Đồ án hệ thống cơ điện tử: Thiết kế hệ thống trộn sơn tự động

Đồ án hệ thống cơ điện tử: Hệ thống trộn sơn tự động. Tìm hiểu về thiết kế, lập trình và ứng dụng của hệ thống trộn sơn tự động hiệu quả.

• Tác giả: Lê Ngọc Hùng
• Người hướng dẫn: TS. Võ Như Thành
• Trường học: Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng
• Chuyên ngành: Cơ điện tử
• Đề tài: Hệ Thống Trộn Sơn Tự Động
• Loại tài liệu: Đồ án
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Đà Nẵng

Tóm tắt

I. Khám phá hệ thống trộn sơn tự động Giải pháp cơ điện tử

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, việc tự động hóa các dây chuyền sản xuất đóng vai trò then chốt để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là sản xuất sơn, không nằm ngoài xu hướng này. Đồ án hệ thống trộn sơn tự động ra đời như một giải pháp cơ điện tử tiên tiến, ứng dụng bộ điều khiển lập trình PLC để thay thế phương pháp pha màu thủ công truyền thống. Hệ thống này được thiết kế để tự động hóa hoàn toàn quy trình từ việc lựa chọn tỷ lệ màu, bơm nguyên liệu, khuấy trộn, đến chiết rót sản phẩm cuối cùng. Mục tiêu chính là giảm thiểu sai số, tiết kiệm chi phí nhân công, nguyên vật liệu và thời gian sản xuất. Bằng cách tích hợp các thành phần cơ khí chính xác, cảm biến thông minh và hệ thống điều khiển logic, mô hình này không chỉ là một đề tài nghiên cứu học thuật mà còn có tiềm năng ứng dụng thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu ngày càng đa dạng và khắt khe của thị trường sơn trang trí và công nghiệp. Việc nghiên cứu và phát triển hệ thống này mở ra hướng đi mới cho việc tối ưu hóa quy trình sản xuất, đảm bảo chất lượng đồng đều cho từng mẻ sơn.

1.1. Mục tiêu và ý tưởng cốt lõi của đồ án cơ điện tử

Mục tiêu chính của đồ án là thiết kế và thi công một hệ thống trộn sơn tự động hoàn chỉnh, có khả năng tạo ra các màu sắc theo yêu cầu một cách chính xác và hiệu quả. Ý tưởng cốt lõi bắt nguồn từ việc ứng dụng PLC S7-1200, một bộ điều khiển logic lập trình mạnh mẽ của Siemens, để điều khiển toàn bộ quy trình. Hệ thống sẽ cho phép người dùng nhập tỷ lệ các màu cơ bản (Đỏ, Vàng, Lam) thông qua một giao diện điều khiển. Dựa trên thông số đầu vào, PLC sẽ tính toán và điều khiển thời gian mở các van điện từ, bơm chính xác lượng sơn cần thiết từ các bồn chứa vào thùng trộn. Sau đó, động cơ DC sẽ thực hiện khuấy trộn trong một khoảng thời gian cài đặt sẵn để đảm bảo hỗn hợp đồng nhất. Cuối cùng, sản phẩm được chiết rót ra lon chứa đặt trên băng tải. Đồ án hướng tới việc xây dựng một mô hình thu nhỏ nhưng đầy đủ chức năng, minh họa rõ ràng cho tiềm năng của tự động hóa trong ngành sản xuất sơn.

1.2. Giới hạn nghiên cứu và phạm vi thực hiện của hệ thống

Do giới hạn về kiến thức và nguồn lực, đồ án tập trung vào việc thực hiện một mô hình hệ thống trộn sơn tự động ở quy mô phòng thí nghiệm. Phạm vi nghiên cứu bao gồm: tìm hiểu và lựa chọn các thiết bị phù hợp như PLC S7-1200 (CPU 1214C), cảm biến, van điện từ và động cơ. Trọng tâm của đề tài là việc viết chương trình điều khiển trên phần mềm Tia Portal, thiết kế giao diện SCADA để giám sát và vận hành. Hệ thống chỉ thực hiện pha trộn dựa trên ba màu cơ bản theo quy tắc trừ màu (RYB - Red, Yellow, Blue). Các khía cạnh phức tạp hơn như kiểm soát độ nhớt, nhiệt độ của sơn, hay sử dụng các thuật toán pha màu tiên tiến chưa được đề cập trong phạm vi này. Việc thi công mô hình vật lý và chạy thử nghiệm để kiểm chứng tính đúng đắn của chương trình điều khiển là bước cuối cùng trong giới hạn của đồ án.

II. Thách thức của pha màu thủ công và sự cần thiết tự động hóa

Quy trình pha màu sơn truyền thống, dựa phần lớn vào kinh nghiệm và cảm quan của người thợ, tồn tại nhiều nhược điểm cố hữu. Những thách thức này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm mà còn tác động trực tiếp đến hiệu quả kinh tế của doanh nghiệp. Độ chính xác là vấn đề lớn nhất; việc đong đếm thủ công dễ dẫn đến sai lệch tỷ lệ, tạo ra các mẻ sơn có màu sắc không đồng nhất, không đáp ứng đúng yêu cầu của khách hàng. Điều này làm tăng tỷ lệ phế phẩm, gây lãng phí nguyên vật liệu và chi phí sản xuất. Hơn nữa, năng suất lao động của phương pháp thủ công rất thấp, phụ thuộc nhiều vào tay nghề và sức khỏe của công nhân. Việc lặp lại một công thức màu với độ chính xác cao qua nhiều lần pha chế là cực kỳ khó khăn. Chính những hạn chế này đã thúc đẩy sự ra đời của các hệ thống trộn sơn tự động, một giải pháp tất yếu để giải quyết triệt để các vấn đề trên, hướng tới một nền sản xuất hiện đại, hiệu quả và bền vững.

2.1. Phân tích nhược điểm của phương pháp pha chế sơn thủ công

Phương pháp pha chế sơn thủ công bộc lộ nhiều nhược điểm nghiêm trọng. Thứ nhất, độ chính xác không cao. Kết quả màu sắc phụ thuộc hoàn toàn vào kinh nghiệm của người pha, dễ xảy ra sai số trong việc đo lường tỷ lệ các màu gốc. Điều này dẫn đến sản phẩm cuối cùng thường không đạt chuẩn, màu sắc giữa các lô hàng thiếu tính nhất quán. Thứ hai, năng suất thấp và tốn nhiều công sức. Quá trình này đòi hỏi sự tập trung cao độ và thời gian dài, làm giảm hiệu suất tổng thể của dây chuyền. Thứ ba, tỷ lệ phế phẩm cao gây lãng phí lớn về nguyên vật liệu và chi phí. Khi một mẻ sơn bị sai màu, việc sửa chữa rất khó khăn và tốn kém, đôi khi phải hủy bỏ toàn bộ. Những nhược điểm này làm giảm sức cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường, nơi yêu cầu về chất lượng và sự đồng đều ngày càng khắt khe.

2.2. Lợi ích của việc ứng dụng PLC vào quy trình trộn sơn

Việc ứng dụng bộ điều khiển lập trình PLC vào hệ thống trộn sơn tự động mang lại những lợi ích vượt trội. Lợi ích quan trọng nhất là độ chính xác và tính lặp lại. PLC có thể điều khiển các van điện từ và bơm định lượng với sai số cực nhỏ, đảm bảo tỷ lệ pha màu luôn chính xác theo công thức đã lập trình. Nhờ đó, chất lượng sản phẩm luôn đồng đều giữa các mẻ sản xuất. Tiếp theo, hệ thống giúp tăng năng suất đáng kể. Quy trình tự động diễn ra liên tục, nhanh chóng và không cần sự can thiệp của con người, giảm thiểu thời gian chết và tối ưu hóa hiệu quả sản xuất. Ngoài ra, việc tự động hóa giúp giảm thiểu lãng phí nguyên vật liệu do sai sót của con người, từ đó tiết kiệm chi phí sản xuất. Hệ thống còn cho phép lưu trữ và gọi lại các công thức màu một cách dễ dàng, tăng tính linh hoạt và khả năng đáp ứng nhanh các đơn hàng khác nhau.

III. Giải pháp thiết kế cơ cấu cơ khí và hệ thống chấp hành

Để một hệ thống trộn sơn tự động hoạt động ổn định và chính xác, việc thiết kế cơ cấu cơ khí và lựa chọn cơ cấu chấp hành là vô cùng quan trọng. Đây là nền tảng vật lý, hiện thực hóa các lệnh điều khiển từ PLC. Cấu trúc cơ khí của hệ thống được xây dựng dựa trên các tiêu chí về độ vững chắc, dễ lắp đặt và tối ưu hóa không gian. Các thành phần chính bao gồm khung đỡ, các thùng chứa sơn nguyên liệu, thùng trộn trung tâm và hệ thống băng tải. Việc lựa chọn vật liệu cho các bộ phận này, như sắt V cho khung và nhựa cho thùng chứa, được cân nhắc kỹ lưỡng để đảm bảo độ bền và phù hợp với môi trường làm việc. Song song đó, các cơ cấu chấp hành như động cơ DC và van điện từ là những bộ phận trực tiếp thực thi nhiệm vụ, chuyển đổi tín hiệu điện từ PLC thành hành động cơ học. Sự phối hợp nhịp nhàng giữa các thành phần này quyết định đến hiệu suất và độ tin cậy của toàn bộ hệ thống.

3.1. Thiết kế khung thùng chứa và cơ cấu khuấy trộn

Cơ cấu cơ khí hoàn chỉnh của mô hình được thiết kế nhỏ gọn và tiện lợi. Khung hệ thống được gia công từ sắt chữ V kích thước 25x25x4mm, tạo thành một kết cấu vững chắc với kích thước tổng thể 40x30x60cm, đủ để đỡ toàn bộ thiết bị. Hệ thống sử dụng các hộp nhựa để làm thùng chứa sơn nguyên liệu và thùng trộn. Cụ thể, các hộp đựng sơn màu có kích thước 13x12x9cm, trong khi hộp chứa nước xả rửa lớn hơn (19x18x9cm) để phục vụ quá trình vệ sinh. Trái tim của cơ cấu khuấy là một động cơ DC 24V với tốc độ quay 200 vòng/phút, được lựa chọn để phù hợp với quy mô mô hình, đảm bảo sơn được trộn đều mà không gây văng bắn. Động cơ này được gắn trực tiếp phía trên thùng trộn, truyền động cho cánh khuấy bên trong.

3.2. Lựa chọn van điện từ và động cơ cho hệ thống

Cơ cấu chấp hành đóng vai trò quyết định trong việc thực thi các lệnh điều khiển. Van điện từ (Solenoid Valve) được sử dụng để kiểm soát dòng chảy của sơn từ các thùng chứa vào thùng trộn. Đây là loại van đóng mở nhanh, hoạt động ổn định và tiêu thụ ít năng lượng, sử dụng nguồn điện 24V hoặc 220V. Khi PLC cấp điện, từ trường sinh ra trong cuộn dây sẽ hút piston, mở van cho sơn chảy qua. Khi ngắt điện, van sẽ đóng lại. Đối với nhiệm vụ khuấy trộn, động cơ điện DC 24V được lựa chọn vì khả năng điều khiển tốc độ dễ dàng, cấu tạo đơn giản và tiết kiệm năng lượng so với động cơ AC cùng công suất. Việc lựa chọn các thiết bị chấp hành phù hợp đảm bảo hệ thống vận hành chính xác và bền bỉ theo đúng chu trình đã được lập trình.

3.3. Vai trò của cảm biến tiệm cận trong khâu rót sơn

Cảm biến tiệm cận là thiết bị quan trọng trong khâu chiết rót sản phẩm tự động. Trong đồ án này, hai cảm biến tiệm cận được tích hợp vào hệ thống băng tải. Cảm biến thứ nhất có nhiệm vụ phát hiện khi hộp sơn đã di chuyển đến đúng vị trí dưới vòi rót. Khi cảm biến này được kích hoạt, nó sẽ gửi tín hiệu về PLC, ra lệnh cho băng tải dừng lại và mở van xả sơn. Cảm biến thứ hai được đặt ở cuối băng tải để báo hiệu hộp sơn đã hoàn thành và cần được đưa ra ngoài. Các cảm biến này hoạt động không cần tiếp xúc, dựa trên nguyên lý cảm ứng từ hoặc điện dung, giúp phát hiện vật thể một cách nhanh chóng và chính xác. Việc sử dụng cảm biến giúp tự động hóa hoàn toàn khâu rót sơn, đảm bảo tính liên tục và đồng bộ cho cả dây chuyền.

IV. Phương pháp điều khiển hệ thống trộn sơn bằng PLC S7 1200

Hệ thống điều khiển là bộ não của toàn bộ hệ thống trộn sơn tự động. Đồ án sử dụng PLC S7-1200 của Siemens, một bộ điều khiển logic lập trình nhỏ gọn, mạnh mẽ và chi phí hợp lý, rất phù hợp cho các ứng dụng tự động hóa quy mô vừa và nhỏ. Toàn bộ logic vận hành, từ việc nhận lệnh, xử lý thông tin, tính toán thời gian cho đến việc xuất tín hiệu điều khiển các cơ cấu chấp hành, đều được lập trình và thực thi bởi PLC. Phần mềm Tia Portal (Totally Integrated Automation Portal) được sử dụng làm môi trường lập trình tích hợp. Nền tảng này cung cấp một giao diện thống nhất để cấu hình phần cứng, viết chương trình điều khiển, thiết kế giao diện HMI/SCADA và chẩn đoán lỗi. Việc sử dụng PLC và Tia Portal giúp chuẩn hóa quy trình phát triển, rút ngắn thời gian lập trình và tăng độ tin cậy cho hệ thống điều khiển.

4.1. Giới thiệu tổng quan về PLC S7 1200 và Tia Portal

PLC S7-1200 là dòng sản phẩm thay thế cho S7-200, với nhiều cải tiến vượt trội như tích hợp sẵn cổng PROFINET, hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP, cùng các tính năng bảo mật mạnh mẽ. Dòng PLC này có nhiều phiên bản CPU khác nhau (ví dụ: CPU 1214C được dùng trong đồ án) để đáp ứng các yêu cầu xử lý đa dạng. Tia Portal là phần mềm kỹ thuật hợp nhất của Siemens, cho phép người dùng thực hiện mọi tác vụ tự động hóa trong một môi trường duy nhất. Nó hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình như LAD (Ladder Logic), FBD (Function Block Diagram) và SCL (Structured Control Language). Sự kết hợp giữa phần cứng S7-1200 và phần mềm Tia Portal tạo nên một giải pháp toàn diện, giúp đơn giản hóa việc thiết kế và triển khai các hệ thống cơ điện tử phức tạp.

4.2. Xây dựng lưu đồ thuật toán và chương trình điều khiển

Quy trình điều khiển được xây dựng dựa trên một lưu đồ thuật toán rõ ràng. Chương trình chính bắt đầu với việc khởi tạo hệ thống và chờ lệnh từ người vận hành thông qua giao diện SCADA. Khi lệnh trộn sơn được đưa ra, chương trình con tương ứng sẽ được thực thi. Lưu đồ chương trình trộn sơn bao gồm các bước tuần tự: mở van sơn 1 trong thời gian t1, mở van sơn 2 trong thời gian t2, và mở van sơn 3 trong thời gian t3. Các giá trị thời gian này tương ứng với tỷ lệ màu mong muốn. Sau khi cấp đủ nguyên liệu, động cơ trộn được kích hoạt trong một khoảng thời gian định trước. Cuối cùng, van xả được mở để chiết rót sản phẩm. Các bộ định thời (Timer) và bộ đếm (Counter) trong PLC S7-1200 được sử dụng để kiểm soát chính xác các khoảng thời gian này, đảm bảo quy trình diễn ra đúng theo thiết kế.

4.3. Thiết kế giao diện giám sát và điều khiển SCADA

Giao diện SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) được thiết kế ngay trong phần mềm Tia Portal, tạo ra một bảng điều khiển trực quan cho người vận hành. Giao diện mô phỏng lại toàn bộ hệ thống trộn sơn tự động, bao gồm các bồn chứa, thùng trộn, động cơ, van và băng tải. Người dùng có thể dễ dàng nhập các thông số như tỷ lệ phần trăm của từng màu, khởi động hoặc dừng hệ thống, và theo dõi trạng thái hoạt động của từng thiết bị theo thời gian thực. Các đèn báo, thanh trượt và nút nhấn được bố trí hợp lý, giúp việc giám sát và điều khiển trở nên đơn giản và hiệu quả. Giao diện này không chỉ giúp vận hành hệ thống mà còn là một công cụ mạnh mẽ để chẩn đoán lỗi khi có sự cố xảy ra, góp phần nâng cao tính ổn định và an toàn.

V. Kết quả xây dựng mô hình thực tế và ứng dụng thực tiễn

Từ những nghiên cứu lý thuyết và thiết kế trên phần mềm, đồ án đã tiến hành xây dựng thành công một mô hình vật lý hoàn chỉnh của hệ thống trộn sơn tự động. Mô hình này là minh chứng rõ ràng cho tính khả thi của giải pháp, hiện thực hóa các ý tưởng thiết kế thành một sản phẩm hoạt động được. Quá trình thi công bao gồm việc lắp ráp cơ khí, đấu nối điện cho các thiết bị và nạp chương trình điều khiển vào PLC. Kết quả cho thấy mô hình vận hành ổn định, tuân thủ đúng quy trình đã lập trình trên Tia Portal. Các chức năng như nhập liệu từ giao diện SCADA, bơm sơn theo tỷ lệ, khuấy trộn và chiết rót tự động đều hoạt động chính xác. Sản phẩm sơn đầu ra có màu sắc đồng đều, chứng tỏ độ chính xác của hệ thống điều khiển. Thành công của mô hình không chỉ hoàn thành mục tiêu đồ án mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất.

5.1. Sơ đồ đấu dây PLC và lắp ráp mô hình vật lý

Việc đấu nối các thiết bị với PLC S7-1200 được thực hiện theo một sơ đồ chi tiết. Sơ đồ này quy định rõ cách kết nối nguồn cấp, các ngõ vào (Input) từ cảm biến và nút nhấn, cũng như các ngõ ra (Output) đến cơ cấu chấp hành như relay trung gian, van điện từ và động cơ DC. Cụ thể, tín hiệu từ các cảm biến tiệm cận được đưa vào các cổng input của PLC. Các cổng output của PLC sẽ điều khiển các relay trung gian, từ đó cấp nguồn cho các van điện từ và động cơ, giúp cách ly và bảo vệ PLC khỏi các nhiễu điện từ mạch động lực. Mô hình vật lý được lắp ráp cẩn thận trên khung sắt, với các thiết bị được bố trí khoa học, dây điện được đi gọn gàng trong các ống gen để đảm bảo an toàn và thẩm mỹ. Bảng mạch điều khiển và PLC được đặt trong tủ điện riêng biệt.

5.2. Đánh giá kết quả vận hành và chất lượng sản phẩm

Sau khi hoàn thành lắp ráp và nạp chương trình, mô hình hệ thống trộn sơn tự động đã được chạy thử nghiệm. Kết quả vận hành rất khả quan. Hệ thống hoạt động trơn tru, tuần tự theo đúng các bước đã lập trình. Thời gian đáp ứng của hệ thống nhanh, các thao tác đóng mở van, khởi động động cơ và dừng băng tải đều chính xác. Sản phẩm sơn sau khi trộn có độ đồng nhất cao, màu sắc đúng với tỷ lệ được cài đặt trên giao diện SCADA. Thử nghiệm với nhiều công thức màu khác nhau đều cho kết quả tốt, chứng minh tính linh hoạt của hệ thống. Mặc dù chỉ là mô hình thu nhỏ, kết quả này khẳng định rằng giải pháp điều khiển bằng PLC có thể đáp ứng tốt yêu cầu về độ chính xác và ổn định trong quy trình pha màu công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề Hiện nay, đất nước ta bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, hiện đại hóa, để quá trình này phát triển nhanh chúng ta cần tập trung đầu tư vào các dây chuyền sản xuất tự động hóa, nhằm mục đích giảm chi phí sản xuất, nâng cao năng suất lao động và cho ra sản phẩm có chất lượng cao. Một trong những phương án đầu tư vào tự động hoá là việc ứng dụng PLC vào các dây chuyền sản xuất. Đối với những tính năng tiện ích của hệ thống PLC nên hiện nay bộ điều khiển này đang được sử dung rất nhiều trong các lĩnh vực khác nhau. Một trong những ngành đang phát triển mạnh mẽ nhất hiện nay đó là ngành xây dựng, và việc ứng dụng PLC vào trong ngành xây dựng là một việc làm sẽ đem lại hiệu quả cao và rất phù hợp, đặc biệt là trong công đoạn pha chế sơn.

Mục đích nghiên cứu Sơn là một trong những nguyên vật liệu chủ yếu trong ngành xây dựng, chủ yếu là sơn phủ bề mặt nhằm bảo vệ bề mặt đối tượng sử dụng, đồng thời cũng là hình thức trang trí thẩm mỹ, chính vì vậy màu sắc của sơn là một yếu tố được quan tâm hàng đầu. Đa số việc pha màu hiện nay trên thị trường đều được thực hiện trên phương pháp thủ công (tức theo kinh nghiệm). Chính vì vậy độ chính xác không cao, sản phẩm sản xuất ra đôi khi không theo mong muốn, tỷ lệ phế phẩm nhiều, năng suất thấp, lãng phí sức lao động, thời gian, Để loại bỏ những nhược điểm trên. Cũng như để tạo ra những sản phẩm theo mong muốn, chỉ bằng một thao tác đơn giản, đưa bộ điểu khiển lập trình PLC vào để thực hiện cụ thể là một dây chuyền sản xuất tự động.

Giới hạn đề tài Từ yêu cầu của đề tài, cũng như khả năng về kiến thức chúng em chỉ thực hiện những công việc sau - Tìm hiểu mô hình Pha màu trong thực tế - Tìm hiểu và nghiên cứu PLC S7 – 1200 - Viết chương trình, chạy chương trình trên PLC (CPU 1214C) - Tìm hiểu phần mềm Tia Portal - Viết giao diện bằng phần mềm Tia Portal, giao tiếp giữa PLC và máy tính - Thi công mô hình SV: Lê Ngọc Hùng 4 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Hướng thực hiện - Nghiên cứu mô hình máy pha màu từ các bồn chứa vật liệu cơ bản, tỷ lệ giữa 3 màu RGB (đỏ, xanh lá cây, xanh lam) từ đó tạo ra các màu khác. - Sử dụng giao diện để người sử dụng lựa chọn sản phẩm và tỷ lệ theo các thành phần màu để có một màu theo mong muốn. - Sử dụng các bộ timer để tính thời gian trộn và xả sản phẩm thông qua PLC để tác động đóng mở các van cấp nguyên vật liệu và điều khiển động cơ khuấy trộn - Vẽ giao diện về mô hình và bảng điều khiển, bảng mã màu để dễ dàng trong việc giám sát và điều khiển.

- Thi công mô hình và điều khiển mô hình hoạt động. Một số sản phẩm thực tế Hình 1.1: Máy trộn sơn (nguồn: Internet) SV: Lê Ngọc Hùng 5 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành Hình 1.2: Máy trộn sơn (nguồn: Internet) SV: Lê Ngọc Hùng 6 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 2.

Quy trình điều khiển máy trộn - Bình trộn là nơi trộn để tạo ra các màu sơn khác nhau và cũng là nơi rửa sơn sau khi kết thúc quá trình trộn mẻ đó. Ta thấy có đường ống để đưa ba loại sơn màu khác nhau (Gồm các màu theo thứ tự: đỏ, xanh da trời, xanh lam) làm cơ sở cho việc tạo ra màu sơn mong muốn. - Quy trình làm việc được thực hiện như sau: Trước tiên van xả các loại sơn khác màu nhau vào bồn, loại sơn thứ nhất được xả vào bình bằng van điện từ 1 trong khoảng thời gian t1, loại sơn thứ hai được xả vào bình qua van điện từ 2 trong khoảng thời gian t2, loại sơn thứ ba được xả vào bình bằng van điện từ 3 trong khoảng thời gian t3. Các van dừng đưa sơn vào bình khi đã bơm đủ khoảng thời gian định sẳn thì bắt đầu quá trình trộn.

Quá trình này được điều khiển bởi động cơ trộn, sau khi trộn xong, sơn được rót xuống lon thông qua van xả. Quá trình rót sơn - Khâu rót sơn ra hộp được thực hiện sau khi chương trình trộn sơn kết thúc, các hộp sơn được đặt trên băng tải, có 2 cảm biến để báo quá trình rót sơn tự động. - Các cảm biến sử dụng: Cảm biến 1: báo hộp sơn đã đến đúng vị trí để rót sơn. Cảm biến 2: báo hộp sơn đến cuối băng tải cần được đưa.

- Khi quá trình trộn sơn kết thúc, ta mới thực hiện rót sơn vào hộp. Khi sơn đã được trộn xong, băng tải chạy để đưa hộp sơn đến đúng vị trí để rót sơn. Cảm biến 1 báo hộp sơn đã đến đúng vị trí thì băng tải ngưng và van rót sơn mở để đưa sơn xuống hộp trong khoảng thời gian t do ta tính trước để đảm bảo sơn đã được rót đầy vào hộp thì van đóng lại ngưng rót sơn đồng thời băng tải chạy lại để đưa hộp sơn ra cuối băng tải và đồng thời hộp sơn tiếp theo cũng đến vị trí rót. Chọn quy luật pha màu Trên thực tế các hạt màu trong màu sơn không phải là các màu sơ cấp lý tưởng.

Vì thế bảng pha màu (hay vò̀ng trò̀n màu sắc) chỉ có tác dụng định hướng. Chỉ các hãng sản xuất sơn mới nghiên cứu và thực sự hiểu màu pha trộn với nhau như thế nào SV: Lê Ngọc Hùng 7 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành để tạo thành màu khác, dựa trên kinh nghiệm của các chuyên gia và tự tạo ra được một công thức pha màu sơn cho riêng mình. Trong đề tài, chúng ta áp dụng nguyên tắc pha màu tuân theo quy tắc trừ màu và chọn 3 màu sơ cấp (Primary, hay cò̀n gọi là màu chính, màu cơ bản, màu bậc nhất) là đỏ (Red – R), vàng (Yellow – Y) và lam (Blue – B).

Từ đó có thể pha ra các màu khác (trừ đen và trắng – không màu nào pha trộn ra nó). Như vậy 3 màu thứ cấp là:  Đỏ + Vàng -> Da cam (Orange)  Vàng + Lam -> Lục (Green)  Lam + Đỏ -> Tím (Violet) Trộn màu sơ cấp với màu thứ cấp cạnh nó thì được màu tam cấp (Tertiary).1: Bảng màu RYB (nguồn: Internet) SV: Lê Ngọc Hùng 8 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành CHƯƠNG 3: CƠ CẤU CƠ KHÍ CHO HỆ THỐNG 3. Khung sắt Hình 3.1: Khung sắt Ta sử dụng sắt chữ V để dễ dàng lắp đặt và gắn các linh kiện khác lên, đồng thời giúp việc đi dây tiện lợi hơn.

- Kích thước: 40*30*60 (cm) - Chất liệu: sắt chữ V (25*25*4) (mm) - Tác dụng: làm giá đỡ để gắn các thiết bị cho hệ thống SV: Lê Ngọc Hùng 9 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Thùng đựng sơn Với mô hình này, cần sử dụng nước xả rửa để làm sạch thùng chứa, nên cần sử dụng thêm 1 hộp để đựng nước xả sơn, vì việc rửa thùng trộn thực hiện nhiều nên cần sử dụng loại hộp lớn hơn để chứa nước, cần sử dụng 2 loại hộp đựng có kích thước khác nhau.2: Hộp đựng sơn Hình 3.3: Hộp đựng nước xả sơn SV: Lê Ngọc Hùng 10 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành Hộp đựng sơn - Kích thước: 13*12*9 (cm) - Vật liệu: nhựa Hộp đựng nước xả rửa: - Kích thước: 19*18*9 (cm) - Vật liệu: nhựa 3. Motor DC Vì là mô hình nhỏ nên không cần sử dụng động cơ với tốc độ quay quá cao, lựa chọn động cơ DC với tốc độ quay 200 vò̀ng/phút là phù hợp.4: Motor DC (nguồn: grabcad) - Loại động cơ: DC - Tốc độ quay: 200 vò̀ng/phút - Điện áp hoạt động: 24V DC SV: Lê Ngọc Hùng 11 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS.

Võ Như Thành - Tác dụng: dùng để khuấy trộn cho hệ thống 3. Thùng trộn Ta dùng loại thùng với kích thước vừa đủ để chứa sơn trộn, đồng thời có thể gắn động cơ trộn ngay phía trên.5: Thùng trộn - Kích thước: 13*13*22 (cm) - Chất liệu: nhựa SV: Lê Ngọc Hùng 12 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Cơ cấu hoàn chỉnh Hình 3.6: Cơ cấu cơ khí hoàn chỉnh Hình 3.7: Cơ cấu cơ khí hoàn chỉnh SV: Lê Ngọc Hùng 13 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : [e-mail] ĐA Hệ thống Cơ điện tử GVHD: TS. Võ Như Thành CHƯƠNG 4: CẢM BIẾN VÀ CƠ CẤU CHẤP HÀNH Các thiết bị sử dụng: - Cảm biến tiệm cận - Relay trung gian - Van điện từ - Động cơ DC 4.

Cảm biến tiệm cận - Do tính phổ biến cũng như chức năng, cảm biến tiệm cận được sử dụng nhiều trong công nghiệp. - Cảm biến tiệm cận dung để phát hiện vật thể kim loại từ tính, kim loại không từ tính (như Nhôm, đồng…). Sử dụng cảm biến loại điện cảm (Inductivity Proximity Sensor) và phát hiện vật phi kim sử dụng loại cảm biến tiệm cận kiểu điện dung (Capacitve Proximity Sensor). Đồng thời có sẵn Model đáp ứng được hầu hết các điều kiện môi trường lắp đặt: nhiệt độ cao, nhiệt độ thấp, chống nước, chống hóa chất … Cảm biến tiệm cận là gì? - Cảm biến tiệm cận bao gồm tất cả các loại cảm biến phát hiện vật thể không cần tiếp xúc như công tắc hành trình mà dựa trên những mối quan hệ vật lý giữa cảm biến và vật thể cần phát hiện.

Cảm biến tiệm cận chuyển đổi tín hiệu về sự chuyển động hoặc xuất hiện của vật thể thành tín hiệu điện. Có 3 hệ thống phát hiện để thực hiện công việc chuyển đổi này: hệ thống sử dụng dò̀ng điện xoáy được phát ra trong vật thể kim loại nhờ hiện tượng cảm ứng điện từ. Hệ thống sử dụng sự thay đổi điện dung khi đến gần vật thể cần phát hiện, hệ thống sử dụng nam châm và hệ thống chuyển mạch cộng từ.1: Cảm biến tiệm cận (nguồn: Internet) SV: Lê Ngọc Hùng 14 Võ Chí Khải TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.