Mục lục
Chương 1. Giới thiệu
1.1 Giới thiệu về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao ……………………... 1
1.2 Lựa chọn kết cấu ………………………………………………………………… 3
Chương 2. Thiết kế hệ thống
2.1 Hình vẽ tổng quát ………………………………………………………………… 4
2.2 Sơ đồ khối …………………………………………………………………………
7
2.3 Nguyên lí hoạt động ……………………………………………………………….
8
2.4 Điều khiển
2.4.1 Mạch động lực ………………………………………………………………………….
9
2.4.2 Mạch phần cứng PLC …………………………………………………………………
10
2.4.3 Mạch điều khiến PLC ………………………………………………………………….
11
Chương 3. Kết luận
Tài liệu tham khảo


Nhận xét của giáo viên :
….………………………………………………………………………….
….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………….
…………………………………………………………………………

Chương 1. Giới thiệu
1.1 Giới thiệu về hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
Tự động hóa là một quá trình cho phép giảm giá thành sản phẩm , giảm sức
lao động của con người, nâng cao nâng suất lao động. Q trình tự động hóa
việc quản lí trở nên đơn giản vì nó khơng những thay đổi điều kiện làm việc
của cơng nhân mà cịn làm giảm mức cơng nhân xuống tối đa. Với nền kinh tế
có trình độ chun mơn hóa cao như hiện nay, để đánh giá một nền sản xuất,
người ta dựa vào mức độ tự động hóa của nền sản xuất đó.
Nhằm phục vụ hiện đại hóa quy trình sản xuất, hệ thống phân loại sản phẩm
ra đời là một công cụ hiệu quả giúp thay thế con người trong công việc phân
loại. Một hệ thống hồn chỉnh có thể phân loại các sản phẩm với độ tin cậy cao,
hoạt động liên tục và giảm tối đa thời gian chờ của hệ thống. Hơn nữa, đối với
những cơng việc địi hỏi tập trung cao độ nhưng lại nhàm chán vì có tính tuần
hồn, cơng nhân sẽ khó đảm bảo được sự chính xác trong công việc. Điều này
ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm và uy tín của nhà sản xuất. Trong
thực tế sản xuất, chúng ta rất dễ bắt gặp những dây chuyền mà sản phẩm đầu ra
có kích thước khác nhau, chủ yếu là chiều cao. Để tối giản chi phí lao động và
tránh cho cơng nhân những cơng việc nhàm chán, giảm tỉ lệ sai sót trong dây
chuyền, hệ thống tự động nhận dạng và phân loại sản phẩm ra đời nhằm giải
quyết tình trạng này.
Sự kết hợp giữa ngành điện – điện tử và cơ khí là một bước tiến quan trọng
trong sự phát triển của tự động hóa trong cơng nghiệp. Hiện nay, Đất nước ta
đang trong q trình phát triển và hội nhập, chính vì thế các mặt hàng được sản
xuất ra không những đạt tiêu chuẩn về chất lượng, mà cịn địi hỏi phải có độ
chính xác cao về hình dạng, kích thước, trọng lượng…Cho nên từ đó các khu
cơng nghiệp được hình thành với nhiều dây chuyền thiết bị máy móc hiện đại
phù hợp với nhu cầu sản xuất, để tạo ra năng suất cao hơn trong quá trình sản
xuất. Một trong những thiết bị, máy móc hiện đại đó phải kể đến hệ thống phân

loại sản phẩm. Hệ thống phân loại sản phẩm hiện nay có rất nhiều trong ứng

1


dụng thực tế trong các nhà máy xí nghiệp, nhưng chủ yếu được chia thành ba
loại chính là phân loại sản phẩm theo màu sắc ( dùng cảm biến màu sắc), theo
hình dạng ( dùng cảm biến thị giác camera ) và theo chiều cao ( dùng cảm biến
nhận biết chiều cao ).
Nhóm chúng em chọn đề tài mơ phỏng hệ thống tự động hóa q trình phân
loại sản phẩm theo chiều cao vì nó có nhiều ứng dụng trong thực tế, lượng kiến
thức đã được học trong môn này cũng đủ để chúng em áp dụng vào quá trình
xây dựng mơ hình.
Mơ hình này sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về cấu tạo cũng như nguyên lí
hoạt động của các dây chuyền thiết bị được dùng trong hệ thống phân loại,
đồng thời ứng dụng PLC vào việc điều khiển hệ thống. Hệ thống phân loại theo
chiều cao được ứng dụng để phân loại các sản phẩm có chiều cao khác nhau
với độ chính xác cao và đang được ứng dụng rộng rãi trong các ngành công
nghiệp như trong dây chuyền sản xuất gạch ngói, bia , nước giải khát, bánh
kẹo,…
Mục tiêu của nhóm đặt ra là thiết kệ hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều
cao nhỏ gọn, dễ lắp đặt, bảo trì ,sửa chữa.

2


Hệ thống phân loại theo chiều cao ứng dụng trong thực tế

1.3 Lựa chọn kết cấu
Phạm vi phân loại của mơ hình là sản phẩm đã qua đóng gói. Thơng qua chiều

cao để xác định loại sản phẩm. Sản phẩm được chia ra làm 2 loại là sản phẩm
cao và sản phẩm thấp.

3


Sản phẩm thấp

Sản phẩm cao

• Phương án 1 : .
Sử dụng băng tải để vận chuyển sản phẩm, một công tắc hành trình được đặt ở
phía trên băng tải để xác định các sản phẩm có chiều cao vượt quá cho phép.
Một xy lanh để đẩy phế phẩm ra khỏi băng tải. Một cảm biến để đếm sản
phẩm. Sử dụng van tiết lưu 5/2 để điều khiển xy lanh.
Ưu điểm : Vận chuyển được sản phẩm nhanh hơn do đó năng suất cao
hơn, sử dụng ít pittong, ít băng tải nên giá thành chế tạo thấp, ít dùng cảm biến
nên dễ dàng cho việc điều khiển.
Nhược điểm : Chỉ phân loại các sản phẩm có chiều cao khác nhau, chưa có
tính linh hoạt trong khâu phân loại.
• Phương án 2 :
Sử dụng một băng tải để vận chuyển sản phẩm. Sử dụng hai xylanh để đẩy
sản phẩm đạt phù hợp với thiết lập của cảm biến 1 hoặc 2 vào khu vực chờ
đóng gói, cơng tắc hành trình gắn vào băng tải. Dùng van tiết lưu 5/2 để điều
khiển xy lanh.
Ưu điểm : phân loại sản phẩm đa dạng hơn, có thể cùng lúc phân loại nhiều
kích thước sản phẩm.
Nhược điểm : sử dụng nhiều xy lanh và cảm biến hơn nên tốn kém trong
4



việc chế tạo và điều khiển.
Dựa vào các phân tích trên, nhóm chúng em lựa chọn phương án 2 để thiết
kế và chế tạo mơ hình.
Chương 2. Thiết kế hệ thống
2.1 Hình vẽ tổng quát

5


1. Cảm biến sản phẩm cao
6


2. Xylanh 1
3. Cảm biến sản phẩm thấp
4. Xylanh 2
5. Băng tải
6. Bộ phận xuất sản phẩm
7. Tấm chắn sáng cho cảm biến quang

8. Nút Start
9. Nút Stop
10. Đèn báo hiệu
2.2 Sơ đồ khối

7


2.3 Nguyên lí hoạt động

Nhấn nút start, động cơ quay truyền động cho băng tải, nguyên lí hoạt động
chia làm 2 giai đoạn :
- Cấp sản phẩm : Khi có sản phẩm trong hộp, cảm biến quang nhận biết và gửi
tín hiệu về PLC. Bộ PLC xử lý và đưa ra tín hiệu về đầu tác động điện của van
đảo chiều 5/2 điều khiển pittong đẩy sản phẩm vào băng chuyền. Hai cảm biến
quang thu phát được bố trí trên băng chuyền với vị trí đặt cảm biến theo thứ tự
cao đến thấp từ hộp cấp phôi.
- Phân loại sản phẩm : dựa vào độ cao của từng sản phẩm để phân loại. Nếu
sản phẩm cao đi qua sẽ che cảm biến cao, lập tức gửi tín hiệu về PLC, bộ PLC
xử lí và đưa ra tín hiệu về đầu tác động điện của van đảo chiều 5/2 điều khiển
pittong, dưới tác dụng của timer đẩy sản phẩm cao vào khay chứa tương ứng

8


sau 1s sau khi nhận tín hiệu từ cảm biến cao. Sản phẩm thấp sẽ không che cảm
biến cao và khi đi qua cảm biến thấp, cảm biến sẽ nhận tín hiệu gởi về PLC, bộ
PLC xử lí và xuất tín hiệu đến đầu tác động điện của van 5/2 khiến pittong dưới
tác dụng của timer đẩy sản phẩm thấp vào khay chứa tương ứng sau 1s sau khi
nhận tín hiệu từ cảm biến thấp. Sản phẩm thấp nhất sẽ được đi hết băng chuyền
và được phân loại vào khay chứa cuối cùng.
Khi nhấn nút Stop, hệ thống dừng hoạt động.
2.4 Điều khiển
2.4.1 Mạch động lực

9


2.4.2 Mạch phần cứng PLC


10


2.4.3 Mạch điều khiển PLC

11


12


13


Chương 3. Kết luận
Sau thời gian cùng thực hiện project dưới sự hướng dẫn của thầy Trần Mai
Văn, nhóm chúng em đã hoàn thành nội dung nghiên cứu bao gồm :
+ Khái quát về hệ thống phân loại sản phẩm, lựa chọn phương án thiết kế
băng tải
+ Thiết kế và xây dựng mơ hình phân loại sản phẩm theo chiều cao điều
khiển bằng PLC S71200 của hãng Simen, thông qua TIA PORTAL mô phỏng
hệ thống bằng phần mềm FACTORY IO 2019.
Đề tài này được trình bày theo dạng mơ phỏng nên trong q trình thực hiện
khơng tránh khỏi những sai sót. Mong rằng đề tài này sẽ được các bạn khóa sau
tiếp tục nghiên cứu và phục những mặt hạn chế để tạo ra sản phẩm tối ưu phục
vụ cho sản xuất và đời sống xã hội.

14



Tài liệu tham khảo

1. Đồ án tốt nghiệp : Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm ứng dụng
PLC - Mai Đức Chung ( Đại học dân lập Hải Phòng )
2. Đồ án môn học : Thiết kế hệ thống phân loại sản phẩm theo chiều cao
- Đặng Xuân Hải ( ĐH Bách Khoa Hà Nội )
3. Tự

động hóa PLC S7 - 1200 với tia Portal - Trần Văn Hiếu ( NXB Khoa

học và Kĩ thuật )

15