Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu hướng tự động hóa sản xuất hiện đại, kỹ thuật điều khiển tự động đóng vai trò cốt lõi nhằm nâng cao năng suất, tối ưu hóa quy trình và giảm thiểu sai sót do thao tác thủ công. Đối với các ngành công nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng và thực phẩm – giải khát (như sản xuất bia, rượu, nước khoáng, nước ép trái cây, hóa mỹ phẩm), các loại chất lỏng chủ yếu được đóng gói trong bao bì chai lọ nhờ ưu điểm giá thành hợp lý, tính thẩm mỹ và độ cứng vững. Điều này dẫn đến nhu cầu cấp thiết về các hệ thống chiết rót và đóng nắp tự động có độ ổn định và độ chính xác cao.

Xuất phát từ các khảo sát thực tế tại các doanh nghiệp có dây chuyền sản xuất tự động, đồ án tốt nghiệp "Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7-1200" được thực hiện bởi sinh viên Đỗ Quang Huy và Ngô Hoài Nam, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Tấn Đời tại Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử – Truyền thông, khóa 2015).

Mục tiêu chung của đồ án là thiết kế, chế tạo mô hình dây chuyền tự động hóa thực hiện liên hoàn các công đoạn: chiết rót, cấp nắp, siết nắp, dán nhãn và phân loại sản phẩm, đồng thời xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát vận hành qua giao diện SCADA.

Cụ thể, đồ án xác định 3 nhiệm vụ trọng tâm:

  1. Nhiệm vụ 1: Kết nối bộ điều khiển lập trình PLC với bộ điều khiển động cơ (Driver) để điều khiển động cơ Servo Motor vận hành chính xác.
  2. Nhiệm vụ 2: Thiết kế và thi công phần cứng cơ khí và hệ thống điện của dây chuyền chiết rót.
  3. Nhiệm vụ 3: Thiết kế giao diện SCADA trên máy tính giao tiếp với PLC để điều khiển và giám sát hoạt động của dây chuyền thực tế theo thời gian thực.

Về phạm vi và giới hạn thực hiện, đề tài tập trung vào việc nghiên cứu mô hình thực nghiệm quy mô nhỏ với các thông số:

  • Đối tượng chiết rót thử nghiệm: Chai nước thể tích 330ml (kích thước chai 60 x 120 mm).
  • Cơ chế vận hành: Chiết rót đơn lẻ (1 chai mỗi chu kỳ).
  • Năng suất thiết kế: Tối thiểu 60 chai/giờ.
  • Phần mềm giám sát: Xây dựng trên nền tảng WinCC Runtime Advanced tích hợp trong TIA Portal V13.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ ứng dụng

Nghiên cứu tổng hợp các kiến thức nền tảng trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp và điều khiển chuyển động:

  • Công nghệ chiết rót và dán nhãn: Khảo sát các nguyên lý máy chiết rót công nghiệp phổ biến (bơm bánh răng, bơm piston, bơm trục vít, lưu lượng kế, chiết rót đối lưu/đẳng áp) và các dòng máy dán nhãn (tự động, bán tự động, thủ công).
  • Bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200: Cấu trúc phần cứng gồm khối xử lý trung tâm (CPU), các module mở rộng tín hiệu vào/ra (DI/DO, AI/AO), các module truyền thông (CP), bảng mạch tín hiệu (SB). Nghiên cứu khả năng tích hợp cổng truyền thông Profinet (chuẩn Ethernet TCP/IP), bộ đếm xung tốc độ cao (HSC) và ngõ ra phát xung tốc độ cao (PTO - Pulse Train Output) để điều khiển động cơ bước/servo.
  • Hệ thống điều khiển truyền động Servo AC: Cấu tạo động cơ đồng bộ 3 pha nam châm vĩnh cửu tích hợp encoder quang vòng kín; các chế độ điều khiển vị trí, vận tốc và mô-men; cơ chế phản hồi âm triệt tiêu sai lệch góc quay.
  • Khối hàm điều khiển chuyển động (Motion Control) của Siemens: Sử dụng các tập lệnh tiêu chuẩn trong TIA Portal bao gồm MC_Power (cho phép trục hoạt động), MC_Reset (xóa lỗi), MC_Home (thiết lập gốc tọa độ), MC_Halt (dừng chuyển động), MC_MoveJog (chạy nhắp thử nghiệm), MC_MoveAbsolute (chạy vị trí tuyệt đối) và MC_MoveRelative (chạy vị trí tương đối).
  • Hệ thống SCADA và phần mềm WinCC: Xây dựng giao diện tương tác người - máy (HMI/SCADA), quản lý phân quyền người dùng (User Management), kết nối tag nội bộ và tag PLC, mô phỏng chuyển động trực quan của hệ thống.

Phương pháp nghiên cứu

Đồ án áp dụng phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thiết kế kỹ thuật tích hợp:

  • Phương pháp tính toán và thiết kế: Thiết kế mô hình cơ khí 3D; tính toán lựa chọn thông số động cơ kéo, bơm định lượng, xi-lanh khí nén và nguồn cấp; vẽ sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển.
  • Phương pháp lập trình và cấu hình hệ thống: Sử dụng ngôn ngữ hình thang (Ladder Diagram - LAD) trên môi trường TIA Portal V13 để viết chương trình điều khiển cho CPU S7-1215C DC/DC/DC; cấu hình khối trục (Axis) phát xung PTO.
  • Phương pháp kiểm nghiệm thực nghiệm: Lắp ráp mô hình thực tế, hiệu chỉnh cơ khí và thông số điều khiển; thực hiện chuỗi 50 lần chạy thử nghiệm liên tục để đo lường sai số định lượng chất lỏng và đánh giá độ chính xác của cơ cấu chấp hành.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế và chế tạo bao gồm 3 phân hệ chính: cơ khí, điện – điều khiển và phần mềm giám sát.

1. Kiến trúc phần cứng và cơ khí

Toàn bộ hệ thống được bố trí trên khung sắt chắc chắn với kích thước tổng thể $100 \times 100 \times 70\text{ cm}$.

Phân hệ / Khối Thông số kỹ thuật & Thiết bị sử dụng Chức năng nhiệm vụ
Khung sườn Thép hình, tổng chiều dài sử dụng 10 m Chịu lực và định vị toàn bộ các cụm cơ cấu
Băng tải 02 băng tải mini ($50 \times 6 \times 10\text{ cm}$), đặt vuông góc nhau; động cơ giảm tốc 24VDC, 50 vòng/phút, lực kéo 15 kg Băng tải 1 cấp phôi chai vào mâm xoay; Băng tải 2 đưa chai qua khu vực dán nhãn và phân loại
Mâm xoay chia độ Mâm dưới: Mica đen 5 mm ($\varnothing 32\text{ cm}$); Mâm trên: Mica đen 3 mm ($\varnothing 29\text{ cm}$) gia công 4 vị trí giữ chai cách nhau $90^\circ$ Giữ và chuyển vị trí chai chính xác $90^\circ$ qua các trạm chức năng (chiết rót $\rightarrow$ cấp nắp $\rightarrow$ siết nắp)
Động cơ Servo mâm xoay Động cơ AC Servo Omron R7M-A40030 (400W, 3000 vòng/phút, $1.27\text{ N}\cdot\text{m}$, Encoder 2000 xung/vòng) + Driver R7D-AP04H Truyền động trực tiếp cho mâm xoay, điều khiển vị trí chính xác
Khối chiết rót Bơm màng 12VDC, công suất 30W, áp lực 0.6 MPa, lưu lượng 4 lít/phút Bơm chất lỏng định lượng 330ml vào chai
Khối cấp & siết nắp Động cơ siết 24VDC (295 vòng/phút, mô-men $9 - 130\text{ kg}\cdot\text{cm}$) kết hợp xi-lanh khí nén TN20x150 (hành trình 7 cm, áp suất $0.9\text{ MPa}$) Gạt nắp tự động, xi-lanh hạ đầu vặn nắp và động cơ thực hiện siết chặt nắp
Khối dán nhãn Động cơ 12-24VDC (công suất 12W, tốc độ có tải 83 vòng/phút) Dán nhãn decal bao quanh thân chai
Khối phân loại Xi-lanh khí nén tác động kép kết hợp van điện từ 3/2 SY3120-5LZ-M5 (24VDC, phản hồi $<32\text{ ms}$) Đẩy loại bỏ các sản phẩm không đạt chuẩn (thiếu nước hoặc thiếu nắp)

2. Thiết kế hệ thống điện và cảm biến

Hệ thống điều khiển trung tâm sử dụng PLC Siemens S7-1200 CPU 1215C DC/DC/DC (tích hợp sẵn 14 ngõ vào số DI, 10 ngõ ra số DO, 2 ngõ vào tương tự AI và 2 ngõ ra tương tự AO).

Danh mục cảm biến và thiết bị điện chính:

  • Cảm biến tiệm cận điện từ (Inductive Proximity Sensor): Dải nguồn 6–36VDC, dùng phát hiện ốc kim loại trên mâm xoay để thiết lập vị trí gốc tọa độ ($0^\circ$) khi khởi động.
  • Cảm biến quang điện hồng ngoại: Điện áp 12–24VDC, thời gian đáp ứng $500\text{ }\mu\text{s}$, dùng phát hiện chai tại các vị trí đầu vào băng tải, vị trí siết nắp và vị trí đầu ra.
  • Cảm biến nhãn quang điện SU-02XP: Nguồn cấp 10–30VDC, dòng tiêu thụ 200mA, phát hiện vạch nhãn để ngắt động cơ dán nhãn chính xác.
  • Cảm biến mức chất lỏng không tiếp xúc Y26: Nguồn cấp 5–24VDC, tần số đáp ứng 10 kHz, gắn phía ngoài thành chai nhựa để kiểm tra mực nước đạt chuẩn.
  • Khối nguồn và đóng ngắt: Nguồn tổ ong 24VDC – 5A (120W), nguồn 12VDC, khối 8 rơ-le trung gian có cách ly quang (opto) và aptomat (CB) bảo vệ toàn hệ thống. Bảng điện kích thước $500 \times 500\text{ mm}$ đặt nghiêng $50^\circ$, đi dây hoàn toàn trong máng nhựa.

3. Cấu hình điều khiển phát xung PTO và giải thuật vận hành

Để điều khiển mâm xoay quay chính xác từng góc $90^\circ$, PLC được cấu hình phát xung qua khối chức năng Motion Control:

  • Tín hiệu phát xung điều khiển: Ngõ ra Q0.0 phát chuỗi xung tốc độ cao (PULS) nối tới chân Driver Servo qua điện trở hạn dòng; Ngõ ra Q0.1 điều khiển hướng quay (SIGN); Ngõ ra Q0.0 (relay) kích hoạt chân cho phép Driver hoạt động (RUN).
  • Cấu hình tham số trục: Đặt 10.000 xung tương đương 1 vòng quay ($360^\circ$); góc dịch chuyển mỗi bước là $90^\circ$ với vận tốc góc $90^\circ/\text{s}$.
  • Lệnh điều khiển chính: Sử dụng lệnh MC_Power để kích hoạt trục và lệnh MC_MoveRelative để thực hiện quay tương đối góc $90^\circ$ mỗi khi hoàn tất chu kỳ chiết rót.

Quy trình giải thuật tự động:

  1. Nhấn START (ON): Mâm xoay quay nghịch đến khi cảm biến tiệm cận báo mức 1 để nhận gốc $0^\circ$. Băng tải 1 và 2 khởi động.
  2. Chai vào vị trí chiết rót: Cảm biến chai vào kích hoạt $\rightarrow$ Băng tải 1 dừng $\rightarrow$ Động cơ bơm hoạt động trong 6 giây để nạp đủ 330ml nước $\rightarrow$ Bơm ngắt $\rightarrow$ Bộ đếm chai vào tăng 1 đơn vị.
  3. Chuyển trạm: Mâm xoay quay $90^\circ$ đưa chai qua vị trí gạt nắp và tiến đến trạm siết nắp.
  4. Siết nắp: Cảm biến trạm nắp phát hiện chai $\rightarrow$ Xi-lanh hạ đầu siết $\rightarrow$ Động cơ siết quay trong 4 giây $\rightarrow$ Xi-lanh rút về vị trí ban đầu.
  5. Dán nhãn: Băng tải 2 và động cơ dán nhãn hoạt động đến khi cảm biến nhãn SU-02XP nhận diện hoàn tất chu kỳ nhãn.
  6. Kiểm tra và phân loại: Cảm biến mức nước Y26 và cảm biến nắp kiểm tra đồng thời:
    • Nếu cả 2 cảm biến đạt mức 1 (đủ nước và có nắp): Băng tải 2 chuyển chai ra ngoài, bộ đếm sản phẩm đạt tăng 1.
    • Nếu 1 trong 2 cảm biến ở mức 0: Xi-lanh khí nén đẩy chai lỗi ra khay chứa riêng sau 4 giây, bộ đếm sản phẩm lỗi tăng 1.
  7. Dừng hệ thống: Nhấn STOP dừng khẩn cấp toàn bộ; Nhấn OFF dừng băng tải 1 và duy trì hệ thống chạy thêm 45 giây để xả hết chai trên dây chuyền trước khi tắt hoàn toàn.

Nội dung chính theo từng chương

Báo cáo đồ án được cấu trúc thành 6 chương chuyên môn:

Chương 1: Tổng quan

Trình bày tính cấp thiết của đề tài trong xu thế tự động hóa; mục tiêu nghiên cứu; 7 nội dung nghiên cứu chi tiết; bố cục đồ án cùng các phạm vi và giới hạn kỹ thuật của hệ thống thực nghiệm.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Cung cấp tổng quan về các công nghệ chiết rót và máy dán nhãn công nghiệp; cấu trúc và nguyên lý hoạt động của PLC nói chung và dòng PLC Siemens S7-1200; giới thiệu bộ phần mềm TIA Portal V13 (gồm Step 7 và WinCC Professional/Advanced); phân tích cấu tạo, nguyên lý hồi tiếp vòng kín của động cơ AC Servo và tập lệnh điều khiển chuyển động Motion Control.

Chương 3: Tính toán và thiết kế

Đặc tả các yêu cầu kỹ thuật của mô hình; mô tả sơ đồ khối hệ thống gồm 11 khối chức năng; tính toán và lựa chọn chi tiết các thiết bị phần cứng (băng tải, kết cấu cơ khí mâm xoay mica 2 tầng, PLC CPU 1215C DC/DC/DC, nguồn tổ ong, rơ-le trung gian, bơm 12VDC, động cơ vặn nắp, xi-lanh TN20x150, van 3/2, cảm biến quang, cảm biến nhãn SU-02XP, cảm biến mức nước Y26, cảm biến tiệm cận, Servo Omron R7M-A40030 và Driver R7D-AP04H); thiết kế chi tiết sơ đồ mạch động lực và sơ đồ đấu nối liên kết giữa PLC và Driver Servo.

Chương 4: Thi công hệ thống

Trình bày danh mục linh kiện và quá trình thi công thực tế; thi công hệ thống khí nén và cơ cấu cơ khí mâm xoay; thi công đấu nối bảng điện điều khiển; xây dựng lưu đồ giải thuật điều khiển chi tiết; hướng dẫn từng bước lập trình PLC trên TIA Portal V13, lập bảng tag ngõ vào/ra, cấu hình phát xung PTO điều khiển trục Axis cho Servo và thiết kế giao diện SCADA trên WinCC Runtime Advanced.

Chương 5: Kết quả - Nhận xét

Trình bày hình ảnh và kết quả đạt được của mô hình phần cứng hoàn chỉnh; phân tích kết quả thử nghiệm thực tế phân hệ chiết rót qua 50 chu kỳ; đánh giá giao diện giám sát SCADA (vận hành 2 chế độ Manual/Auto, tính năng bảo mật đăng nhập, mô phỏng hoạt họa trực quan); nhận xét ưu điểm và tồn tại của hệ thống.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu đề ra; tổng kết các bài học kinh nghiệm về điều khiển Servo bằng PLC S7-1200 và thiết kế SCADA; chỉ ra các điểm hạn chế về phần cứng cơ khí và phương pháp chiết rót định thời; đề xuất 6 hướng phát triển mở rộng cho đề tài trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm và thông số kỹ thuật

Đồ án đã chế tạo thành công mô hình phần cứng hoạt động đồng bộ và hệ thống phần mềm điều khiển – giám sát hoàn chỉnh:

  • Về độ chính xác cơ cấu chuyển động: Động cơ AC Servo kết hợp với cảm biến tiệm cận định vị điểm gốc ($0^\circ$) giúp mâm xoay 4 vị trí vận hành êm ái, dừng chính xác góc $90^\circ$, không xảy ra hiện tượng rung giật hoặc trượt bước cơ khí. Cơ cấu gạt nắp và siết nắp chai bằng xi-lanh khí nén hoạt động chính xác khi nắp được định hướng đúng rãnh.
  • Kết quả thực nghiệm chiết rót: Tiến hành chạy thực nghiệm định lượng nước qua 50 lần liên tục:
    • Số sản phẩm đạt chuẩn: 45 chai.
    • Số sản phẩm lỗi: 5 chai.
    • Tỷ lệ độ chính xác chiết rót đạt: $90%$.
    • Hiện tượng ghi nhận: Chai đầu tiên trong chu kỳ bị hụt thể tích do thời gian trễ hút nước làm đầy đường ống bơm; từ chai thứ hai trở đi lượng nước bơm ổn định và sai số chênh lệch rất nhỏ.
  • Kết quả thiết kế bảng điện & an toàn: Bảng điện kích thước $500 \times 500\text{ mm}$ bố trí khoa học các module PLC, Driver, Rơ-le; toàn bộ dây dẫn luồn trong máng nhựa đảm bảo thẩm mỹ và an toàn điện; trang bị aptomat đóng ngắt cách ly.
  • Kết quả giao diện SCADA: Xây dựng thành công hệ thống giám sát trên WinCC Runtime Advanced với 2 chế độ vận hành linh hoạt (Manual - Bằng tay và Auto - Tự động), tích hợp cửa sổ đăng nhập phân quyền tài khoản người dùng, hiển thị trạng thái On/Off của từng cơ cấu chấp hành và mô phỏng trực quan đường đi của chai trên dây chuyền.

2. Đóng góp của đồ án

  • Làm chủ phương pháp cấu hình và điều khiển động cơ AC Servo công nghiệp bằng bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 thông qua phát xung PTO và tập lệnh Motion Control (MC_Power, MC_MoveRelative, MC_Home), không cần tính toán thủ công phức tạp số xung và tần số trong chương trình logic.
  • Đưa ra giải pháp cơ cấu mâm xoay 2 tầng bằng vật liệu mica kết hợp chia độ $90^\circ$, giúp tích hợp nhiều công đoạn phức tạp (chiết rót, cấp nắp, siết nắp) trên cùng một diện tích không gian nhỏ gọn.
  • Xây dựng tài liệu hướng dẫn kỹ thuật chi tiết từ khâu đấu nối phần cứng, cấu hình tham số Driver đến thiết kế giao diện WinCC, tạo tài liệu tham khảo thực hành trực quan cho sinh viên các khóa sau.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế kỹ thuật tồn tại

  1. Phương pháp định lượng chất lỏng: Hệ thống sử dụng phương pháp định thời gian chạy của bơm 12V thường để rót nước, dẫn đến hiện tượng chai đầu tiên luôn bị thiếu nước do đường ống chưa đầy lưu chất.
  2. Tính thẩm mỹ cơ khí: Kết cấu khung sườn và đồ gá cơ khí gia công bán thủ công nên độ tinh xảo và tính thẩm mỹ công nghiệp chưa cao.
  3. Quy mô và cấp phôi: Dây chuyền hoạt động ở quy mô nhỏ, chiết rót từng chai một; chưa tích hợp cụm cấp phôi chai rỗng tự động ở đầu vào và cụm thu gom/đóng thùng tự động ở đầu ra.

Hướng phát triển của đề tài

Theo đề xuất của nhóm tác giả trong văn bản, các hướng mở rộng bao gồm:

  • Bổ sung thêm các cảm biến và thiết bị bảo vệ chuyên dụng nhằm ngăn ngừa sự cố do tác động từ môi trường bên ngoài.
  • Nâng cấp độ chính xác và độ cứng vững của phần cơ khí gia công.
  • Thay đổi cơ cấu chiết rót: Thay thế bơm thường định thời bằng hệ thống bơm định lượng chuyên dụng hoặc cơ cấu chiết rót bằng piston điều khiển servo.
  • Mở rộng giao diện điều khiển và giám sát sang các thiết bị thông minh khác như màn hình cảm ứng công nghiệp HMI hoặc máy tính bảng (Tablet).
  • Tối ưu hóa thuật toán điều khiển thông minh hơn để tự động bù sai số.
  • Bổ sung cụm cấp chai rỗng tự động và cụm tiếp nhận sản phẩm hoàn thiện sau khi chiết rót.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên ngành Tự động hóa, Cơ điện tử, Kỹ thuật Điện tử: Cung cấp hướng dẫn thực hành hoàn chỉnh về việc tích hợp hệ thống điều khiển chuyển động (Motion Control) giữa PLC S7-1200 và Driver Servo của hãng khác (Omron) qua ngõ phát xung PTO.
  • Người làm đồ án tốt nghiệp và nghiên cứu ứng dụng: Tham khảo phương pháp xây dựng giao diện SCADA bằng WinCC Runtime Advanced tích hợp trong TIA Portal, quy trình thiết kế bảng điện công nghiệp và phương pháp kết nối các loại cảm biến công nghiệp (quang điện, tiệm cận, mức nước phi kim, cảm biến vạch nhãn).

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng loại động cơ và bộ điều khiển (Driver) Servo nào cho cơ cấu mâm xoay?
Hệ thống sử dụng động cơ AC Servo Omron mã hiệu R7M-A40030 (công suất danh định 400W, tốc độ 3000 vòng/phút, mô-men $1.27\text{ N}\cdot\text{m}$, tích hợp encoder 2000 xung/vòng) kết hợp cùng bộ điều khiển Servo Driver Omron mã hiệu R7D-AP04H (nguồn cấp 1 pha 200/230VAC, tần số băm xung 11.7 kHz).

2. Tập lệnh nào trong TIA Portal được sử dụng để điều khiển Servo quay chính xác góc $90^\circ$?
Nhóm tác giả cấu hình khối phát xung PTO cho trục (Axis) với thông số 10.000 xung/vòng ($360^\circ$). Khi vận hành, lệnh MC_Power được dùng để kích hoạt trục, sau đó lệnh MC_MoveRelative được gọi với thông số khoảng cách đặt là $90^\circ$ và vận tốc $90^\circ/\text{s}$ để điều khiển mâm xoay quay đúng một góc vuông.

3. Tại sao trong các lần chạy thử nghiệm, chai nước đầu tiên luôn bị hụt mức chất lỏng?
Do hệ thống sử dụng động cơ bơm màng 12VDC hoạt động theo phương pháp định thời gian (bơm chạy 6 giây/chai). Ở chai đầu tiên, một phần thời gian bơm bị tiêu hao để hút và làm đầy đường ống dẫn nước rỗng, dẫn đến thể tích nước vào chai bị thiếu. Từ chai thứ hai trở đi, khi đường ống đã đầy nước liên tục, lượng nước chiết rót ổn định và đạt tỷ lệ chính xác $90%$ (45/50 chai đạt chuẩn).

4. Cảm biến nào được dùng để xác định vị trí gốc tọa độ ($0^\circ$) cho mâm xoay khi khởi động hệ thống?
Đề tài sử dụng một cảm biến tiệm cận điện từ (Inductive Proximity Sensor, dải điện áp 6–36VDC). Cảm biến này được bố trí để nhận diện một con ốc kim loại gắn cố định tại điểm gốc trên mâm xoay, giúp PLC thiết lập góc ban đầu ($0^\circ$) cho động cơ Servo trước khi bắt đầu chu trình tự động.

5. Hệ thống phân loại sản phẩm lỗi hoạt động dựa trên những cảm biến nào?
Khâu phân loại tại trạm cuối sử dụng đồng thời hai cảm biến: cảm biến mức nước không tiếp xúc Y26 (kiểm tra mực nước trong chai đạt định mức) và cảm biến quang kiểm tra nắp. Nếu một trong hai cảm biến báo trạng thái không đạt (mức 0), PLC sẽ kích hoạt van điện từ điều khiển xi-lanh khí nén đẩy sản phẩm lỗi ra khỏi băng tải vào khay riêng.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Điều khiển và giám sát dây chuyền chiết rót sử dụng PLC S7-1200" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh đã thiết kế và thi công thành công mô hình dây chuyền tự động hóa liên hoàn chiết rót – đóng nắp – dán nhãn – phân loại với cơ cấu mâm xoay dẫn động bằng động cơ AC Servo. Nghiên cứu đã làm chủ kỹ thuật phát xung PTO và các tập lệnh Motion Control trên PLC Siemens S7-1215C để điều khiển chính xác vị trí góc quay, đồng thời xây dựng giao diện giám sát SCADA trực quan trên nền tảng WinCC Runtime Advanced. Kết quả thực nghiệm đạt độ chính xác chiết rót $90%$, khẳng định tính khả thi của giải pháp công nghệ và đóng vai trò tài liệu tham khảo kỹ thuật giá trị trong đào tạo và ứng dụng tự động hóa công nghiệp.