MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN................................................................................................2
1.1 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG:................................................................2
1.1.1

Yêu cầu:...........................................................................................................2

1.1.2

Tên hệ thống:....................................................................................................2

1.1.3

Mô tả nguyên lý hoạt động của hệ thống:.........................................................2

1.2

Yêu cầu hệ thống:...................................................................................................3

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ.....................................................4
2.1

LỰA CHỌN CẢM BIẾN TIỆM CẬN:...................................................................4

2.1.1

Yêu cầu:...........................................................................................................4

2.1.2

Lựa chọn cảm biến phù hợp.............................................................................4

3.2 ĐẤU NỐI MODUL ANALOG EM231 VỚI BỘ KHUẾCH ĐẠI, LOADCELL VỚI
BỘ KHUẾCH ĐẠI.........................................................................................................17
3.3 KẾT NỐI PLC VÀ MẠCH ĐỘNG LỰC:................................................................18
3.3.1 Kết nối PLC...........................................................................................................18
3.3.2 Mạch động lực...................................................................................................18
MỤC LỤC HÌNH, BẢNG:
Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống..............................................................................................4
Hình 2.1 Cảm biến tiệm cận loại điện dung CR30-18DN.....................................................5
Hình 2.2 Loadcell UWE dạng thanh.....................................................................................7
Hình 2.3: Bộ khuếch đại loadcell MKcells KM02A.............................................................7
Bảng 2.1:Thông số kỹ thuật KM02A....................................................................................8
Hình 2.4: Modul analog EM 231..........................................................................................9
Hình 2.5: Động cơ băng tải.................................................................................................12
Hình 2.6: Xylanh AIRTAC MA..........................................................................................14
Hình 2.7: Van đảo chiều 5/2...............................................................................................14
Hình 2.8: Van tiết lưu.........................................................................................................15
Hình 2.9: CPU 221.............................................................................................................16
Hình 3.1: Sơ đồ đấu nối PLC, EM 231 với bộ khuếch đại..................................................17
Hình 3.2: Sơ đồ đấu dây cho modul EM231.......................................................................17
Hình 3.4: Sơ đồ kết nối PLC...............................................................................................19
Hình 3.5: Sơ đồ kết nối mạch động lực..............................................................................19


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 MÔ TẢ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG:
1.1.1 Yêu cầu:
-

Trang bị điện cho Hệ thống phân loại sản phẩm theo khối lượng.



Hình 1.1: Sơ đồ khối hệ thống
1.2 Yêu cầu hệ thống:
-

Hệ thống xác định được khối lượng bưởi dao động từ 0.5 kg đến 2 kg.
Chiều dài của 2 băng tải: 1m
Vận tốc di chuyển của vật: 10 m/phút
Phân loại được sản phẩm trên trên 1 kg và dưới 1 kg
Có khả năng chịu quá tải đến 6 kg
Cảm biến nhận dạng được bưởi ( phi kim)
Xy lanh có hành trình 250 mm


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
2.1 LỰA CHỌN CẢM BIẾN TIỆM CẬN:
2.1.1 Yêu cầu:
- Phát hiện được nông sản: bưởi.
- Có thời gian đáp ứng nhanh.
- Có điện áp ngõ ra phù hợp với điện áp ngõ vào của PLC là 24 VDC.
- Có thể phát hiện vận có kích thước nhỏ nhất là 12x12x12 cm.
- Thích hợp ở nhiệt độ môi trường tại Việt Nam từ 15oC đến 40oC.
- Thích hợp ở độ ẩm môi trường ở các trang trại trồng nông sản từ 50 đến 90 % RH.
2.1.2 Lựa chọn cảm biến phù hợp.
* Từ những yêu cầu trên ta chọn cảm biến tiệm cận loại điện dung CR30-18DN.

Hình 2.1 Cảm biến tiệm cận loại điện dung CR30-18DN
* Thông số kỹ thuật:
- Có thể phát hiện sắt, kim loại, nhựa, nước, đá, gỗ, v.v.
- Tuổi thọ dài và độ tin cậy cao.

+ Tải trọng : 0,22 – 6 kg.
+ Bảo vệ quá tải: 9 kg.
+ Điện áp ngõ ra: 2 mV/V.
+ Điện áp kích thích: 10 – 12 VDC
+ Điện áp kích thích tối đa: 15 VDC
+ Mức tuyến tính: 0.02 %FSO
+ Điện trở vào: 410 ± 10 Ohms
+ Điện trở ra: 350 ± 3 Ohms
+ Dãy nhiệt độ hoạt động: -20 to + 60 oC
+ Cấp bảo vệ: IP66
2.3 BỘ KHUẾCH ĐẠI LOADCELL CHUẨN CÔNG NGHIỆP:

Hình 2.3: Bộ khuếch đại loadcell MKcells KM02A
-

Trong thực tế và trong sản xuất công nghiệp nếu liên quan đến định lượng dung
loadcell thì thiết bị thường đi kèm với bộ khuếch đại chuẩn cho loadcell. Hoặc


có thể sử dụng bộ đầu cân chuẩn có tích hợp bộ khuếch đại cho loadcell, thông
thường giá của bộ đầu cân rất đắt tiền, nếu có ngõ ra analog thường giá rất cao,
thích hợp dung cho công nghiệp như: đầu cân MP30, XK3190-A9, FS1200a,
-

FS8000a,…
Bộ khuếch đại loadcell thường có 2 loại: khuếch đại cho ra dòng hoặc áp, và loại

-

chỉ cho ra áp như MKcells KM02, KM02A,…

Hình 2.4: Modul analog EM 231
2.4.2 Thông số kỹ thuật
- Mã code :EM231
- Module Analog Ngõ vào
- Ngõ vào Analog :4
- Loại ngõ vào : 0-10VDC
- Loại 12 bit chuyển đổi ,dùng cho CPU S7-200
2.5 ĐỘNG CƠ XOAY CHIỀU
* Động cơ xoay chiều có các loại sau:
+

Động cơ xoay chiều vạn năng.

+

Động cơ không đồng bộ.

+

Động cơ đồng bộ.

+

Động cơ cảm ứng.

Do yêu cầu của bài toán và những đặc điểm nổi bật của động cơ điện xoay chiều
không đồng bộ nên trong đề tài băng tải này chúng em chọn động cơ điện xoay chiều 3 pha
không đồng bộ rôto lồng sóc làm động cơ kéo băng tải.
* Những đặc điểm của động cơ điện không đồng bộ:
+

suất động cơ ≥ 30 kW, để mở máy không ảnh hưởng đến lưới điện và quá trình khởi động
của động cơ được thực hiện nhẹ nhàng và dễ dàng hơn.
Việc tính chọn công suất động cơ truyền động cho băng tải theo công suất cản tĩnh.
Chế độ quá độ không tính đến vì số lần đóng cắt ít, không ảnh hưởng đến chế độ tảo của
động cơ truyền động. Phụ tải của truyền động băng tải thường ít thay đổi trong quá trình
làm việc nên không cần thiết phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng và quá tải. trong điều
kiện làm việc nặng nề của thiết bị, cần kiểm tra theo điều kiện mở máy.
Khi tính chọn công suất động cơ truyền động băng tải thường tính theo các thành
phần sau:
+

Công suất P1 để dịch chuyển vật liệu.

+

Công suất P2 để khắc phục tổn thất do ma sát trong các ổ đỡ, ma sát giữa

băng tải và các con lăn khi băng tải không chạy.
+

Công suất P3 để nâng tải (nếu là băng tải nghiêng)

* Lực cần thiết để dịch chuyển vật liệu:
F1 = L.σ.k1.g.cosβ = L’.σ.k1.g

Với β = 0 (băng tải nằm ngang).

→ F = 1. 2000. 10. 0,05 = 1000 (N)
Với


Trong đó dấu (+) là khi tải đi lên, ( - ) khi tải đi xuống.
Công suất nâng bằng:

P3 = F3.v = ±σ.H.v.g

Công suất tĩnh của băng tải:
P = P1 + P2 + P3 = (σ.L’.k1 + 2.L’.σb. k2 ± σ.H).v.g
→ P = P1 + P2 + P3 = 1000 + 1000+ 0 = 2000 (W) = 2 (kW)
Vậy công suất động cơ truyền động băng tải được tính theo biểu thức sau:
Pđc = k3.
→ Pđc = 1,2
Trong đó:

P


2
= 2,56 (kW)
0.94

k3 = Hệ số dự trữ về công suất (k3 = 1,2 ÷ 1,25).


η = Hiệu suất truyền động.
Kết luận: Như vậy em sẽ chọn động cơ không đồng bộ 3 pha có thông số kỹ thuật như sau:
Thông số kỹ thuật:

Dãy
3k132S6



2,0

Lkđ/Ldd
6,0

Hình 2.5: Động cơ băng tải
2.6 XYLANH KHÍ NÉN
2.6.1 Yêu cầu:
- Hành trình xylanh Lxl=25cm = 250 mm
- Thời gian dẫn động T=0.5s
- Tải trọng đáp ứng F=50 N
2.6.2 Tính toán thông số xylanh phù hợp:
- Áp suất khí nén của các máy nén khí thông dụng là:
P = 6bar = 6,1183 kgf/cm2
- Tải trọng đáp ứng là:
F=50 N = 5 (kg)
- Chọn đường kính xi lanh:
D = sqrt ((F*4)/(p*pi)) = sprt ((665.4*4)(6.1183*3.14)) = 3.72 cm

- Hành trình xy lanh:
Lxl = 250 mm

Số
cực

0

- Chọn đường kính:
Dxl = 40 mm

khí tức là điều chỉnh vận tốc hoặc thời gian chạy vào ra của pittong trong xylanh. Nguyên
lý làm việc của van tiết lưu là lưu lượng dòng khí qua van phụ thuộc vòa sự thay đổi tiết
diện.


Hình 2.8: Van tiết lưu
2.7 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN LOGIC LẬP TRÌNH
2.7.1 Đặc điểm:
- Thiết bị chống nhiễu tốt
- Kết nối thêm các modul để mở rộng ngõ vào/ra.
- Ngôn ngữ lập trình dễ hiểu.
- Dễ dàng thay đổi chương trình điều khiển bằng máy lập trình hoặc máy tính
- Độ tin cậy cao, kích thước gọn.
- Bảo trị dễ dàng.
2.7.2 Chọn loại PLC S7-200
* Thông thường S7-200 được phân ra làm hai loại chính dựa vào nguồn điện áp cấp cho
CPU hoạt động
+ Loại cấp điện áp 220 VAC:
- Ngõ vào: Kích hoạt mức 1 ở cấp điện áp +24VDC ( Từ 15 VDC – 30 VDC)
- Ngõ ra: Relay
- Ưu điểm: ngõ ra là relay do đó có thể sử dụng ngõ ra ở nhiều cấp điện áp khác
-

nhau.
Nhược điểm: Do ngõ ra relay nên thời gian đáp ứng không được nhanh cho
output tốc độ cao.

+ Loại cấp điện áp 24 VDC
-


- Cách đấu nối như sau: L+ và M của EM231 đấu trực tiếp từ nguồn 24VDC trên board thí
nghiệm hoặc có thể lấy nguồn từ CPU 221 trên board thí nghiệm.


Hình 3.1: Sơ đồ đấu nối PLC, EM 231 với bộ khuếch đại

Hình 3.2: Sơ đồ đấu dây cho modul EM231
3.2 ĐẤU NỐI MODUL ANALOG EM231 VỚI BỘ KHUẾCH ĐẠI, LOADCELL VỚI
BỘ KHUẾCH ĐẠI
- Loadcell có 4 dây: đỏ ( Exc+), vàng ( Exc-), xanh lá ( Sig+), xanh dương ( Sig-)
- MKcell có 8 dây gồm: 5 dây đấu nối với loadcell lấy tín hiệu dương từ loadcell, trắng kí
hiệu số 4 lấy tín hiệu âm từ loadcell và dây nối đất màu đen kí hiệu số 5 nối với dây nối đất
của loadcell, 3 dây đấu nối với modul analog EM231 cấp nguồn 24VDC cho bộ khuếch
đại, dây đen kí hiệu số 8 tín hiệu ra âm và cũng là dây nối max chung với EM231.
- Ta đấu nối EM231 với MKceells như sau: 5 dây ra của loadcell lần lượt đấu nối với 5 dây
đầu vào của MKcell theo trình tự: Đỏ - đỏ, vàng – đen, xanh lá – xanh lá, xanh dương –
trắng, dây max nối chung. Sau đó 3 dây ra của MKcells nối với EM231 theo trình tự: Dây
đỏ nối với nguồn 24VDC từ PLC hoặc nguồn L+ của Em231, dây đen nối với chân 0 VDC
của ngồn hoặc max chung với EM231, dây xanh từ 0-10VDC nối với A+ của EM231, RA
thì cẫn nối với A+, còn A- thì nối với dây đen của MKcells.Như vậy dây đen của MKcells
sẽ là dây tham chiếu chung cho nguồn cấp và tín hiệu A-.


Hình 3.3: Cách đấu nối dây bộ khuếch đại loadcell


3.3 KẾT NỐI PLC VÀ MẠCH ĐỘNG LỰC:
3.3.1 Kết nối PLC

Hình 3.4: Sơ đồ kết nối PLC