Đồ án tốt nghiệp Trang v Phần A: Giới thiệu
LỜI MỞ ĐẦU
Trong quá trình sản xuất có càng nhiều công đoạn tự động bao nhiêu thì chi phí sản xuất sẽ
giảm và con người sẽ làm việc hiệu quả hơn và thoải mái hơn. Vì thế, tự động hóa trong sản xuất
luôn là giải pháp, lựa chọn hàng đầu của các nhà máy, xí nghiệp. PLC, biến tần là các thiết bị được
ứng dụng rất nhiều trong các hệ thống điều khiển tự động. Với đề tài “ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN VÀ GIÁM SÁT HỆ THỐNG PHÂN LOẠI THỦY SẢN TẠI CÔNG
TY THANH BÌNH ”, người thực hiện mong muốn được vận dụng những kiến thức đã học vào thực
tế và đưa ra giải pháp giúp cho các nhà máy, xí nghiệp thủy sản tự động hóa trong khâu phân loại
thủy sản theo trọng lượng, góp phần tăng năng suất, giảm chi phí đầu tư và tiết kiệm sức lao động
của con người.
Mặc dù người thực hiện đã cố gắng hoàn thành nhiệm vụ đề tài đặt ra, nhưng chắc chắn sẽ
không tránh khỏi những thiếu sót, mong quý thầy cô và các bạn sinh viên thông cảm và mong nhận
được những ý kiến đóng góp cùa quý thầy cô và các bạn sinh viên.
Xin chân thành cảm ơn.
Người thực hiện đề tài

Đồ án tốt nghiệp Trang vi Phần A: Giới thiệu
LỜI CÁM ƠN
Người thực hiện đề tài xin chân thành cảm ơn:
Các thầy cô trong khoa Điện - Điện Tử, các bạn bè, đồng nghiệp đã có những ý kiến đóng
góp hữu ích.
Thầy Lưu Văn Quang, thầy đã trực tiếp hướng dẫn người thực hiện đề tài, đã tận tình góp ý
và chia sẻ những kinh nghiệm quý báu, giúp người thực hiện hoàn thành đề tài đúng tiến độ và đạt
yêu cầu.

1.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài 2
1.4. Mục tiêu đề tài 3
1.5. Giới hạn đề tài 3
1.6. Nội dung của đề tài 3
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4
2.1. Phần cứng 5
2.1.1. PLC CP1L-M30DR-A 5
2.1.1.1. Đặc tính kỹ thuật của PLC CP1L-M30DR-A 5
2.1.1.2. Board truyền thông RS-422/485 CP1W-CIF11 6
2.1.2. Biến tần 3G3JX-A2004 7
2.1.2.1. Đặc tính kỹ thuật của biến tần 3G3JX 7
2.1.2.2. Truyền thông Modbus 7
2.1.3. Động cơ 9
2.1.4. Loadcell 9
2.1.4.1. Sơ đồ chân của loadcell 9
2.1.4.2. Đặc tính kỹ thuật của loadcell MAVIN 10
2.1.4.3. Bộ khuếch đại KM02 10
2.1.5. Hệ thống khí nén 10
Đồ án tốt nghiệp Trang viii Phần A: Giới thiệu
2.1.5.1. Van đảo chiều 10
2.1.5.2. Xy lanh 11
2.1.6. Relay trung gian 11
2.1.7. Cảm biến quang 12
2.1.7.1. Đặc tính kỹ thuật của cảm biến quang FOTEK CDR-30XB 12
2.1.7.2. Đặc tính kỹ thuật của bộ điều khiển FOTEK C-6 Controller 12
2.2. Phần mềm 13
2.2.1. Phần mềm lập trình CX-Programmer 13

3.7.1. Yêu cầu giám sát 39
3.7.2. Giao diện thiết kế 39
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 41
4.1. Kết luận 42
4.2. Hướng phát triển 42
PHẦN C: PHỤ LỤC VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO 43
Tài liệu tham khảo 44
Phụ lục: Cài đặt PLC và biến tần để truyền thông qua mạng Modbus 45

LIỆT KÊ HÌNH ẢNH
Hình 2.1 PLC CP1L-M30DR-A 5
Hình 2.2 Board truyền thông CP1W-CIF11 6
Hình 2.3 Kết nối với biến tần thông qua cổng RS422/485 6
Hình 2.4 Biến tần 3G3JX 7
Hình 2.5 Cổng truyền thông của biến tần 3G3JX 7
Hình 2.6 Sơ đồ chân của loadcell 9
Hình 2.7 Bộ khuếch đại KM02 10
Hình 2.8 Van đảo chiều 5/2 11
Hình 2.9 Kí hiệu van đảo chiều. 11
Hình 2.10 Xy lanh. 11
Hình 2.11 Cảm biến quang FOTEK CDR-30XB 12
Hình 2.12 Bộ điều khiển C-6 Sensor controller 12
Hình 3.1 Sơ đồ khối của hệ thống 15
Hình 3.2 Mô hình thiết kế nhìn từ trên xuống 16
Hình 3.3 Mô hình thiết kế nhìn theo phương ngang 16
Hình 3.4 Mô hình thiết kế nhìn theo phương dọc 16
Hình 3.5 Mô hình thiết kế 3D nhìn theo phương ngang 17
Hình 3.6 Mô hình thiết kế 3D nhìn theo phương dọc 17
Hình 3.7 Mô hình thiết kế 3D 17
Hình 3.8 Hình chụp mô hình 18
PHẦN B
Đồ án tốt nghiệp Trang 1 Chương 1: Dẫn Nhập

CHƯƠNG 1
DẪN NHẬP

Đồ án tốt nghiệp Trang 2 Chương 1: Dẫn Nhập

và hệ thống SCADA vào khâu này đã cho thấy hiệu quả đáng kể vì tiết kiệm được sức lao động,
đảm bảo vệ sinh an toàn thực phẩm trong quá trình sản xuất.
Đồ án tốt nghiệp Trang 3 Chương 1: Dẫn Nhập
1.4. MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:
Mục tiêu của đề tài là thiết kế, thi công mô hình điều khiển và giám sát hệ thống phân loại
thủy sản theo trọng lượng. Hệ thống có thể phân loại thành 3 loại trọng lượng khác nhau, các thông
số phân loại có thể điều chỉnh được. Tốc độ của băng tải có thể điều chỉnh được để giúp tăng năng
suất phân loại.
Toàn bộ trạng thái hoạt động của hệ thống có thể cài đặt, giám sát và điều khiển hoàn toàn
trên máy tính thông qua hệ thống SCADA.
1.5. GIỚI HẠN ĐỀ TÀI:
Đề tài phân loại thủy sản thành 3 loại trọng lượng khác nhau. Điều khiển và giám sát trên
máy tính. PLC giao tiếp với biến tần qua truyền thông.
1.6. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI:
Phần còn lại của đề tài được chia thành các phần như sau:
Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Chương này trình bày sơ lược về hệ thống thiết kế, trình bày các đặc tính, thông số kỹ thuật
chính của các thiết bị dùng trong mô hình.
Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình
Chương này sẽ trình bày về thiết kế, thi công phần cứng, phần mềm cho mô hình.
Chương 4: Kết luận và hướng phát triển
Chương này sẽ trình bày kết luận của đề tài và phương hướng phát triển của đề tài.
Đồ án tốt nghiệp Trang 4 Chương 2: Cơ sở lý thuyết


- Khối mở rộng tối đa: 3
- Tích hợp sẵn ngõ vào analog từ 0 – 10V, có độ phân giải 1/256
- Trang bị sẵn cổng USB 2.0 kết nối máy tính
- Có 2 khe cắm truyền thông cho phép gắn các board option như RS232C, RS422/RS485,
ethernet
- Truyền thông ModBus-RTU không cần lập trình, ứng dụng truyền thông với biến tần.
- Hỗ trợ các giao thức truyền thông: Host Link; 1:N NT Link; Serial PLC Link Slave; Serial
PLC Link Master, Modbus-RTU Easy Master.
Hình 2.1: PLC CP1L-M30DR-A
Đồ án tốt nghiệp Trang 6 Chương 2: Cơ sở lý thuyết
2.1.1.2. Board truyền thông RS-422/485 CP1W-CIF11: Board truyền thông này cho phép PLC CP1L có thể kết nối với biến tần thông qua truyền
thông ModBus-RTU cho phép PLC kết nối tối đa 32 biến tần, kết nối với các bộ điều khiển nhiệt độ
theo kiểu CompoWay/F, truyền thông nối tiếp giữa các PLC theo kiểu PLC Link.
Hình 2.2: Board truyền thông CP1W-CIF11
Hình 2.3: Kết nối với biến tần thông qua cổng RS422/485
Đồ án tốt nghiệp Trang 7 Chương 2: Cơ sở lý thuyết
2.1.2. Biến tần 3G3JX-A2004:
2.1.2.1. Đặc tính kỹ thuật của biến tần 3G3JX:


- Data: truyền các mã lệnh tương ứng từ function code, chứa địa chỉ của các coil hoặc register.

Bảng 2.1: Cấu trúc một message
Bảng 2.2: Function code
Bảng 2.3: Địa chỉ và ý nghĩa của một số register
Đồ án tốt nghiệp Trang 9 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

2.1.3. Động cơ:
Để băng tải hoạt động đúng với yêu cầu của hệ thống, động cơ phải được chọn lựa phù hợp.
Mô hình sử dụng động cơ 3 pha không đồng bộ, có hộp giảm tốc. Động cơ được thay đổi tốc độ
bằng cách thay đổi tần số của nguồn điện thông qua biến tần.
2.1.4. Loadcell:
Loadcell được sử dụng trong mô hình là loadcell của hãng MAVIN, loadcell được kết nối
qua bộ khuếch đại điện áp KM02 rồi được đưa tới ngõ vào analog của PLC.
2.1.4.1. Sơ đồ chân của loadcell: - Excitation (+): ngõ vào dương của điện áp cung cấp
- Excitation (-): ngõ vào âm của điện áp cung cấp
- Signal (+): tín hiệu ra dương của loadcell
Hình 2.6: Sơ đồ chân của loadcell
Bảng 2.4: Địa chỉ và ý nghĩa của một số coil
Đồ án tốt nghiệp Trang 10 Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2: Cơ sở lý thuyết Van đảo chiều 5/2 gồm có 5 ngõ: 1 ngõ nguồn khí nén vào (kí hiệu:P), 2 ngõ khí nén ra (kí
hiệu:A, B), 2 ngõ xả khí (kí hiệu:R, S). Nguyên tắc hoạt động của van đảo chiều 5/2: khi cuộn dây không được tác động, ngõ P nối
với A, ngõ B nối với S, ngõ R bị chặn, dòng khí nén đi từ ngõ P sang A.Khi cuộn dây tác động, ngõ
P sẽ được nối với B, ngõ A nối với R, ngõ S bị chặn, dòng khí nén đi từ ngõ P sang B.
2.1.5.2. Xy lanh:
Xy lanh khí nén có tác dụng biến đổi năng lượng khí nén thành năng lượng cơ học.Mô hình
sử dụng hai xy lanh khí nén tác dụng hai chiều (tác động kép) được điều khiển bởi hai van đảo chiều
để làm cơ cấu thay đổi hướng đi cho sản phẩm phân loại. 2.1.6. Relay trung gian:
Khi lựa chọn relay trung gian cần phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Điện áp định mức: là điện áp của mạch điện tương ứng mà tiếp điểm chính phải đóng cắt.
- Điện áp định mức đi qua tiếp điểm chính trong chế độ làm việc lâu dài
- Tuổi thọ của rơle trung gian: được tính bằng số lần đóng cắt
Hình 2.8: Van đảo chiều 5/2
Hình 2.9: Kí hiệu van đảo chiều 5/2
Hình 2.10: Xy lanh
Đồ án tốt nghiệp Trang 12 Chương 2: Cơ sở lý thuyết
Van đảo chiều 5/2 được nối với ngõ ra PLC thông quan rơle trung gian, việc này đảm bảo độ
bền cho các ngõ ra của PLC khi van gặp sự cố.

OMRON dùng để lập trình cho PLC OMRON với các tính năng chính là:
- Tạo và quản lý các project một cách dễ dàng.
- Kết nối với PLC qua nhiều đường giao tiếp
- Cho phép thực hiện các thao tác chỉnh sửa và theo dõi khi đi online.
- Cái đặt thông số hoạt động cho PLC.
- Hỗ trợ nhiều chương trình, nhiều PLC trong cùng một project và nhiều section trong cùng
một chương trình.
2.2.2. Phần mềm SCADA CX-Supervisor:
CX-Supervisor là phần mềm chuyên dụng dùng cho các thiết kế và giám sát các quy trình
hoạt động của máy móc thông qua PC với các tính năng chính là:
- Điều hành các giao diện quá trình
- Giám sát và thu thập dữ liệu
- Quản lý thông tin
- Kiểm soát quá trình sản xuất
- Điều khiển các quá trình liên tục
- Giám sát các cảnh báo và lập báo cáo
- Quản lý nguyên vật liệu
- Mô phỏng và mô hình hóa thông qua các hoạt hình đồ họa.
- Ghi nhận dữ liệu, ghi nhận lỗi
- Kết nối với các cơ sở dữ liệu.
- Kết nối với các OPC Server
- Hỗ trợ các đối tượng ActiveX
- Hỗ trợ lập trình theo cú pháp Visual Basic và JavaScript.

Đồ án tốt nghiệp Trang 14 Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình
- Một cảm biến quang phát hiện vật chuẩn bị cân, hai cảm biến quang đếm số lượng sản phẩm
phân loại được.
- Hai biến tần điều khiển hai động cơ kéo băng tải, biến tần được điều khiển bởi PLC thông
qua chế độ truyền thông.
- Hai van điện từ điều khiển hai xy lanh khí nén, van được điều khiển bởi PLC.
- Hai xy lanh khí nén được sử dụng làm cơ cấu chuyển hướng cho sản phẩm phân loại.
Hình 3.1: Sơ đồ khối của hệ thống
Đồ án tốt nghiệp Trang 16 Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình
3.3. BẢN VẼ MÔ HÌNH:
- Bảng vẽ 2D:
Hình 3.2: Mô hình thiết kế nhìn từ trên xuống
Hình 3.3: Mô hình thiết kế nhìn theo phương ngang
Hình 3.4: Mô hình thiết kế nhìn theo phương dọc
Đồ án tốt nghiệp Trang 17 Chương 3: Thiết kế và thi công mô hình

- Bảng vẽ 3D: