nhiễu. Để khắc phục điểm yếu trên, đồ án
đã sử dụng một phương pháp phát hiện vật cản khác. Đó chính là sử dụng hồng
ngoại, mà cụ thể hơn là sử dụng cảm biến E18-D80NK thường ứng dụng cho các
đặc tính Robot tránh vật cản, trên các dây chuyền phát hiện sản phẩm, các bộ
reminder đa chức năng..v.v..
Cảm biến vật cản hồng ngoại E18-D80NK dùng ánh sáng hồng ngoại để xác
định vật cản cho độ phản hồi nhanh và rất ít nhiễu do sử dụng mắt nhận và phát tia
hồng ngoại theo tần số riêng biệt. Cảm biến có thể chỉnh khoảng cách hoạt động
thông qua biến trở ở phần cuối thân cảm biến.


Hình 7: Cảm biến E18-D80NK

 Thông số kỹ thuật
Điện áp hoạt động: 5VDC
Khoảng cách hoạt động tối đa: ~80cm
Dòng kích ngõ ra: 300mA
Góc điểm: ~15o
Thời gian hồi đáp: ~2ms
Nhiệt độ môi trường làm việc: -25oC~50oC
Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên
áp bao nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu.
Chất liệu vỏ cảm biến: Nhựa
Hiển thị ngõ ra bằng Led
Kích thước: 1.8cm (D) x 7.0cm (L)
Sơ đồ dây
E18-D80NK có cách nối dây tương đối đơn giản:
Màu nâu: VCC, nguồn dương 5VDC
Màu xanh dƣơng: GND, nguồn âm 0VDC
Màu đen: tín hiệu ngõ ra cực thu hở NPN, cần trở treo để tạo mức cao


Hình 8: Sơ đồ chân của E18-D80NK
b. Máy Nén Khí Piston
Máy nén khí Piston được sử dụng phổ biến rộng rãi hiện nay đặc biệt trong các
ngành sản xuất thiết bị điện tử, những ngành nghề mà ở đó thường xảy ra những vụ
nổ nguy hiểm bắt nguồn từ các thiết bị phun sơn, các chi tiết nhựa, chất dẻo,… hay
ngành sửa chữa, bảo dưỡng xe máy, ô tô. Về mặt chức năng máy nén khí Piston
cũng giống như máy nén khí trục vít nhưng về mặt cấu tạo thì máy nén khi Piston
chinh phục được người dùng vì có cấu tạo đơn giản, dễ sử dụng và dễ bảo hành.
Hãy cùng Nam Phát tìm hiểu về cấu tạo và nguyên lý hoạt động để người dùng sử
dụng và bảo dưỡng máy hiệu quả nhé.

Cấu tạo máy nén khí Piston:


Hình 9: Cấu tạo của piston
Máy nén khí Piston được cấu thành bởi các chi tiết và cụm chi tiết giữ vị trí, vai trò
và nhiệm vụ khác nhau; chúng không thể thiếu vắng trong quá trình máy nén khí
công nghiệp hoạt động. Máy nén khí piston với cấu tạo đơn giản, bao gồm xi lanh,
piston, cần đẩy, thanh truyền, con trượt, tay quay, van nạp, van xả, phớt,…Dòng
máy Piston được chia thành 2 loại:
 Máy nén khí một chiều một cấp: xi lanh, piston, con trượt, thanh truyền,
tay quay, van nạp khí , van xả khí, con đẩy…
 Máy nén khí hai chiều một cấp : xi lanh, piston, con đẩy, con trượt, thanh
truyền, tay quay, phớt, van nạp , van xả,bình làm mát.
Nguyên lý hoạt động
Mỗi loại máy nén sẽ có nguyên lý hoạt động khác nhau. Nhưng đa số, máy nén khí
piston được hoạt động dựa theo nguyên lý thay đổi thể tích, quy trình nén của thiết
bị được thực hiện giữ khí vào một không gian khép kín và giam thể tích của khí, áp
suất của khí nhờ đó sẽ được tăng lên. Khi áp suất cao hơn so với áp suất ngưng tụ
hơi thì khí sẽ được đưa ra khỏi không gian khép kín này. Và dựa trên nguyên tắc di
chuyển của một piston lên xuống trong xilanh.
Máy nén khí một cấp một chiều: không khí được hút trực tiếp từ bên ngoài qua bộ
lọc khí đến piston tiến hành nén khí và đẩy ra bình chứa khí nén. Khí nén chỉ được
nén một lần duy nhất, thanh truyền tay quay được nối với piston giúp piston có thể
tịnh tiến.
 Khi piston đi sang phải V tăng dần, lúc này P giảm thì van nạp sẽ mở ra,
không khí bên ngoài sẽ đi vào bên trong xi lanh để thực hiện quá trình
nạp khí.
 Và ngược lại, khi piston đi sang trái, không khí trong xi lanh được nén, P
tăng, van nạp sẽ đóng, cho đến khi giá trị P tăng cao hơn sức căng lò xo;
thì van xả tự động mở, khí nén sẽ đi qua van xả theo đường ống đến bình

chứa khí ( hay còn gọi là bình tích áp). Và kết thúc một chu kỳ làm việc.
 Sau đó, các quá trình này tiếp tục được lặp đi lặp lại để cung cấp khí nén
thúc đẩy các thiết bị khác hoạt động.


Hình 10: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí pittong một
chiều, một cấp
Máy nén khí hai cấp một chiều: không khí đi từ môi trường bên ngoài vào máy
nén, đi qua bộ lộc khí đến piston. Cả hai đầu xi lanh của máy nén khí piston cả hai
đầu xi lanh của máy nén khí piston.
 Trường hợp piston đi xuống, thể tích phần không gian phía trên piston lớn
dần, áp suất P sẽ giảm, van nạp số 7 mở ra, lúc này không khí sẽ được nạp
vào phía trên piston. Đồng thời, khi piston đi xuống, thể tích dưới piston
giảm, P tăng van xả số 8 mở ra, khí theo đường ống qua bình chứa.
 Còn trong trường hợp piston đi lên, không gian phía dưới piston lớn dần,
P giảm van nạp số 7 mở ra, không khí được nạp vào xi lanh; đồng thời V
phía trên piston nhỏ dần. Lúc này, P tăng, van xả số 8 mở ra, khí nén phía
trên piston được nén đẩy vào bình chứa.


Hình 11: Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của máy nén khí pittong hai cấp,
một chiều
Ưu điểm, nhược điểm và đặc điểm kỹ thuật
Ưu Điểm
 Giá thành phù hợp với nhu cầu sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hằng
ngày,
 Kết cấu gọn, trọng lượng máy nhỏ, chiếm diện tích lắp đặt không lớn,
 Tiện lợi khi tháo lắp các cụm chi tiết,
 Có thể tạo ra áp suất lớn từ 2-1000 kg/cm2 và có thể lớn hơn nữa.
 Chính sự phù hợp với các nhu cầu công việc của các đơn vị, tổ chức cá

nhân nên dòng máy nén khí piston được bán với doanh số rất cao trên thị
trường.
Nhược Điểm
 Do có các khối lượng tịnh tiến qua lại nên máy nén khí piston hoạt động
không cân bằng, làm việc còn khá ồn và rung động,


 Khí nén cung cấp không được liên tục, do đó phải có bình chứa khí nén đi
kèm, độ ổn định và độ bền của máy không cao như dòng máy nén khí trục
vít.
Đặc điểm kỹ thuật
 Máy nén khí piston một cấp ở kì nạp, chân không được tạo lập phía trên
piston, vì vậy không khí được đẩy vào buồng nén không qua van nạp. Van
này mở tự động do sự chênh lệch áp suất gây ra bởi chân không ở trên bề
mặt piston. Khi piston đi xuống tới “ điểm chếch dưới” và bắc đầu đi lên.,
không khí đi vào buồng nén do sự mất cân bằng áp suất phía trên và dưới
nên van nạp đóng lại và quá trình nén khí bắt đầu xảy ra. Khi áp suất
trong buồng nén tăng tới một mức nào đó sẽ làm cho van thoát mở ra, khí
nén sẽ thoát qua van thoát để đi vào hệ thống khí nén.
 Cả hai van nạp và thoát thường có lò xo và các van đóng mở tự động do
sự thong khí sự chênh lệch áp suất ở phía của mỗi van.
1.5.1. Motor DC
Giới thiệu
Động cơ điện một chiều là máy điện chuyển đổi năng lượng điện một chiều
sang năng lượng cơ. (Máy điện chuyển đổi từ năng lượng cơ sang năng lượng điện
là máy phát điện).
Động cơ DC giảm tốc V1 là loại được lựa chọn và sử dụng nhiều nhất hiện
nay cho các mô hình, thiết kế Robot đơn giản... Động cơ DC giảm tốc V1 có chất
lượng tương đối cùng với khả năng dễ lắp ráp đem lại sự tiện dụng,
Cấu tạo & Hoạt động

Gồm có 3 phần chính stator (phần cảm), rotor (phần ứng), và phần chỉnh lưu
(chổi than và cổ góp).
- Stator của động cơ điện 1 chiều thường là 1 hay nhiều cặp nam châm vĩnh cửu,


hay nam châm điện.
- Rotor có các cuộn dây quấn và được nối với nguồn điện một chiều.
- Bộ phận chỉnh lưu, nó có nhiệm vụ là đổi chiều dòng điện trong khi chuyển động
quay của rotor là liên tục.

Pha 1: Từ trường của rotor cùng cực với stator, sẽ đẩy nhau tạo ra chuyển
động quay của rotor.

Pha 2: Rotor tiếp tục quay

Pha 3: Bộ phận chỉnh điện sẽ đổi cực sao cho từ trường giữa stator và rotor
cùng dấu, trở lại pha 1