LỜI CẢM ƠN Sau thời gian chạy thử nghiệm và nghiên cứu, dưới sự làm việc khẩn trương và được sự hướng dẫn tận tình giúp đỡ của Cô giáo TS. Nguyễn Thị Thanh Bình, khóa luận tốt nghiệp “xây dựng tủ điều khiển và thiết kế màn hình HMI giám sát mô hình hệ thống điều khiển quy trình pha chế Cocktail” đã được hoàn thành đúng thời hạn. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Cô giáo hướng dẫn TS. Nguyễn Thị Thanh Bình đã hướng dẫn tận tình chỉ dẫn và giúp đỡ em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Cô đã trực tiếp hướng dẫn và hướng dẫ tận tình và cung cấp tài liệu, kiến thức cũng như kinh nghiệm quý báu cho em trong suốt thời gian làm khóa luận tốt nghiệp. Các thầy, cô của Khoa Kỹ thuật và Công nghệ đã hết sức nhiệt tình truyền thụ kiến thức chuyên môn và những kinh nghiệm quí báu. Bên cạnh đó còn tạo những điều kiện hết sức thuận lợi để em có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình. Gia đình và bạn bè đã quan tâm động viên, giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập để hoàn thành khóa luận tốt nghiệp. Tuy đã nỗ lực hoàn thành đề tài trong khả năng cho phép, nhưng do hạn chế về thời gian cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế, chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu từ các thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để hoàn thiện hơn trong những lần sau. Em xin chân thành cảm ơn! hn, ngày….tháng….năm 20 Sinh viên thực hiện MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN 1 LỜI CAM ĐOAN 2 MỤC LỤC 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 5 LỜI MỞ ĐẦU 7 CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUY TRÌNH PHA CHẾ COCKTAIL 8 1.1. Giới thiệu về quy trình pha chế Cocktail 8 1.2. Phạm vi sử dụng 9 1.3.Một số máy pha chế cocktial hiện có 10 1.3.1. Máy pha chế cocktail keurig Drinkworks 10 1.3.2.Máy pha chế Bartesian 11 1.3.3 Máy pha chế Somabar 12 1.4. Khái niệm 14 1.5.Cấu trúc hệ thống 14 1.6. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển pha chế cocktail tự động 15 1.6.1. Ưu điểm 15 1.6.2. Nhược điểm 16 1.7. Đánh giá tổng thể 16 1.8. Kết luận chương 1 16 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ MÀN HÌNH HMI 17 2.1.Sơ đồ khối tổng quát 17 2.2.Khái quát về tủ điều khiển và màn hình HMI trong hệ thống 17 2.2.1. Vai trò của tủ điều khiển 17 2.2.2. Vai trò của màn hình HMI giám sát 17 2.2.3. Mối liên kết giữa tủ điều khiển và HMI 18 2.3. Chức năng và yêu cầu 18 2.4.Khái quát về PLC 20 2.4.1. Giới thiệu về PLC S7-1200 20 2.4.2. Module mở rộng 28 2.5.Cách tạo một Project 31 2.6.Bảng tag của PLC 33 2.7.Làm việc với PLC 33 2.8.Giám sát chương trình 34 2.9. Viết chương trình điều khiển (Phụ lục) 35 2.10. Lựa chọn thiết bị 35 2.10.1. Nguồn tổ ong 12v 35 2.10.2. Nguồn tổ ong 24v 38 2.10.3. Aptomat đơn 39 2.10.4. Rơle trung gian 41 2.10.5.Driver điều khiển động cơ bước PC5 43 2.10.6 .Nút nhấn 46 2.11.Lựa chọn thiết bị HMI 46 2.12. Kết luận chương 2 52 CHƯƠNG 3. XÂY DỰNG VÀ GIÁM SÁT HOẠT ĐỘNG CỦA MÔ HÌNH HỆ THỐNG TỦ ĐIỀU KHIỂN VÀ MÀN HÌNH HMI GIÁM SÁT QUY TRÌNH ĐIỀU KHIỂN PHA CHẾ COCKTAIL 53 3.1. Yêu cầu bài toán 53 3.2. Phân tích và xây dựng hệ thống 53 3.2.1. Lưu đồ thuật toán 53 3.2.2. Sơ đồ bố trí thiết bị trong hệ thống 54 3.2.3. Sơ đồ đấu nối PLC và Microstep Diver BT6600 và bơm 55 3.3. Xây dựng tủ điều khiển 55 3.4.Thiết kế giao diện hệ thống 58 3.5. Xây dựng và hoàn thành phần cứng 68 3.6. Chạy thử nghiệm mô hình giám sát HMI 70 3.7. Kết luận chương 3 73 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 PHỤ LỤC 76 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1. Đồ uống cocktail 8 Hình 1.2.Máy pha chế keurig Drinkworks 11 Hình 1.3.Máy pha chế Bartesian 12 Hình 1.4. Máy pha chế Somabar 13 Hình 2.1 Sơ đồ khố tổng quát hệ thống 17 Hình 2.2 Cấu tạo PLC S7-1200 20 Hình 2.3 Module tín hiệu 21 Hình 2.4 Phần mềm TIA Portal V17 23 Hình 2.5 Khối hàm PID _Compact 24 Hình 2.6 Module mở rộng 28 Hình 2.7 Module mở rộng kết nối với PLC 30 Hình 2.8 Phần mềm Tia Portal 17 31 Hình 2.9 Tạo tên dự án 31 Hình 2.10 Chọn và tạo chương trình 31 Hình 2.11 Chọn loại PLC mà chương trình cần dùng 32 Hình 2.12 Chọn PLC và khởi chạy chương trình 32 Hình 2.13 Hình thành Project mới 32 Hình 2.14 Giao diện của bảng TAG 33 Hình 2.15 Giao diện đổ chương trình xuống CPU 33 Hình 2.16 Bắt đầu quá trình giả lập 34 Hình 2.17 Load chương trình 34 Hình 2.18 Màn hình 1 34 Hình 2.19 Sau khi chương trình chạy 35 Hình 2.20 Bộ nguồn tổ ong 12v 36 Hình 2.21 Nguồn tổ ong 24v 38 Hình 2.22 Aptomat đơn 40 Hình 2.23 Rơ le trung gian 42 Hình 2.24 Driver điều khiển đông cơ bước PC5 44 Hình 2.25 Sơ đồ đấu dây 46 Hình 2.26 Nút nhấn 46 Hình 2.27 Màn hình HMI 47 Hình 2.28 Màn hình HMI truyền thống và hiện đại 48 Hình 2.29 HMI truyền thống 49 Hình 2.30 HMI hiện đại 49 Hình 3.1 Lưu đồ thuật toán 53 Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thiết bị trong hệ thống 54 Hình 3.3 Sơ đồ đấu nối PLC và Microstep Diver BT6600 và bơm 55 Hình 3.4 Tủ điều khiển 56 Hình 3.5 Tủ điều khiển khi được xây dựng 57 Hình 3.6 Cấu trúc bên trong của tủ điều khiển 58 Hình 3.7. Màn hình SIMATIC HMI KTP400 SIEMENS 60 Hình 3.8 Kết quả hiển thị HMI trên máy tính 66 Hình 3.9 Kết quả hiển thị trên màn hình HMI 67 Hình 3.10 Bảng Tag của HMI 67 Hình 3.11 Hình ảnh tủ điều khiển thực tế 68 Hình 3.12 Các thiết được đấu nối 68 Hình 3.13 Hình ảnh truyền tín hiệu lên HMI thực tế 69 Hình 3.14 Hình ảnh giám sát HMI thực tế 69 Hình 3.15 Hình ảnh phần cứng thực tế 70 Hình 3.16 HMI giám sát trên máy tính 70 Hình 3.17 Hình ảnh HMI bắt đầu quá trình mô phỏng 70 Hình 3.18 Qúa trình mô phỏng của hệ thống 71 Hình 3.19 Màn hình hiển thị đèn báo sáng khi bơm 1 hoạt động 71 Hình 3.20 Màn hình hiển thị đèn báo sáng khi bơm 2 hoạt động 72 Hình 3.21 Màn hình hiển thị đèn báo sáng khi bơm 3 hoạt động 72 Hình 3.22 Màn hình hiển thị đèn báo sáng khi bơm 4 hoạt động 73 Hình 3.23 Màn hình hiển thị sau khi hệ thống hoàn thành 73 LỜI MỞ ĐẦU Ngày nay,cùng với sự tiến bộ của khoa học và kĩ thuật đã giúp cuộc sống của chúng ta đã và đang được nâng cao, hiện đại hơn.Nhận thấy được dõ của sự bất tiện gọi món và pha chế theo phương thức thủ công,chúng em đã hình thành í tưởng sử dụng các hệ thống tự động để nghiên cứu và thiết kế thành công hệ thống máy pha chế cocktail tự động khắc phục những bất tiện đó.Hy vọng đề tài sau khi hoàn thiện một số sản phẩm nữa có thể áp dụng trực tiếp vào thực tế để có thể cải thiện chất lượng mọi thứ trong cuộc sống. Pha chế cocktail không chỉ là một nghệ thuật còn là một quy trình kỹ thuật đòi hỏi sự tỉ mỉ, sáng tạo và am hiểu về nguyên liệu. là một quy trình kết hợp đòi hỏi sự tỉ mỉ trong từng công đoạn và sự am hiểu về nguyên liệu,quy trình pha chế một số loại cocktail phổ biến nhằm giúp người đọc nắm rõ các bước thực hiện cơ bản, tiêu chuẩn chất lượng cần đạt được, cũng như những yếu tố ảnh hưởng chính đến hương vị và hình thức của thành phẩm. Từ nhu cầu ứng dụng công nghệ tự động hóa trong thực tiễn sản xuất và giám sát quy trình, tôi đã thực hiện đề tài “Xây dựng tủ điều khiển và thiết kế màn hình HMI giám sát mô hình hệ thống điều khiển quy trình pha chế Cocktail” dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Thị Thanh Bình. Đề tài tập trung vào việc xây dựng một mô hình hệ thống điều khiển có khả năng vận hành tự động, tích hợp công nghệ và xử lý ảnh nhằm nhận diện và giám sát của sản phẩm đầu ra, từ đó điều khiển quá trình phân loại thông qua bộ điều khiển PLC. Mô hình không chỉ minh họa rõ nét quy trình pha chế cocktail theo hướng tự động hóa mà còn thể hiện tính ứng dụng thực tiễn cao, có thể mở rộng và triển khai trong nhiều lĩnh vực công nghiệp như đóng gói thực phẩm, sản xuất thực phẩm.Do thời gian tài liệu và trình độ còn hạn chế nên đề tài không thể tránh khỏi sai phạm và thiếu sót.Rất mong nhận được sự giúp đỡ,góp í chân thành của quý thầy cô cùng các bạn sinh viên. Chúng em xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến quý thầy cô trong khoa Kĩ thuật và Công Nghệ,đã truyền đạt kiến thức cho chúng em thực hiện đề tài. CHƯƠNG 1: TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUY TRÌNH PHA CHẾ COCKTAIL 1.1. Giới thiệu về quy trình pha chế Cocktail Cocktail là một loại đồ uống được pha chế bằng cách kết hợp rượu với nước trái cây hoặc nước có ga. Mục đích chính của việc pha cocktail là làm giảm nồng độ cồn trong rượu, tuy nhiên, khi pha đúng cách, hương vị của rượu lại trở nên hấp dẫn và dễ uống hơn. Ban đầu, cocktail chỉ đơn giản là sự pha trộn giữa rượu và một số thành phần như lá thơm hoặc nước chanh để làm tăng hương vị. Về sau, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng phong phú của người tiêu dùng, cocktail được sáng tạo với nhiều công thức đa dạng hơn, kết hợp nhiều loại nguyên liệu khác nhau để tạo nên một loại thức uống đặc trưng và được ưa chuộng rộng rãi như ngày nay. Hình 1.1. Đồ uống cocktail Trong bối cảnh khoa học và công nghệ không ngừng phát triển, việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật vào việc nâng cao chất lượng cuộc sống là điều tất yếu. Xuất phát từ tiêu chí đó, nhóm chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng một hệ thống nhằm khắc phục những hạn chế còn tồn tại trong phương pháp pha chế truyền thống. Sản phẩm được phát triển từ ý tưởng giảm bớt khối lượng công việc cho các bartender tại nhà hàng, khách sạn, đồng thời cũng là một công cụ hữu ích dành cho những ai yêu thích pha chế và muốn tự tay thực hiện đồ uống tại nhà. Với hệ thống này quá trình phục vụ tại các cửa hàng,khách sạn,quán bar,sẽ trở lên dễ dàng hơn bao giờ hết.Hệ thống góp phần giảm thiểu số lượng nhân viên phục vụ tiết kiệm chi phí cho chủ cửa hàng,khách sạn.Bên cạnh đó,sản phẩm pha chế tự động giúp giảm thiểu thời gian chờ đợi của khách hàng,đem lại một trải nghiệm tốt hơn của khách hàng từ đó giúp khách hàng có sự thích thú vad muốn trải nghiệm sản phẩm,thức uống này. 1.2. Phạm vi sử dụng Trong thời gian gần đây, các đô thị lớn đang chứng kiến sự tăng trưởng nhanh chóng về ngành du lịch và các dịch vụ liên quan nhằm phục vụ tốt hơn cho lượng khách ngày càng đông đảo từ cả trong nước lẫn quốc tế. Sự phát triển này đặt ra yêu cầu cấp thiết trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ, trong đó việc ứng dụng công nghệ và tiến bộ khoa học kỹ thuật vào hoạt động vận hành trở thành một xu hướng không thể thiếu. Tuy nhiên, thực trạng hiện nay cho thấy phần lớn nhà hàng và khách sạn tại các thành phố lớn vẫn đang sử dụng phương pháp pha chế thủ công theo kiểu truyền thống. Mặc dù phương pháp này có thể đáp ứng được nhu cầu ở quy mô nhỏ, nhưng lại bộc lộ nhiều hạn chế khi lượng khách tăng cao, đặc biệt trong các khung giờ cao điểm hoặc dịp lễ. Việc phụ thuộc hoàn toàn vào con người khiến cho quy trình phục vụ dễ bị quá tải, ảnh hưởng đến tốc độ, chất lượng và trải nghiệm tổng thể của khách hàng. Xuất phát từ những bất cập đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống pha chế và gọi món tự động, với mục tiêu cải thiện hiệu suất làm việc trong môi trường dịch vụ chuyên nghiệp. Hệ thống này không chỉ hỗ trợ nhân viên trong việc rút ngắn thời gian phục vụ mà còn góp phần đảm bảo tính nhất quán trong chất lượng đồ uống. Đây được xem như một bước tiến quan trọng, góp phần đặt nền móng cho việc xây dựng mô hình nhà hàng - khách sạn thông minh trong tương lai. Sản phẩm hướng đến việc tự động hóa một phần quy trình vận hành, từ khâu tiếp nhận yêu cầu của khách đến pha chế và giao đồ uống, qua đó tạo nên một môi trường phục vụ hiện đại, linh hoạt và hiệu quả hơn. Không chỉ giúp các doanh nghiệp trong ngành tiết kiệm chi phí nhân lực, hệ thống còn mang lại trải nghiệm mới mẻ và chuyên nghiệp cho người dùng, phù hợp với xu hướng số hóa đang lan rộng trong lĩnh vực dịch vụ hiện nay. Hệ thống máy pha chế cocktail tự động là hệ thống giúp cho việc pha chế đồ uống cocktail trở lên dễ dàng hơn,mọi việc gần như là tự động hoàn toàn.Hệ thống pha chế hoạt động chính xác giúp cho người sử dụng tối ưu được thời gian để có được sự đánh giá tốt từ khách hàng.Là thiết bị trợ giúp tốt cho người pha chế Bartender,cung cấp một hệ thống đầy đủ tiện ích giúp việc pha chế trở lên thuận tiện hơn nhiều cho mọi người sử dụng. 1.3.Một số máy pha chế cocktial hiện có 1.3.1. Máy pha chế cocktail keurig Drinkworks Thiết bị pha chế cocktail tại nhà mang tên Keurig Drinkworks là kết quả của sự hợp tác giữa hai thương hiệu nổi tiếng: Keurig và Anheuser-Busch. Sản phẩm này sở hữu thiết kế nhỏ gọn, tinh tế và mang phong cách hiện đại, phù hợp với không gian sống đô thị. Điểm nổi bật của máy là khả năng nhận diện từng loại viên pha cocktail thông qua hệ thống quét mã vạch tích hợp. Nhờ đó, người dùng có thể dễ dàng tạo ra những ly cocktail chuẩn vị mà không cần đến kỹ năng pha chế chuyên nghiệp.Hiện nay, có khoảng 15 loại cocktail phổ biến được hỗ trợ pha chế bởi thiết bị, bao gồm các món quen thuộc như Margarita, Mojito, Long Island Iced Tea và nhiều loại khác. Ngoài việc thao tác trực tiếp thông qua màn hình cảm ứng được tích hợp trên máy, người dùng còn có thể điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại thông minh thông qua ứng dụng di động. Ở thời điểm hiện tại, ứng dụng mới chỉ khả dụng trên hệ điều hành iOS, trong khi phiên bản dành cho Android đang trong quá trình phát triển để sớm đưa vào sử dụng. Hình 1.2.Máy pha chế keurig Drinkworks Cơ chế vận hành của máy Keurig Drinkworks tương tự như cách hoạt động của các dòng máy pha cà phê phổ biến hiện nay. Người dùng chỉ cần đổ nước vào bình chứa, lắp bình CO₂ để tạo ga và đưa viên cocktail vào ngăn chuyên dụng. Sau khi hoàn tất các bước chuẩn bị đơn giản này, máy sẽ tự động pha chế và cho ra thành phẩm chỉ trong khoảng 25 đến 50 giây. Nhờ vào thiết bị này, người dùng có thể dễ dàng thưởng thức những ly cocktail chuẩn vị ngay tại nhà mà không cần đến quầy bar hay bartender chuyên nghiệp. Điều này không chỉ mang lại sự tiện lợi khi mời bạn bè, người thân mà còn góp phần tiết kiệm chi phí so với việc thường xuyên thưởng thức cocktail tại các địa điểm cao cấp. 1.3.2.Máy pha chế Bartesian Đối với những người ưa thích loại đồ uống cầu kì được làm nhiều công thức và thành phần khác nhau như cocktail thì đây chính là chiếc máy dành cho bạn.Với Bartesian thì chỉ sau vài giây là người dùng có thể thưởng thức những ly cocktail như ý sau vài giây bấm máy,chỉ cần chọn đồ uống với hương vị yêu thích,Bartesian sẽ thực hiện những công việc còn lại. Hình 1.3.Máy pha chế Bartesian Bartesian là máy pha cocktail thông minh.Bởi tất cả mọi thứ chúng ta cần đều có sẵn trong hộp sapsule nhỏ chứa sẵn những thành phần phù hợp để làm ra ly cocktail đơn giản,chỉ cần chọn loại rượi ưa thích như vodka,rum,gin hay tequila Bertesian sẽ pha chế ra ly cocktail có hương vị không thua kém khi chúng ta thưởng thức ở các quầy bar. Ngoài ra,Bartesian còn được trang bị hẹ thống mã vạch thông minh tự động đọc các công thức với các loại cocktail khác nhau và tùy chỉnh sao cho phù hợp với bảng hiện thị ba nút bấm đơn giản người dùng chỉ cần ấn nút là có thể quan sát máy làm tất cả mọi việc. Hiện tại,Bartesian có thể pha 6 vị cocktail cơ bản và sẽ nhanh chóng được mở rộng với nhiều công thức pha chế hơn trong tương lai tùy theo khẩu vị theo mùa hay khẩu vị của người dùng. 1.3.3 Máy pha chế Somabar Pha chế đồ uống, đặc biệt là cocktail, luôn đòi hỏi sự khéo léo và chính xác trong từng chi tiết. Việc tạo ra một ly cocktail hoàn hảo không hề đơn giản, bởi nó cần sự kết hợp hài hòa giữa các nguyên liệu cùng kỹ năng của người pha chế. Tuy nhiên, giờ đây, quá trình này đã trở nên dễ dàng hơn rất nhiều nhờ vào sự ra đời của thiết bị mang tên Somabar. Somabar là một sản phẩm sáng tạo đến từ nhóm phát triển cùng tên tại Los Angeles, Hoa Kỳ. Thiết bị này được thiết kế với mục tiêu mang đến cho người dùng khả năng pha chế cocktail tại nhà một cách tiện lợi, nhanh chóng nhưng vẫn đảm bảo chất lượng như tại các quán bar chuyên nghiệp. Chỉ với một vài thao tác đơn giản trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, bạn đã có thể sở hữu một ly cocktail tuyệt hảo chỉ trong vòng 5 giây. Máy được trang bị sẵn 6 ống chứa nguyên liệu, cho phép người dùng dễ dàng đổ các thành phần mong muốn vào từng ống. Sau đó, thông qua ứng dụng điều khiển, bạn có thể tùy chỉnh công thức pha chế hoặc lựa chọn từ các công thức có sẵn. Somabar sẽ tự động tính toán tỉ lệ, pha trộn các thành phần và tạo ra ly cocktail hoàn chỉnh – nhanh chóng, chính xác và đầy đủ hương vị. Hình 1.4. Máy pha chế Somabar Điều thú vị nhất ở Somabar là khả năng kết nối trực tuyến, cho phép bạn pha chế cocktail ngay cả khi không có mặt ở nhà. Dù bạn không phải là chuyên gia pha chế, ứng dụng trên điện thoại đã tích hợp sẵn hàng loạt công thức cocktail đa dạng, có thể dễ dàng tải về từ cộng đồng người dùng Somabar. Ngoài ra, bạn còn có thể chia sẻ những công thức tự tạo của mình với mọi người, tạo nên một mạng lưới sáng tạo và giao lưu thú vị. Tổng thể, Somabar mang đến một giải pháp tối ưu cho những ai yêu thích thưởng thức cocktail nhiều màu sắc với cách thức đơn giản và tiện lợi. Mặc dù chưa thể thay thế hoàn toàn tay nghề tinh tế của những bartender chuyên nghiệp, nhưng thiết bị này đã phần nào đáp ứng được mong muốn và sự hài lòng của những người hâm mộ cocktail trong việc tận hưởng hương vị đặc trưng ngay tại nhà. 1.4. Khái niệm Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail là một hệ thống tự động hóa, sử dụng công nghệ điều khiển – thường là vi điều khiển, PLC hoặc máy tính nhúng – để thực hiện quá trình pha chế cocktail theo công thức định sẵn mà không cần (hoặc ít cần) sự can thiệp trực tiếp của con người. Khác với phương pháp pha chế thủ công phụ thuộc vào kỹ năng của bartender, hệ thống này cho phép định lượng và phối trộn nguyên liệu chính xác cao, nhanh chóng nhất, nhờ vào sự kết hợp giữa các thiết bị chấp hành (như bơm định lượng, van điện từ) và hệ thống cảm biến (như cảm biến lưu lượng, trọng lượng hoặc mức chất lỏng). Thông thường, người dùng chỉ cần lựa chọn loại cocktail mong muốn thông qua màn hình điều khiển (nút nhấn, màn hình cảm ứng hoặc điện thoại di động). Phần hệ thống sẽ truy xuất công thức cocktail tương ứng, để điều khiển thiết bị để rót nguyên liệu theo đúng tỷ lệ, đảm bảo quá trình pha chế hoàn toàn tự động và chính xác. Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail có thể được ứng dụng tại: • Các quầy bar, lounge, nhà hàng cao cấp. • Các khu vui chơi giải trí, sự kiện lớn. • Các máy pha chế cocktail tự động phục vụ khách hàng tại chỗ. 1.5.Cấu trúc hệ thống a. Phần cứng • Bơm định lượng: Được gắn vào các chai rượu hoặc nguyên liệu, dùng để lấy chính xác một lượng nguyên liệu theo công thức. • Van điện tử: Điều khiển dòng chảy nguyên liệu. • Bộ điều khiển trung tâm (PLC hoặc vi điều khiển như Arduino, Raspberry Pi): Điều khiển một hệ thống quá trình theo lập trình sẵn. • Màn hình cảm ứng hoặc nút nhấn: Cho phép người dùng chọn loại cocktail cần pha. • Cảm biến (trọng lượng, lưu lượng, mức chất lỏng, nhiệt độ): Giám sát tính chính xác và chất lượng của đồ uống. • Khung cơ khí và ly đựng: Cấu trúc để giữ cố định nguyên liệu và hứng đồ uống pha xong. b. Phần mềm • Giao diện người dùng (UI): Chọn loại cocktail, hiển thị thông tin nguyên liệu, thời gian chờ, v.v. • Chương trình điều khiển (firmware): Đảm bảo hoạt động đồng bộ giữa các bộ phận phần cứng. • Lưu trữ công thức: Cho phép hệ thống lưu trữ hàng trăm công thức cocktail khác nhau. • Tính năng theo dõi và thống kê: Ghi nhận số lượng đồ uống đã pha, nguyên liệu còn lại, v.v. 1.6. Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển pha chế cocktail tự động 1.6.1. Ưu điểm STT Ưu điểm Giải thích chi tiết 1. Độ chính xác cao Hệ thống sử dụng bơm định lượng và cảm biến lưu lượng, cảm biến trọng lượng giúp định lượng nguyên liệu rất chính xác, hạn chế sai sót so với pha chế thủ công. 2. Đảm bảo tính nhất quán Mỗi ly cocktail đều được pha chế đúng công thức, không bị ảnh hưởng bởi tâm lý, kỹ năng hoặc thói quen của người pha. 3. Tăng hiệu suất phục vụ Có thể pha được nhiều ly liên tục trong thời gian ngắn, phù hợp với quán bar, nhà hàng đông khách. 4. Tiết kiệm nhân lực Giảm sự phụ thuộc vào bartender, tiết kiệm nhiều chi phí đào tạo và vận hành quá trình trong dài hạn. 5. Dễ mở rộng và tích hợp Có thể lập trình thêm nhiều công thức cocktail, điều khiển từ xa qua điện thoại, tích hợp app, thanh toán điện tử,... 6. Tạo điểm nhấn công nghệ hiện đại Tăng trải nghiệm khách hàng, đặc biệt tại các quán bar công nghệ, lounge, sự kiện,... 7. Tăng độ an toàn và vệ sinh Hạn chế tiếp xúc trực tiếp của con người với nguyên liệu, giảm nguy cơ nhiễm bẩn hoặc sai sót vệ sinh thực phẩm. 1.6.2. Nhược điểm STT Nhược điểm Giải thích chi tiết 1. Chi phí đầu tư ban đầu cao Việc thiết kế, mua linh kiện và lắp đặt hệ thống tốn chi phí đáng kể so với phương pháp pha chế truyền thống. 2. Yêu cầu kỹ thuật bảo trì định kỳ Các bộ phận như bơm, van, ống dẫn cần được vệ sinh, hiệu chỉnh thường xuyên để tránh hỏng hóc hoặc tắc nghẽn. 3. Hạn chế sự sáng tạo của bartender Hệ thống chỉ pha được các công thức đã lập trình, khó thể hiện kỹ năng cá nhân hoặc sáng tạo ngay tại chỗ. 4. Độ phức tạp trong vận hành ban đầu Người dùng cần được hướng dẫn cách sử dụng hoặc vận hành hệ thống nếu chưa quen với thiết bị tự động. 5. Khó điều chỉnh theo khẩu vị cá nhân Một số khách hàng muốn tăng/giảm độ cồn, độ ngọt... khó điều chỉnh linh hoạt so với pha tay. 6. Phụ thuộc vào điện và phần mềm Hệ thống sẽ ngừng hoạt động nếu mất điện hoặc phần mềm bị lỗi, đòi hỏi giải pháp dự phòng. 1.7. Đánh giá tổng thể Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail là một bước tiến lớn trong việc hiện đại hóa ngành dịch vụ đồ uống. Dù còn tồn tại một số nhược điểm, nhưng nếu được thiết kế và bảo dưỡng đúng cách, hệ thống điều khiển có thể mang lại rất nhiều hiệu quả rất lớn trong vận hành thực tế, đặc biệt là các mô hình kinh doanh hướng đến công nghệ và tự động hóa. 1.8. Kết luận chương 1 -Tìm hiểu được các hệ thống pha chế Cocktail - Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động pha chế Cocktail CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ MÀN HÌNH HMI 2.1.Sơ đồ khối tổng quát Hình 2.1 Sơ đồ khố tổng quát hệ thống 2.2.Khái quát về tủ điều khiển và màn hình HMI trong hệ thống 2.2.1. Vai trò của tủ điều khiển Tủ điều khiển là trung tâm điều hành toàn bộ hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail. Đây là nơi tập trung và bảo vệ thiết bị điện – PLC, relay, nguồn, thiết bị điện đóng cắt, bộ chuyển đổi và các cổng kết nối đến thiết bị ngoại vi như bơm, van, cảm biến. Chức năng chính: • Cấp nguồn cho hệ thống và các thiết bị liên quan. • Điều phối hoạt động của các phần tử chấp hành thông qua tín hiệu từ vi điều khiển hoặc PLC. • Bảo vệ mạch điện, thiết bị và con người khỏi sự cố điện. • Tạo cấu trúc gọn gàng, dễ lắp đặt, bảo trì và nâng cấp. 2.2.2. Vai trò của màn hình HMI giám sát Màn hình HMI (Human Machine Interface) là bộ phận giao tiếp trực quan giữa người vận hành và hệ thống. Trong hệ thống pha chế cocktail tự động, HMI cho phép người dùng lựa chọn các loại cocktail, theo dõi tiến trình pha chế, quan sát trạng thái hoạt động của các thiết bị, và nhận cảnh báo lỗi nếu có sự cố xảy ra. Chức năng chính: • Hiển thị giao diện chọn cocktail và tiến trình pha chế. • Cung cấp các nút điều khiển như Bắt đầu, Tạm dừng, Hủy. • Hiển thị cảnh báo khi hệ thống gặp sự cố (hết nguyên liệu, lỗi cảm biến, lỗi bơm...). • Cho phép cấu hình thông số (nếu cần): lượng nguyên liệu, tốc độ bơm, thời gian pha… 2.2.3. Mối liên kết giữa tủ điều khiển và HMI • Màn hình HMI gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trong tủ để ra lệnh vận hành thiết bị. • Tủ điều khiển phản hồi lại trạng thái thiết bị cho HMI hiển thị. • Giao tiếp có thể thông qua RS-232, RS-485, hoặc Modbus tùy vào loại thiết bị sử dụng. 2.3. Chức năng và yêu cầu a,Chức năng Tủ điều khiển trong hệ thống điện và tự động hóa có nhiều chức năng quan trọng, bao gồm: Bảo vệ thiết bị và hệ thống • Bảo vệ quá trình quá dòng, ngắn mạch, sụt áp, pha lệch nhờ các thiết bị như cảm biến, MCCB, Rơ-le nhiệt, RCD... • Đảm bảo an toàn cho người vận hành thông qua tiếp địa, thiết bị cách ly, bảo vệ điện giật. Điều khiển quá trình hoạt động của thiết bị • Điều khiển khởi động, dừng, đảo chiều động cơ. • Quản lý chu trình làm việc của máy móc theo chương trình PLC. • Điều khiển theo tín hiệu nhận từ cảm biến (nhiệt độ, áp suất, mức nước...). Giám sát và hiển thị • Hiển thị trạng thái hoạt động, cảnh báo lỗi qua HMI, đèn báo, còi báo... • Cho phép người vận hành theo dõi và can thiệp khi cần thiết. Phân phối và điều phối nguồn điện • Cấp nguồn cho các thiết bị điện trong hệ thống. • Tách biệt rõ ràng nguồn động lực và nguồn điều khiển để tránh nhiễu và tăng tính ổn định. Tích hợp truyền thông và điều khiển từ xa (nếu có) • Giao tiếp với hệ thống SCADA, IoT, mạng công nghiệp (Modbus, Ethernet, Profibus...). • Cho phép giám sát và điều khiển qua máy tính, điện thoại hoặc trung tâm điều hành. b, Yêu cầu Để đảm bảo tủ điều khiển hoạt động hiệu quả và an toàn, thiết kế và chế tạo tủ cần đáp ứng các yêu cầu sau: An toàn điện Đảm bảo cách điện giữa các bộ phận mang điện và vỏ tủ. Có thiết bị bảo vệ như cầu chì, CB, tiếp địa, chống rò điện. Tủ phải có khóa an toàn và chỉ cho phép người có trách nhiệm vận hành. Tính ổn định và độ tin cậy cao Hoạt động liên tục, chính xác trong thời gian dài. Chịu được dao động điện áp, nhiễu điện từ trong môi trường công nghiệp. Bố trí thiết bị khoa học Gọn gàng, dễ dàng kiểm tra, thay thế thiết bị. Có sơ đồ đấu nối hoặc đánh nhãn rõ ràng cho dây và thiết bị. Khả năng mở rộng Dự phòng không gian cho việc lắp thêm thiết bị trong tương lai. Có khả năng cập nhật phần mềm điều khiển (nếu dùng PLC, HMI). Đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật Tuân thủ các tiêu chuẩn như IEC, TCVN, UL, CE về điện và an toàn. Vỏ tủ đạt chuẩn IP phù hợp môi trường (IP54, IP65...). Chịu được môi trường làm việc khắc nghiệt (nếu cần) Vật liệu chống ăn mòn, chịu nhiệt, chống bụi/nước. • Lắp thêm quạt làm mát hoặc hệ thống điều hòa mini nếu nhiệt độ trong tủ cao. 2.4.Khái quát về PLC 2.4.1. Giới thiệu về PLC S7-1200 Cấu tạo Hình 2.2 Cấu tạo PLC S7-1200 PLC là thiết bị điều khiển logic khả trình. Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động tiên tiến cùng với công nghệ điều khiển logic lập trình được xây dựng dựa trên nền tảng công nghệ thông tin, đặc biệt là sự tiến bộ trong lĩnh vực kỹ thuật máy tính. PLC (Programmable Logic Controller) xuất hiện từ khoảng cuối những năm 1960 và đầu thập niên 1970. Ban đầu, việc vận hành các thiết bị PLC đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức sâu rộng về điện tử và kỹ năng chuyên môn cao. Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ, PLC ngày nay đã trở nên phổ biến và dễ sử dụng hơn rất nhiều. PLC là một thiết bị điều khiển logic có khả năng thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua việc lập trình, thay thế cho việc thiết kế các mạch điện tử cứng nhắc. Nhờ khả năng lập trình linh hoạt, PLC trở thành một bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi chương trình và thuận tiện trong việc trao đổi dữ liệu với các thiết bị bên ngoài như máy tính hay các bộ PLC khác. Để hoạt động như một thiết bị điều khiển hiệu quả, PLC cần phải có cấu trúc tương tự như một chiếc máy tính nhỏ, bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ dùng để lưu chương trình và dữ liệu, cùng các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi. Ngoài ra, để phục vụ cho các ứng dụng điều khiển số, PLC còn được trang bị các chức năng hỗ trợ như bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm sự kiện (Counter) và nhiều hàm chức năng chuyên biệt khác. Mặc dù có nhiều điểm tương đồng với máy tính cá nhân, PLC được thiết kế đặc biệt để phục vụ cho các nhiệm vụ điều khiển trong môi trường công nghiệp. Khác với máy tính tối ưu cho các hoạt động xử lý số liệu và hiển thị, PLC được phát triển để chịu được môi trường công nghiệp khắc nghiệt, hoạt động liên tục với độ tin cậy cao và tính ổn định trong các quy trình tự động hóa. - Để chịu được các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn. - Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra. - PLC được lập trình một cách đơn giản với ngôn ngữ dễ hiểu, tập trung chủ yếu vào việc xử lý các phép toán logic và điều khiển chuyển mạch. Về cơ bản, chức năng của bộ điều khiển logic lập trình không khác nhiều so với các bộ điều khiển truyền thống dựa trên rơle, công tắc tơ hoặc các khối điện tử. Cụ thể, nó thực hiện các nhiệm vụ chính sau: • Thu nhận và xử lý các tín hiệu đầu vào cũng như các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến. • Kết nối và xử lý các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển, từ đó điều khiển việc đóng hoặc mở các mạch điện phù hợp với quy trình công nghệ. • Thực hiện các phép tính và tạo ra các lệnh điều khiển để gửi đến các thiết bị hoặc vị trí tương ứng trong hệ thống. Hệ thống này em dùng PLC S71200 để thực hiện với những ưu điểm về độ tin cậy, tốc độ xử lý và tín hiệu vào ra đáp ứng được cho hệ thống này. Các kiểu CPU khác nhau cung cấp một sự đa dạng các tính năng và dung lượng giúp cho chúng ta tạo ra các giải pháp có hiệu quả cho nhiều ứng dụng khác nhau. Hình 2.3 Module tín hiệu Bảng 2.1 Các module CPU S7-1200 Bảng 2.2 Chức năng Phần mềm lập trình PLC S7-1200 Năm 2009, Siemens đã giới thiệu phần mềm TIA Portal V10.5 tích hợp ba phần mềm như SIMATIC STEP7, SIMATIC WINCC, START DRIVE. Từ năm 2010 đến nay hãng Siemens không ngừng cải thiện và nâng cấp phần TIA Portal V10.5 lên tới TIA Portal V17 đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng nó. Hình 2.4 Phần mềm TIA Portal V17 Phần mềm STEP 7 là phần mềm chuyên dụng lập trình cho PLC S7-1200, S7-1500, S7-300, S7-400. Phần mềm WINCC của Siemens là một công cụ chuyên dụng được thiết kế để tạo ra giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface). Ngoài ra, WINCC còn hỗ trợ xử lý và lưu trữ dữ liệu trong các hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), chuyên dùng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp. Tùy theo chức năng sử dụng mà người dung có thể chọn các gói khác nhau của WinCC. Các mẫu cơ bản của WinCC được chia làm hai loại như sau:
TÌM HIỂU VỀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN QUY TRÌNH PHA CHẾ COCKTAIL
Giới thiệu về quy trình pha chế Cocktail
Cocktail là một loại đồ uống được pha chế bằng cách kết hợp rượu với nước trái cây hoặc nước có ga Mục đích chính của việc pha cocktail là làm giảm nồng độ cồn trong rượu, tuy nhiên, khi pha đúng cách, hương vị của rượu lại trở nên hấp dẫn và dễ uống hơn.
Ban đầu, cocktail chỉ đơn giản là sự pha trộn giữa rượu và một số thành phần như lá thơm hoặc nước chanh để làm tăng hương vị Về sau, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng phong phú của người tiêu dùng, cocktail được sáng tạo với nhiều công thức đa dạng hơn, kết hợp nhiều loại nguyên liệu khác nhau để tạo nên một loại thức uống đặc trưng và được ưa chuộng rộng rãi như ngày nay.
Trong bối cảnh khoa học và công nghệ không ngừng phát triển, việc ứng dụng các tiến bộ kỹ thuật vào nâng cao chất lượng cuộc sống là điều tất yếu Nhóm chúng tôi đã nghiên cứu và xây dựng hệ thống nhằm khắc phục những hạn chế của phương pháp pha chế truyền thống, góp phần nâng cao trải nghiệm thực hiện đồ uống Sản phẩm được phát triển nhằm giảm bớt công việc cho các bartender tại nhà hàng, khách sạn, đồng thời là công cụ hữu ích dành cho những người yêu thích pha chế và muốn tự tay tạo ra đồ uống tại nhà.
Hệ thống phục vụ tự động giúp các cửa hàng, khách sạn, quán bar nâng cao hiệu quả phục vụ và giảm thiểu số lượng nhân viên, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành Sản phẩm pha chế tự động không chỉ giảm thiểu thời gian chờ đợi của khách hàng mà còn mang đến trải nghiệm dịch vụ tốt hơn, tạo sự hài lòng và thích thú cho khách hàng khi thưởng thức các thức uống Nhờ vào hệ thống này, quá trình phục vụ trở nên dễ dàng và nhanh chóng hơn bao giờ hết, góp phần nâng cao chất lượng dịch vụ và thúc đẩy sự yêu thích của khách hàng đối với sản phẩm.
Phạm vi sử dụng
Trong những năm gần đây, các đô thị lớn đang chứng kiến sự tăng trưởng nhanh chóng của ngành du lịch và dịch vụ nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của khách quốc tế và nội địa Để nâng cao chất lượng dịch vụ, việc ứng dụng công nghệ và tiến bộ khoa học kỹ thuật trong hoạt động vận hành là xu hướng không thể thiếu Tuy nhiên, nhiều nhà hàng, khách sạn vẫn còn sử dụng phương pháp pha chế thủ công truyền thống, phù hợp cho quy mô nhỏ nhưng gặp hạn chế khi lượng khách tăng cao, đặc biệt trong giờ cao điểm hoặc dịp lễ Việc phụ thuộc vào nhân lực dễ gây quá tải, ảnh hưởng đến tốc độ phục vụ, chất lượng dịch vụ và trải nghiệm của khách hàng.
Xuất phát từ những bất cập đó, nhóm nghiên cứu đã phát triển một hệ thống pha chế và gọi món tự động, với mục tiêu cải thiện hiệu suất làm việc trong môi trường dịch vụ chuyên nghiệp Hệ thống này không chỉ hỗ trợ nhân viên trong việc rút ngắn thời gian phục vụ mà còn góp phần đảm bảo tính nhất quán trong chất lượng đồ uống Đây được xem như một bước tiến quan trọng, góp phần đặt nền móng cho việc xây dựng mô hình nhà hàng - khách sạn thông minh trong tương lai.
Sản phẩm nhằm tự động hóa một phần quy trình vận hành, từ tiếp nhận yêu cầu khách hàng đến pha chế và giao đồ uống, tạo ra môi trường phục vụ hiện đại, linh hoạt và hiệu quả hơn Hệ thống giúp các doanh nghiệp tiết kiệm chi phí nhân lực đồng thời mang lại trải nghiệm mới mẻ và chuyên nghiệp cho người dùng Đây là giải pháp phù hợp với xu hướng số hóa ngày càng phổ biến trong ngành dịch vụ hiện nay.
Hệ thống máy pha chế cocktail tự động giúp việc pha chế đồ uống trở nên dễ dàng và hoàn toàn tự động Thiết bị hoạt động chính xác, tối ưu thời gian cho người sử dụng và giúp nâng cao trải nghiệm khách hàng Đây là trợ thủ đắc lực cho các bartender, cung cấp hệ thống tiện ích đầy đủ nhằm tăng tính tiện lợi trong quá trình pha chế đồ uống.
Một số máy pha chế cocktial hiện có
1.3.1 Máy pha chế cocktail keurig Drinkworks
Thiết bị pha chế cocktail tại nhà mang tên Keurig Drinkworks là kết quả của sự hợp tác giữa hai thương hiệu nổi tiếng: Keurig và Anheuser-Busch Sản phẩm này sở hữu thiết kế nhỏ gọn, tinh tế và mang phong cách hiện đại, phù hợp với không gian sống đô thị Điểm nổi bật của máy là khả năng nhận diện từng loại viên pha cocktail thông qua hệ thống quét mã vạch tích hợp Nhờ đó, người dùng có thể dễ dàng tạo ra những ly cocktail chuẩn vị mà không cần đến kỹ năng pha chế chuyên nghiệp.Hiện nay, có khoảng 15 loại cocktail phổ biến được hỗ trợ pha chế bởi thiết bị, bao gồm các món quen thuộc như Margarita, Mojito, Long Island Iced Tea và nhiều loại khác Ngoài việc thao tác trực tiếp thông qua màn hình cảm ứng được tích hợp trên máy, người dùng còn có thể điều khiển thiết bị từ xa bằng điện thoại thông minh thông qua ứng dụng di động Ở thời điểm hiện tại, ứng dụng mới chỉ khả dụng trên hệ điều hành iOS, trong khi phiên bản dành cho Android đang trong quá trình phát triển để sớm đưa vào sử dụng.
Hình 1.2.Máy pha chế keurig Drinkworks
Máy Keurig Drinkworks hoạt động giống như các máy pha cà phê hiện đại, người dùng chỉ cần đổ nước vào bình chứa, lắp bình CO₂ để tạo ga, và đưa viên cocktail vào ngăn chuyên dụng Sau đó, máy tự động pha chế trong vòng 25 đến 50 giây, giúp người dùng dễ dàng thưởng thức cocktail chuẩn vị ngay tại nhà Thiết bị này mang lại sự tiện lợi rất lớn, không cần quầy bar hay bartender chuyên nghiệp, phù hợp để mời bạn bè, người thân và tiết kiệm chi phí so với việc thưởng thức cocktail tại các nhà hàng cao cấp.
1.3.2.Máy pha chế Bartesian Đối với những người ưa thích loại đồ uống cầu kì được làm nhiều công thức và thành phần khác nhau như cocktail thì đây chính là chiếc máy dành cho bạn.VớiBartesian thì chỉ sau vài giây là người dùng có thể thưởng thức những ly cocktail như ý sau vài giây bấm máy,chỉ cần chọn đồ uống với hương vị yêu thích,Bartesian sẽ thực hiện những công việc còn lại.
Hình 1.3.Máy pha chế Bartesian
Bartesian là máy pha cocktail thông minh.Bởi tất cả mọi thứ chúng ta cần đều có sẵn trong hộp sapsule nhỏ chứa sẵn những thành phần phù hợp để làm ra ly cocktail đơn giản,chỉ cần chọn loại rượi ưa thích như vodka,rum,gin hay tequila Bertesian sẽ pha chế ra ly cocktail có hương vị không thua kém khi chúng ta thưởng thức ở các quầy bar.
Bartesian được trang bị hệ thống mã vạch thông minh tự động đọc các công thức pha chế cocktail đa dạng, giúp người dùng dễ dàng tùy chỉnh theo sở thích Thiết kế bảng hiển thị đơn giản với ba nút bấm giúp thao tác dễ dàng và thuận tiện, chỉ cần ấn nút là máy tự động thực hiện quá trình pha chế một cách chính xác.
Hiện tại,Bartesian có thể pha 6 vị cocktail cơ bản và sẽ nhanh chóng được mở rộng với nhiều công thức pha chế hơn trong tương lai tùy theo khẩu vị theo mùa hay khẩu vị của người dùng.
Pha chế đồ uống, đặc biệt là cocktail, đòi hỏi sự khéo léo và chính xác trong từng chi tiết để tạo ra ly cocktail hoàn hảo Việc kết hợp hài hòa các nguyên liệu và kỹ năng của người pha chế là yếu tố quyết định thành công của đồ uống Nhờ sự ra đời của thiết bị Somabar, quá trình pha chế cocktail trở nên dễ dàng và tiện lợi hơn bao giờ hết, giúp người dùng dễ dàng tạo ra những ly cocktail chuyên nghiệp tại nhà.
Somabar là một sản phẩm sáng tạo đến từ nhóm phát triển cùng tên tại Los Angeles, Hoa Kỳ Thiết bị này được thiết kế với mục tiêu mang đến cho người dùng khả năng pha chế cocktail tại nhà một cách tiện lợi, nhanh chóng nhưng vẫn đảm bảo chất lượng như tại các quán bar chuyên nghiệp Chỉ với một vài thao tác đơn giản trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng, bạn đã có thể sở hữu một ly cocktail tuyệt hảo chỉ trong vòng 5 giây.
Máy có 6 ống chứa nguyên liệu sẵn, giúp người dùng dễ dàng đổ các thành phần mong muốn Thông qua ứng dụng điều khiển, bạn có thể chỉnh sửa công thức hoặc chọn các công thức sẵn có Somabar tự động tính toán tỷ lệ, pha trộn các thành phần và tạo ra ly cocktail hoàn chỉnh một cách nhanh chóng, chính xác và giữ nguyên hương vị.
Somabar nổi bật với khả năng kết nối trực tuyến cho phép bạn pha chế cocktail từ xa ngay tại nhà, bất kể bạn có mặt hay không Ứng dụng trên điện thoại đi kèm chứa hàng loạt công thức cocktail đa dạng, dễ dàng tải về từ cộng đồng người dùng của Somabar để khám phá và thưởng thức Bạn cũng có thể chia sẻ các công thức tự tạo của riêng mình, xây dựng một mạng lưới sáng tạo và giao lưu thú vị trong cộng đồng những người yêu thích pha chế.
Tổng thể, Somabar mang đến một giải pháp tối ưu cho những ai yêu thích thưởng thức cocktail nhiều màu sắc với cách thức đơn giản và tiện lợi Mặc dù chưa thể thay thế hoàn toàn tay nghề tinh tế của những bartender chuyên nghiệp, nhưng thiết bị này đã phần nào đáp ứng được mong muốn và sự hài lòng của những người hâm mộ cocktail trong việc tận hưởng hương vị đặc trưng ngay tại nhà.
Khái niệm
Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail là một hệ thống tự động hóa, sử dụng công nghệ điều khiển – thường là vi điều khiển, PLC hoặc máy tính nhúng – để thực hiện quá trình pha chế cocktail theo công thức định sẵn mà không cần (hoặc ít cần) sự can thiệp trực tiếp của con người.
Hệ thống pha chế cocktail tự động giúp đo lượng và phối trộn nguyên liệu chính xác, nhanh chóng, vượt qua giới hạn của phương pháp thủ công phụ thuộc vào kỹ năng của bartender Nhờ sự kết hợp giữa thiết bị chấp hành như bơm định lượng và van điện từ cùng cảm biến lưu lượng, trọng lượng hoặc mức chất lỏng, quá trình chuẩn bị đồ uống trở nên hiệu quả hơn Người dùng chỉ cần chọn loại cocktail mong muốn trên màn hình cảm ứng hoặc điện thoại, hệ thống sẽ tự truy xuất công thức và điều khiển thiết bị để rót nguyên liệu đúng tỷ lệ, đảm bảo pha chế tự động, chính xác và tiết kiệm thời gian.
Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail có thể được ứng dụng tại:
Các quầy bar, lounge, nhà hàng cao cấp.
Các khu vui chơi giải trí, sự kiện lớn.
Các máy pha chế cocktail tự động phục vụ khách hàng tại chỗ.
Cấu trúc hệ thống
Bơm định lượng: Được gắn vào các chai rượu hoặc nguyên liệu, dùng để lấy chính xác một lượng nguyên liệu theo công thức.
Van điện tử: Điều khiển dòng chảy nguyên liệu.
Bộ điều khiển trung tâm (PLC hoặc vi điều khiển như Arduino, Raspberry Pi): Điều khiển một hệ thống quá trình theo lập trình sẵn.
Màn hình cảm ứng hoặc nút nhấn: Cho phép người dùng chọn loại cocktail cần pha.
Cảm biến (trọng lượng, lưu lượng, mức chất lỏng, nhiệt độ): Giám sát tính chính xác và chất lượng của đồ uống.
Khung cơ khí và ly đựng: Cấu trúc để giữ cố định nguyên liệu và hứng đồ uống pha xong. b Phần mềm
Giao diện người dùng (UI): Chọn loại cocktail, hiển thị thông tin nguyên liệu, thời gian chờ, v.v.
Chương trình điều khiển (firmware): Đảm bảo hoạt động đồng bộ giữa các bộ phận phần cứng.
Lưu trữ công thức: Cho phép hệ thống lưu trữ hàng trăm công thức cocktail khác nhau.
Tính năng theo dõi và thống kê: Ghi nhận số lượng đồ uống đã pha, nguyên liệu còn lại, v.v.
Ưu điểm và nhược điểm của hệ thống điều khiển pha chế cocktail tự động
STT Ưu điểm Giải thích chi tiết
Hệ thống sử dụng bơm định lượng, cảm biến lưu lượng và cảm biến trọng lượng để đo lượng nguyên liệu chính xác, giảm thiểu sai sót so với phương pháp pha chế thủ công, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong quá trình sản xuất.
2 Đảm bảo tính nhất quán
Mỗi ly cocktail đều được pha chế đúng công thức, không bị ảnh hưởng bởi tâm lý, kỹ năng hoặc thói quen của người pha.
3 Tăng hiệu suất phục vụ
Có thể pha được nhiều ly liên tục trong thời gian ngắn, phù hợp với quán bar, nhà hàng đông khách.
Giảm sự phụ thuộc vào bartender, tiết kiệm nhiều chi phí đào tạo và vận hành quá trình trong dài hạn.
5 Dễ mở rộng và tích hợp
Có thể lập trình thêm nhiều công thức cocktail, điều khiển từ xa qua điện thoại, tích hợp app, thanh toán điện tử,
Tạo điểm nhấn công nghệ hiện đại
Tăng trải nghiệm khách hàng, đặc biệt tại các quán bar công nghệ, lounge, sự kiện,
7 Tăng độ an toàn Hạn chế tiếp xúc trực tiếp của con người với nguyên liệu, giảm
STT Ưu điểm Giải thích chi tiết và vệ sinh nguy cơ nhiễm bẩn hoặc sai sót vệ sinh thực phẩm.
STT Nhược điểm Giải thích chi tiết
1 Chi phí đầu tư ban đầu cao
Việc thiết kế, mua linh kiện và lắp đặt hệ thống tốn chi phí đáng kể so với phương pháp pha chế truyền thống.
2 Yêu cầu kỹ thuật bảo trì định kỳ
Các bộ phận như bơm, van, ống dẫn cần được vệ sinh, hiệu chỉnh thường xuyên để tránh hỏng hóc hoặc tắc nghẽn.
3 Hạn chế sự sáng tạo của bartender
Hệ thống chỉ pha được các công thức đã lập trình, khó thể hiện kỹ năng cá nhân hoặc sáng tạo ngay tại chỗ.
4 Độ phức tạp trong vận hành ban đầu
Người dùng cần được hướng dẫn cách sử dụng hoặc vận hành hệ thống nếu chưa quen với thiết bị tự động.
5 Khó điều chỉnh theo khẩu vị cá nhân
Một số khách hàng muốn tăng/giảm độ cồn, độ ngọt khó điều chỉnh linh hoạt so với pha tay.
6 Phụ thuộc vào điện và phần mềm
Hệ thống sẽ ngừng hoạt động nếu mất điện hoặc phần mềm bị lỗi, đòi hỏi giải pháp dự phòng.
Đánh giá tổng thể
Hệ thống điều khiển quy trình pha chế cocktail là bước tiến quan trọng trong việc hiện đại hóa ngành dịch vụ đồ uống, giúp nâng cao hiệu quả vận hành Mặc dù còn tồn tại một số nhược điểm, nhưng nếu được thiết kế và bảo dưỡng đúng cách, hệ thống này có thể tối ưu hóa quá trình pha chế và giảm thiểu sai sót Chuẩn bị và duy trì hệ thống điều khiển đúng tiêu chuẩn sẽ mang lại lợi ích lớn, đặc biệt trong các mô hình kinh doanh hướng đến công nghệ và tự động hóa Việc áp dụng hệ thống điều khiển tự động không chỉ nâng cao chất lượng dịch vụ mà còn giúp doanh nghiệp cạnh tranh hiệu quả trên thị trường.
Kết luận chương 1
-Tìm hiểu được các hệ thống pha chế Cocktail
- Tìm hiểu cấu tạo và nguyên lý hoạt động pha chế Cocktail
PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ VÀ MÀN HÌNH HMI
Sơ đồ khối tổng quát
Hình 2.1 Sơ đồ khố tổng quát hệ thống
Khái quát về tủ điều khiển và màn hình HMI trong hệ thống
2.2.1 Vai trò của tủ điều khiển
Tủ điều khiển là trung tâm điều hành quan trọng của hệ thống pha chế cocktail, chịu trách nhiệm quản lý toàn bộ quy trình vận hành Nó tập trung bảo vệ và điều phối các thiết bị điện như PLC, relay, nguồn cấp điện, thiết bị đóng cắt, bộ chuyển đổi và các cổng kết nối với thiết bị ngoại vi như bơm, van, cảm biến Việc sử dụng tủ điều khiển đảm bảo hệ thống hoạt động ổn định, an toàn và hiệu quả trong quá trình pha chế cocktail.
Cấp nguồn cho hệ thống và các thiết bị liên quan.
Điều phối hoạt động của các phần tử chấp hành thông qua tín hiệu từ vi điều khiển hoặc PLC.
Bảo vệ mạch điện, thiết bị và con người khỏi sự cố điện.
Tạo cấu trúc gọn gàng, dễ lắp đặt, bảo trì và nâng cấp.
2.2.2 Vai trò của màn hình HMI giám sát
Màn hình HMI (Human Machine Interface) là phần quan trọng giúp người vận hành tương tác trực quan với hệ thống pha chế cocktail tự động HMI cho phép người dùng dễ dàng lựa chọn loại cocktail, theo dõi quá trình pha chế và giám sát trạng thái hoạt động của các thiết bị Ngoài ra, màn hình HMI còn cung cấp cảnh báo lỗi kịp thời khi có sự cố xảy ra, nâng cao hiệu quả và độ an toàn của hệ thống.
Hiển thị giao diện chọn cocktail và tiến trình pha chế.
Cung cấp các nút điều khiển như Bắt đầu, Tạm dừng, Hủy.
Hiển thị cảnh báo khi hệ thống gặp sự cố (hết nguyên liệu, lỗi cảm biến, lỗi bơm ).
Cho phép cấu hình thông số (nếu cần): lượng nguyên liệu, tốc độ bơm, thời gian pha…
2.2.3 Mối liên kết giữa tủ điều khiển và HMI
Màn hình HMI gửi tín hiệu đến bộ điều khiển trong tủ để ra lệnh vận hành thiết bị.
Tủ điều khiển phản hồi lại trạng thái thiết bị cho HMI hiển thị.
Giao tiếp có thể thông qua RS-232, RS-485, hoặc Modbus tùy vào loại thiết bị sử dụng.
Chức năng và yêu cầu
Tủ điều khiển trong hệ thống điện và tự động hóa có nhiều chức năng quan trọng, bao gồm:
Bảo vệ thiết bị và hệ thống
Bảo vệ quá trình quá dòng, ngắn mạch, sụt áp, pha lệch nhờ các thiết bị như cảm biến, MCCB, Rơ-le nhiệt, RCD
Đảm bảo an toàn cho người vận hành thông qua tiếp địa, thiết bị cách ly, bảo vệ điện giật.
Điều khiển quá trình hoạt động của thiết bị
Điều khiển khởi động, dừng, đảo chiều động cơ.
Quản lý chu trình làm việc của máy móc theo chương trình PLC.
Điều khiển theo tín hiệu nhận từ cảm biến (nhiệt độ, áp suất, mức nước ).
Giám sát và hiển thị
Hiển thị trạng thái hoạt động, cảnh báo lỗi qua HMI, đèn báo, còi báo
Cho phép người vận hành theo dõi và can thiệp khi cần thiết.
Phân phối và điều phối nguồn điện
Cấp nguồn cho các thiết bị điện trong hệ thống.
Tách biệt rõ ràng nguồn động lực và nguồn điều khiển để tránh nhiễu và tăng tính ổn định.
Tích hợp truyền thông và điều khiển từ xa (nếu có)
Giao tiếp với hệ thống SCADA, IoT, mạng công nghiệp (Modbus, Ethernet, Profibus ).
Tủ điều khiển hiện đại cho phép giám sát và điều khiển dễ dàng qua máy tính, điện thoại hoặc trung tâm điều hành, giúp nâng cao hiệu quả vận hành và quản lý Để đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả, thiết kế và chế tạo tủ cần đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt về chất lượng và tiêu chuẩn kỹ thuật, đảm bảo tính ổn định và độ bền của hệ thống điều khiển.
An toàn điện Đảm bảo cách điện giữa các bộ phận mang điện và vỏ tủ.
Có thiết bị bảo vệ như cầu chì, CB, tiếp địa, chống rò điện.
Tủ phải có khóa an toàn và chỉ cho phép người có trách nhiệm vận hành.
Tính ổn định và độ tin cậy cao
Hoạt động liên tục, chính xác trong thời gian dài.
Chịu được dao động điện áp, nhiễu điện từ trong môi trường công nghiệp.
Bố trí thiết bị khoa học
Gọn gàng, dễ dàng kiểm tra, thay thế thiết bị.
Có sơ đồ đấu nối hoặc đánh nhãn rõ ràng cho dây và thiết bị.
Dự phòng không gian cho việc lắp thêm thiết bị trong tương lai.
Có khả năng cập nhật phần mềm điều khiển (nếu dùng PLC, HMI). Đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật
Tuân thủ các tiêu chuẩn như IEC, TCVN, UL, CE về điện và an toàn.
Vỏ tủ đạt chuẩn IP phù hợp môi trường (IP54, IP65 ).
Chịu được môi trường làm việc khắc nghiệt (nếu cần)
Vật liệu chống ăn mòn, chịu nhiệt, chống bụi/nước.
Lắp thêm quạt làm mát hoặc hệ thống điều hòa mini nếu nhiệt độ trong tủ cao.
Khái quát về PLC
PLC là thiết bị điều khiển logic khả trình Sự phát triển của kỹ thuật điều khiển tự động tiên tiến cùng với công nghệ điều khiển logic lập trình được xây dựng dựa trên nền tảng công nghệ thông tin, đặc biệt là sự tiến bộ trong lĩnh vực kỹ thuật máy tính. PLC (Programmable Logic Controller) xuất hiện từ khoảng cuối những năm 1960 và đầu thập niên 1970 Ban đầu, việc vận hành các thiết bị PLC đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức sâu rộng về điện tử và kỹ năng chuyên môn cao Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của công nghệ, PLC ngày nay đã trở nên phổ biến và dễ sử dụng hơn rất nhiều.
PLC là một thiết bị điều khiển logic có khả năng thực hiện các thuật toán điều khiển số thông qua việc lập trình, thay thế cho việc thiết kế các mạch điện tử cứng nhắc Nhờ khả năng lập trình linh hoạt, PLC trở thành một bộ điều khiển nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi chương trình và thuận tiện trong việc trao đổi dữ liệu với các thiết bị bên ngoài như máy tính hay các bộ PLC khác. Để hoạt động như một thiết bị điều khiển hiệu quả, PLC cần phải có cấu trúc tương tự như một chiếc máy tính nhỏ, bao gồm bộ xử lý trung tâm (CPU), hệ điều hành, bộ nhớ dùng để lưu chương trình và dữ liệu, cùng các cổng vào/ra để giao tiếp với các thiết bị ngoại vi Ngoài ra, để phục vụ cho các ứng dụng điều khiển số, PLC còn được trang bị các chức năng hỗ trợ như bộ đếm thời gian (Timer), bộ đếm sự kiện (Counter) và nhiều hàm chức năng chuyên biệt khác.
PLC được thiết kế đặc biệt để phục vụ các nhiệm vụ điều khiển trong môi trường công nghiệp, khác với máy tính cá nhân tối ưu cho xử lý số liệu và hiển thị Nó chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt của môi trường công nghiệp, đảm bảo hoạt động liên tục với độ tin cậy cao Nhờ vào tính ổn định trong các quy trình tự động hóa, PLC đóng vai trò thiết yếu trong ngành công nghiệp hiện đại.
- Để chịu được các rung động, nhiệt độ, độ ẩm, bụi bẩn và tiếng ồn.
- Có sẵn giao diện cho các thiết bị vào ra.
- PLC được lập trình một cách đơn giản với ngôn ngữ dễ hiểu, tập trung chủ yếu vào việc xử lý các phép toán logic và điều khiển chuyển mạch.
Về cơ bản, chức năng của bộ điều khiển logic lập trình không khác nhiều so với các bộ điều khiển truyền thống dựa trên rơle, công tắc tơ hoặc các khối điện tử Cụ thể, nó thực hiện các nhiệm vụ chính sau:
Thu nhận và xử lý các tín hiệu đầu vào cũng như các tín hiệu phản hồi từ các cảm biến.
Kết nối và xử lý các tín hiệu theo yêu cầu điều khiển là bước quan trọng để đảm bảo phản hồi chính xác trong hệ thống công nghiệp Qua đó, hệ thống có thể điều khiển việc đóng hoặc mở các mạch điện phù hợp với quy trình công nghệ, nâng cao hiệu quả sản xuất và đảm bảo an toàn an ninh trong quá trình vận hành.
Thực hiện các phép tính và tạo ra các lệnh điều khiển để gửi đến các thiết bị hoặc vị trí tương ứng trong hệ thống.
Hệ thống này em dùng PLC S71200 để thực hiện với những ưu điểm về độ tin cậy, tốc độ xử lý và tín hiệu vào ra đáp ứng được cho hệ thống này.
Các loại CPU đa dạng mang lại nhiều tính năng và dung lượng khác nhau, giúp chúng ta phát triển các giải pháp tối ưu cho nhiều ứng dụng khác nhau Chính sự phong phú này cho phép tùy chỉnh và nâng cao hiệu suất phù hợp với nhu cầu sử dụng cụ thể Việc chọn đúng loại CPU phù hợp đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo hiệu quả và độ bền của hệ thống máy tính.
Phần mềm lập trình PLC S7-1200
Năm 2009, Siemens đã giới thiệu phần mềm TIA Portal V10.5 tích hợp ba phần mềm như SIMATIC STEP7, SIMATIC WINCC, START DRIVE Từ năm 2010 đến nay hãng Siemens không ngừng cải thiện và nâng cấp phần TIA Portal V10.5 lên tới TIA Portal V17 đem lại nhiều lợi ích cho người sử dụng nó
Hình 2.4 Phần mềm TIA Portal V17
Phần mềm STEP 7 là phần mềm chuyên dụng lập trình cho PLC S7-1200, S7-
Phần mềm WINCC của Siemens là công cụ chuyên dụng để tạo giao diện điều khiển HMI (Human Machine Interface), giúp người dùng dễ dàng tương tác với hệ thống tự động hóa Ngoài ra, WINCC còn hỗ trợ xử lý và lưu trữ dữ liệu trong các hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition), phục vụ trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp Người dùng có thể lựa chọn các gói phần mềm WINCC phù hợp với nhu cầu sử dụng của mình Các mẫu cơ bản của WinCC gồm hai loại chính, phù hợp với các ứng dụng khác nhau trong tự động hóa.
WinCC Runtime Package (RT): Đây là gói phần mềm cung cấp các chức năng cần thiết để vận hành các ứng dụng WinCC, bao gồm hiển thị giao diện, điều khiển hệ thống, thông báo trạng thái, giám sát các giá trị điều khiển và tạo báo cáo.
WinCC Complete Package (RC): Gói này bao gồm cả bản quyền để phát triển hệ thống cũng như bản quyền để vận hành và chạy các ứng dụng WinCC.
Phần mềm PLCSIM được sử dụng để giả lập chức năng của CPU có firmware V4.0 trở lên, giúp kiểm tra và phát triển phần mềm trước khi tải lên PLC thực Tuy nhiên, chương trình chạy trên PLCSIM có thể không hoạt động chính xác trên PLC thật do các nguyên nhân như tốc độ scan của CPU S7-1500 hoặc lỗi giải thuật thực tế Do đó, nên sử dụng PLCSIM chủ yếu cho các dự án liên quan đến bit logic, timer, counter, và các giải thuật ON/OFF để đảm bảo tính chính xác và ổn định khi chuyển sang hệ thống thật.
Ngôn ngữ lập trình PLC S7-1200
Bộ điều khiển PLC S7-1200 của Siemens đã phát triển và có ưu tiên hỗ trợ cho ba kiểu ngôn ngữ của lập trình là LAD, FBD, SCL.
Khối hàm PID_Compact trong TIA Portal là giải pháp hiệu quả cho việc thiết kế và triển khai hệ thống điều khiển PID trên PLC S7-1200 Hàm PID_Compact đã được tích hợp sẵn trong phần mềm TIA Portal, giúp nhà lập trình dễ dàng cấu hình và tối ưu hóa quá trình điều khiển tự động phù hợp với các điều kiện đặt ra trong quá trình vận hành Việc sử dụng khối hàm này giúp nâng cao hiệu suất hệ thống, giảm thiểu thời gian lập trình và đảm bảo tính chính xác của quá trình điều chỉnh PID cho PLC S7-1200.
Khối hàm PID-Compact là bộ điều khiển PID tích hợp, có khả năng tự điều chỉnh nhằm tối ưu hiệu suất vận hành Nó cung cấp chế độ tự động hoặc bằng tay linh hoạt, phù hợp với nhiều nhu cầu điều khiển khác nhau Sản phẩm này giúp nâng cao độ chính xác và độ tin cậy cho hệ thống điều khiển của bạn.
Mô tả Giá trị mặc định
Setpoint IN Real Điểm đặt (giá trị mục tiêu) cho bộ điều khiển PID khi ở chế
Hình 2.5 Khối hàm PID _Compact
Mô tả Giá trị mặc định độ tự động.
Input IN Real Giá trị quá trình
(process value) 0.0 Lưu ý: phải đặt sPid_Cmpt.b_Input _PER_On = FALSE
Giá trị đầu vào xử lý tín hiệu analog (tùy chọn).
Lưu ý: phải đặt sPid_Cmpt.b_Input _PER_On = TRUE
Cho phép (TRUE) hoặc không cho phép (FALSE) chế độ vận hành thủ công (bằng tay).
- Khi chuyển từ FALSE sang TRUE, bộ điều khiển PID chuyển sang chế độ thủ công (State = 4), sRet.i_Mode giữ nguyên.
- Khi chuyển từ TRUE về FALSE, bộ điều khiển trở lại chế độ trước đó, State = sRet.i_Mode
ManualValue IN Real Giá trị điều khiển được nhập khi vận
Mô tả Giá trị mặc định hành thủ công.
Reset IN Bool Khởi động lại bộ điều khiển FALSE
Khi Reset = TRUE , các trạng thái sau được áp dụng:
- Chế độ vận hành không hoạt động.
- Giá trị đầu vào được đặt về 0.
- Phần tích phân của giá trị quá trình được đặt về 0.
- Các giá trị trung gian được làm mới.
- Các thông số PID vẫn giữ nguyên.
Giá trị quá trình sau khi được hiệu chỉnh tỷ lệ.
Output(1) OUT Real Giá trị đầu ra của bộ điều khiển 0.0
Output_PER(1) OUT Word Giá trị đầu ra dạng analog W#16#0
Output_PWM(1) OUT Bool Đầu ra điều khiển theo phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM).
SetpointLimit_H OUT Bool Cảnh báo giới hạn trên của điểm đặt
Mô tả Giá trị mặc định
Nếu TRUE , giá trị điểm đặt đã đạt giới hạn tối đa cho phép.
Cảnh báo giới hạn dưới của điểm đặt (SP).
Nếu TRUE , giá trị điểm đặt đã đạt giới hạn tối thiểu cho phép.
Cảnh báo khi giá trị quá trình (PV) đạt hoặc vượt giới hạn trên.
Cảnh báo khi giá trị quá trình (PV) đạt hoặc vượt giới hạn dưới.
Trạng thái hoạt động hiện tại của bộ điều khiển PID.
Giá trị của State dùng để biểu diễn trạng thái theo sRet.i_Mode :
- 1: Điều chỉnh sơ bộ(Pretuning)
Mô tả Giá trị mặc định
- 2: Điều chỉnh thủ công tinh chỉnh (Manual fine tuning)
- 3: Chế độ tự động (Automatic mode)
- 4: Chế độ thủ công (Manual mode)
Mã lỗi Giá trị mặc định: không lỗi ( DW#16#0000 ).
Module mở rộng là thành phần bổ sung giúp mở rộng chức năng của hệ thống, phần mềm hoặc phần cứng Tùy theo mục đích sử dụng, module mở rộng có thể có các đặc điểm khác nhau nhưng đều nhằm gia tăng khả năng hoạt động hoặc bổ sung tính năng chuyên biệt cho hệ thống gốc Việc tích hợp module mở rộng giúp nâng cao hiệu suất và khả năng tùy chỉnh của hệ thống theo nhu cầu người dùng.
Cách tạo một Project
Bước 1: Từ màn hình desktop nhấp đúp chọn biểu tượng Tia Portal V17
Hình 2.8 Phần mềm Tia Portal 17
Bước 2: Click chuột vào Create new project để tạo dự án.
Hình 2.9 Tạo tên dự án
Hình 2.10 Chọn và tạo chương trình
Bước 5: Chọn add new device
Hình 2.11 Chọn loại PLC mà chương trình cần dùng
Bước 6: Chọn loại CPU PLC sau đó chọn add
Hình 2.12 Chọn PLC và khởi chạy chương trình
Bước 7: Project mới được hiện ra
Hình 2.13 Hình thành Project mới
Bảng tag của PLC
Trong lập trình PLC, TAG là tên đại diện cho các biến dùng để lưu trữ dữ liệu hoặc tín hiệu, giúp quản lý và xử lý dữ liệu hiệu quả Trong sơ đồ Ladder Diagram, TAG được gán cho các thiết bị đầu vào, đầu ra hoặc phần tử logic, tạo mối liên kết rõ ràng giữa các thành phần trong hệ thống tự động hóa Ở dạng Function Block Diagram, TAG đóng vai trò trung gian kết nối dữ liệu giữa các khối chức năng, đảm bảo sự truyền tải thông tin chính xác giữa các phần mềm điều khiển Với ngôn ngữ Structured Text, TAG hoạt động như biến trong lập trình truyền thống, cho phép xử lý dữ liệu linh hoạt bằng các câu lệnh Ngoài ra, TAG còn phân loại thành TAG toàn cục và cục bộ để tối ưu hóa quản lý trong chương trình, tránh xung đột tên biến và nâng cao hiệu quả phát triển hệ thống PLC.
Bảng TAG chứa danh sách biến trong chương trình PLC.
Mỗi TAG gồm tên, kiểu dữ liệu, địa chỉ và mô tả.
TAG chia thành toàn cục và cục bộ.
Giúp tổ chức chương trình, giảm lỗi, dễ bảo trì.
Được tạo và quản lý trong phần mềm lập trình PLC.
Hình 2.14 Giao diện của bảng TAG
Làm việc với PLC
Tại cửa sổ lập trình, sử dụng biểu tượng có chức năng tải xuống (Download) trên thanh công cụ để truyền chương trình sang PLC.
Hình 2.15 Giao diện đổ chương trình xuống CPU Để bắt đầu mô phỏng ta kích vào biểu tượng Simulation trên thanh công cụ
Chọn Start search Load để nạp chương trình xuống màn hình để bắt đầu quá trình giả lập
Hình 2.16 Bắt đầu quá trình giả lập
Chọn start all như hình vẽ và nhấn finish
Giám sát chương trình
Trong giao diện lập trình, chọn biểu tượng Monitor trên thanh công cụ để bắt đầu giám sát hoạt động của chương trình.
Kích hoạt chế độ Monitor giúp hiển thị trạng thái hoạt động thực tế của các phần tử trong chương trình Người dùng có thể theo dõi trực tiếp giá trị của các biến và tín hiệu ngay trên màn hình soạn thảo Chức năng này nâng cao khả năng giám sát và kiểm tra hiệu quả lập trình, đảm bảo quá trình phát triển diễn ra thuận lợi và chính xác.
Hình 2.19 Sau khi chương trình chạy
Lựa chọn thiết bị
Nguồn tổ ong 12V (Switching Power Supply 12V) là bộ nguồn chuyển mạch phổ biến trong các hệ thống điều khiển và tự động hóa công nghiệp, giúp chuyển đổi dòng điện xoay chiều dân dụng AC 220V thành dòng điện một chiều DC 12V Thiết kế đặc trưng của vỏ kim loại có các lỗ lục giác như tổ ong giúp tăng khả năng tản nhiệt và thông gió cho linh kiện bên trong Các đặc điểm kỹ thuật chính gồm điện áp đầu vào từ 100–240VAC, tần số 50/60Hz, và điện áp đầu ra ổn định ở mức 12VDC.
Dòng tải: Tùy loại, thông dụng từ 5A, 10A đến 30A.
Công suất: 60W – 360W (hoặc cao hơn tùy nhu cầu).
Bảo vệ: Quá dòng, quá áp, quá nhiệt, ngắn mạch. Ưu điểm:
Kích thước nhỏ gọn và dàng dễ lắp đặt trong tủ điện.
Giá thành hợp lý, tuổi thọ cao.
Cung cấp điện áp ổn định cho các thiết bị điều khiển như PLC, cảm biến, relay,HMI
Có thể hoạt động ổn định trong môi trường công nghiệp. Ứng dụng:
Nguồn tổ ong 12V thường được sử dụng để cấp điện cho:
Bộ điều khiển logic khả trình (PLC).
Thiết bị giám sát (HMI, đèn báo).
Cảm biến, relay, van điện từ hoạt động ở mức điện áp thấp.
Hệ thống camera giám sát.
Hình 2.20 Bộ nguồn tổ ong 12v
Các loại nguồn tổ ong 12V
Nguồn tổ ong 12V là giải pháp lý tưởng cho các thiết bị điện tử và đèn LED yêu cầu mức điện áp 12V Với thiết kế nhỏ gọn, nguồn tổ ong 12V giúp dễ dàng lắp đặt và phù hợp với nhiều không gian Sản phẩm đảm bảo cung cấp dòng điện ổn định, giúp đèn LED hoạt động hiệu quả, bền bỉ và duy trì hiệu suất lâu dài.
Thông số Giá trị điển hình Điện áp đầu vào (AC) 100 – 240VAC (50/60Hz)
Dòng điện đầu vào Tùy công suất: ~1.5A (cho loại 150W) Điện áp đầu ra (DC) 12VDC (có thể điều chỉnh từ 11V – 13V)
Dòng điện đầu ra Tùy theo model: 5A, 10A, 15A, 20A,
Sóng gợn đầu ra (Ripple & Noise)
