Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
60
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO MÔ HÌNH SẢN XUẤT TỰ ĐỘNG
PHỤC VỤ THÍ NGHIỆM TẠI PFIEV
DESIGN AND FABRICATION OF A MODEL OF AUTOMATED PRODUCTION
FOR EXPERIMENT AT PFIEV

SVTH: Nguyễn Ngọc Tân, Lê Duy Dũng, Nguyễn Hữu Đắc, Đỗ Tài Vinh,
Nguyễn Danh Ngọc, Lê Anh Tuấn
Lớp , Trường Đại học Bách Khoa
GVHD: TS. Trần Đình Khôi Quốc
, Trường Đại học Bách Khoa

TÓM TẮT
Với đề tài “Thiết kế và chế tạo mô hình sản xuất tự động phục vụ thí nghiệm tại PFIEV”,
chúng tôi xây dựng mô hình đặc trưng của một hệ thống sản xuất tự động hiện đại với sự kết hợp
của các cơ cấu cơ khí, truyền động khí nén, điều khiển và giám sát bằng PLC. Việc sử dụng ngôn
ngữ lập trình cấu trúc GRAFCET và điều khiển giám sát qua WinCC tạo cho đề tài có tính linh hoạt
và đáp ứng được các yêu cầu thí nghiệm tiên tiến. Hệ thống các bài tập thực hành được xây dựng
trên nguyên tắc linh hoạt, có tính mở nhằm phát huy tối đa khả năng của mô hình, đồng thời giúp
sinh viên chủ động trong việc thiết kế. Mô hình sẽ phục vụ học tập
(PFIEV), Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng.
ABSTRACT
With the theme "Design and fabrication a model of automated production for experiment at
PFIEV", we construct a specific model of an automatic system of modern production, which is a
combination of the mechanical structure, pneumatic transmission, controlled and monitored by
PLC. The use of structural programming language GRAFCET, control and supervision over the
WinCC makes the model flexible and satisfying the requirements of advanced experiments. The
system of exercises are built on the principle of flexible, open to maximize the ability of the model,
and helping students actively in the design. The model will serve the study and the scientific
research of the students of the PFIEV of the Danang University of Technology.

Xây dựng hệ thống các bài tập mẫu.
1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Mô hình mà chúng tôi đã hoàn thành sẽ đóng góp vào cơ sở vật chất để phục vụ
giảng dạy, thực hành thí nghiệm tại PFIEV, mặt khác, việc thi công, thực hiện những yêu
cầu đặt ra đã giúp nhóm sinh viên chúng tôi có thêm nhiều kiến thức bổ ích về các lĩnh
vực: cơ khí, động hóa, điện tử …
2. Nội dung
2.1. Lựa chọn phương án thiết kế
Trong phạm vi một mô hình hệ thống sản xuất tự động phục vụ cho việc dạy và
học, ta không thể đưa tất cả các bộ phận thực trong hệ thống đó. Các hãng sản xuất mô
hình hệ thống sản xuất tự động dùng để dạy học thường chia hệ thống ra hàng chục mô
đun, ví dụ hãng SL (Italia) đã sản xuất một hệ thống gồm 22 module của hệ thống, với mỗi
mô đun có giá bán từ 20 000 – 50 000 USD tùy theo độ phức tạp của module. Trong khuôn
khổ của đề tài với kinh phí không nhiều chúng tôi lựa chọn thiết kế và chế tạo một module
thể hiện một phần của hệ thống sản xuất tự động gồm các bộ phận chính sau: i) Vận
chuyển sản phẩm; ii) Chuyển sản phẩm từ dây chuyền (băng tải 1) đến dây chuyên của
băng tải thứ 2 để tiến hành phân loại sản phẩm; iii) Phân loại sản phẩm; iv) Chuyển vào
đóng hộp sản phẩm; v) Đóng hộp và vận chuyển vào kho.
2.2. Thiết kế mô hình
Khi tiến hành việc thiết kế mô hình “Sản xuất tự động”, chúng tôi đã tự đặt ra một
số tiêu chí cần đạt được như sau:
Mô hình phải đặc trưng được cho những dây chuyền, hệ thống sản xuất tự động
thông dụng nhất.
Cho phép sinh viên thực hành điều khiển trên các thiết bị điều khiển khả lập trình
Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
62
thông dụng và nâng cao như S7-200, S7-300, WinCC, ngôn ngữ grafcet tiêu chuẩn.
Lắp ráp mạch khí nén, đấu nối mạch điện điều khiển dễ thao tác. Lập trình vi điều
khiển ở một số bộ phận.
Sử dụng các vật tư, thiết bị, linh kiện thông dụng để dễ dàng thay thế sữa chữa.

Hình 2: Sơ đồ khối quá trình dùng vi điều khiển điều khiển tốc độ động cơ
3. Kết quả đạt được
3.1. Mô hình

Hình 3: Mô hình đã hoàn thành
Quy trình công nghệ phân loại sản phẩm và đóng hộp tự động trên băng chuyền.
Sản phẩm được phân chia thành 2 loại: sản phẩm có từ tính và không có từ tính. Chi tiết về
phần chương trình điều khiển:
Khi ấn phím khởi động lệnh gọi các khối chức năng được thực hiện và các khối
thực hiện các công việc cụ thể như sau:
Khối băng tải 1 (FB1, DB1) sẽ chạy băng tải và cơ cấu cấp sản phẩm và nó sẽ dừng
lại khi cảm biến phát hiện vật trên băng tải 1 tác động. Tiếp đó cánh tay robot sẽ
tiến tới vị trí của vật để hút vật, sau đó vật được chuyển sang băng tải 2. Khi cánh
tay robot trở lại vị trí cuối hành trình (phía băng tải 1) thì cơ cấu cấp sản phẩm và
băng tải 1 lại hoạt động trở lại và chu trình được lặp lại như cũ.
Khối băng tải 2, 3 và các rulo (FB2, DB2) khi được gọi thì băng tải 2 chạy, băng tải
3 và các rulo cũng hoạt động để đưa hộp vào vị trí tiếp nhận sản phẩm. Khi vật
được đưa vào băng tải 2 bởi cánh tay robot chúng sẽ được phân thành 2 loại nhờ
các cảm biến. Sản phẩm có từ sẽ được đưa vào hộp nhờ cần gạt 1, còn sản phẩm
Bộ điều
khiển khả
lập trình
PLC S7-300
Chíp
AT89S52
Phát n xung/1s
Lập trình các cấp tốc
độ bằng PWM cho
động cơ điện 1 chiều
và động chơ bước

chức năng khác nhau, đại diện cho từng khối trong mô hình (giống như các chương trình
con). Bài toán này giúp sinh viên làm quen với cấu trúc của lệnh gọi các khối như: FC,
FB…
Nhận xét chung:
Khi chạy chương trình, từ các grafcet ta có thể quan sát một các dễ dàng các thao
tác đang được thực hiện trên dây chuyền và vị trí của các cơ cấu trên dây chuyên đó. Vì thế
nó có thể giúp cho người điều khiển dễ dàng nhận biết các sự cố và khắc phục chúng một
cách nhanh chóng.
3.3. Giao diện điều khiển giám sát
Giao diện điều khiển giám sát được thực hiện trên Graphic Designer trong WINCC
v7.0. Thực hiện việc kết
nối các biến vào ra của
PLC với các biến
internal và external của
Wincc, từ đó ta có thể
mô phỏng được một
cách chính xác các hoạt
động của hệ thống và
điều khiển nó thông qua
màn hình máy tính.
Giao diện điều
khiển và giám sát được
chúng tôi thiết kế theo
từng module, do đó, với
Hình 4: Giao diện điều khiển mô hình được xây dựng trên WINCC

Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010
65
mỗi bài toán liên quan đến từng module cụ thể (băng tải 1, 2, 3, cánh tay robot), ta có thể
click vào các nút trên các module tương ứng để chuyển giao diện của màn hình sang dạng

hợp tác đào tạo Bách khoa Hà Nội SIEMENS.
[5] Nguyễn Tấn Phước, Giáo trình Điện tử Kĩ thuật-Linh kiện Điện tử. Nxb. TP. Hồ Chí
Minh.
[6] Tống Văn On, Hoàng Đức Hải, Họ Vi Điều Khiển 8051.NXB Lao Động Xã Hội.