Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ngành công nghiệp dệt may Việt Nam giữ vị trí mũi nhọn trong nền kinh tế quốc dân, đóng góp tỷ trọng lớn vào kim ngạch xuất khẩu và tạo việc làm cho hàng triệu lao động. Theo số liệu thống kê trong đồ án, kim ngạch xuất khẩu dệt may đạt khoảng 44 tỷ USD (tăng 11,26% so với cùng kỳ năm trước) và hướng tới mục tiêu 45,5 – 46 tỷ USD. Để duy trì đà tăng trưởng và nâng cao năng lực cạnh tranh trong bối cảnh hội nhập, yêu cầu hiện đại hóa và tự động hóa quy trình sản xuất trở thành yếu tố quyết định.

Trong các dây chuyền gia công và xử lý dệt may, khâu cuộn và xả vật liệu là mắt xích thiết yếu, quyết định trực tiếp đến chất lượng của thành phẩm như độ căng, độ giãn và độ đồng đều. Khi vật liệu vải được kéo qua các giai đoạn trung gian, hệ thống đòi hỏi lực căng phải được giữ ổn định và tốc độ kéo phải đồng đều. Nếu lực căng quá lớn, vải sẽ bị giãn, rách hoặc biến dạng bề mặt; ngược lại, nếu lực căng quá nhỏ, vải sẽ bị chùng, gây lệch mép hoặc làm sai lệch kích thước gia công.

Thực tế tại nhiều cơ sở sản xuất vừa và nhỏ, việc vận hành hệ thống cuộn xả vẫn sử dụng phương pháp thủ công hoặc bán tự động, dẫn đến lực căng thiếu ổn định, thời gian đáp ứng tốc độ chậm, tốn kém nhân công và tăng tỷ lệ sai hỏng sản phẩm. Thách thức kỹ thuật đặt ra là điều khiển hai động cơ xoay chiều 3 pha (động cơ xả và động cơ cuộn) hoạt động độc lập nhưng phải đồng tốc theo thời gian thực để ngăn ngừa hiện tượng lệch tải. Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, đề tài "Điều khiển đồng tốc hai động cơ xoay chiều 3 pha ứng dụng trong cuộn xả vải" được thực hiện bởi nhóm tác giả Vũ Hoàng Duy Khang và Phạm Ngọc Linh, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Thái An tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khóa 21, nghiệm thu tháng 6/2025).

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án được xác định cụ thể gồm 4 nội dung:

  1. Nghiên cứu, thiết kế và thi công mô hình ứng dụng cuộn xả vải.
  2. Sử dụng giao thức truyền thông Modbus để kết nối, truyền nhận dữ liệu giữa PLC và biến tần nhằm điều khiển hệ thống.
  3. Điều khiển tốc độ hai động cơ vận hành bám theo giá trị đặt mong muốn.
  4. Giám sát các thông số vận hành của hệ thống thông qua giao diện điều khiển.

Về đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống truyền động điều khiển đồng tốc hai động cơ xoay chiều 3 pha ứng dụng cho cơ cấu cuộn và xả vật liệu.
  • Phạm vi vật liệu: Thử nghiệm trực tiếp trên đối tượng vải dạng cuộn dẹt/ruy băng, không áp dụng cho đối tượng sợi kéo dệt.
  • Phạm vi công nghệ và kỹ thuật: Sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC kết hợp biến tần, cảm biến lực căng (loadcell) và bộ mã hóa xung (encoder); hệ thống tập trung kiểm soát tốc độ cuộn với tốc độ tối đa thiết kế là 30 vòng/phút (rpm) và vận hành thử nghiệm tại các điểm làm việc xác định.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài tập trung vào nguyên lý điều khiển đồng tốc truyền động điện, kỹ thuật đo lực căng vật liệu, cấu trúc bộ điều khiển logic lập trình được và mạng truyền thông công nghiệp.

Về nguyên lý điều khiển đồng tốc: Đồ án hệ thống hóa lý thuyết điều khiển đa đầu ra, duy trì sự phối hợp về vận tốc và vị trí giữa các trục truyền động thông qua phản hồi vòng kín. Tác giả phân tích các cấu trúc điều khiển gồm điều khiển chủ - tớ (Master - Slave), điều khiển đồng cấp (Peer-to-Peer) và điều khiển dựa trên sai lệch vị trí (Position Error Based). Đồng thời, đồ án phân định rõ hai khái niệm:

  • Đồng tốc tương đối (Relative Synchronization): Các động cơ vận hành cùng tốc độ nhưng không yêu cầu trùng khớp vị trí góc quay hoặc pha.
  • Đồng tốc tuyệt đối (Absolute Synchronization): Các động cơ vừa chạy cùng tốc độ vừa giữ cố định góc pha quay tương đối. Đối với mô hình cuộn xả vải, nhóm tác giả lựa chọn phương án đồng tốc tương đối nhằm duy trì tốc độ tương đương giữa cuộn thu và cuộn xả để ổn định lực căng.

Về phương pháp xác định lực căng: Đồ án so sánh hai kỹ thuật phổ biến trong công nghiệp là cơ cấu con lăn vũ công (Dancer roll) và cơ cấu cảm biến lực (Loadcell). Cơ cấu con lăn vũ công triệt tiêu nhiễu dao động tốt nhưng cồng kềnh, trong khi cảm biến Loadcell ứng dụng cầu điện trở Wheatstone cho phép đo trực tiếp áp lực của vật liệu đè lên trục lăn trung tâm với tín hiệu điện áp xuất ra ở mức mV/V. Tín hiệu này sau đó được đưa qua mạch điều hòa/khuếch đại để chuyển đổi thành dải chuẩn 0–10V đưa về PLC. Nhóm nghiên cứu chọn phương án cảm biến Loadcell lắp cố định trên trục lăn trung tâm để tối ưu hóa kết cấu cơ khí.

Về mạng truyền thông công nghiệp: Đồ án phân tích cấu trúc giao thức Modbus (Modbus RTU, Modbus ASCII và Modbus TCP/IP), tập trung vào chuẩn truyền thông nối tiếp RS485 và so sánh với chuẩn RS232:

Đặc tính kỹ thuật Chuẩn RS232 Chuẩn RS485
Khoảng cách truyền tối đa 15 m 1200 m
Tốc độ truyền cực đại 10 kbps 10 Mbps
Kiểu liên kết Điểm – Điểm (Point-to-Point) Đa điểm (Multi-point)
Số lượng bộ phát (Driver) 1 Driver 32 Driver
Số lượng bộ thu (Receiver) 1 Receiver 32 Receiver

Về phương pháp nghiên cứu thực tế, đề tài kết hợp các phương pháp:

  • Phương pháp phân tích lý thuyết: Khảo sát nguyên lý điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha qua biến tần, nguyên lý chuyển đổi tín hiệu analog và đọc xung tốc độ cao.
  • Phương pháp thiết kế kỹ thuật: Tính toán lựa chọn thiết bị công nghiệp, dựng mô hình 3D trên phần mềm SolidWorks và vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện.
  • Phương pháp thực nghiệm: Thi công mô hình phần cứng, đấu nối bảng điều khiển, lập trình PLC Mitsubishi FX3U, thiết kế giao diện HMI và thu thập số liệu phản hồi tốc độ, lực căng qua các bài thử nghiệm thực tế.

Nguồn dữ liệu sử dụng gồm tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất (Mitsubishi Electric, Delixi, Aotoro), giáo trình truyền động điện, tài liệu chuyên khảo về tự động hóa và số liệu đo đạc thực tế từ Encoder và Loadcell.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế và thi công hoàn chỉnh bao gồm ba phân hệ chính: cơ khí, điện - điều khiển và giao diện giám sát.

1. Thiết kế cơ khí

Khung mô hình có kích thước tổng thể với chiều dài 1,2 m và chiều cao 40 cm, tích hợp hai giá đỡ cho động cơ xả và động cơ cuộn. Kết cấu dẫn hướng sử dụng 3 trục lăn định hướng (chiều dài mỗi trục từ 20–24 cm) nhằm tạo lực căng ổn định cho vải khi di chuyển. Hai trục lăn chính được liên kết trực tiếp với trục của hai động cơ thông qua khớp nối cơ khí. Toàn bộ chi tiết cơ cấu được mô hình hóa và kiểm tra động học 3D trên phần mềm SolidWorks trước khi tiến hành gia công thực tế.

2. Thiết kế phần điện và điều khiển

Phần điện được thiết kế theo cấu hình vào ra tập trung, sử dụng các thiết bị công nghiệp tiêu chuẩn:

  • Bộ điều khiển lập trình (PLC): Mitsubishi FX3U-32MT, nguồn cấp 100–240 VAC, 16 ngõ vào số / 16 ngõ ra số (Transistor dạng Sink), vùng nhớ bit nội M đạt 16.384 Byte, hỗ trợ 3 kênh ngõ ra xung tốc độ cao lên đến 100 kHz.
  • Module truyền thông Modbus: FX3U-485ADP-MB, nguồn cấp 24 VDC lấy từ PLC, dải tốc độ truyền hỗ trợ từ 300 đến 115.200 bps, kết nối tối đa 32 thiết bị slave theo chuẩn mạng RS485.
  • Module mở rộng giao tiếp: FX3U-422-BD, sử dụng chuẩn RS422 hỗ trợ cự ly truyền tối đa 50 m để kết nối PLC với màn hình giám sát HMI.
  • Biến tần: Biến tần Delixi CDI-E100, điều khiển tốc độ động cơ 3 pha bằng cách thay đổi tần số cấp nguồn thông qua lệnh truyền thông Modbus từ PLC.
  • Cảm biến và thiết bị đo: Cảm biến lực căng Loadcell kết hợp mạch khuếch đại (xuất tín hiệu điện áp tương tự 0–10V); 02 bộ cảm biến quang mã hóa xung quay (Encoder tương đối 2 pha A, B) gắn đồng trục để phản hồi xung tốc độ; cảm biến quang học Aotoro EB20G-C3 dùng để định vị và phát hiện sự cố đứt mép vật liệu.
Thiết bị / Linh kiện Mã hiệu / Quy cách Chức năng kỹ thuật trong mô hình
PLC điều khiển trung tâm Mitsubishi FX3U-32MT Xử lý logic, đọc xung Encoder, nhận tín hiệu tương tự và điều phối hệ thống
Module Modbus RS485 FX3U-485ADP-MB Truyền thông dữ liệu điều khiển tần số từ PLC sang 2 biến tần
Module giao tiếp HMI FX3U-422-BD Ghép nối chuẩn truyền thông RS422 giữa PLC và màn hình cảm ứng
Biến tần Delixi CDI-E100 Điều khiển tốc độ quay của hai động cơ xoay chiều 3 pha
Cảm biến đo lực Loadcell + Mạch khuếch đại Đo áp lực vải tác dụng lên trục lăn trung tâm, chuyển đổi sang 0–10V
Cảm biến đo tốc độ Encoder quang tương đối Đo tốc độ quay thực tế của cuộn xả và cuộn thu (kênh A, B)
Cảm biến phát hiện đứt Aotoro EB20G-C3 Giám sát sự hiện diện của vải, gửi tín hiệu ngắt khi phát hiện đứt vật liệu

3. Thuật toán và giao diện điều khiển

Chương trình điều khiển được xây dựng cho hai chế độ vận hành:

  • Chế độ tự động (Auto): Hệ thống tự động khởi động hai động cơ theo trình tự, đọc tín hiệu tốc độ từ hai Encoder và tín hiệu lực căng từ Loadcell. PLC liên tục so sánh giá trị phản hồi với giá trị đặt, qua đó tự động hiệu chỉnh lệnh tần số gửi qua mạng Modbus tới biến tần để đảm bảo hai động cơ quay đồng tốc và lực căng nằm trong dải cho phép. Nếu xảy ra hiện tượng đứt vải hoặc lực căng vượt ngưỡng giới hạn trong thời gian quy định, hệ thống tự động phát lệnh dừng khẩn cấp.
  • Chế độ bằng tay (Manual): Cho phép người vận hành điều khiển độc lập từng cơ cấu chấp hành phục vụ khâu căn chỉnh ban đầu, gá đặt cuộn vải hoặc kiểm tra bảo dưỡng từng thiết bị.

Giao diện HMI được lập trình gồm 4 màn hình chức năng chính: Màn hình đăng nhập bảo mật hệ thống; Màn hình điều khiển lựa chọn chế độ Auto/Manual; Màn hình giám sát đồ thị và thông số tốc độ ngõ ra; Màn hình giám sát đồ thị và thông số lực căng ngõ ra.

Nội dung chính theo từng chương

Bố cục khóa luận được trình bày mạch lạc thành 6 chương:

Chương 1: Tổng quan

Chương 1 giới thiệu vai trò của ngành công nghiệp dệt may trong nền kinh tế xuất khẩu của Việt Nam, bối cảnh thực tiễn của quy trình gia công cuộn xả vải và sự cần thiết của việc tự động hóa khâu duy trì lực căng. Tác giả chỉ rõ các nhược điểm của phương thức vận hành bán tự động hoặc thủ công tại các xưởng sản xuất nhỏ. Từ đó, chương này xác định ý nghĩa khoa học, ý nghĩa thực tiễn, 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, cấu trúc đồ án và phạm vi giới hạn của đề tài (thực hiện trên vải cuộn dẹt/ruy băng, chỉ xét tốc độ cuộn tối đa 30 rpm).

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 trình bày toàn diện nền tảng lý thuyết cho hệ thống:

  • Khái niệm về dây chuyền thu xả cuộn và các thành phần cốt lõi (cuộn xả, cuộn thu, cảm biến, biến tần, PLC).
  • Nguyên lý điều khiển đồng tốc động cơ (so sánh đồng tốc tương đối và đồng tốc tuyệt đối, các cấu trúc Master-Slave, Peer-to-Peer, Position Error Based).
  • Cơ chế đo lực căng qua cảm biến Loadcell (mô hình toán cầu Wheatstone và mạch khuếch đại tín hiệu điện áp) đối chiếu với cơ cấu con lăn Dancer.
  • Cấu trúc phần cứng PLC, ưu nhược điểm của hai dòng PLC công nghiệp Siemens và Mitsubishi.
  • Nguyên lý biến đổi điện áp - tần số qua mạch nghịch lưu IGBT của biến tần.
  • Cấu tạo, nguyên lý làm việc của cảm biến quang Encoder tương đối và Encoder tuyệt đối (mã nhị phân, mã Gray).
  • Giao thức truyền thông công nghiệp Modbus (Modbus RTU, Modbus TCP/IP) và phân tích cấu hình vào ra tập trung (Plug-in I/O) so với vào ra phân tán (Distributed I/O).

Chương 3: Tính toán và thiết kế hệ thống

Chương 3 đi sâu vào quy trình tính toán kỹ thuật:

  • Thiết lập yêu cầu kỹ thuật cơ khí: Kích thước khung 1,2 m x 40 cm, quy cách 3 trục lăn tạo lực căng (20–24 cm) và 2 trục gắn động cơ.
  • Xây dựng mô hình 3D trên phần mềm SolidWorks cho từng cụm chi tiết và mô hình tổng thể.
  • Xác định yêu cầu kỹ thuật phần điện: Hai chế độ Auto/Manual, dừng khẩn cấp khi đứt vật liệu, điều chỉnh tốc độ cuộn tối đa 30 rpm.
  • Lựa chọn thiết bị cụ thể: PLC Mitsubishi FX3U-32MT, module FX3U-485ADP-MB, module FX3U-422-BD, biến tần Delixi CDI-E100, cảm biến Loadcell và cảm biến quang Aotoro EB20G-C3.
  • Xây dựng sơ đồ khối quy trình công nghệ, sơ đồ nối dây thiết bị và lưu đồ giải thuật cho chương trình chính, chế độ Auto, chế độ Manual và sơ đồ trạng thái nút nhấn.

Chương 4: Thi công hệ thống

Chương 4 ghi lại quá trình thi công thực tế:

  • Thi công, lắp ráp kết cấu cơ khí, đồ gá động cơ xả, động cơ cuộn và các trục lăn.
  • Lắp đặt các phần tử đo lường: Gắn hai bộ Encoder tương đối vào trục động cơ, lắp ráp cảm biến quang và cảm biến Loadcell.
  • Bố trí thiết bị trong tủ điện điều khiển, đi dây động lực và dây tín hiệu, gắn các nút nhấn, đèn báo và màn hình HMI.
  • Cài đặt các nhóm thông số cho biến tần Delixi CDI-E100: Thông số định mức của động cơ, phương thức điều khiển chạy/dừng và thông số truyền thông Modbus (địa chỉ trạm, tốc độ baud, khung truyền dữ liệu).
  • Thiết kế các trang giao diện giám sát HMI phục vụ thao tác và theo dõi hệ thống.

Chương 5: Kết quả thực hiện

Chương 5 trình bày toàn bộ kết quả chế tạo mô hình vật lý và kết quả thực nghiệm điều khiển hệ thống qua việc đo đạc, vẽ đồ thị đáp ứng thực tế ở các dải vận hành:

  • Đánh giá khả năng đáp ứng tốc độ và kiểm soát lực căng tại mức tần số 5 Hz (tốc độ quay đạt 5 rpm) ở hai dải lực căng: 10–35 N và 36–55 N.
  • Đánh giá khả năng đáp ứng tại mức tần số 10 Hz (tốc độ quay đạt 17 rpm) ở hai dải lực căng: 10–35 N và 35–55 N.
  • Đánh giá khả năng đáp ứng tại mức tần số 15 Hz (tốc độ quay đạt 26 rpm) ở hai dải lực căng: 10–35 N và 36–55 N.
  • Phân tích các đồ thị thực nghiệm về độ bám giá trị đặt, độ dao động lực căng và thời gian ổn định của hệ thống.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Chương 6 tổng kết các hạng mục đã hoàn thành so với mục tiêu ban đầu, chỉ rõ các mặt hạn chế còn tồn tại về độ ổn định ở dải tốc độ cao và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm cải tiến, mở rộng đề tài trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Mô hình vật lý và giải thuật điều khiển đã được thử nghiệm thực tế với kết quả vận hành được ghi nhận tại ba mốc tần số và các dải lực căng khác nhau:

Mức tần số cài đặt Tốc độ động cơ đo được Dải lực căng thử nghiệm Nhận xét từ đồ thị thực nghiệm
5 Hz 5 rpm 10 – 35 N Tốc độ bám sát giá trị đặt, lực căng duy trì rất ổn định, biên độ dao động nhỏ
5 Hz 5 rpm 36 – 55 N Hệ thống vận hành êm, sai số lực căng duy trì trong phạm vi cho phép
10 Hz 17 rpm 10 – 35 N Đáp ứng tốc độ nhanh, đồ thị lực căng ổn định sau thời gian quá độ ngắn
10 Hz 17 rpm 35 – 55 N Phản hồi từ Loadcell chính xác, hai động cơ duy trì tốt tính đồng tốc tương đối
15 Hz 26 rpm 10 – 35 N Hệ thống đáp ứng được yêu cầu công nghệ, bắt đầu xuất hiện dao động nhỏ về lực căng
15 Hz 26 rpm 36 – 55 N Lực căng vẫn nằm trong dải kiểm soát nhưng độ gợn sóng trên đồ thị tăng lên do rung lắc cơ khí

Về giải pháp kỹ thuật đề xuất, nhóm tác giả đã ứng dụng thành công phương thức điều khiển đồng tốc tương đối kết hợp mạch đo lực căng Loadcell vòng kín và mạng truyền thông công nghiệp Modbus RTU RS485. Giải pháp này giúp tối giản hóa việc kết nối dây động lực và dây điều khiển giữa PLC và các biến tần Delixi CDI-E100, đồng thời tích hợp cảm biến quang Aotoro EB20G-C3 để tự động dừng hệ thống khi phát hiện đứt vật liệu.

Về đóng góp, đề tài đã thiết kế và chế tạo thành công một mô hình thực nghiệm hoàn chỉnh, có khả năng vận hành tự động ổn định ở các dải tần số thấp và trung bình. Đồ án cung cấp một phương án kỹ thuật khả thi, chi phí thấp, phù hợp để triển khai cải tiến tại các xưởng dệt may quy mô vừa và nhỏ; đồng thời đóng vai trò là học cụ trực quan phục vụ công tác giảng dạy, thực hành trong các môn học về Truyền động điện, Mạng truyền thông công nghiệp và PLC.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Mặc dù đã hoàn thành các mục tiêu cơ bản, đồ án tự chỉ ra một số hạn chế kỹ thuật:

  • Độ ổn định của hệ thống giảm dần khi vận hành ở dải tốc độ cao (tiến gần dải 15 Hz – 26 rpm đến tốc độ tối đa 30 rpm); tại các dải này, đồ thị lực căng xuất hiện hiện tượng dao động lớn hơn do quán tính và rung động cơ khí.
  • Phần cứng cơ cấu cơ khí chưa đạt độ cứng vững tối ưu; các khớp nối giữa trục động cơ và trục lăn còn phát sinh sai số cơ học trong quá trình hoạt động kéo dài.
  • Mô hình mới chỉ được kiểm nghiệm thành công tại một số điểm làm việc cố định và chỉ áp dụng cho đối tượng vật liệu dạng cuộn dẹt phẳng/ruy băng, chưa mở rộng khảo sát đối với vật liệu dạng sợi.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo được tác giả đề xuất:

  • Cải tiến và tối ưu hóa giải thuật điều khiển tự động nhằm nâng cao độ chính xác và giảm thiểu sai lệch lực căng khi hệ thống vận hành ở tốc độ cao.
  • Nâng cấp phần cứng cơ khí: Tăng cường độ gia công chính xác của các trục lăn, tối ưu hóa kết cấu gá đặt và khớp nối nhằm triệt tiêu rung lắc.
  • Mở rộng phạm vi thử nghiệm trên nhiều loại vật liệu dệt khác nhau với các dải tải trọng và vận tốc làm việc rộng hơn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo có giá trị chuyên môn đối với sinh viên, học viên cao học và kỹ sư thuộc các ngành Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử và Kỹ thuật Công nghiệp.

Nội dung đồ án đặc biệt hữu ích ở các khía cạnh:

  • Phương pháp cấu hình và lập trình truyền thông Modbus RTU qua chuẩn RS485 giữa PLC Mitsubishi (sử dụng module FX3U-485ADP-MB) với biến tần điều khiển động cơ xoay chiều 3 pha.
  • Kỹ thuật thu nhận và xử lý tín hiệu analog từ cảm biến lực Loadcell thông qua mạch khuếch đại điện áp để phản hồi điều khiển vòng kín.
  • Quy trình tích hợp hoàn chỉnh một hệ thống cơ điện tử từ khâu thiết kế cơ khí 3D trên SolidWorks đến thi công mạch điện, đấu nối tủ điều khiển và thiết kế giao diện HMI.

Câu hỏi thường gặp

1. Khóa luận áp dụng nguyên lý điều khiển đồng tốc nào cho hai động cơ cuộn và xả vải?
Khóa luận áp dụng phương pháp điều khiển đồng tốc tương đối (Relative Synchronization). Phương pháp này yêu cầu hai động cơ duy trì cùng tốc độ làm việc tương đương để đảm bảo lực căng vải ổn định, không bắt buộc hai trục quay phải trùng khớp tuyệt đối về vị trí góc quay hoặc pha.

2. Bộ điều khiển PLC và các biến tần trong hệ thống giao tiếp với nhau bằng giao thức gì?
Hệ thống sử dụng giao thức truyền thông Modbus RTU trên nền tảng vật lý RS485 thông qua module mở rộng FX3U-485ADP-MB gắn trên PLC Mitsubishi FX3U-32MT, kết nối trực tiếp đến hai biến tần Delixi CDI-E100.

3. Cảm biến lực Loadcell được bố trí tại vị trí nào trên kết cấu cơ khí của mô hình?
Loadcell được lắp đặt tại vị trí trục lăn dẫn động trung tâm (nằm giữa ba trục lăn định hướng), nơi lực căng của dải vải tác động áp lực trực tiếp lên cảm biến để đo lường và phản hồi về PLC qua mạch khuếch đại 0–10V.

4. Mô hình đã được thử nghiệm thực tế tại các mốc tốc độ và lực căng cụ thể nào?
Mô hình được thử nghiệm tại 3 mốc tần số: 5 Hz (tương ứng tốc độ 5 rpm) ở các dải lực căng 10–35 N và 36–55 N; 10 Hz (tương ứng tốc độ 17 rpm) ở các dải lực căng 10–35 N và 35–55 N; và 15 Hz (tương ứng tốc độ 26 rpm) ở các dải lực căng 10–35 N và 36–55 N.

5. Hệ thống xử lý như thế nào khi xảy ra sự cố đứt vật liệu hoặc lực căng tăng quá mức?
Hệ thống sử dụng cảm biến quang Aotoro EB20G-C3 kết hợp tín hiệu phản hồi từ Loadcell. Khi phát hiện mất tín hiệu vật liệu (đứt vải) hoặc lực căng đo được vượt quá ngưỡng cài đặt an toàn trong khoảng thời gian quy định, chương trình PLC sẽ tự động ngắt lệnh phát tần số và dừng toàn bộ hệ thống để bảo vệ cơ cấu.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của nhóm tác giả Vũ Hoàng Duy Khang và Phạm Ngọc Linh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu thiết kế và thi công mô hình điều khiển đồng tốc hai động cơ xoay chiều 3 pha ứng dụng cho công đoạn cuộn xả vải. Hệ thống kết hợp đồng bộ giữa PLC Mitsubishi FX3U, biến tần Delixi qua mạng truyền thông Modbus RTU RS485, cùng cơ cấu phản hồi vòng kín từ cảm biến lực Loadcell và Encoder. Các kết quả thực nghiệm tại các dải tần số 5 Hz, 10 Hz và 15 Hz chứng minh tính khả thi, ổn định của giải pháp kỹ thuật, cung cấp tài liệu tham khảo thực tiễn cho các nghiên cứu và ứng dụng tự động hóa trong ngành dệt may.