Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong kỹ thuật sản xuất và đời sống, sơn đóng vai trò kép: vừa tạo tính thẩm mỹ thông qua màu sắc, vừa hình thành lớp màng bảo vệ bề mặt vật thể nhằm ngăn ngừa tình trạng oxy hóa, ẩm mốc và hư hại cơ học. Tại các cơ sở sản xuất công nghiệp quy mô lớn, quy trình định lượng và pha trộn màu sắc hầu hết đã được tự động hóa. Tuy nhiên, các dây chuyền này đòi hỏi chi phí đầu tư ban đầu rất lớn. Tại các xưởng gia công nhỏ hoặc các công trình phân tán, quá trình pha sơn và đóng gói phần lớn vẫn thực hiện thủ công bằng sức người. Việc pha trộn thủ công thường dẫn đến hiện tượng sai lệch tỷ lệ màu, không đồng đều về khối lượng, dung sai lớn giữa các mẻ sản phẩm và năng suất thấp.

Nhằm giải quyết bài toán cân bằng giữa chi phí đầu tư và độ chính xác trong tự động hóa, đề tài "Nghiên cứu, phát triển, chế tạo hệ thống đổ sơn và đóng nắp lon tự động" (Mã đề tài: CDT-60) được thực hiện với các mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể:

  1. Nghiên cứu lý thuyết quang học và quy tắc pha trộn màu sắc của sơn nhằm xác định phương pháp hòa trộn phù hợp cho mô hình.
  2. Khảo sát, tính toán và lựa chọn nguyên vật liệu cơ khí, linh kiện điện tử, cảm biến và cơ cấu chấp hành khí nén với mức ngân sách tối ưu.
  3. Xác định tỷ lệ pha trộn màu sơn từ các màu gốc và chuyển đổi thành thuật toán điều khiển định lượng.
  4. Gia công, lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống cơ - điện - khí nén hoạt động ổn định và an toàn.
  5. Lập trình điều khiển tự động toàn bộ chu trình thông qua bộ điều khiển logic khả trình (PLC) và thiết kế giao diện giám sát, vận hành trên màn hình giao tiếp người - máy (HMI).
  6. Vận hành thực nghiệm, đo đạc sai số định lượng, đánh giá độ ổn định của cơ cấu và phân tích kết quả đạt được.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn như sau:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy tắc pha màu trừ trong dung dịch sơn; hệ thống điều khiển tự động bằng PLC; các cơ cấu cơ điện tử bao gồm cơ cấu cấp phôi lon, cụm chiết rót định lượng, cơ cấu cấp nắp và cơ cấu dập đóng nắp lon.
  • Phạm vi không gian và giới hạn kỹ thuật: Mô hình máy bán công nghiệp có khả năng cấp và xử lý 02 loại kích thước lon (lon cao và lon thấp); dung lượng chứa của hộp cấp lon tối đa 02 lon/loại; cơ cấu cấp nắp chứa tối đa 04 nắp/loại; khả năng phối trộn trên 60 màu sơn từ hệ màu gốc; định mức năng suất thiết kế đạt 60 lon/giờ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và nguyên lý màu sắc

Nghiên cứu dựa trên nền tảng quang học và hóa màu:

  • Thành phần hóa học của sơn: Gồm chất tạo màng (chiếm 10% đến 60%), bột tạo màu (chiếm 7% đến 40%), dung môi hòa tan (chiếm 40% đến 50%), chất phụ gia (chiếm 0% đến 5% nhằm tăng tính cơ, lý, nhiệt, chống nấm mốc) và chất phụ trợ (chất xúc tác, ổn định, kết dính, tiêu bọt).
  • Ba yếu tố cơ bản của màu sắc: Sắc (Tone - độ đậm nhạt khi pha trắng/đen), Quang độ (Value - độ sáng/tối tương quan) và Cường độ (Intensity - mức độ sáng tối theo cảm quan thị giác).
  • Quy luật phối màu: Nghiên cứu phân biệt rõ giữa quy luật cộng màu (áp dụng cho ánh sáng với 3 màu sơ cấp Red - Green - Blue) và quy luật trừ màu (áp dụng cho vật chất/dung dịch hóa chất). Trong dung dịch sơn, ba màu sơ cấp được lựa chọn là Đỏ, Vàng và Lam (kết hợp màu Trắng để gia giảm quang độ). Khi trộn 2 màu sơ cấp theo tỷ lệ bằng nhau sẽ tạo thành màu thứ cấp (Cam, Xanh lục, Tím); phối hợp màu sơ cấp và thứ cấp sẽ tạo thành màu trung gian. Do đặc tính mô hình cơ điện tử cỡ nhỏ không phù hợp để chiết rót sơn đặc nguyên bản, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp pha loãng sơn gốc trước khi đưa vào bồn chứa chiết rót.

Phương pháp nghiên cứu và tính toán thực tế

  • Phương pháp tính toán động học và lực khí nén: Thiết lập các phương trình cân bằng lực và lưu lượng khí nén để lựa chọn đường kính nòng, hành trình xy lanh cũng như công suất động cơ băng tải.
  • Phương pháp định lượng dòng chảy theo xung: Ứng dụng cảm biến lưu lượng Hall YF-S201. Cảm biến hoạt động theo nguyên lý tạo xung tín hiệu khi có dòng chất lỏng đi qua tua-bin quay, với công thức thực nghiệm: tần số $F = 7{,}5 \times Q$ (Hz), tương ứng 1 xung nhận được tương đương $2{,}25\text{ ml}$ dung dịch (định mức $110\text{ ml}$ tương ứng 50 xung tín hiệu ngắt).
  • Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Đo thời gian đáp ứng của từng cơ cấu cơ khí, đo đạc độ lặp lại của số xung chiết rót và so sánh trực quan độ trùng màu của thành phẩm qua nhiều lần vận hành.

Thiết kế và triển khai hệ thống

Kiến trúc cơ khí và vật liệu chế tạo

Kết cấu hệ thống kết hợp giữa khung nhôm định hình và các chi tiết định hình bằng vật liệu Mica đen:

  • Khung chính: Nhôm định hình chịu lực giúp giảm khối lượng tổng thể, thuận tiện trong gia công lắp ráp và đảm bảo tính thẩm mỹ.
  • Các chi tiết chuyên dụng: Hộp chứa lon, thanh trượt cấp nắp vuông góc và nghiêng song song với băng tải, panel gá màn hình HMI và tấm che tủ điện được gia công bằng Mica đen phẳng mịn nhằm giảm hệ số ma sát trượt khi di chuyển lon và nắp. Hai tấm gỗ lớn được bố trí ở mặt trên và mặt đáy tủ điện làm đế cố định chịu lực.

Tính toán và lựa chọn thiết bị phần cứng

Hạng mục Mã thiết bị / Thông số kỹ thuật Căn cứ tính toán và lý do lựa chọn
Bộ điều khiển trung tâm PLC Xipeng Dianqi FX3U (24 ngõ vào / 24 ngõ ra Transistor, nguồn 24VDC, phát xung 100kHz, 6 kênh đếm tốc độ cao 8k). Đảm bảo tốc độ xử lý tín hiệu ngắt đếm xung từ 4 cảm biến lưu lượng và hỗ trợ kết nối truyền thông RS232/RS485 với HMI.
Giao diện vận hành HMI Weintek MTH6070iH Hiển thị thông số giám sát, điều khiển Manual từng khâu, thiết lập tỷ lệ màu (Color Page) và báo lỗi hệ thống.
Cảm biến lưu lượng YF-S201 (Điện áp 5–24V, ngõ ra 5V TTL, dải đo 1–30 L/phút, khối lượng 43g). Chuyển đổi thể tích sơn chiết rót thành tín hiệu xung số gửi về PLC với độ chính xác $2{,}25\text{ ml/xung}$.
Cảm biến phát hiện vật thể Cảm biến quang hồng ngoại E3F-DS10P1 PNP (Điện áp 6–36VDC, khoảng cách phát hiện 5–20cm, thời gian trễ 2ms). Xác định chính xác vị trí lon tại hộp cấp, khâu chiết rót và khâu cấp/đóng nắp lon trên băng chuyền.
Xy lanh đẩy/chặn lon Xy lanh khí nén MAL16x100-CA (Tác động kép, nòng 16mm, hành trình 100mm). Tính toán tại áp suất $P = 0{,}17\text{ MPa}$, lực đẩy yêu cầu $F_d \ge 35\text{ N}$ ($D_{\text{tính toán}} = 16{,}2\text{ mm}$, lực thu $F_t = 29{,}4\text{ N}$, vận tốc $v_d = 2900\text{ mm/s}$).
Xy lanh dập đóng nắp Xy lanh khí nén MAL32x125-S (Tác động kép, nòng 32mm, hành trình 125mm). Tính toán tại $P = 0{,}17\text{ MPa}$, lực ép nắp yêu cầu $F_d \ge 130\text{ N}$ ($D_{\text{tính toán}} = 31{,}21\text{ mm}$, lực thu $F_t = 123{,}4\text{ N}$, vận tốc $v_d = 725{,}4\text{ mm/s}$).
Động cơ truyền động Động cơ giảm tốc 46SW3700246000-108K (12VDC, tỷ số truyền $i = 1{,}035 - 1{,}8$, tốc độ có tải 55 rpm, momen 1,1 kgf.cm). Đáp ứng tải trọng $0{,}6\text{ kg}$ trên băng tải PVC, vòng quay trục $N_p = 53\text{ rpm}$, momen quán tính hệ thống $Q = 1{,}127 \times 10^{-3}\text{ kg.m}^2$.
Hệ thống cấp nguồn Nguồn tổ ong S-240-24 (24VDC - 10A, 240W) và S-120-12 (12VDC - 10A, 120W). Đáp ứng tổng công suất tính toán của tải 24VDC ($P_{\text{max}} = 51{,}5\text{ W}$, $I = 2{,}2\text{ A}$) và tải 12VDC ($P_{\text{max}} = 111{,}6\text{ W}$, $I = 9{,}6\text{ A}$).
Khí nén và đóng cắt Cụm 09 van điện từ Airtac 5/2 (24VDC, cổng ren 5mm); van xả sơn DAUER 24V; Relay Omron LY2N 24VDC; Domino TB 25A 600V; Cầu chì KHF-32L (12A cho nhánh 12V, 6A cho nhánh 24V). Điều khiển độc lập các chuyển động khí nén, cấp dòng ổn định và ngắt mạch an toàn cho toàn hệ thống điện - cơ khí.

Cấu hình địa chỉ vào/ra (I/O) trên PLC FX3U

Hệ thống điều khiển được phân bổ 15 ngõ vào số (Inputs) và 14 ngõ ra điều khiển (Outputs):

  • Ngõ vào (Inputs):

    • X000: Nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop).
    • X001, X002, X015: Nút bấm Bắt đầu (Start), Dừng lại (Stop), Khởi động lại (Reset).
    • X003 – X006: Tín hiệu xung từ 4 cảm biến lưu lượng (Đỏ, Xanh lam, Vàng, Trắng).
    • X007, X010: Cảm biến vật cản phát hiện lon loại II và lon loại I tại khâu cấp.
    • X011: Cảm biến vật cản xác định lon tại vị trí chiết rót.
    • X013, X014: Cảm biến vật cản tại khâu cấp nắp lon loại II và loại I.
    • X016, X017: Chuyển đổi chế độ vận hành Thủ công (Manual) và Tự động (Auto).

  • Ngõ ra (Outputs):

    • Y000: Động cơ điều khiển băng tải PVC.
    • Y001, Y002: Van khí nén điều khiển xy lanh đẩy lon loại I và loại II.
    • Y003 – Y006: Điều khiển cụm bơm tăng áp 12V và van xả sơn 24V (Đỏ, Xanh lam, Vàng, Trắng).
    • Y010, Y017: Van khí nén xy lanh chặn lon tại khâu đóng nắp loại I và loại II.
    • Y011, Y012: Van khí nén xy lanh đẩy cấp nắp loại II và loại I.
    • Y013: Van khí nén xy lanh chặn lon tại khâu chiết rót.
    • Y014: Rơ-le kích hoạt máy nén khí.
    • Y015, Y016: Van khí nén xy lanh đập ép đóng nắp loại II và loại I.

Quy trình công nghệ 4 giai đoạn

Hệ thống vận hành liên hoàn khép kín qua 4 phân trạm:

  1. Khâu cấp lon: Cảm biến kiểm tra sự hiện diện của lon trong hộp mica; xy lanh MAL16x100 đẩy lon ra băng tải theo tín hiệu chu trình.
  2. Khâu chiết rót: Băng tải đưa lon đến trạm chiết, xy lanh chặn giữ cố định lon. PLC mở van điện từ DAUER và bơm tăng áp tương ứng với công thức màu đã chọn. Cảm biến YF-S201 đếm đủ số xung lập trình thì van đóng ngắt dòng sơn.
  3. Khâu cấp nắp: Lon di chuyển vào hàng rào định hướng; cảm biến xác nhận lon vào vị trí, xy lanh đẩy nắp từ thanh trượt góc rơi khớp vào miệng lon.
  4. Khâu đóng nắp: Băng tải tạm dừng, xy lanh MAL32x125 thực hiện chu trình ép 2 lần (lần 1 gá khớp nắp vào miệng lon, lần 2 giữ áp lực lâu hơn để ép kín hoàn toàn) trước khi giải phóng lon thành phẩm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về đồ án tốt nghiệp

Trình bày tính cấp thiết của việc tự động hóa khâu pha màu và đóng gói sơn trong bối cảnh các giải pháp công nghiệp có giá thành quá cao. Xác định mục tiêu chế tạo hệ thống quy mô nhỏ vận hành bằng PLC và giám sát qua HMI, xử lý được 2 loại lon, pha trộn hơn 60 màu sắc, đạt năng suất 60 lon/giờ. Thiết lập phạm vi nghiên cứu, phương pháp thực hiện và bố cục 6 chương của khóa luận.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết màu sơn và pha trộn sơn

Phân tích khái niệm sơn, các thành phần hóa học cấu tạo màng sơn (chất tạo màng, bột màu, dung môi, chất phụ gia, chất phụ trợ) và quy trình sản xuất sơn công nghiệp (ủ muối, nghiền sơn, pha trộn, đóng gói). Phân tích sự khác biệt giữa quy luật cộng màu (RGB) và quy luật trừ màu (CMYK/dung dịch). Trình bày nguyên lý tạo màu sơ cấp, thứ cấp, trung gian và giải thích hiện tượng hỗn hợp bị đen khi pha nhiều màu không theo công thức. Xác định giải pháp kỹ thuật: sử dụng 3 màu sơ cấp (Đỏ, Vàng, Lam) và màu Trắng ở dạng dung dịch pha loãng để chiết rót.

Chương 3: Tính toán, thiết kế máy

Xác định yêu cầu kỹ thuật và phân tích ưu - nhược điểm của các phương án vật liệu (nhôm định hình, Mica đen). Trình bày sơ đồ khối toàn hệ thống, lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể và thuật toán chiết rót định lượng. Thực hiện tính toán chi tiết lực đẩy - kéo, vận tốc và đường kính các xy lanh khí nén (MAL16x100 cho khâu cấp/chặn lon, MAL32x125 cho khâu ép nắp); tính chọn động cơ giảm tốc băng tải (momen quán tính, tỷ số truyền); tính toán cân bằng công suất tiêu thụ điện để chọn bộ nguồn S-240-24 (24VDC/10A), S-120-12 (12VDC/10A), relay trung gian Omron, domino và cầu chì bảo vệ. Thiết lập bảng địa chỉ đấu nối ngõ vào/ngõ ra (I/O) của PLC FX3U.

Chương 4: Chế tạo mô hình

Mô tả quy trình gia công cơ khí, bố trí tủ điện và lắp ráp thực tế 4 cụm chức năng: cơ cấu cấp lon tự động, cơ cấu chiết rót 4 bồn sơn tích hợp bơm tăng áp, cơ cấu dẫn trượt cấp nắp và cơ cấu xy lanh dập nắp. Trình bày thiết kế mạch điều khiển khí nén với cụm van Airtac 5/2. Triển khai phần mềm lập trình điều khiển GX Works2 cho PLC FX3U và lập trình giao diện giám sát HMI Weintek (các trang: Giao diện khởi động, Thiết lập thông số, Vận hành Auto, Vận hành Manual từng cơ cấu, Trang chọn màu Color Page).

Chương 5: Thực nghiệm và phân tích kết quả

Mô tả quy trình kiểm thử hệ thống ở các chế độ vận hành. Tiến hành đo đạc thực nghiệm độ ổn định và thời gian đáp ứng của cơ cấu cấp lon, cơ cấu cấp nắp, thời gian chiết rót sơn và mức độ trùng màu của mẻ pha trộn theo bảng dữ liệu đo. Đánh giá sai số thể tích dựa trên số lượng xung cảm biến lưu lượng và phân tích các biểu đồ ghi nhận từ thực nghiệm.

Chương 6: Kết luận và hướng phát triển đề tài

Tổng kết các hạng mục kỹ thuật đã hoàn thành so với mục tiêu đề ra ban đầu. Đánh giá ưu điểm về mặt tự động hóa, tính kinh tế và độ an toàn của mô hình. Thẳng thắn chỉ rõ các mặt hạn chế về mặt cơ khí (độ bền vật liệu mica, khả năng chứa phôi) và hạn chế của cảm biến khi làm việc với chất lỏng có độ nhớt cao; đề xuất phương hướng nâng cấp và tối ưu hóa hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Kết quả thực nghiệm chính

  • Chế tạo thành công mô hình phần cứng hoàn chỉnh tích hợp 4 cụm chức năng tự động: cấp lon, chiết rót định lượng 4 màu, cấp nắp và đóng nắp lon.
  • Hệ thống điện - khí nén hoạt động đồng bộ với áp suất làm việc ổn định $0{,}17\text{ MPa}$, kiểm soát chính xác 9 xy lanh khí nén qua cụm van điện từ Airtac 5/2.
  • Cơ chế định lượng chất lỏng dựa trên cảm biến Hall YF-S201 đạt độ lặp lại cao với độ phân giải $2{,}25\text{ ml/xung}$ (mỗi mẻ $110\text{ ml}$ định mức tương đương 50 xung tín hiệu), xử lý được dòng chảy đều nhờ bổ sung bơm tăng áp 12V.
  • Giao diện HMI Weintek hiển thị trực quan toàn bộ trạng thái cảm biến, cho phép chuyển đổi linh hoạt giữa chế độ chạy tự động (Auto) và điều khiển độc lập từng cơ cấu (Manual), hỗ trợ phối trộn chính xác trên 60 mã màu.
  • Năng suất vận hành thực tế đáp ứng định mức thiết kế 60 lon/giờ cho cả 2 loại kích thước lon sơn.

Đóng góp của đề tài

  • Hiện thực hóa mô hình tự động hóa quy trình chiết rót và đóng nắp lon sơn với chi phí gia công chế tạo thấp, phù hợp với quy mô xưởng nhỏ và mục đích đào tạo thực hành.
  • Ứng dụng thành công nguyên lý pha màu trừ quang học vào bài toán định lượng tự động bằng PLC FX3U kết hợp cảm biến lưu lượng dòng chảy.
  • Cung cấp đầy đủ cơ sở tính toán lý thuyết cơ khí - điện - khí nén (tính chọn xy lanh, động cơ, công suất nguồn, cầu chì bảo vệ) làm tài liệu thiết kế tham khảo hoàn chỉnh.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế được ghi nhận

  • Cảm biến lưu lượng: Cảm biến tua-bin YF-S201 chỉ hoạt động chính xác với dung dịch sơn đã pha loãng; không thể đo đạc định lượng nếu sơn ở dạng nguyên bản có độ nhớt/độ đặc cao.
  • Hệ thống khí nén: Hoạt động của các xy lanh phụ thuộc lớn vào độ ổn định áp suất khí nén. Khi áp suất nguồn khí suy giảm, vận tốc thu xy lanh bị chậm dẫn đến hiện tượng kẹt lon hoặc lực ép của xy lanh MAL32x125 không đủ lớn để làm kín nắp.
  • Dung lượng cấp phôi: Cơ cấu cấp lon chỉ chứa tối đa 02 lon/loại và khâu cấp nắp chỉ chứa tối đa 04 nắp/loại, đòi hỏi người vận hành phải liên tục bổ sung phôi thủ công.
  • Độ bền kết cấu: Việc sử dụng vật liệu Mica đen cho hộp cấp lon và thanh trượt nắp có độ bền cơ học chưa cao, dễ rung lắc hoặc biến dạng sau thời gian dài vận hành.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo

  • Nghiên cứu thay thế cảm biến lưu lượng bằng các dòng cảm biến chuyên dụng (như cảm biến đo độ nhớt cao hoặc cảm biến cân định lượng Loadcell) để chiết rót trực tiếp sơn đặc công nghiệp.
  • Gia công lại các chi tiết cơ khí (hộp cấp lon, thanh trượt nắp) bằng kim loại (nhôm tấm, thép không gỉ) nhằm tăng độ cứng vững và độ bền vận hành.
  • Cải tiến, mở rộng dung tích phễu cấp lon và cơ cấu cấp nắp dạng mâm xoay rung (vibratory bowl feeder) để tăng mức độ tự động hóa hoàn toàn.
  • Bổ sung các thuật toán bù áp suất khí nén và cảnh báo lỗi chuyên sâu trên giao diện HMI.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Cơ điện tử, Tự động hóa và Cơ khí chế tạo máy: Tham khảo quy trình thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống tự động từ khâu tính toán lực cơ học, chọn động cơ, chọn xy lanh khí nén đến thiết kế tủ điện và lập trình PLC FX3U kết hợp HMI Weintek.
  • Người nghiên cứu các hệ thống chiết rót - đóng nắp chất lỏng: Tham khảo phương pháp định lượng dòng chảy bằng cảm biến xung kết hợp bơm tăng áp và phương pháp dập nắp lon 2 giai đoạn.
  • Phần nội dung đáng chú ý nhất: Toàn bộ Chương 3 với hệ thống công thức tính chọn đường kính xy lanh khí nén, công thức tính chọn công suất nguồn điện DC (24V và 12V), bảng phân bổ địa chỉ I/O và lưu đồ thuật toán điều khiển chiết rót.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao hệ thống phải sử dụng sơn pha loãng thay vì sử dụng sơn đặc công nghiệp trực tiếp?

Trong hệ thống, nhóm tác giả sử dụng cảm biến lưu lượng dòng chảy YF-S201 hoạt động theo nguyên lý quay cánh quạt tua-bin bên trong. Dòng sơn đặc nguyên bản có độ nhớt rất cao, làm cản trở chuyển động quay của cánh quạt, khiến cảm biến không phát đủ xung tín hiệu về PLC. Do đó, việc pha loãng sơn là bắt buộc để dòng chất lỏng lưu thông đều đặn qua cảm biến và van xả DAUER 24V.

2. Nguyên lý dập đóng nắp lon bằng xy lanh MAL32x125 hoạt động như thế nào để đảm bảo nắp được kín?

Để tránh làm móp méo miệng lon hoặc làm nắp bị lệch khi ép nhanh, xy lanh MAL32x125 (được tính toán tạo lực ép $130\text{ N}$) thực hiện chu trình ép chậm chia làm 2 lần: lần ép thứ nhất có hành trình ngắn để nắp định vị ăn khớp tạm thời vào miệng lon; lần ép thứ hai được giữ áp lực trong khoảng thời gian lâu hơn nhằm dập chặt hoàn toàn nắp vào thân lon trước khi băng tải tiếp tục chạy.

3. Phương pháp định lượng thể tích sơn chiết rót được PLC xử lý ra sao?

Mỗi xung tín hiệu gửi từ cảm biến YF-S201 về các ngõ vào tốc độ cao của PLC (X003 đến X006) tương ứng với thể tích $2{,}25\text{ ml}$ dung dịch. Ví dụ, khi cần chiết một lượng sơn $110\text{ ml}$, chương trình PLC được lập trình để đếm chính xác 50 xung tín hiệu ngắt. Khi bộ đếm đạt giá trị 50, PLC lập tức ngắt ngõ ra (Y003 - Y006) để dừng bơm tăng áp và đóng van điện từ xả sơn.

4. Hệ thống giải quyết bài toán cấp nguồn cho các thiết bị có mức điện áp khác nhau như thế nào?

Hệ thống sử dụng đồng thời 2 bộ nguồn chuyển đổi tổ ong riêng biệt: bộ nguồn S-240-24 (ngõ ra 24VDC - 10A, công suất 240W) dùng để cấp nguồn cho khối PLC FX3U, màn hình HMI, cụm van điện từ khí nén Airtac và các van xả sơn DAUER; bộ nguồn S-120-12 (ngõ ra 12VDC - 10A, công suất 120W) dùng để cấp cho động cơ giảm tốc băng tải và 4 máy bơm tăng áp mini. Cả hai mạch nguồn đều được bảo vệ độc lập qua cầu dao CB và cầu chì định mức tương ứng (6A/2A cho nhánh 24V và 12A cho nhánh 12V).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, phát triển, chế tạo hệ thống đổ sơn và đóng nắp lon tự động" đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu đề ra về thiết kế cơ khí, tính toán khí nén, bố trí tủ điện và lập trình điều khiển tự động hóa bằng PLC FX3U kết hợp màn hình HMI Weintek. Hệ thống chứng minh tính khả thi cao trong việc định lượng và phối trộn hơn 60 màu sơn từ 4 bồn sơn gốc dựa trên tín hiệu xung cảm biến lưu lượng với năng suất 60 lon/giờ cho 2 kích cỡ lon khác nhau. Mặc dù còn một số hạn chế về khả năng đo lường dung dịch đặc và dung lượng phôi cấp, công trình là một mô hình thực nghiệm cơ điện tử hoàn chỉnh, có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn rõ ràng cho các hệ thống đóng gói tự động quy mô vừa và nhỏ.