BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HỒ CHÍ MINH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

ĐIỀU KHIỂN TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ KHÔNG ĐỒNG BỘ
TRONG BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO
CHIỀU CAO

Ngành:

ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA

Giảng viên hướng dẫn : THS. NGUYỄN VẠN QUỐC
Sinh viên thực hiện

:

TRẦN LÊ ANH KHOA

MSSV

:

1311050076

Sinh viên thực hiện

:

“Nhóm thực hiện Đồ Án Tốt Nghiệp (ĐATN) chúng em xin cam đoan đây là công trình
do chính nhóm nghiên cứu và thực hiện dưới sự hướng dẫn của Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc. Nhóm không sao chép từ bất kỳ một bài viết hay công trình nào
đã được công bố hay thực hiện mà không trích dẫn rõ nguồn gốc. Những số liệu, hình
ảnh, đều do nhóm tự chụp và ghi lại. Nếu phát hiện có bất kỳ sai phạm hay sự gian lận
nào nhóm chúng em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về nội dung đồ án của mình. ”
Chúng em xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 15 Tháng 12 Năm 2017

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

1


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian thực hiện Đồ án. Từ lúc lên ý tưởng về đồ án và đến lúc thi công
đồ án. Chúng em đã được Giáo viên hướng dẫn: Ths.Nguyễn Vạn Quốc tận tình quan
tâm giúp đỡ để chúng em thực hiện Đồ án một cách tốt nhất có thể.
Trong suốt quá trình thi công, mỗi tuần chúng em đều được Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc quan tâm giúp đỡ, tận tình chỉ dạy cụ thể các bước lên ý tưởng
cũng như kế hoạch thực hiện đề tài như thế nào và cho chúng em mượn những linh kiện
quan trọng cần thiết nhất để thi công Đồ án. Nếu không có những lời hướng dẫn và dạy
bảo của Thầy thì em nghĩ đề tài đồ án này của em rất khó có thể hoàn thiện được.
Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, chúng em xin gửi lời cảm ơn đến Giáo viên hướng dẫn:
Ths.Nguyễn Vạn Quốc. Với tri thức và tâm huyết của Thầy đã truyền đạt lại vốn kiến
thức quý báu cho chúng em trong suốt thời gian thực hiện Đồ án tốt nghiệp.


4


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

5


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

6


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

LỜI MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
- Trong môi trường Công nghiệp hoá – Hiện đại hoá của Đất nước. Có rất nhiều xưởng
sản xuất và nhà máy ở khắp nơi trên cả nước. Có rất nhiều trong số đó được ứng
dụng và trang bị những công nghệ hiện đại trong quá trình sản xuất. Mọi ngành công

- Ý nghĩa khoa học: Vận dụng các kiến thức về PLC, xi lanh khí nén, cảm biến đi sâu
vào nghiên cứu để cho ra hệ thống phân loại sản phẩm một cách hiệu quả.
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

7


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-

Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài góp phần tạo ra mô hình băng tải tùy chỉnh theo mục đích
hoàn thiện nhất, tăng độ chính xác, năng xuất làm việc cũng như tăng tính hiện đại
của doanh nghiệp.

6. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
-

Để thực hiện đề tài nhóm chúng em đã tiến hành các phương pháp:

-

Tìm hiểu tổng quan về mô hình HỆ THỐNG BĂNG TẢI.

-

Nghiêm cứu tài liệu về các linh kiện cần trong mô hình: Motor 3 pha, cảm biến hồng
ngoại, PLC Mitsubishi, màn hình HMI.


Lưu lại chương trình cần thiết cho hệ thống.

9. KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC
-

Hoàn chỉnh đảm bảo nhu cầu đặt ra.

-

Chương trình phần mềm lập trình được hoàn thiện.

10. KẾT CẤU ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
-

Tổng quan hệ thống băng tải.

-

Cơ sở lý thuyết và thiết bị điều khiển.

-

Mô hình điều khiển thực tế

 Cơ khí chế tạo
 Lập trình cho PLC Mitsubishi.
 Hiển thị trên HMI Mitsubishi
-

Phần mềm lập trình – Thực nghiệm chạy thử hệ thống và kiểm tra.

BĂNG TẢI VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM THEO CHIỀU CAO”, giúp chúng
em làm quen và tìm hiểu kĩ hơn với những vấn đề cốt lõi cơ bản nhất về tự động hoá
và rất có ích cho chúng em sau này.

2. TỰ ĐỘNG HOÁ
-

Tự động hoá hoặc điều khiển tự động hoá được giới thiệu từ những năm 1930, là
việc sử dụng một hay nhiều thiết bị hệ thống nhằm điều khiển một hay nhiều dây
chuyền công nghiệp khác nhau nhằm hạn chế tối thiểu sự can thiệp của con người
vào hệ thống lúc đang vận hành. Hiện nay có một số quy trình đã được hoàn toàn tự
động hoá.

-

Lợi ích của tự động hoá là tiết kiệm nguồn lao động, tiết kiệm năng lượng và nâng
cao độ chính xác và thời gian thực hiện công việc.

-

Tự động hoá được thực hiện bằng các phương tiện khác nhau bao gồm : Cơ khí, thuỷ
lực khí nén, điện, điện tử máy tính, … và thường kết hợp chặt chẽ với nhau hình
thành một dây chuyền tự động hoá. Hiện nay người ta còn kết hợp thêm các cơ cấu
Robot , các Moudle, Relay,… cũng như các phần điều khiển như Vi điều khiển,
PLC,… giúp cho ngành Tự động hoá càng phát triển vượt bậc, và là nền tảng mới
của Công nghiệp hiện đại.

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051


Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

10


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
 Một số hình ảnh thực tế về băng tải và ứng dụng phân loại sản phẩm trong công
nghiệp:

Hình 1.3.1 Hệ thống băng tải trong công nghiệp

Hình 1.3.2 Hệ thống bốc xếp hàng trong nhá máy sản xuất bia
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

11


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

Hình 1.3.3 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng sau khi phân loại

Hình 1.3.4 Hệ thống kho bãi chứa lưu trữ và xuất hàng hoá tự động
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

12



Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

CHƯƠNG II: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ THIẾT BỊ ĐIỀU
KHIỂN HỆ THỐNG
1. GIỚI THIỆU VỀ ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI SẢN PHẨM
-

Sau khi tìm hiểu – thảo luận và xin ý kiến từ Giáo viên hướng dẫn Ths.Nguyễn Vạn
Quốc. Nhóm chúng em đã quyết định chọn đề tài Hệ thống phân loại sản phẩm để
làm đề tài Tốt nghiệp. Dựa trên những hình ảnh thực tế bên ngoài,chúng em đã lên
ý tưởng và thực hiện mô hình thu nhỏ này.

2. GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN, THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN LẬP
TRÌNH (PLC MITSUBISHI FX), THIẾT BỊ HIỂN THỊ (HMI) VÀ CHƯƠNG
TRÌNH ĐIỀU KHIỂN SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI HỆ THỐNG PHÂN LOẠI
SẢN PHẨM
2.1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC CHI TIẾT LINH KIỆN
2.1.1 ĐỘNG CƠ 3 PHA:
2.1.1.1 Giới thiệu
- Điện áp hoạt động: 220V
-

Công suất: 25W

-

Số vòng quay: 1400-1500/1 phút (Motor 4P)


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

2.1.1.2 Cấu tạo
-

Gồm có 2 bộ phận chính là Stator và Rotor. Stator là phần đứng yên hay còn gọi là
phần tĩnh và Rotor là phần quay. Rotor được đặt bên trong Stator. Sẽ có một khe hở
giữa Stator và Rotor, được biết đến như là khe hở không khí. Giá trị của khe hở
không khí có thể dao động từ 0.5-2mm.

2.1.1.3 Nguyên lý hoạt động
-

Rotor lồng sóc bao gồm các thanh dẫn được gắn mạch 2 đầu bởi 2 vòng ngắn mạch.
Dòng điện 3 pha chạy trong dây quấn Stator tạo ra một từ trường quay. Do vậy dòng
điện sẽ được tạo ra trong những thanh dẫn của Rotor lồng sóc và nó bắt đầu quay.

Hình 2.1.1.3 Rotor lồng sóc thường được sử dụng trong động cơ điện 3 pha

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

16


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.2 XI LANH KHÍ NÉN
2.1.2.1 Giới thiệu

sản phẩm
-

Số lượng: 2 thanh

-

Thông số cần thiết của xi lanh CDJ2B16 sử dụng trong mô hình Hệ thống phân loại
sản phẩm

 Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X0: 175mm
 Độ dài khi xi lanh làm việc ở vị trí X1: 325mm
 Áp suất: 0.7Mpa

Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

18


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
2.1.3 MẠCH CẢM BIẾN HỒNG NGOẠI – PHÁT HIỆN VẬT CẢN
2.1.3.1 Giới thiệu
-

Cảm biến hồng ngoại là module phát hiện vật cản trong khoảng cách từ 2 – 25cm
với góc phát hiện là 35̊. Khi phát hiện vật cản thì tín hiệu đầu ra OUT ở mức thấp
và đèn LED màu xanh sáng. Ta có thể điều chỉnh được khoảng cách phát hiện vật
cản bằng biến trở. Chỉnh tiết áp theo chiều kim đồ hồ để tăng khoảng cách và ngược

thêm 1 trở treo lên nguồn ở chân output khi sử dụng.

-

Thông số kỹ thuật:

 Nguồn điện cung cấp: 6~36 VDC
 Khoảng cách phát hiện: 5-30 cm
 Có thể điều chỉnh khoảng cách qua biến trở
 Dòng kích ngõ ra: 300mA
 Ngõ ra dạng NPN cực thu hở giúp tùy biến được điện áp ngõ ra, trở treo lên áp bao
nhiêu sẽ tạo thành điện áp ngõ ra bấy nhiêu
 Chất liệu sản phẩm: Nhựa
 Có Led hiển thị ngõ ra màu đỏ
 Kích thước: 1.8cm(D) x 7cm(L)
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

20


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-

Sơ đồ dây:

 Nâu: VCC
 Đen: Ra tín hiệu
 Xanh dương: GND

21


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao
-

Nguyên lý: Khi chưa có dòng tín hiệu tác động vào hai cửa (1 và 2) thì cửa (1) bị
chặn còn cửa (2) nối với cửa (3). Khi có dòng tín hiệu tác động vào cửa (1 và 2). Ví
dụ tác dụng bằng dòng khí nén thì nòng van sẽ dịch chuyển về phí bên phải , cửa (1)
nối với cửa (2) còn cửa (3) bị chặn. Trường hợp dòng tín hiệu tác động vào cửa (1
và 2) mất đi, dưới tác động của lực lò xo, nòng van sẽ trở về vị trí ban đầu.

-

Để phân loại Van điện tử người ta căn cứ vào số cửa là bao nhiêu, số vị trí làm việc
là bao nhiêu, người ta còn căn cứ thêm điện áp của cuộn coil của Van điện từ gồm
2 cấp điện áp 24V và 220V.

2.1.4.3 Van đảo chiều 5/2
- Van đảo chiều 5/2 là van có 5 cửa vào 2 vị trí làm việc.

Hình 2.1.4.3 Sơ đồ cấu tạo và hoạt động của Van đảo chiều 5/2
-

Khi khí chưa cấp vào cửa điều khiển. Dưới tác động của lực lò xo từ van hoạt động
ở vị trí bên phải. Lúc đó cửa số 1 thông với cửa số 2 và cửa số 4 thông với cửa số
5, cửa số 3 bị chặn. Khi ta cấp khí vào cửa điều khiển 14 của van đảo chiều 5/2 làm
van đảo trạng thái ta có cửa số 1 thông với cửa số 4 và cửa số 2 thông với cửa số 3,
cửa số 5 bị chặn.

23


Đồ Án Tốt Nghiệp: Điều Khiển Tốc Độ Động Cơ Không Đồng Bộ Trong Băng
Tải Và Phân Loại Sản Phẩm Theo Chiều Cao

-

Thông số quan trọng

 Điện áp điều khiển cuộn dây: 24VDC
 Dòng điệ áp điểm: 5A
 Gồm 14 chân
2.1.5.2 Nguồn tổ ong 24VDC -3A
- Thông số quan trọng
 Điện áp đầu vào: 220VAC
 Điện áp đầu ra: 24VDC – 3A
 Công suất: 120W
 Hiệu chỉnh: +/ – 10%

Hình 2.1.5.2 Nguồn tổ ong 24VDC – 3A thực tế dùng trong mô hình Hệ thống phân
loại sản phẩm
Trần Lê Anh Khoa _ 1311050076
Nguyễn Duy Hoàn _ 1311050051

24