Đồ án phân loại sản phẩm theo chiều cao PLC S7200

Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệmđiện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triểncác công ty xí nghiệp đ

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN 05

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 06

LỜI NÓI ĐẦU 07

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG 08

1.1 Giới thiệu 08

1.2 Các vấn đề đặt ra 10

1.3 Phương pháp nghiên cứu 10

1.4 Phạm vi giới hạn 11

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM 12

2.1 Giới thiệu về các loại phân loại sản phẩm 12

2.1.1 Các loại hệ thống phân loại sản phẩm đang hiện hành 12

2.1.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 17

2.2 Vật liệu chế tạo 19

2.3 Hệ thống truyền động 23

2.3.1 Động cơ điện một chiều 23

2.3.2 Băng chuyền 27

2.4 Hệ thống điều khiển 29

2.4.1 Bộ điều khiển PLC 29

2.4.1.1 Tổng quan về bộ điều khiển logic khả trình PLC 29

2.4.1.2 Giới thiệu bộ điều khiển logic khả trình PLC S7-200 36

2.4.2 Piston xylanh đẩy sản phẩm 42

2.4.3 Van đảo chiều 45

2.4.4 Cảm biến quang 47

2.4.5 Rơ le trung gian 50

2.4.6 Nút nhấn 54

CHƯƠNG III MÔ HÌNH HÓA VÀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 55

3.1 Mô hình hóa hệ điện của động cơ điện một chiều 55

3.2 Mô phỏng hệ thống 57

3.2.1 Mô phỏng hệ thống cơ khí 57

3.2.2 Mô phỏng hệ thống điều khiển 58

3.2.3 Mô phỏng hệ thống khí nén 59

CHƯƠNG IV THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG HỆ THỐNG 60

4.1 Tính toán thiết kế hệ thống 60

4.1.1 Tính toán công suất động cơ 60

4.1.2 Tính toán tốc độ của động cơ điện một chiều 61

4.1.3 Tính toán tốc độ quay các trục 62

4.1.4 Tính công suất trên các trục 62

4.1.5 Tính moment xoắn trên các trục 63

4.1.6 Tính toán lựa chọn piston 63

4.2 Thi công mô hình hệ thống 65

CHƯƠNG V KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ 66

5.1 Kết quả 66

5.2 Đánh giá 67

5.3 Nguyên nhân và biện pháp khắc phục 68

5.4 Hướng phát triển 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 08

Hình 2.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc 12

Hình 2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 14

Hình 2.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng 15

Hình 2.4 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao 17

Hình 2.5 Gỗ tấm 19

Hình 2.6 Thép định hình 19

Hình 2.7 Nhôm ống hình hộp 20

Hình 2.8 Ổ bi 21

Hình 2.9 Trục dẫn kéo băng chuyền 21

Hình 2.10 Các phần tử ghép nối cơ khí 22

Hình 2.11 Sản phẩm cần được phân loại 22

Hình 2.12 Một số loại động cơ trên thực tế 23

Hình 2.13 Cấu tạo động cơ điện một chiều 24

Hình 2.14 Đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo 26

Hình 2.15 Cấu tạo chung của băng chuyền 28

Hình 2.16 Hình ảnh của bộ PLC S7-200 CPU 224 37

Hình 2.17 Sơ đồ nối dây PLC S7-200 CPU 224 39

Hình 2.18 Giao diện làm việc của phần mềm STEP7-MICROWIN 40

Hình 2.19 Các loại xylanh thông dụng 42

Hình 2.20 Cấu tạo của piston tác dụng kép 43

Hình 2.21 Hình ảnh xylanh CDM2BZ25-125A 44

Hình 2.22 Hình ảnh van đảo chiều 5/2 45

Hình 2.23 Van điện từ Airtac 4V210-08 46

Hình 2.24 Cảm biến quang 47

Hình 2.25 Cấu trúc cảm biến quang 48

Hình 2.26 Cảm biến quang E3F-DS10C4 49

Hình 2.27 Rơ le trung gian 51

Hình 2.28 Cấu tạo của rơ le trung gian 52

Hình 2.29 Rơ le OMRON MY4N-J DC24 53

Hình 2.30 Nút nhấn 54

Hình 3.1 Hình dáng tổng quan mô hình hệ thống phân loại sản phẩm 57

Hình 3.2 Mô phỏng hệ thống điều khiển 58

Hình 3.3 Mô phỏng hệ thống khí nén 59

Hình 4.1 Hình ảnh động cơ điện một chiều 57A-AM-18-A268 61

Hình 4.2 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được hoàn thiện 65

Hình 5.1 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao đã hoàn thành 66

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

Hà Nội, ngày…tháng…năm 2015 Giáo viên hướng dẫn NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN

Hà Nội, ngày… tháng…năm 2015

Giáo viên phản biện

LỜI MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển của thế giới và xu hướng hội nhập kinh tế quốc tế, đất

nước ta đang đổi mới và bước vào thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa, vừa xây dựng

cơ sở vật chất kỹ thuật, vừa phát triển nền kinh tế đất nước Điều đó đòi hỏi phải

nghiên cứu và áp dụng những dây chuyền, máy móc và thiết bị tiên tiến hiện đại, có

khả năng tự động hóa cao để đưa công nghệ vào mọi lĩnh vực của cuộc sống Trong đó

ngành Cơ điện tử đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phát triển của đất

nước Để đáp ứng nhu cầu to lớn của việc phát triển ngành Cơ điện tử nói chung, đòi

hỏi phải có đội ngũ cán bộ, nhân viên kỹ thuật có khả năng, đủ năng lực và trình độ

chuyên môn để kịp thời giải quyết mọi vấn đề liên quan đến kỹ thuật cơ khí, điện-điện

tử và kỹ thuật phần mềm

Từ những thực tế trên, là sinh viên của ngành Công Nghệ Kỹ Thuật Cơ Điện

Tử, từ những kiến thức đã được học, nhóm tác giả chúng tôi đã lựa chọn và thực hiện

đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo hệ thống phân loại sản

phẩm” Việc tạo ra một hệ thống như vậy để thay thế con người trong công việc là

vấn đề hết sức cần thiết

Trong thời gian thực hiện đề tài, nhóm tác giả đã nhận được sự giúp đỡ của quý

thầy cô và các bạn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo Vũ Tuấn Anh để

nhóm có thể hoàn thành đề tài này một cách tốt nhất Nhóm tác giả xin chân thành cảm

ơn! Việc hoàn thành đề tài này sẽ không tránh được những sai lầm thiếu sót Nhóm rất

mong được sự phê bình, đánh giá của các thầy cô để nhóm có thể rút ra được kinh

nghiệm cũng như phát triển thêm đề tài

Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 04 tháng 05 năm 2015

Nhóm tác giả thực hiện:

Trần Văn Phong Bùi Duy Hà Nguyễn Tài Hiếu

CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Giới thiệu

Ngày nay cùng với sự phát triển của các ngành khoa học kỹ thuật, kỹ thuậtđiện- điện tử và điều khiển tự động đóng vai trò hết sức quan trọng trong mọi lĩnh vựckhoa học, quản lý, công nghiệp tự động hóa, cung cấp thông tin… Do đó chúng ta phảinắm bắt và vận dụng nó một cách có hiệu quả nhằm góp phần vào sự nghiệp phát triểnnền khoa học kỹ thuật thế giới nói chung và trong sự phát triển kỹ thuật điều khiển tựđộng nói riêng Với những kỹ thuật tiên tiến như vi xử lý, PLC, vi mạch số… đượcứng dụng vào lĩnh vực điều khiển, thì các hệ thống điều khiển cơ khí thô sơ, với tốc độ

xử lý chậm chạp ít chính xác được thay thế bằng các hệ thống điều khiển tự động vớicác lệnh chương trình đã được thiết lập trước

Trong quá trình hoạt động ở các nhà xưởng, xí nghiệp hiện nay, việc tiết kiệmđiện năng là nhu cầu rất cần thiết, bên cạnh đó ngành công nghiệp ngày càng phát triểncác công ty xí nghiệp đã đưa tự động hóa và sản xuất để tiện ích cho việc quản lý dâychuyền và sản phẩm cho toàn bộ hệ thống một cách hợp lý là yêu cầu thiết yếu, tiếtkiệm được nhiều thời gian cũng như quản lý một cách dễ dàng Để đáp ứng yêu cầu

đó, nhóm tác giả đã tiến hành nghiên cứu tài liệu, thiết kế và thi công mô hình hệthống phân loại sản phẩm theo chiều cao (Hình 1.1)

Hình 1.1 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

Hệ thống phân loại sản phẩm hoạt động trên nguyên lý dùng các cảm biến đểxác định chiều cao của sản phẩm Sau đó dùng xylanh để phân loại sản phẩm có chiềucao khác nhau.

Từ nguyên lý làm việc trên ta thấy muốn hệ thống hoạt động được cần nhữngchuyển động cần thiết:

- Chuyển động của băng chuyền Để truyền chuyển động quay cho trục củabăng chuyền ta dùng động cơ điện một chiều thông qua bộ truyền bánh răng trụ răngthẳng trung gian

- Chuyển động tịnh tiến của xylanh để phân loại sản phẩm có chiều cao khácnhau Chuyển động của xylanh được điều khiển bởi hệ thống khí nén

Chu trình làm việc máy: khi ấn nút Start máy hoạt động, sản phẩm được xylanhđẩy vào băng chuyền Nhờ hệ thống điều khiển, sản phẩm trên băng chuyền được phânloại với chiều cao khác nhau Các sản phẩm sau khi được phân loại sẽ được chuyểnđến thùng hàng để đóng gói Chu trình cứ thế tiếp tục cho đến khi phân loại xong sảnphẩm

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

cụ thể như:

điều kiện làm việc của con người, tạo cho con người tiếp cận với sự tiến bộ của khoahọc kỹ thuật và được làm việc trong môi trường ngày càng văn minh hơn

cũng như thay đổi mẫu mã một cách nhanh chóng

những thay đổi điều kiện làm việc của công nhân mà còn có thể giảm số lượng côngnhân đến mức tối đa…

Các vấn đề cần được giải quyết đó là:

- Vấn đề cơ khí: phân tích tính toán và lựa chọn vật liệu, thông số kỹ thuật của

các chi tiết sao cho thỏa mãn yêu cầu của đề tài: nhỏ, gọn, nhẹ, bền, có tính thẩm mỹcao, dễ dàng lắp đặt và sửa chữa

- Vấn đề điều khiển: điều khiển hoàn toàn tự động.

- Vấn đề an toàn: đảm bảo an toàn cho người sử dụng và sản phẩm không bị

hỏng

1.3 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài “Phân loại sản phẩm theo chiều cao” đã được nhiều sinh viên của các

trường nghiên cứu và thực hiện Đồng thời cũng đã có nhiều sinh viên thiết kế những

mô hình đơn giản Mô hình này cũng đã được thiết kế, đưa vào sử dụng trong một sốnhà máy và là một sản phẩm cơ điện tử điển hình, nên trong quá trình làm đồ án, nhómtác giả đã áp dụng phương pháp nghiên cứu sau:

* Phương pháp tuần tự và đồng thời

Kết hợp giữa việc thiết kế tuần tự và đồng thời: cụ thể là việc đầu tiên là nghiêncứu mô hình cụ thể sau đó xây dựng mô hình chứa đầy đủ những dự định sẽ có trongthiết kế qua đó có cái nhìn tổng quan về hệ thống chung và xác định thông số cơ bản

Từ đó, áp dụng để thiết kế trong giới hạn của đề tài

* Phương pháp thực nghiệm

Mô hình hóa phần cơ, mô phỏng hóa phần điện, tối ưu hóa thiết kế trước khichế tạo hoàn thiện

Chế tạo mẫu các chi tiết chưa đảm bảo hoạt động như mong muốn, hoặc chưa

có trên thị trường Sau đó chế tạo thật mô hình

Cho chạy thử hết công suất, sau khi đã vận hành hết các chức năng cũng nhưcông suất của hệ thống để rút ra giới hạn của hệ thống từ đó đưa ra phương án cải tiến

hay thay thế từ đó đưa ra các đánh giá về hệ thống (công suất làm việc của hệ thống,vận tốc của băng tải, mức độ chịu lực, giới hạn các chỉ số cơ khí và điện năng, năngsuất của hệ thống ).

1.4 Phạm vi giới hạn

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

- Kích thước: (Dài x Rộng x Cao) 1700 x 700 x 400 (mm)

- Khối lượng: 30 Kg

- Hệ thống điều khiển: PLC và hệ thống khí nén.

- Cơ cấu đẩy sản phẩm: Xylanh piston.

- Động cơ truyền chuyển động: Động cơ điện một chiều.

- Hệ thống dẫn động: Băng chuyền.

- Điện áp cung cấp: Điện áp xoay chiều 220V và điện áp một chiều 24V.

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM

2.1 Giới thiệu về các loại phân loại sản phẩm

2.1.1 Các loại hệ thống phân loại sản phẩm đang hiện hành

Nhằm phục vụ nhiệm vụ hiện đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại sảnphẩm ra đời là một công cụ hiệu quả giúp thay thế con người trong công việc phânloại, nó đã góp phần nâng cao hiệu quả trong công việc Một hệ thống hoàn chỉnh cóthể phân loại các sản phẩm với độ tin cậy cao, hoạt động liên tục và giảm tối đa thờigian trì hoãn hệ thống Hơn thế nữa, đối với những công việc đòi hỏi sự tập trung cao

và có tính tuần hoàn, nên các công nhân khó đảm bảo được sự chính xác trong côngviệc Điều đó ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất

Vì vậy, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời nhằm đáp ứng nhucầu cấp bách này

Hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng dụng thực tế trongcác nhà máy xí nghiệp, nhưng chủ yếu được chia thành ba loại chính là phân loại sảnphẩm theo màu sắc, theo hình dạng và theo chiều cao

a) Phân loại sản phẩm theo màu sắc

Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc (Hình 2.1)

Hình 2.1 Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc.

Cấu tạo:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc (Hình 2.1) có cấu tạo chính gồm:

- Một băng chuyền.

- Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.

- Cảm biến nhận biết màu sắc.

- Ba xylanh piston để phân loại sản phẩm.

- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.

- Các van đảo chiều.

- Các rơ le trung gian.

- Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.

- Nút nhấn.

Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạtđộng, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai Xylanh piston sẽ đẩysản phẩm ra băng chuyền Trên băng chuyền sẽ thiết kế những cảm biến nhận biết sảnphẩm có màu sắc khác nhau Khi sản phẩm đi qua, cảm biến nhận biết và gửi tín hiệu

về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu về van đảo chiều tác động điều khiểnpiston đẩy từng sản phẩm có màu sắc khác nhau vào nơi chứa riêng biệt

Ứng dụng:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo màu sắc được ứng dụng rất nhiều trong cácdây chuyền sản xuất Gạch, Ngói, Đá Granite, trong các dây chuyền phân loại các sảnphẩm nhựa hay trong chế biến Nông sản (như Cà Phê, Gạo)… Hệ thống sẽ giúp nhàsản xuất tốn ít nhân công lao động và giảm thiểu thời gian làm việc, nâng cao năngsuất lao động

b) Phân loại sản phẩm theo chiều cao

Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao (Hình 2.2)

Hình 2.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

 Cấu tạo:

- Hai băng chuyền.

- Hai động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.

- Ba cảm biến nhận biết chiều cao.

- Hai xylanh piston để phân loại sản phẩm.

- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.

- Hai van đảo chiều.

- Các rơ le trung gian.

- Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.

- Nút nhấn.

Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều thứ nhấthoạt động, truyền chuyển động cho băng chuyền thứ nhất thông qua dây đai Trênbăng chuyền này sẽ thiết kế những cảm biến nhận biết sản phẩm có chiều cao khácnhau Khi sản phẩm đi qua, cảm biến nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đóPLC đưa ra tín hiệu về van đảo chiều tác động điều khiển piston đẩy sản phẩm cao vàtrung bình vào khay chứa tương ứng, sản phẩm thấp sẽ được đi đến hết băng chuyền

và được phân loại vào hộp chứa nằm trên băng chuyền thứ hai Sau đó động cơ mộtchiều thứ hai truyền chuyển động cho băng chuyền thứ hai vận chuyển hộp chứa sảnphẩm thấp về vị trí tương ứng

 Ứng dụng:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng rất nhiều trong cácngành công nghiệp:

- Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói.

- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm như bánh kẹo, hoa quả

- Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia, nước giải khát.

c) Phân loại sản phẩm theo hình dạng

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng (Hình 2.3)

Hình 2.3 Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng.

Cấu tạo:

- Một băng chuyền.

- Một động cơ điện một chiều để kéo băng chuyền.

- Hai động cơ bước gạt sản phẩm để phân loại.

- Cảm biến thị giác Camera (Nhận dạng vật thể qua Camera).

- Bộ PLC dùng để xử lý tín hiệu.

- Các rơ le trung gian.

- Bộ phận giá đỡ cơ khí cho toàn bộ hệ thống.

- Nút nhấn.

 Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút Start, điện áp một chiều cấp cho động cơ điện một chiều hoạtđộng, truyền chuyển động cho băng chuyền thông qua dây đai Trên băng chuyền sẽthiết kế cảm biến thị giác Camera nhận dạng sản phẩm Khi sản phẩm đi qua, Cảmbiến thị giác nhận biết và gửi tín hiệu về bộ PLC xử lý sau đó PLC đưa ra tín hiệu điềukhiển động cơ bước gạt từng sản phẩm có hình dạng khác nhau vào nơi chứa riêngbiệt

 Ứng dụng:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo hình dạng được ứng dụng trong rất nhiềungành công nghiệp:

- Ứng dụng trong công nghiệp kiểm tra và phân loại sản phẩm có hình dáng

khác nhau như: Gạch, Ngói, thực phẩm tiêu dùng…

- Ứng dụng trong kiểm tra và phân loại Nông Sản.

- Ứng dụng kết hợp với Robot thông minh.

Như vậy, ngoài ba loại hệ thống phân loại sản phẩm trên, chúng ta còn thấy có

hệ thống phân loại sản phẩm khác theo đặc tính của sản phẩm Ví dụ như phân loại sảnphẩm theo trọng lượng, kích thước Hầu hết cấu tạo và nguyên lý hoạt động củachúng khá tương tự nhau, chỉ khác nhau ở bộ phận đẩy sản phẩm phân loại (có thể làxylanh piston hoặc động cơ bước) và bộ phận nhận dạng sản phẩm (có thể là các loạicảm biến như màu sắc, cảm biến quang thu phát, cảm biến phát hiện kim loại, haycamera phát hiện hình dạng vật thể)

2.1.2 Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

Sự kết hợp giữa ngành điện – điện tử và cơ khí là một bước tiến quan trọngtrong sự phát triển của tự động hóa trong công nghiệp Hiện nay, Đất nước ta đangtrong quá trình phát triển và hội nhập, chính vì thế các mặt hàng được sản xuất rakhông những đạt tiêu chuẩn về chất lượng, mà còn đòi hỏi phải có độ chính xác cao vềhình dạng, kích thước, trọng lượng…Cho nên từ đó các khu công nghiệp được hìnhthành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc hiện đại phù hợp với nhu cầu sản xuất,

để tạo ra năng suất cao hơn trong quá trình sản xuất Một trong những thiết bị, máymóc hiện đại đó phải kể đến hệ thống phân loại sản phẩm Chính vì vậy, nhóm tác giả

đã quyết định thiết kế và thi công mô hình với đề tài: “Nghiên cứu, thiết kế, chế tạo

hệ thống phân loại sản phẩm” (Hình 2.4) Mô hình này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn

về cấu tạo cũng như nguyên lý hoạt động của các dây chuyền thiết bị được dùng trong

hệ thống phân loại, đồng thời ứng dụng PLC vào việc điều khiển hệ thống

Hình 2.4 Mô hình hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao

(1) – Nguồn cấp 24VDC (2) – PLC (3) – Động cơ một chiều.(4) – Nút nhấn (5) – Rơ le trung gian (6),(8),(14) – Cảm biến (7),(9) – Piston phân loại (10),(11),(12) – Van đảo chiều 5/2

(13) – Dây dẫn khí (15) – Sản phẩm (16) – Băng chuyền (17) – Khay đựng sản phẩm (18) – Khung đỡ cơ khí

(19) – Hộp cấp sản phẩm (20) – Piston cấp sản phẩm

Nguyên lý hoạt động:

Khi nhấn nút Start, động cơ một chiều quay truyền chuyển động cho băngchuyền thông qua dây đai Nguyên lý hoạt động được chia thành hai quá trình:

- Quá trình cấp sản phẩm vào băng chuyền: Khi có sản phẩm trong hộp, cảm

biến quang nhận biết và gửi tín hiệu về PLC Bộ PLC xử lý và đưa ra tín hiệu về đầutác động điện của van đảo chiều 5/2 điều khiển piston đẩy sản phẩm vào băng chuyền.Hai cảm biến quang thu phát được bố trí trên băng chuyền với vị trí đặt cảm biến theothứ tự lần lượt cao và trung bình tính từ hộp cấp phôi (Hình 2.4)

- Quá trình phân loại sản phẩm trên băng chuyền: tùy thuộc vào độ cao của

từng sản phẩm để có thể phân loại Nếu sản phẩm cao trên băng chuyền đi qua sẽ checảm biến cao, lập tức gửi tín hiệu về PLC, bộ PLC xử lý và đưa ra tín hiệu về đầu tácđộng điện của van đảo chiều 5/2 điều khiển piston đẩy sản phẩm cao vào khay chứatương ứng Sản phẩm có chiều cao trung bình sẽ không che cảm biến cao và khi đi quacảm biến trung bình, cảm biến sẽ nhận biết và gửi tín hiệu về PLC Bộ PLC xử lý vàxuất tín hiệu đến đầu tác động điện của van đảo chiều 5/2 điều khiển piston đẩy sảnphẩm trung bình vào khay chứa tương ứng Sản phẩm thấp nhất sẽ được đi hết băngchuyền và được phân loại vào khay chứa cuối cùng

Khi nhấn nút Stop, hệ thống dừng hoạt động

Ứng dụng:

Hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao được ứng dụng để phân loại cácsản phẩm có chiều cao khác nhau với độ chính xác cao Hệ thống được ứng dụng rấtnhiều trong các ngành công nghiệp như:

- Ứng dụng trong các dây chuyền sản xuất Gạch, Ngói.

- Ứng dụng trong các ngành công nghiệp thực phẩm như bánh kẹo, hoa quả

- Ứng dụng trong công nghiệp sản xuất bia, nước giải khát.

2.2 Vật liệu chế tạo

 Đế đỡ toàn bộ mô hình: Sử dụng gỗ tấm (Hình 2.5).

Kích thước (Dài x Rộng x Cao) : 1700 x 700 x 20 (mm)

Hình 2.5 Gỗ tấm

Một số ưu điểm của gỗ tấm:

- Gia công đơn giản.

- Giá thành vừa phải.

- Khối lượng nhẹ hơn nhiều so với vật liệu khác.

Một số ưu điểm của thép định hình:

- Độ cứng vững cao.

- Chống ăn mòn tốt.

- Khả năng chịu nhiệt tốt.

- Chi phí sản xuất thấp.

 Bộ phận đỡ băng chuyền, xylanh và cảm biến: Sử dụng nhôm ống hình hộp

(Hình 2.7) Trong mô hình, nhôm ống hình hộp có chức năng vừa làm khung đỡ kếtcấu băng chuyền vừa làm cột đỡ xylanh và cảm biến Nhôm ống hình hộp được sửdụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp cũng như xây dựng, kết cấu dân dụng,khung cửa…

Hình 2.7 Nhôm ống hình hộp

Một số ưu điểm của nhôm ống hình hộp:

- Gia công đơn giản hơn thép ống hình hộp.

- Khối lượng nhẹ hơn so với nhiều vật liệu khác.

- Giá thành vừa phải, tiết kiệm chi phí.

- Khả năng chống ăn mòn tốt.

Hình 2.9 Trục dẫn kéo băng chuyền.

Trục ren nằm ở hai đầu băng chuyền, vừa là trục dẫn động cho băng chuyền,vừa có chức năng tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo của băng chuyền

Một số ưu điểm của trục ren thép:

- Chống ăn mòn tốt.

- Đảm bảo độ cứng, vững cho toàn hệ thống.

- Trục rất phổ biến trên thị trường nên giá thành vừa phải.

- Khả năng ăn khớp với ổ bi và bánh răng dẫn động cao.

 Phần tử ghép nối cơ khí: Sử dụng bulong-đai ốc, vít bắn, vít xoáy, thép chữ V,

… (Hình 2.10) Các phần tử này có chức năng ghép nối các phần tử cơ khí với nhau

- Đảm bảo độ cứng, vững cho toàn hệ thống.

 Sản phẩm: Sử dụng gỗ khối hình hộp với chiều cao khác nhau (Hình 2.11).

Hình 2.11 Sản phẩm cần được phân loại

2.3 Hệ thống truyền động

2.3.1 Động cơ điện một chiều

Trong mô hình, vì sử dụng truyền động băng chuyền dây đai và không yêu cầutải trọng lớn nên không cần động cơ có công suất lớn Với yêu cầu khá đơn giản củabăng chuyền như là:

- Băng chuyền chạy liên tục, có thể dừng khi cần.

- Không đòi hỏi độ chính xác cao, tải trọng băng chuyền nhẹ.

- Dễ điều khiển, giá thành rẻ.

Vì vậy chỉ cần sử dụng động cơ một chiều có công suất nhỏ, khoảng 20-30 W,điện áp một chiều 24 V

Động cơ điện một chiều là động cơ điện hoạt động với dòng điện một chiều.Động cơ điện một chiều được dùng rất phổ biến trong công nghiệp và ở những thiết bịcần điều chỉnh tốc độ quay liên tục trong một phạm vi hoạt động

Động cơ một chiều trong dân dụng thường là các động cơ hoạt động với điện

áp thấp, dùng với những tải nhỏ Trong công nghiệp, động cơ điện một chiều được sửdụng ở những nơi yêu cầu moment mở máy lớn hoặc yêu cầu điều chỉnh tốc độ bằngphẳng và trong phạm vi rộng Động cơ điện một chiều trong thực tế (Hình 2.12)

Hình 2.12 Một số loại động cơ trên thực tế

a) Cấu tạo động cơ điện một chiều

Hình 2.13 Cấu tạo động cơ điện một chiều.

1- Cổ góp điện 2- Chổi than 3- Rotor 4- Cực từ.

5- Cuộn cảm 6- Stator 7- Cuộn dây phần ứng.

 Cấu tạo của động cơ điện một chiều (Hình 2.13):

Thông tin chi tiết về động cơ [1]

- Stator (phần tĩnh): Gồm lõi thép bằng thép đúc, vừa là mạch từ vừa là vỏ máy.Các cực từ chính có dây quấn kích từ

- Rotor (phần động): Gồm lõi thép và dây quấn phần ứng Lõi thép hình trụ, làmbằng các lá thép kỹ thuật điện dày khoảng 0.5 mm, phủ sơn cách điện ghép lại Mỗiphần tử của dây quấn phần động có nhiều vòng dây, hai đầu với hai phiến góp, haicạnh tác dụng của phần tử dây quấn trong hai rãnh dưới hai cực khác tên

- Cổ góp: gồm các phiến góp bằng đồng được ghép cách điện, có dạng hình trụ,gắn ở đầu trục rotor

- Chổi than: làm bằng than graphit Các chổi tỳ chặt lên cổ góp nhờ lò xo và giáchổi điện gắn trên nắp máy

b) Nguyên lý làm việc của động cơ điện một chiều

Khi cho điện áp một chiều vào hai chổi than, trong dây quấn phần ứng có dòngđiện Các thanh dẫn có dòng điện nằm trong từ trường sẽ chịu lực tác dụng làm choRotor quay Chiều của lực được xác định theo quy tắc bàn tay trái Khi phần ứng quayđược nửa vòng, vị trí các thanh dẫn sẽ đổi chỗ cho nhau do có phiến cổ góp đổi chiềudòng điện, giữ cho chiều lực tác dụng không đổi Khi động cơ quay, các thanh dẫn cắt

từ trường sẽ cảm ứng sức điện động Chiều sức điện động xác định theo quy tắc bàntay phải Ở động cơ một chiều thì sức điện động ngược chiều với dòng điện nên còngọi là sức phản điện động

c) Phân loại động cơ điện một chiều

Tùy theo cách mắc mạch kích từ so với mạch phần ứng mà động cơ điện mộtchiều được chia thành:

- Động cơ điện một chiều kích từ độc lập: có dòng điện kích từ và từ thôngđộng cơ không phụ thuộc vào dòng điện phần ứng Nguồn điện mạch kích từ riêng biệt

so với nguồn điện mạch phần ứng

- Động cơ điện một chiều kích từ song song: khi nguồn điện một chiều có côngsuất vô cùng lớn, điện trở trong của nguồn coi như bằng không thì điện áp nguồn sẽ làkhông đổi, không phụ thuộc vào dòng điện trong phần ứng động cơ Loại động cơ mộtchiều kích từ song song cũng được coi như kích từ độc lập

- Động cơ một chiều kích từ nối tiếp: dây quấn kích từ mắc nối tiếp với mạchphần ứng

- Động cơ một chiều kích từ hỗn hợp: gồm hai dây quấn kích từ, dây quấn kích

từ song song và dây quấn kích từ nối tiếp, trong đó dây quấn kích từ song song là chủyếu

d) Các phương pháp điều chỉnh tốc độ động cơ điện một chiều

Về phương diện điều chỉnh tốc độ, động cơ điện một chiều có nhiều ưu việt hơn

so với loại động cơ khác, không những nó có khả năng thay đổi tốc độ một cách dễdàng mà cấu trúc mạch lực, mạch điều khiển đơn giản hơn đồng thời lại đạt chất lượngđiều chỉnh cao trong dải điều chỉnh tốc độ rộng

Từ phương trình tính tốc độ:

ω = Uư

KΦΦ -

Iư RưKΦΦ (2.1)

Suy ra: để điều chỉnh ω có thể:

- Điều chỉnh Uư

- Điều chỉnh Rư bằng cách thêm Rp vào mạch phần ứng.

- Điều chỉnh từ thông  của phần ứng

Hình 2.14 Đặc tính cơ tự nhiên và đặc tính cơ nhân tạo

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, tốc độ điều chỉnh liên tục, nhưng dothêm Rp nên tổn hao tăng, không kinh tế

Điều chỉnh từ thông của phần ứng

Điều chỉnh từ thông kích thích của động cơ điện một chiều là điều chỉnhmoment điện từ của động cơ M¿KΦIư và sức điện động quay của động cơ Eư¿KΦω.Khi từ thông giảm thì tốc độ quay của động cơ tăng lên trong phạm vi giới hạn của

việc thay đổi từ thông Nhưng theo công thức trên khi  thay đổi thì moment, dòng

điện I cũng thay đổi nên khó tính được chính xác dòng điều khiển và moment tải Do

đó, phương pháp này cũng ít dùng

Điều khiển điện áp phần ứng

Thực tế có hai phương pháp cơ bản để điều khiển tốc độ động cơ điện mộtchiều bằng điện áp:

- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch phần ứng của động cơ

- Điều chỉnh điện áp cấp cho mạch kích từ của động cơ

Trong đó thông thường người ta sử dụng cách điều chỉnh điện áp phần ứng.Khi thay đổi điện áp phần ứng thì tốc độ động cơ điện thay đổi theo phươngtrình:

do đó có thể nói phương pháp điều khiển này là triệt để

Đặc tính thu được khi điều khiển là một họ đường thẳng song song

2.3.2 Băng chuyền

a) Giới thiệu chung về băng chuyền

Băng chuyền thường được dùng để di chuyển các vật liệu đơn giản và vật liệurời theo phương ngang và phương nghiêng Trong các dây chuyền sản xuất các thiết bịnày 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 cáctrạm thủy điện thì dùng vận chuyển nhiên liệu

Trên các kho bãi thì dùng để vận chuyển các loại hàng bưu kiện, vật liệu hạthoặc một số sản phẩm khác Trong một số ngành công nghiệp nhẹ, công nghiệp thựcphẩm, hóa chất thì dùng để vận chuyển các sản phẩm đẫ hoàn thành và chưa hoànthành giữa các công đoạn, các phân xưởng, đồng thời cũng dùng để loại bỏ các sảnphẩm không dùng được

b) Ưu điểm của băng chuyền

- Cấu tạo đơn giản, bền, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo cáchướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang và nằm nghiêng

- Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản, bảodưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng lượng so với máy vậnchuyển khác không lớn lắm

c) Cấu tạo chung của băng chuyền

Cấu tạo chung của băng chuyền (Hình 2.15)

Hình 2.15 Cấu tạo chung của băng chuyền

(1) – Bộ phận kéo cùng các yếu tố làm việc trực tiếp mang vật.

(2) – Bộ phận căng, tạo và giữ lực căng cần thiết cho bộ phận kéo.

(3) – Trạm dẫn động, truyền chuyển động cho bộ phận kéo

Ngoài ra còn có hệ thống đỡ (con lăn, giá đỡ…) nằm dưới bộ phận kéo có tácdụng làm phần trượt cho bộ phận kéo và các yếu tố làm việc

Trong thực tế, tùy vào mức độ phức tạp trong yêu cầu phân loại sản phẩm, các

hệ thống phân loại tự động có những quy mô lớn, nhỏ khác nhau Do đó băng chuyềncũng cần có kích thước khác nhau sao cho phù hợp với hệ thống phân loại Nhận thấythực tiễn đó, nhóm đồ án sẽ thiết kế và thi công một mô hình nhỏ nhưng có chức nănggần tương tự như ngoài thực tế, đó là: Tạo ra một băng chuyền để vận chuyển sảnphẩm, phân loại sản phẩm theo kích thước đã đạt trước

bộ nhớ mà tạo lập sắp xếp theo chương trình Nói một cách ngắn gọn PLC là một máytính công nghiệp để thực hiện một dãy quá trình.

b) Giới thiệu về PLC

Từ khi ngành công nghiệp sản xuất bắt đầu phát triển, để điều khiển một dâychuyền, một thiết bị máy móc công nghiệp nào… Người ta thường thực hiện kết nốicác linh kiện điều khiển riêng lẻ (Rơ le, timer, contactor…) lại với nhau tùy theo mức

độ yêu cầu thành một hệ thống điện điều khiển đáp ứng nhu cầu mà bài toán côngnghệ đặt ra

Công việc này diễn ra khá phức tạp trong thi công vì phải thao tác chủ yếutrong việc đấu nối, lắp đặt mất khá nhiều thời gian mà hiệu quả lại không cao vì mộtthiết bị có thể cần được lấy tín hiệu nhiều lần mà số lượng lại rất hạn chế, bởi vậylượng vật tư là rất nhiều đặc biệt trong quá trình sửa chữa bảo trì, hay cần thay đổi quytrình sản xuất gặp rất nhiều khó khăn và mất rất nhiều thời gian trong việc tìm kiếm hưhỏng và đi lại dây bởi vậy năng suất lao động giảm đi rõ rệt

Với những nhược điểm trên các nhà khoa học, nhà nghiên cứu đã nỗ lực tìm ramột giải pháp điều khiển tối ưu nhất đáp ứng mong mỏi của ngành công nghiệp hiệnđại đó là tự động hóa quá trình sản xuất nhằm giảm sức lao động, giúp người lao độngkhông phải làm việc ở những khu vực nguy hiểm, độc hại… mà năng suất lao động lạităng cao gấp nhiều lần

Một hệ thống điều khiển ưu việt mà chúng ta phải chọn để điều khiển chongành công nghiệp hiện đại cần phải hội tụ đủ các yếu tố sau: Tính tự động cao, kíchthước và khối lượng nhỏ gọn, giá thành hạ, dễ thi công, sửa chữa, chất lượng làm việc

ổn định linh hoạt…

Từ đó hệ thống điều khiển có thể lập trình được PLC ra đời đầu tiên năm 1968(Công ty General Moto – Mỹ) Tuy nhiên hệ thống này còn khá đơn giản và cồngkềnh, người sử dụng gặp nhiều khó khăn trong việc vận hành hệ thống, vì vậy quanhiều năm cải tiến và phát triển không ngừng khắc phục những nhược điểm còn tồn tại

để có được bộ điều khiển PLC như ngày nay, đã giải quyết được các vấn đề nêu trênvới các ưu việt như sau:

- Là bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ thay đổi thuật toán điều khiển.

- Có khả năng mở rộng các modul vào ra khi cần thiết.

- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu thích hợp với nhiều đối tượng lập trình.

- Có khả năng truyền thông đó là trao đổi thông tin với môi trường xung quanh

như máy tính, các PLC khác, các thiết bị giám sát, điều khiển…

- Có khả năng chống nhiễu với độ tin cậy cao và có nhiều ưu điểm khác nữa.

Hiện nay trên thế giới đang song hành có nhiều hang PLC khác nhau cùng pháttriển như hang Omron, Misubishi, Hitachi, ABB, Siemen…và có nhiều hãng nữanhưng chúng đều có chung một nguyên lý cơ bản chỉ có vài điểm khác biệt với từngmặt mạnh riêng của từng ngành mà người sử dụng sẽ quyết định nên dùng hãng PLCnào cho thích hợp với mình

c) Lợi ích của việc sử dụng PLC

Cùng với sự phát triển của phần cứng lẫn phần mềm, PLC ngày càng tăng đượccác tính năng cũng như lợi ích của PLC trong hoạt động công nghiệp Kích thước củaPLC hiện nay được thu nhỏ lại để bộ nhớ và số lượng I/O càng nhiều hơn, các ứngdụng của PLC càng mạnh hơn giúp người sử dụng giải quyết được nhiều vấn đề phứctạp trong điều khiển hệ thống

Lợi ích đầu tiên của PLC là hệ thống điều khiển chỉ cần lắp đặt một lần (đối với

sơ đồ hệ thống, các đường nối dây, các tín hiệu ở ngõ vào/ra…), mà không phải thayđổi kết cấu của hệ thống sau này, giảm được sự tốn kém khi phải thay đổi lắp đặt khiđổi thứ tự điều khiển (đối với hệ thống điều khiển relay…) khả năng chuyển đổi hệđiều khiển cao hơn (như giao tiếp giữa các PLC để lưu truyền dữ liệu điều khiển lẫnnhau), hệ thống điều khiển linh hoạt hơn

Không như các hệ thống cũ, PLC có thể dễ dàng lắp đặt do chiếm một khoảngkhông gian nhỏ hơn nhưng điều khiển nhanh, nhiều hơn các hệ thống khác Điều này

càng tỏ ra thuận lợi hơn đối với các hệ thống điều khiển lớn, phức tạp, và quy trình lắpđặt hệ thống PLC ít tốn thời gian hơn các hệ thống khác Cuối cùng là người sử dụng

có thể nhận biết các trục trặc hệ thống của PLC nhờ giao diện qua màn hình máy tính(một số PLC thế hệ sau có thể nhận biết các hỏng hóc của hệ thống và báo cho người

sử dụng, điều này làm cho việc sử dụng dễ dàng hơn

Người ta đã đi đến tiêu chuẩn hóa các chức năng chính của PLC trong các hệđiều khiển là:

 Điều khiển chuyên gia giám sát:

+ Thay thế cho điều khiển rơ le

+ Thay thế cho các Panel điều khiển, mạch in

+ Điều khiển tự động, bán tự động bằng tay các máy và các quá trình

+ Có các khối điều khiển thông dụng (thời gian, bộ đếm)

 Điều khiển dãy:

+ Các phép toán số học

+ Cung cấp thông tin

+ Điều khiển liên tục các quá trình (nhiệt độ, áp suất…)

+ Điều khiển PID

+ Điều khiển động cơ chấp hành

+ Điều khiển động cơ bước

 Điều khiển mềm dẻo:

+ Điều khiển quá trình báo động

+ Phát hiện lỗi khi chạy chương trình

+ Ghép nối với máy tính (RS232/RS242)

+ Ghép nối với máy in

+ Thực hiện mạng tự động hóa xí nghiệp

vực phức tạp, đòi hỏi tính chính xác cao, ứng dụng các thuật toán trong sản xuất Cáclĩnh vực tiêu biểu ứng dụng PLC hiện nay bao gồm:

- Hóa học và dầu khí: định áp suất (dầu), bơm dầu, điều khiển hệ thống dẫn.

- Chế tạo máy và sản xuất: Tự động hóa trong chế tạo máy, quá trình lắp đặt

máy, điều khiển nhiệt độ lò kim loại…

- Bột giấy, giấy, xử lý giấy: Điều khiển máy băm, quá trình ủ, quá trình cáng,

quá trình gia nhiệt…

- Thủy tinh và phim ảnh: Trong quá trình đóng gói, thí nghiệm vật liệu, cân

đong, các khâu hoàn tất sản phẩm, do cắt giấy

- Thực phẩm, rượu bia, thuốc lá: Phân loại sản phẩm, đếm sản phẩm, kiểm tra

sản phẩm, kiểm soát quá trình sản xuất, đóng gói…

- Kim loại: Điều khiển quá trình cán, cuốn (thép), quy trình sản xuất, kiểm tra

chất lượng

- Năng lượng: Điều khiển nguyên liệu (cho quá trình đốt, xử lý các tuabin…)

các trạm cần hoạt động tuần tự khai thác vật liệu một cách tự động (than, gỗ, dầu mỏ)

d) Ưu nhược điểm khi lập trình hệ thống điều khiển PLC

 Ưu điểm của PLC:

Từ thực tế sử dụng người ta thấy rằng PLC có những điểm mạnh như sau:

- PLC dễ dàng tạo luồng ra và dễ dàng thay đổi chương trình.

- Chương trình PLC dễ dàng thay đổi và sửa chữa: chương trình tác động đến

bên trong bộ PLC có thể được người lập trình thay đổi dễ dàng bằng xem xét việc thựchiện và giải quyết tại chỗ những vấn đề liên quan đến sản xuất, các trạng thái thực hiện

có thể nhận biết dễ dàng bằng công nghệ điều khiển chu trình trước đây Như thế,người lập trình chương trình thực hiện việc nối PLC với công nghệ điều khiển chutrình Người lập chương trình được trang bị các công cụ phần mềm để tìm ra lỗi cảphần cứng và phần mềm, từ đó sửa chữa thay thế hay theo dõi được cả phần cứng vàphần mềm dễ dàng hơn

- Các tín hiệu đưa ra từ bộ PLC có độ tin cậy cao hơn so với các tín hiệu được

cấp từ bộ điều khiển bằng rơ le

- Phần mềm lập trình PLC dễ sử dụng: phần mềm được hiểu là không cần

những người sử dụng chuyên nghiệp sử dụng hệ thống rơ le tiếp điểm và không tiếpđiểm

- Không như máy tính, PLC có mục đích thực hiện nhanh các chức năng điều

khiển, chứ không phải mang mục đích làm dụng cụ để thực hiện chức năng đó Ngônngữ dùng để lập trình PLC dễ hiểu mà không cần đến kiến thức chuyên môn về PLC

Cả trong việc thực hiện sửa chữa cũng như việc duy trì hệ thống PLC tại nơi làm việc.Thực hiện nối trực tiếp: PLC thực hiện các điều khiển nối trực tiếp tới bộ xử lý (CPU)nhờ có đầu nối trực tiếp với bộ xử lý, đầu I/O này được đặt tại giữa các dụng cụ ngoài

và CPU có chức năng chuyển đổi tín hiệu từ các dụng cụ ngoài thành các mức logic vàchuyển đổi các giá trị đầu ra từ CPU ở mức logic thành các mức mà các dụng cụ ngoài

có thể làm việc được

- Dễ dàng nối mạch và thiết lập hệ thống: trong khi phải chi phí rất nhiều cho

việc hàn mạch hay nối mạch trong cấp điều khiển rơ le, thì ở PLC những công việc đóđơn giản được thực hiện bởi chương trình

- Thiết lập hệ thống trong một vùng nhỏ: vì linh kiện bán dẫn được đem ra sử

dụng rộng dãi nên cấp điều kiện này sẽ nhỏ so với cấp điều khiển bằng rơ le trước đây

- Tuổi thọ là bán – vĩnh cửu: vì đây là hệ chuyển mạch không tiếp điểm nên độ

tin cậy cao, tuổi thọ lâu hơn so với rơ le tiếp điểm

 Nhược điểm của PLC:

- Do chưa tiêu chuẩn hóa nên mỗi công ty sản xuất ra PLC đều đưa ra các

ngôn ngữ lập trình khác nhau, đẫn dến thiếu tính tống nhất toàn cục về hợp thức hóa

- Trong các mạch điều khiển với quy mô nhỏ, giá của một bộ PLC đắt hơn khi

sử dụng bằng phương pháp rơ le

e) Cấu trúc của PLC

Hệ thống PLC thông dụng có năm bộ phận cơ bản, bao gồm: bộ xử lý, bộ nhớ,

bộ nguồn, giao diện nhập/xuất (I/O), và thiết bị lập trình

 Bộ xử lý của PLC:

Bộ xử lý còn gọi là bộ xử lý trung tâm (CPU), là linh kiện chứa bộ vi xử lý,biên dịch các tín hiệu nhập và thực hiện các hoạt động điều khiển theo chương trình

được lưu động trong bộ nhớ của CPU, truyền các quyết định dưới dạng tín hiệu hoạtđộng đến các thiết bị xuất.

Trong hệ thống PLC có nhiều loại bộ nhớ:

- Bộ nhớ chỉ để đọc ROM (Read Only Memory) cung cấp dung lượng lưu trữ

cho hệ điều hành và dữ liệu cố định được CPU sử dụng

- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM (Random Accept Memory) dahf cho

chương trình của người dung

- Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên RAM dành cho dữ liệu Đây là nơi lưu trữ thông

tin theo trạng thái của các thiết bị nhập xuất, các giá trị của đồng hồ thời chuẩn các bộđếm và các thiết bị nội vi khác RAM dữ liệu đôi khi được xem là bảng dữ liệu hoặcbảng ghi

Thiết bị Logic khả trình PLC là loại thiết bị cho phép thực hiện linh hoạt cácthuật toán điều khiển, thông qua một ngôn ngữ lập trình riêng thay cho việc phải thiết

kế và thể hiện thuật toán đó bằng mạch số Như vậy, với chương trình điều khiển của

nó PLC trở thành bộ điều khiển số nhỏ gọn, dễ trao đổi thông tin với môi trường bênngoài (với PLC khác, với các thiết bị, với máy tính cá nhân) Toàn bộ chương trìnhđiều khiển được nhớ trong bộ nhớ của PLC dưới dạng các khối chương trình và đượcthực hiện theo chu kỳ vòng quét (SCAN)