GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN QUY TRÌNH HOẠT ĐỘNG CỦA BĂNG
CHUYỀN PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
1.1 Giới thiệu chung
Băng chuyền là sản phẩm máy móc hỗ trợ đắc lực trong việc vận
chuyển và hỗ trợ chế tạo, chế biến , lắp ráp, đóng gói hàng hóa rất đắc
lực. Một cỗ máy sở hữu khả năng vận chuyển một vật, bưu kiện, gói
hàng từ điểm A tới điểm B trong nhà máy.
Băng chuyền đồng thời là thiết bị công nghiệp có tính kinh tế cao. với
khả năng đảm nhận đồng thời các yêu cầu : vận chuyển và vị trí thao tác
sản xuất , chế biến , lắp ráp, đóng gói. Sử dụng băng chuyền để có thể
tiết kiệm được nhân lực lao động, diện tích nhà xưởng, đồng thời tăng
năng suất, doanh thu cho doanh nghiệp.
Như vậy , băng chuyền là 1 sản phẩm của công nghệ tiên tiến,là một
trong những thiết bị máy móc ko thể thiếu đối với dây chuyền chế tạo ,
chế biến , lắp ráp của những nhà máy với quy mô lớn. Góp phần tạo nên
các khu công nghiệp hiện đại , khoa học và giải phóng sức lao động
mang lại hiệu quả kinh tế cao.
1.2 Ưu điểm của băng chuyền
 Cấu tạo đơn giản, có khả năng vận chuyển rời và đơn chiếc theo các
hướng nằm ngang, nằm nghiêng hoặc kết hợp giữa nằm ngang với
nằm nghiêng.
 Vốn đầu tư không lớn lắm, có thể tự động được, vận hành đơn giản,
bảo dưỡng dễ dàng, làm việc tin cậy, năng suất cao và tiêu hao năng
lượng so với máy vận chuyển khác không lớn lắm.

1.3

 Băng chuyền linh hoạt: có thể di chuyển một cách linh hoạt
 Băng chuyền góc cong: chuyển hướng sản phẩm từ 30° đến
180°
Mỗi loại băng chuyền đều có hình dạng, chức năng và ứng dụng khác
nhau phù hợp với các mục đích sử dụng khác nhau. Để băng chuyền phát huy
được hết chức năng của nó phục vụ tốt cho việc vận chuyển sản phẩm thì phải

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 2


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

lựa chọn loại băng chuyền có chức năng phù hợp. Đồng thời, tiết kiệm được rất
nhiều chi phi và tăng năng suất cho công việc.
Vậy để phân loại sản phẩm theo chiều cao một cách tốt nhất ta chọn sử
dụng băng chuyền con lăn thép mạ kẽm bởi vì băng chuyền này thích hợp để di
chuyển các sản phẩm có mặt phẳng đáy cứng như là hộp carton, hộp nhựa… và
dễ dàng đẩy sản phẩm qua các băng tải khác nhờ độ ma sát thấp đồng thời có
thể làm việc trong các môi trường thông thường cho đến các môi trường có chất
ăn mòn, bụi bặm…
1.5

Quy trình hoạt động của băng chuyền phân loai

Hình 1.1: Quy trình công nghệ của hệ thống

Khi các sản phẩm thấp đi vào băng tải 4 thì sẽ được cảm biến 5 ghi nhận. Sau 1
khoảng thời gian nếu số lượng sản phẩm thấp nhiều hơn số lượng sản phẩm cao
và sản phẩm trung bình thì hệ thống sẽ dừng hoạt động và báo lỗi bằng đèn
tương ứng.

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 4


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

CHƯƠNG 2: CÁC LOẠI CẢM BIẾN VÀ CÁC PHẦN TỬ CHẤP HÀNH
2.1 Cảm biến
2.1.1 Khái niệm chung
Cảm biến là thiết bị dùng để cảm nhận, biến đổi các đại lượng vật lý và các
đại lượng không cáo tính chất điện cần đo thành các đại lượng điện có thể đo và
xử lý được.
Các đại lượng cần đo (m) thường không có tính chất điện (như nhiệt độ, áp
suất…) tác động lên cảm biến cho ta một đặc trưng (s) mang tính chất điện (như
điện tích, điện áp, dòng điện, dòng điện hoặc trở kháng) chứa đựng thông tin
cho phép xác định giá trị của đại lượng cần đo. Đặc trưng (s) là hàm của đại
lượng cần đo (m):
S = F(m)
Người ta gọi (s) là đại lượng đầu ra hoặc là phản ứng của cảm biến, (m) là đại
lượng đầu vào hay kích thích (có nguồn gốc là đại lượng cần đo). Thông qua đo
đạc (s) cho phép nhận biết giá trị của (m).

 Cảm biến thông số
Theo phương pháp đo:
 Cảm biến biến đổi trực tiếp
 Cảm biến bù
2.1.3 Cảm biến dùng trong hệ thống
Để có thể phân loại được sản phẩm theo chiều cao thì ta sử dụng cảm biến
quang điện (Photoelectric Sensor, PES) bởi vì cảm biến quang điện có thể phát
hiện nhiều dạng vật thể khác nhau ở các vị trí khác nhau như là từ việc phát hiện
1 chai nhựa trên băng chuyền hoặc kiểm tra xem tay robot đã gắp linh kiện ô tô
để lắp đặt hay chưa.
 Nguyên lý hoạt động là khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào bề mặt
của cảm biến quang thì chúng sẽ thay đổi tính chất. Tín hiệu quang
được biến đổi thành tín hiệu điện nhờ hiện tượng phát xạ điện tử ở cực
catot (Cathode) khi có một lượng ánh sáng chiếu vào.
 Các loại cảm biến quang hiện có:
 Cảm biến quang thu phát.
 Cảm biến quang phản xạ gương.
 Cảm biến quang khuếch tán.
 Cấu trúc của cảm biến quang điện gồm 3 thành phần chính sau:
 Bộ phát sáng
 Bộ thu sáng
 Mạch xử lý tín hiệu ra
Hình 2.1 Cấu trúc của cảm biến quang

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 6


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH

Piston khí nén là các thiết bị cơ được chạy bằng khí nén (thường sử dụng
không khí) và thường được sử dụng với van điện tử khí nén để có thể điều
khiên hoạt động.
Nguyên lý hoạt động piston khí nén là nhờ vào hệ thống cấp khí nén từ
bên ngoài vào. Khi khí nén được cấp vào, nó đẩy piston trượt lên, theo
hướng trục của piston. Khi hết hành trình, piston lại đẩy khí nén ra ngoài
tiếp tục vòng tuần hoàn.

Hình 2.3 piston khí nén
*Vị trí đặt piston: Chúng ta đặt piston sao cho sau khi tín hiệu trên cảm biến
quang vừa chớm tắt thì sản phẩm vào ngay vị trí giữa của pitston nhằm tránh
hiện tượng piston đẩy sớm và ở đây sử dụng piston loại tự thụt vào khi vừa đẩy
xong
2.2.3 Động cơ điện
Động cơ điện là máy điện dùng để chuyển đổi năng lượng điện sang năng
lượng cơ. Các động cơ điện thường gặp dùng trong gia đình như quạt điện, tủ
lạnh,..Trong công nghiệp được dùng rất nhiều trong máy nâng hạ, máy bơm và
đặc biệt trong hệ thống của chúng ta thì được sử dụng để kéo băng tải.

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 8


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Động cơ điện gồm có động cơ điện xoay chiều (động cơ không đồng bộ và

 Đèn báo dùng để báo lỗi hệ thống về cho người vận hành điều khiển

Hình 2.6 Đèn báo



Nút bấm dùng để khởi động hệ thống

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 10


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 2.7: Nút bấm
2.2.6 Van điện từ
Van điện từ có tên tiếng anh Solenoid vavle. Đây là một thiết bị cơ điện,
dùng để kiểm soát dòng chảy chất khí hoặc lỏng dựa vào nguyên lý chặn
đóng mở do lực tác động của cuộn dây điện từ.
Nguyên lý hoạt động của van điện từ như sau:
 Có 1 cuộn điện, trong đó có 1 lõi sắt và 1 lò xo nén vào lõi sắt,
trong khi đó lõi sắt lại tỳ lên đầu 1 giăng bằng cao su.
 Khi không có điện thì lò xo ép vào lõi sắt, van sẽ ở trạng thái
đóng.
 Nếu chúng ta cấp điện, tức là cho dòng điện chạy qua, cuộn dây
sinh từ trường sẽ tác động làm hút lõi sắt ra, từ trường này có lực

tạp.
• Hoàn toàn tin cậy trong môi trường công nghiệp.
• Giao tiếp được với các thiết bị thông minh khác như: máy tính nối mạng,
các module mở rộng.
• Giá cả có thể cạnh tranh được.

Trong PLC, phần cứng CPU và chương trình là đơn vị cơ bản cho quá trình
điều khiển hoặc xử lí hệ thống. Chức năng mà bộ điều khiển cần thực hiện sẽ
được xác định bởi 1 chương trình. Chương trình này được nạp sẵn vào bộ nhớ
của PLC, PLC sẽ thực hiện việc điều khiển dựa vào chương trình này. Như vậy
nếu muốn thay đổi hay mở rộng chức năng của quy trình công nghệ, ta chỉ cần
thay đổi chương trình bên trong bộ nhớ của PLC. Việc thay đổi hay mở rộng

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 12


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

chức năng sẽ được thực hiện một cách dễ dàng mà không cần sự can thiệp vật lý
nào so với các bộ dây nối hay rơ le.

3.1.1 Cấu trúc phần cứng
Tất cả các PLC đều có thành phần chính là:
• Một bộ nhớ chương trình RAM bên trong (có thể mở rộng thêm một số
bộ nhớ ngoài EPROM)

Hình 3.2: Sơ đồ khối tổng quát CPU
3.1.2

Mối quan hệ giữa các thành phần trong PLC

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 14


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Hình 3.3: Mối quan hệ giữa các thành phần trong PLC

3.1.3 Vòng quét của chương trình
PLC thực hiện chương trình theo vòng lặp. Mỗi vòng lặp được gọi vòng quét
(scan).
Các giai đoạn của vòng quét






Nhận các tín hiệu đầu vào
Thực hiện chương trình điều khiển
Xử lý các yêu cầu về truyền thông (nếu có)

HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

trong chương trình được thực hiện, vào khối lượng dữ liệu truyền thông.
Trong vòng quét đó. Như vậy giữa việc đọc dữ liệu từ đối tượngđể xử lý,
tính toán và việc gửi tín hiệu điều khiển đến đối tượng có một khoảng thời
gian trễ đúng bằng thời gian vòng quét. Nói cách khác, thời gian vòng quét
quyết định tính thời gian thực của chương trình điều khiển trong PLC. Thời
gian vòng quét càng ngắn, tính thời gian thực của chương trình càng cao.
Khi gặp lệnh vào/ra tức thời ngay lập tức hệ thống dừng tất cả mọi công
việc khác, ngay cả chương trình xử lý ngắt để thực hiện chương trình này
trực tiếp với cổng vào/ra.
Nếu sử dụng các chế độ ngắt, chương trình con tương ứng với từng tín
hiệu ngắt được soạn thảo và cài đặt như một bộ phận của chương trình.
Chương trình xử lý ngắt chỉ được thực hiện trong vòng quét khi xuất hiện tín
hiệu báo ngắt và có thể xảy ra ở bất cứ thời điểm nào trong vòng quét.
3.1.4 Danh sách các thiết bị

 Relay ngõ vào (X) và relay ngõ ra (Y)
 Số relay ngõ vào và relay ngõ ra ở hệ bát phân được án cho mỗi khối
chính theo dạng “X000 đến X007, X010 tới X017..., Y000 tới Y007,
Y010 tới Y017...”. Số relay ngõ vào (X) và relay ngõ ra (Y) trong khối
mở rộng cũng là các liên tiếp trong hệ bát phân tương ứng với thứ tự
kết nối vào khối chính.
 Sử dụng bộ lọc số cho bộ lọc ngõ vào của các relay ngõ vào và giá trị
bộ lọc có thể dược thây đổi bằng chương trình. Tương ứng, gán số
relay ngõ vào cho mục đích nhận tốc độ cao.
 Relay phụ trợ (M)
 Các relay xây dựng trong PLC là các relay phụ trợ, và chúng được sử

 Timer T250 tới T255 là dạng timer có nhớ cho các xung 100ms. Nghĩa
là giá trị hiện hành vẫn được giữ khi cuộn dây timer thì bật về OFF.
Và khi ngõ vào diều khiển bật ON trở lại thì timer có nhớ lại đếm tiếp
từ giá trị bị ngắt.
 Bộ đếm – Counter (C)
Các dạng bộ đếm sau được cung cấp và được dùng tùy theo mục đích:
 Bộ đếm được chốt: Bộ đếm được cung cấp cho tín hiệu bên trong
PLC, tốc độ đáp ứng thường nhỏ cỡ vài chục Hz.
 Bộ đếm 16-bit: Bộ đếm lên với tầm đếm từ 1 tới 32767
 Bộ đếm 32-bit: Bộ đếm lên và xuống, phạm vi đếm từ
-2,147,483,648 đến +2,147483,647
 Bộ đếm tốc độ cao được chốt: Bộ đếm tốc độ cao có thể đếm với
tần số vài kHz mà không cần quan tâm đến hoạt động trong PLC.
Bộ đếm 32 bit: Bộ đếm lên và xuống, phạm vi đến từ
-2,147,483,648 đến +2,147,483,647 (1-pha 1 chiều đếm, 1-pha 2
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 17


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

chiều đếm và 2-pha 2 chiều đếm), được gán cho các relay ngõ vào
riêng.
 Thanh ghi dữ liệu (D)
 Thanh ghi dữ liệu lưu giá trị dữ liệu số.
 Tất cả thanh ghi dữ kiệu trong PLC FX là dạng 16 bit (bit có trọng

GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

 Giá trị hằng số được sử dụng trong PLC, "K" chỉ giá trị nguyên
thập phân, "H" chỉ giá trị thập lục phân, "E" chỉ giá trị thực (dữ liệu
dấu chấm động).
 Hằng số được dùng như giá trị đặt hay giá trị hiện hành cuả timer
hay bộ đếm hay các toán hạng cho các lệnh ứng dụng.
3.1.5

Lựa chọn bộ điều khiển trong hệ thống

Mitsubishi có nhiều dòng PLC MELSEC FX khác nhau đa dạng phù hợp với
nhiều muc đích sử dụng như là FX0N, FX2N, FX3G,FX3U,…
Với hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao thì tụi em chọn PLC
FX3G-40MR/ES-A đáp ứng các yêu cầu của hệ thống.
 Giới thiệu về FX3G-40MR/ES-A:
FX3G-40MR/ES-A thuộc dòng PLC FX3G được tích hợp bộ nhớ trong lên
đến n 32Kb bước lệnh cho dòng tiêu chuẩn , tốc độ xử lý một lệnh đơn logic
trong thời gian 0.21μs. Thêm vào đó, nó cho phép xử ly trên số thực và các
ngắt. Việc lâp trình trên FX3G đơn giản hơn nhờ vào sự thực thi thông qua
đồng thời 2 công truyền thông tốc độ cao là RS422 và USB.
 Đặc tính kỹ thuật của FX3G-40MR/ES-A:
 Số ngõ vào: 24
 Số ngõ ra: 16 kiểu Relay.
 Nguồn cung cấp:100 – 240V AC(+10% / -15%), 50/60Hz
 Công suất tiêu thụ : 32W
 Truyền thông : USB, RS232C, RS485

 Sơ đồ nối dây đầu vào của PLC
 Đầu vào kiểu nút nhấn
ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 20


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

a)

b)

Hình 3.7 a) sơ đồ nối dây đầu vào kiểu Sink
b) sơ đồ nối dây đầu vào kiểu Source

 Đầu vào kiểu Transistor

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

Trang 21


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY


toàn tùy biến các cài đặt, có nghĩa là lựa chọn công cụ và các phím tắt để tối ưu
hóa khả năng trực giác của riêng người dùng. Tích hợp mạng và các module
chức năng đặc biệt giữ cho các tập tin dự án tổ chức và dễ dàng truy cập. Được
xây dựng với PLC ảo trên máy tính mô phỏng cho phép hệ thống hoàn chỉnh
trước khi đến phần cứng. Sau khi dự án được tải về hệ thống thực tế, GX
Works2 bao gồm nhiều chế độ theo dõi , theo dõi chức năng, và khả năng gỡ lỗi
trực tuyến cho phép kiểm soát được tình trạng của ứng dụng.
MELSOFT GX Works2 đại diện cho thế hệ tiếp theo của phần mềm lập trình
trong bảo trì PLC của MELSOFT. Chức năng của nó đã được thừa hưởng từ cả
GX và IEC phát triển, với những cải tiến được thực hiện trong suốt để tăng năng
suất và giảm chi phí kỹ thuật.
Thông qua phần mềm GX Works2 việc biên soạn và lập trình PLC trở nên đơn
giản nhờ các hình vẽ minh họa. Khi đã sử dụng thành thạo những tao tác cơ bản,
thì việc thao tác với PLC trở nên đơn giản vì chỉ cần thao tác lại những thao tác
cũ.

3.2.2 Cấu trúc màn hình của GX Work2

a)Thanh tiêu đề

b)Thanh trình đơn

c)Thanh công cụ

ĐỒ ÁN: ĐIỀU KHIỂN LOGIC

d) Thanh trạng thái

Trang 23

Đóng cửa sổ GX Work2


GVHD : TRƯƠNG THỊ BÍCH THANH
HOÀNG

SVTH : NGUYỄN HUY

Khi ta chọn một danh mục trên thanh trình đơn, thanh trình đơn sẽ
trải xuống và hiện ra các chức năng của GX Works2 trong đó.
Hình 3.6: Cấu trúc thanh tiêu đề
Mục biên dịch

Mục dự án

Mục chỉnh
sửa

Mục hiển thị

Mục tìm kiếm
và thaythế

Mục
trực
tuyến

Mục gỡ lỗi

Mục chẩn