Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế công nghiệp hóa và hiện đại hóa sản xuất, việc ứng dụng các hệ thống tự động hóa vào dây chuyền công nghiệp đóng vai trò quan trọng nhằm giải phóng sức lao động thủ công, rút ngắn thời gian xử lý, nâng cao năng suất và duy trì tính ổn định của chất lượng sản phẩm. Trong các nhà máy chế biến, đóng gói và sản xuất công nghiệp, công đoạn phân loại sản phẩm sau chế tạo là một khâu thiết yếu để kiểm tra, chia nhóm hàng hóa trước khi đưa ra thị trường hoặc chuyển tiếp sang các công đoạn kế tiếp.

Thực tế sản xuất cho thấy việc phân loại sản phẩm có thể thực hiện theo nhiều tiêu chí khác nhau như kích thước, khối lượng hoặc màu sắc. Tuy nhiên, phương pháp phân loại dựa trên đặc tính màu sắc bằng các thiết bị quang học và xử lý tín hiệu tự động chưa được triển khai phổ biến và đạt hiệu quả tối ưu tại nhiều cơ sở sản xuất vừa và nhỏ. Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống điều khiển cho băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc" được thực hiện bởi sinh viên Trần Ngọc Hiếu và Nguyễn Hữu Phước, dưới sự hướng dẫn của TS. Nguyễn Tuấn Phường tại Bộ môn Kỹ thuật Điện, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Giao thông Vận tải (năm 2021).

Mục tiêu tổng quát của đề tài là nghiên cứu sâu về bộ điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-1200 và các ứng dụng điều khiển tự động trong thực tế; từ đó tiến hành tính toán, thiết kế và thi công mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo màu sắc, kết hợp hệ thống điện - khí nén để thực hiện việc giám sát và điều khiển tự động.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được triển khai qua 6 nội dung cụ thể:

  1. Nghiên cứu tài liệu kỹ thuật về PLC S7-1200, cảm biến nhận diện màu sắc Keyence (đầu cảm biến CZ-H32 và bộ khuếch đại CZ-V21A), cảm biến quang phát hiện vật cản Omron E3Z-D81 2M.
  2. Dựa trên dữ liệu thu thập và đặc tính màu sắc của sản phẩm, tiến hành lựa chọn giải pháp thiết kế, tính chọn thiết bị cơ khí, khí nén, thiết bị đóng cắt và thi công mô hình; thiết lập kết nối giữa các thiết bị ngoại vi với PLC.
  3. Xây dựng sơ đồ khối, sơ đồ nguyên lý, lưu đồ giải thuật và viết chương trình điều khiển cho PLC.
  4. Thử nghiệm, hiệu chỉnh phần cứng và phần mềm điều khiển để tối ưu hóa khả năng vận hành; đánh giá các thông số hoạt động của mô hình so với tính toán lý thuyết.
  5. Tổng hợp dữ liệu và viết báo cáo thuyết minh đồ án.
  6. Đánh giá kết quả thực hiện và đề xuất hướng phát triển.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống điều khiển băng tải con lăn phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC S7-1200 kết hợp cơ cấu chấp hành điện - khí nén.
  • Phạm vi giới hạn kỹ thuật: Hệ thống mô hình phân loại quy mô nhỏ; phân loại thùng sơn có khối lượng tối đa 5 kg (kích thước cao 250 mm, đường kính nắp 200 mm, đường kính đáy 190 mm); nhận diện và phân chia theo 3 nhóm màu sắc cơ bản gồm Đỏ (Red), Xanh lá (Green) và Xanh dương (Blue).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp cơ sở lý thuyết truyền động điện, điều khiển logic khả trình và hệ thống truyền động điện - khí nén để xây dựng giải pháp phân loại tự động:

  1. Khung lý thuyết và mô hình điều khiển:

    • Lý thuyết điều khiển lập trình PLC: Nghiên cứu cấu trúc phần cứng, cấu trúc bộ nhớ (vùng nhớ I, Q, T, C, vùng dữ liệu động), chu kỳ quét (Scan cycle) và phương pháp lập trình tuyến tính kết hợp lập trình có cấu trúc (Organization Block, Subroutine, Interrupt) trên dòng PLC Siemens S7-1200.
    • Nguyên lý phân loại sản phẩm công nghiệp: So sánh các nguyên tắc phân loại theo kích thước (bộ phận cấp, thả, thu hồi), phân loại theo khối lượng (cảm biến lực kiểm tra tải trọng) và phân loại theo màu sắc (hấp thụ/phản xạ quang phổ ánh sáng).
    • Lý thuyết quang điện và cảm biến màu sắc RGB: Sử dụng nguyên lý chuyển đổi cường độ ánh sáng phản xạ từ ba nguồn sáng LED đỏ, xanh lục, xanh lam thành tín hiệu điện áp/tần số và so sánh với giá trị tham chiếu cài đặt trước để xuất tín hiệu logic.
    • Lý thuyết truyền động điện - khí nén: Cấu trúc hệ thống khí nén (trạm nguồn nén khí, bình tích áp, van phân phối điện từ đảo chiều và xi lanh tác động kép).

  2. Phương pháp nghiên cứu:

    • Phương pháp phân tích và tính toán kỹ thuật: Tính toán động lực học băng tải con lăn để xác định công suất cản tĩnh ($P_1$ dịch chuyển tải, $P_2$ khắc phục ma sát con lăn, $P_3$ nâng tải), từ đó tính chọn công suất động cơ kéo, tỷ số truyền hộp giảm tốc và dòng định mức của thiết bị đóng cắt bảo vệ.
    • Phương pháp thiết kế hệ thống phần cứng: Thiết kế sơ đồ nguyên lý mạch động lực và mạch điều khiển, phối ghép giao tiếp tín hiệu giữa cảm biến ngõ ra dạng cực thu hở/transistor với đầu vào PLC, ghép nối ngõ ra PLC điều khiển cuộn hút van điện từ khí nén qua rơ le trung gian.
    • Phương pháp lập trình và mô phỏng: Thiết kế lưu đồ thuật toán điều khiển tuần tự, viết mã điều khiển bằng ngôn ngữ Ladder (LAD) trên phần mềm TIA Portal (Step 7 Basic), sử dụng các tập lệnh bit logic, khối định thì Timer (TON, TOF, TP), bộ đếm Counter (CTU, CTD) và lệnh so sánh.

  3. Nguồn dữ liệu: Tài liệu tra cứu thông số kỹ thuật (Datasheet, Catalog) của Siemens (PLC S7-1200 CPU 1214C), Keyence (đầu cảm biến CZ-H32, bộ khuếch đại CZ-V21A), Omron (E3Z-D81 2M / E3F-DS30C4), Schneider Electric (Aptomat dòng Acti9/Easy9), SMC (van điện từ SY5120-5LZ-01), STNC (xi lanh khí nén TGC100) và động cơ không đồng bộ ba pha Vihem.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống được thiết kế theo cấu trúc module hóa gồm 5 khối chức năng chính:

[Khối Cảm biến Màu sắc & Vật cản] ---> [Khối Xử lý Trung tâm: PLC S7-1200]
                                                     |
                                                     v
[Khối Động lực: Động cơ & Hộp giảm tốc] <--- [Khối Đóng cắt & Rơ le] ---> [Khối Khí nén: Van 5/2 & Xi lanh]

1. Tính toán và lựa chọn thiết bị khối động lực

  • Băng tải con lăn: Chiều dài $L = 3\text{ m}$ ($3000\text{ mm}$), chiều rộng băng $W = 0{,}4\text{ m}$ ($400\text{ mm}$), đường kính con lăn $D = 50\text{ mm}$ bằng ống kẽm 100%, khoảng cách tâm giữa hai con lăn là $101\text{ mm}$. Tổng số lượng con lăn trên băng tải: $$n = \frac{L}{D} = \frac{3000}{50} = 60\text{ (con lăn)}$$ Khối lượng mỗi con lăn là $3\text{ kg}$.
  • Thông số tải vận chuyển: Thùng sơn khối lượng $G = 5\text{ kg}$, năng suất yêu cầu $z = 1000\text{ thùng/giờ}$ ($\approx 5\text{ tấn/giờ}$), khoảng cách giữa các khối hàng $t_h = 1\text{ m}$, vận tốc băng tải đạt $v = 0{,}3\text{ m/s}$.
  • Tính chọn công suất động cơ:
    • Lực dịch chuyển vật liệu: $F_1 = K_1 \cdot L \cdot \sigma \cdot \cos\beta = 0{,}5 \cdot 3 \cdot 5 \cdot 10 = 75\text{ N}$ (với góc nghiêng $\beta = 0$, $K_1 = 0{,}5$, gia tốc $g = 10\text{ m/s}^2$). Công suất tương ứng: $P_1 = F_1 \cdot v = 75 \cdot 0{,}3 = 22{,}5\text{ W}$.
    • Lực cản ma sát khi không tải: $F_2 = K_2 \cdot \sigma_b \cdot \cos\beta = 0{,}3 \cdot (60 \cdot 3 \cdot 10 / 3 \cdot 3) \dots \Rightarrow F_2 = 1620\text{ N}$ (với $K_2 = 0{,}3$). Công suất khắc phục ma sát: $P_2 = 486\text{ W}$.
    • Lực nâng tải: $F_3 = 0\text{ N} \Rightarrow P_3 = 0\text{ W}$ (băng tải nằm ngang).
    • Tổng công suất tĩnh: $P = P_1 + P_2 + P_3 = 22{,}5 + 486 + 0 = 508{,}5\text{ W}$.
    • Công suất động cơ yêu cầu có tính đến hệ số dự trữ $K_3 = 1{,}25$ và hiệu suất truyền động $\eta = 0{,}85$: $$P_{\text{đc}} = \frac{K_3 \cdot P}{\eta} = \frac{1{,}25 \cdot 508{,}5}{0{,}85} \approx 747{,}8\text{ W}$$
    • Lựa chọn động cơ: Động cơ không đồng bộ 3 pha Vihem 3K90L4 có công suất định mức $P = 1{,}5\text{ kW}$, tốc độ quay định mức $n = 1430\text{ vòng/phút}$. Hộp giảm tốc đi kèm có tỷ số truyền $i = 12{,}5$.

2. Tính chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ và khí nén

Tên thiết bị Mã hiệu / Quy cách Thông số kỹ thuật chính Mục đích sử dụng
Aptomat động cơ Schneider A9K24306 3 pha, 400V, $I_{\text{đm}} = 6\text{ A}$, dòng cắt $I_{\text{cu}} = 6\text{ kA}$ Đóng cắt và bảo vệ quá tải động cơ băng tải ($I_{\text{đc}} = 2{,}5\text{ A}$)
Aptomat tổng Schneider A9K24310 3 pha, 400V, $I_{\text{đm}} = 10\text{ A}$, dòng cắt $I_{\text{cu}} = 6\text{ kA}$ Cấp nguồn và bảo vệ tổng toàn bộ hệ thống
Aptomat điều khiển Schneider A9K27206 2 pha, 220V, $I_{\text{đm}} = 6\text{ A}$, dòng cắt $I_{\text{cu}} = 6\text{ kA}$ Bảo vệ mạch điều khiển PLC và nguồn 24VDC
Rơ le nhiệt RN 4-6A Dải chỉnh dòng $4 - 6\text{ A}$ Bảo vệ sự cố quá tải nhiệt cho động cơ
Rơ le trung gian Loại 14 chân, 24VDC 2 cặp tiếp điểm chuyển đổi Cách ly ngõ ra PLC với cuộn van điện từ
Bộ điều khiển PLC Simatic S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC 14 DI (24VDC), 10 DO (24VDC), 2 AI ($0-10\text{V}$), bộ nhớ làm việc 50 kB Điều khiển trung tâm toàn bộ quy trình
Cảm biến màu Keyence CZ-H32 & CZ-V21A Đầu phát quang sợi quang, bộ khuếch đại 4 ngõ ra số Nhận diện 3 màu: Đỏ, Xanh lá, Xanh dương
Cảm biến vật cản Omron E3Z-D81 2M / E3F-DS30C4 Phản xạ khuếch tán, nguồn 12-24VDC, khoảng cách 5-100 mm Phát hiện phôi hàng tại các vị trí phân loại
Van điện từ SMC SY5120-5LZ-01 Van 5/2, cuộn hút 24VDC, áp suất hoạt động $0{,}15 - 0{,}7\text{ MPa}$ Điều hướng khí nén điều khiển xi lanh gạt
Xi lanh khí nén STNC TGC100 Dạng tác động kép, hành trình gạt sản phẩm Đẩy thùng sơn vào đúng khay theo màu

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu về đề tài

Trình bày tổng quan về xu hướng tự động hóa trong công nghiệp sản xuất, vai trò của các khâu kiểm tra và phân loại sản phẩm. Xác định lý do chọn đề tài xuất phát từ việc nâng cao kỹ năng thực hành lập trình điều khiển PLC S7-1200 và giải quyết bài toán phân loại tự động bằng quang học. Đặt ra mục tiêu thiết kế mô hình, liệt kê 6 nội dung nghiên cứu, các giới hạn kỹ thuật (quy mô nhỏ, khối lượng phôi $\le 5\text{ kg}$, nhận diện 3 màu) và cấu trúc 5 chương của đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Nghiên cứu nguyên lý phân loại sản phẩm theo 3 nhóm: kích thước, khối lượng và màu sắc. Giới thiệu tổng quan họ PLC S7-1200 của Siemens (ra mắt năm 2009 thay thế dòng S7-200), đi sâu vào dòng CPU 1214C với cấu trúc ngõ vào/ra tích hợp, cổng truyền thông PROFINET, các khối module mở rộng (SM, SB, CM) và tập lệnh ladder (bit logic, Set/Reset, phát hiện sườn xung P/N, dịch bit SHL/SHR/ROL/ROR, lệnh so sánh, Timer TON/TOF, Counter CTU/CTD). Phân tích nguyên lý cảm biến màu sắc Keyence CZ-H32 kết hợp bộ khuếch đại CZ-V21A sử dụng ba nguồn sáng LED màu (RGB) cùng 4 đầu ra số. Khảo sát cảm biến quang Omron E3Z-D81 2M phát hiện vật cản bằng ánh sáng hồng ngoại (cấp bảo vệ IP67). Trình bày cấu trúc và đặc tính của hệ thống truyền động điện - khí nén (trạm nguồn, khối điều khiển van đảo chiều và cơ cấu chấp hành xi lanh).

Chương 3: Thiết kế và tính toán chọn thiết bị

Đặt bài toán kỹ thuật phân loại thùng sơn 5 kg theo 3 màu: Đỏ, Xanh Lá, Xanh Dương. Lựa chọn dạng băng tải con lăn ống kẽm $\varnothing 50\text{ mm}$, dài $3\text{ m}$, rộng $0{,}4\text{ m}$. Tính toán chi tiết các thành phần công suất kéo băng tải ($P_1 = 22{,}5\text{ W}$, $P_2 = 486\text{ W}$, $P_3 = 0\text{ W}$) và tính chọn động cơ điện 3 pha Vihem 3K90L4 công suất $1{,}5\text{ kW}$ ($1430\text{ vòng/phút}$), hộp giảm tốc tỷ số truyền $i = 12{,}5$. Tính chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ gồm Aptomat động cơ Schneider A9K24306 (6A), Aptomat tổng Schneider A9K24310 (10A), Aptomat điều khiển Schneider A9K27206 (6A), rơ le nhiệt dải 4-6A, rơ le trung gian 14 chân. Lựa chọn van điện từ 5/2 SMC SY5120-5LZ-01 và xi lanh khí nén STNC TGC100 làm cơ cấu đẩy phân loại.

Chương 4: Lập trình điều khiển mô phỏng hệ thống

Xây dựng sơ đồ khối toàn hệ thống gồm: khối xử lý màu sắc, khối cảm biến vật cản hồng ngoại, khối động cơ băng tải, khối van điện từ khí nén và khối xử lý trung tâm PLC. Thiết lập sơ đồ nguyên lý đấu nối dây giữa PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC với các cảm biến ngõ vào, động cơ và cuộn hút van điện từ ngõ ra. Lập bảng địa chỉ I/O, các biến cờ nhớ trung gian và các giá trị đếm. Viết chương trình điều khiển bằng ngôn ngữ Ladder trên TIA Portal, xây dựng các chu trình tuần tự: khởi động băng tải, phát hiện phôi, nhận diện màu sắc, kích hoạt định thì/bộ đếm, đóng ngắt rơ le kích van khí nén đẩy phôi vào từng nhánh phân loại tương ứng và đếm tổng số lượng sản phẩm.

Chương 5: Kết quả - Nhận xét – Đánh giá và hướng phát triển

Trình bày kết quả thử nghiệm mô phỏng và vận hành trên sơ đồ đấu nối mô hình thực tế. Thuyết minh chi tiết các bước vận hành mô phỏng của hệ thống phân loại. Đưa ra nhận xét, đánh giá về độ tin cậy của giải pháp điều khiển, chỉ ra các mặt hạn chế còn tồn tại và đề xuất hướng phát triển mở rộng cho đề tài trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

  1. Kết quả kỹ thuật đạt được:

    • Hoàn thành tính toán cơ cấu động lực học cho băng tải con lăn công nghiệp: xác định chính xác công suất cản tĩnh $508{,}5\text{ W}$, tính chọn thành công động cơ 3 pha Vihem $1{,}5\text{ kW}$ cùng hộp giảm tốc tỷ số truyền $12{,}5$, đáp ứng năng suất thiết kế $1000\text{ thùng/giờ}$ ($5\text{ tấn/giờ}$) với tốc độ vận chuyển $0{,}3\text{ m/s}$.
    • Xây dựng hoàn chỉnh sơ đồ phối ghép phần cứng và mạch động lực - điều khiển: tích hợp đồng bộ bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC với hệ thống cảm biến màu Keyence CZ-H32/CZ-V21A, cảm biến quang Omron E3Z-D81 2M, mạng van điện từ 5/2 SMC SY5120-5LZ-01 và xi lanh STNC TGC100.
    • Thiết lập bảng phân công địa chỉ đầu vào/ra, các cờ nhớ trạng thái và thuật toán điều khiển tuần tự bằng ngôn ngữ Ladder trên TIA Portal, thực hiện đúng yêu cầu phân loại thùng sơn 5 kg theo 3 màu: Đỏ, Xanh lá, Xanh dương.

  2. Giải pháp kỹ thuật đề xuất:

    • Kết hợp giải pháp quang sợi kỹ thuật số RGB (sử dụng 3 bước sóng LED màu đồng thời) để giải quyết triệt để bài toán nhận dạng màu sắc mà các cảm biến đơn sắc thông thường không xử lý được.
    • Ứng dụng giải pháp điều khiển gián tiếp qua rơ le trung gian 14 chân nhằm cách ly hoàn toàn điện áp điều khiển ngõ ra của PLC (24VDC) với dòng cảm ứng của cuộn hút van điện từ, giúp bảo vệ an toàn cho cổng ra bán dẫn của CPU.

  3. Đóng góp của đề tài:

    • Cung cấp một phương án thiết kế mẫu hoàn chỉnh từ khâu tính toán lý thuyết cơ khí, lựa chọn thiết bị điện - khí nén công nghiệp đến lập trình điều khiển PLC cho các mô hình phân loại sản phẩm tự động trong môi trường đào tạo kỹ thuật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  1. Hạn chế được ghi nhận:

    • Hệ thống được thử nghiệm ở quy mô mô hình nhỏ, tốc độ phân loại thực tế chưa đạt mức tối ưu cao.
    • Dải phân loại bị cố định ở 3 màu sắc định trước (Đỏ, Xanh lá, Xanh dương) với tải trọng sản phẩm giới hạn tối đa ở mức 5 kg.
    • Chưa tích hợp giao diện giám sát SCADA/HMI chuyên sâu hoặc kết nối mạng công nghiệp để lưu trữ dữ liệu sản xuất lên hệ thống quản lý cấp cao.

  2. Hướng nghiên cứu tiếp theo:

    • Mở rộng quy mô công suất của hệ thống để ứng dụng trực tiếp trên dây chuyền công nghiệp với tải trọng và tốc độ băng tải lớn hơn.
    • Tích hợp thêm màn hình HMI hoặc phần mềm giám sát SCADA trên máy tính thông qua cổng PROFINET có sẵn trên CPU 1214C để theo dõi thông số, cảnh báo lỗi và cài đặt tham số linh hoạt.
    • Nghiên cứu kết hợp thuật toán xử lý ảnh công nghiệp (Camera Vision) để tăng cường khả năng nhận diện các hình thái sản phẩm phức tạp hơn ngoài màu sắc (kết hợp nhận diện kích thước, mã vạch, khuyết tật bề mặt).

Giá trị tham khảo

  1. Đối tượng tham khảo:

    • Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện tử, Tự động hóa, Cơ điện tử và Trang bị điện trong Công nghiệp & Giao thông Vận tải đang thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp liên quan đến PLC Siemens và truyền động điện - khí nén.
    • Kỹ sư, kỹ thuật viên thiết kế hệ thống tự động hóa vừa và nhỏ cần tài liệu mẫu về quy trình tính toán công suất động cơ băng tải và phối ghép cảm biến quang học.

  2. Nội dung có giá trị chuyên môn cao:

    • Phương pháp tính toán cơ khí - động lực học cho băng tải con lăn (tính lực cản ma sát, lực kéo tải, công suất tĩnh và công suất động cơ).
    • Bảng thông số kỹ thuật, sơ đồ đấu dây chi tiết và phương pháp cài đặt cảm biến màu sắc kỹ thuật số Keyence CZ-V20 series và cảm biến quang Omron E3Z-D81.
    • Cấu trúc chương trình Ladder trên TIA Portal Step 7 Basic sử dụng các khối lệnh thời gian, bộ đếm và lệnh bit logic chuẩn công nghiệp.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ kéo băng tải được nhóm tác giả tính chọn có công suất và thông số kỹ thuật như thế nào?
Dựa trên kết quả tính toán tổng công suất cản tĩnh $P = 508{,}5\text{ W}$ (gồm $P_1 = 22{,}5\text{ W}$ và $P_2 = 486\text{ W}$), nhóm tác giả tính ra công suất yêu cầu $P_{\text{đc}} = 747{,}8\text{ W}$ và quyết định chọn động cơ không đồng bộ ba pha Vihem 3K90L4 có công suất định mức $1{,}5\text{ kW}$, tốc độ quay $1430\text{ vòng/phút}$, đi kèm hộp giảm tốc có tỷ số truyền $i = 12{,}5$.

2. Cảm biến màu sắc sử dụng trong đồ án là loại nào và có đặc tính ra sao?
Đề tài sử dụng bộ cảm biến sợi quang kỹ thuật số RGB Keyence series CZ-V20, bao gồm một đầu cảm biến màu CZ-H32 và một bộ khuếch đại CZ-V21A. Cảm biến tích hợp 3 nguồn sáng LED màu Đỏ, Xanh lá, Xanh dương để so sánh giá trị phản xạ RGB với màu tham chiếu, ngõ ra gồm 4 kênh Digital kết nối trực tiếp đến ngõ vào của PLC.

3. Khối điều khiển trung tâm sử dụng dòng PLC nào và có bao nhiêu ngõ vào/ra tích hợp?
Hệ thống sử dụng bộ điều khiển PLC Siemens Simatic S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC. CPU này tích hợp sẵn 14 ngõ vào số (DI), 10 ngõ ra số (DO), 2 ngõ vào tương tự (AI), 1 cổng truyền thông PROFINET và bộ nhớ làm việc $50\text{ kB}$.

4. Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ được lựa chọn trong mạch điện gồm những loại nào?
Hệ thống sử dụng các khí cụ đóng cắt của Schneider Electric bao gồm: Aptomat động cơ A9K24306 (3 pha, 400V, 6A), Aptomat tổng A9K24310 (3 pha, 400V, 10A), Aptomat điều khiển A9K27206 (2 pha, 220V, 6A). Đi kèm là rơ le nhiệt có dải bảo vệ 4-6A và các rơ le trung gian 14 chân để kích van khí nén.

5. Cơ cấu chấp hành phân loại sản phẩm trong mô hình hoạt động bằng năng lượng gì?
Cơ cấu phân loại sử dụng hệ thống điện - khí nén, bao gồm các van điện từ 5/2 SMC SY5120-5LZ-01 (cuộn hút 24VDC) điều khiển các xi lanh khí nén tác động kép STNC TGC100 để gạt thùng sơn vào đúng khay theo màu sắc đã nhận diện.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trần Ngọc Hiếu và Nguyễn Hữu Phước đã hoàn thành đầy đủ quy trình thiết kế hệ thống tự động phân loại sản phẩm theo màu sắc sử dụng PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C và cơ cấu chấp hành điện - khí nén. Công trình đã giải quyết trọn vẹn từ các bước tính toán động lực học cơ khí băng tải con lăn, lựa chọn động cơ Vihem $1{,}5\text{ kW}$, tính chọn thiết bị đóng cắt Schneider, cấu hình cảm biến quang Keyence CZ-H32/CZ-V21A đến lập trình điều khiển trên môi trường TIA Portal. Mặc dù còn giới hạn ở quy mô mô hình phòng thí nghiệm với 3 màu sắc cơ bản và tải trọng 5 kg, đồ án cung cấp một tài liệu kỹ thuật có tính ứng dụng thực tế và giá trị tham khảo rõ ràng cho sinh viên ngành Điện - Tự động hóa.