Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình phát triển của sản xuất công nghiệp, nhu cầu lưu trữ và lưu chuyển nguyên vật liệu, thành phẩm ngày càng gia tăng. Tại Việt Nam, nhiều hệ thống kho hàng truyền thống vẫn vận hành dựa trên phương thức thủ công, sử dụng sức lao động con người kết hợp với các thiết bị nâng hạ do người trực tiếp điều khiển. Cách thức vận hành này tồn tại một số nhược điểm thực tiễn:

  1. Chiếm dụng diện tích mặt sàn lớn nhưng chưa khai thác tối ưu không gian chiều cao của nhà kho.
  2. Không thể tự động phân loại các mặt hàng khác nhau, dẫn đến tình trạng các chủng loại sản phẩm bị xếp lẫn lộn trong cùng một không gian lưu trữ.
  3. Hàng hóa xếp chồng chất lên nhau khi mật độ tăng cao, gây khó khăn cho việc bảo quản và làm tăng nguy cơ biến dạng, hư hỏng sản phẩm.
  4. Việc kiểm soát số lượng hàng hóa nhập và xuất kho thủ công thường thiếu chính xác, tốn thời gian và dễ phát sinh sai sót số liệu.

Để giải quyết bài toán trên, nhóm sinh viên chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử, Khoa Công nghệ Cơ khí, Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh đã thực hiện đề tài "Hệ thống phân loại và lưu kho tự động điều khiển giám sát qua SCADA" (thời gian thực hiện từ tháng 10/2022 đến tháng 02/2023, dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Tấn Ken).

Nhiệm vụ nghiên cứu được giao bao gồm: Tìm hiểu và thiết kế hệ thống phân loại và lưu kho tự động có khả năng phân loại sản phẩm dựa trên mã vạch, đồng thời thực hiện các chu trình nhập kho và xuất kho hàng ngày.

Mục tiêu cụ thể được nhóm tác giả chia thành 7 nội dung:

  1. Lên ý tưởng cho từng công đoạn vận hành của hệ thống.
  2. Tính toán và thiết kế kết cấu cơ khí cho hệ thống kho hàng quy mô thực tế.
  3. Xây dựng sơ đồ giải thuật cho toàn bộ chu trình hoạt động của kho hàng.
  4. Lựa chọn thiết bị điều khiển khả trình (PLC) và lập trình điều khiển cho mô hình thu nhỏ.
  5. Ứng dụng phần mềm phân loại sản phẩm sử dụng thiết bị quét mã vạch.
  6. Thiết kế sơ đồ mạch điện, sơ đồ bố trí và kết nối các thiết bị trong tủ điện.
  7. Lắp ráp và hoàn thiện mô hình vật lý thu nhỏ của hệ thống lưu kho tự động.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là hệ thống lấy cất hàng hóa tự động ASRS (Automated Storage & Retrieval System), cơ cấu robot vận chuyển 3 trục tọa độ X-Y-Z, băng tải vận chuyển hàng hóa, cơ chế nhận diện mã vạch (Barcode) và hệ thống lưu trữ dạng giá kệ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc khảo sát, tính toán thiết kế hệ thống kho thực tế, sau đó lựa chọn tỷ lệ thu nhỏ để gia công chế tạo mô hình thực nghiệm cơ điện tử. Hệ thống mô hình bao gồm: băng tải cấp và xuất hàng, robot 3 trục lấy cất sản phẩm, kết cấu khung kệ, pallet chứa sản phẩm, camera quét mã vạch; toàn bộ hoạt động được điều khiển bởi PLC Siemens S7-1200, phần mềm TIA Portal V17, giao diện SCADA trên WinCC và Web server.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đề tài dựa trên mô hình hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động ASRS. Về mặt cấu trúc chức năng, một hệ thống ASRS hoàn chỉnh bao gồm hai phần chính:

  • Phần mềm: Phần mềm quản lý robot lấy cất hàng (Crane Control Software) và phần mềm quản lý kho (Warehouse Management Software).
  • Phần cứng: Hệ thống giá kệ cố định (Static Racking), robot lấy cất hàng (Crane), và hệ thống băng tải trung chuyển (Conveyors).

Nhóm tác giả chia bài toán lưu kho tự động thành 2 bài toán con:

  1. Bài toán vận chuyển hàng: Bao gồm thuật toán và cơ cấu điều khiển băng tải đưa hàng vào/ra, kết hợp điều khiển robot 3 trục gắp hàng từ băng tải đưa vào khoang chứa và ngược lại.
  2. Bài toán phân loại sản phẩm: Nhận diện mã vạch sản phẩm thông qua thiết bị quét hình ảnh, xử lý và truyền dữ liệu phân loại về bộ điều khiển trung tâm để định tuyến vị trí ngăn chứa tương ứng.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm và thiết kế kỹ thuật được nhóm tác giả ứng dụng đồng bộ qua các công cụ chuyên ngành:

  • Phương pháp thiết kế cơ khí 3D và 2D: Sử dụng phần mềm SolidWorks để dựng mô hình không gian 3D, kiểm tra sự ăn khớp của các cơ cấu chấp hành và giá đỡ; sử dụng AutoCAD để lập bản vẽ gia công chi tiết cơ khí.
  • Phương pháp thiết kế mạch điện: Sử dụng phần mềm EPLAN để xây dựng sơ đồ nguyên lý phân phối nguồn, mạch tín hiệu điều khiển và bố trí vị trí thiết bị trong tủ điện công nghiệp.
  • Phương pháp điều khiển tự động: Xây dựng giải thuật điều khiển tuần tự (Sequential Function Chart); lập trình điều khiển logic và phát xung tốc độ cao PTO (Pulse Train Output) trên phần mềm TIA Portal V17 cho PLC Siemens S7-1200.
  • Phương pháp thị giác máy tính và nhận dạng: Ứng dụng phần mềm LabVIEW kết hợp camera điện thoại để ghi nhận hình ảnh mã vạch, giải mã chuỗi ký tự, từ đó phân loại hàng hóa và gửi tín hiệu định vị khoang chứa về PLC.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo sơ đồ khối liên kết gồm: Khối nguồn cấp, Khối cảm biến và đầu đọc mã vạch, Bộ điều khiển trung tâm (PLC), Driver điều khiển, Cơ cấu chấp hành (động cơ bước, động cơ băng tải), và Giao diện điều khiển giám sát (SCADA WinCC / Web Server).

Thành phần phần cứng Tên mã / Thông số kỹ thuật Vai trò chức năng trong hệ thống
Bộ điều khiển logic khả trình Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC Xử lý logic trung tâm, nhận tín hiệu cảm biến, phát 4 kênh xung PTO điều khiển động cơ bước qua driver.
Bộ nguồn công nghiệp Nguồn xung tổ ong 24V DC – 10A (AC 220V vào) Chuyển đổi điện áp lưới AC 220V thành DC 24V cấp cho PLC, rơ le trung gian, driver và các cảm biến.
Driver động cơ bước TB6600 (IC TB6600HQ/HG, dòng tải tối đa 4A, áp 9–42V DC) Nhận xung PUL và hướng DIR từ PLC để khuếch đại dòng điều khiển động cơ bước theo các góc vi bước.
Động cơ chấp hành robot Động cơ bước 2 pha, kích thước 57x57x54mm, góc bước 1.8°, dòng 2A Dẫn động cơ cấu trục vít me của robot 3 trục X-Y-Z nhằm định vị chính xác vị trí lấy và cất pallet hàng.
Cảm biến phát hiện hàng DAWEI E3F2-DS30C4 (Quang khuếch tán, ngõ ra NPN) Nhận diện sự hiện diện của pallet hàng tại các vị trí đầu/cuối băng tải, dải phát hiện 3–80cm có chiết áp tinh chỉnh.
Thiết bị bảo vệ đóng cắt Aptomat (MCB) ChiNT NXB-63 C16 (Dòng 16A, Icn=Ics=6000A) Bảo vệ ngắn mạch, quá tải nguồn xoay chiều 220V đầu vào hệ thống, mức điện áp xung chịu đựng Uimp=4kV.
Thiết bị thu nhận mã vạch Camera điện thoại Thu nhận hình ảnh mã vạch gắn trên pallet sản phẩm và truyền luồng video về máy tính để LabVIEW xử lý.

Thông số kỹ thuật chi tiết của bộ điều khiển Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC sử dụng trong đề tài:

  • Kích thước vật lý: 110 x 100 x 75 mm.
  • Bộ nhớ: Bộ nhớ làm việc (Work memory) 50 KB, bộ nhớ lưu trữ (Load memory) 2 MB, bộ nhớ duy trì (Retentive memory) 2 KB.
  • Ngõ vào/ra tích hợp: 14 ngõ vào số (DI), 10 ngõ ra số (DO) dạng transistor, 2 ngõ vào tương tự (AI).
  • Vùng nhớ bit (M): 4096 Byte.
  • Khả năng mở rộng: Tối đa 8 module tín hiệu (SM), 1 board tín hiệu (SB), 3 module truyền thông (CM).
  • Khả năng đếm và phát xung: Bộ đếm tốc độ cao HSC (1 pha 3 kênh 100 kHz / 3 kênh 30 kHz; 2 pha 3 kênh 80 kHz / 3 kênh 20 kHz); hỗ trợ 4 ngõ ra phát xung tốc độ cao PTO.
  • Tốc độ xử lý: 0.1 µs/lệnh đối với các tập lệnh nhị phân.
  • Cổng truyền thông: 1 cổng RJ45 Profinet hỗ trợ chuẩn Ethernet và TCP/IP.

Đối với cơ cấu điều khiển chuyển động, nhóm tác giả kết nối cổng phát xung của PLC tới các chân điều khiển của driver TB6600. Driver cho phép điều chỉnh dòng điện cấp qua các công tắc gạt từ SW4 đến SW6 và cài đặt chế độ phân chia vi bước thông qua các công tắc SW1, SW2, SW3:

Chế độ vi bước Xung / Vòng (Pulse/rev) Trạng thái SW1 Trạng thái SW2 Trạng thái SW3
OFF 0 0 0 0
1 (Bước nguyên) 200 0 0 1
1/2A (Nửa bước) 400 0 1 0
1/2B (Nửa bước) 400 0 1 1
1/4 (Vi bước) 800 1 0 0
1/8 (Vi bước) 1600 1 0 1
1/16 (Vi bước) 3200 1 1 0
OFF 0 1 1 1

Nguyên lý điều khiển vị trí của robot 3 trục được thực hiện qua việc tính toán số vòng quay của trục vít me. PLC S7-1200 cấp số lượng xung tương ứng qua chân PUL+ của driver TB6600 để điều khiển cự ly dịch chuyển, và cấp mức logic (0 hoặc 1) qua chân DIR+ để xác định chiều quay tiến/lùi hoặc lên/xuống của cơ cấu chấp hành.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương 1 trình bày tổng quan về hệ sinh thái kho hàng tự động ASRS, bao gồm phân loại hệ thống (hạng nặng và hạng nhẹ tùy theo tải trọng), ưu điểm của ASRS trong công nghiệp và phạm vi ứng dụng trong các nhà máy sản xuất linh kiện ô tô, điện tử, hóa chất, dược phẩm và thực phẩm đóng gói. Tác giả chỉ ra các số liệu vận hành tiêu biểu của ASRS như tốc độ nhập xuất đạt bình quân 1 tấn hàng/phút/robot, tỷ lệ lấy hàng chính xác đạt 99.9%, và giảm hơn 2/3 lượng nhân công vận hành so với phương thức lưu trữ thủ công. Từ việc phân tích thực trạng kho bãi, chương này xác định bài toán kỹ thuật gồm hai phân hệ: vận chuyển hàng và phân loại mã vạch; đồng thời vạch rõ 7 mục tiêu nghiên cứu và giới hạn phạm vi đề tài vào việc thiết kế mô hình thu nhỏ được điều khiển bởi PLC S7-1200 và giám sát qua SCADA.

Chương 2: Thiết kế hệ điều khiển

Chương 2 là nội dung kỹ thuật trọng tâm của khóa luận, bao gồm:

  • Thiết lập cơ sở thiết kế hệ thống điều khiển: Đảm bảo nguyên lý vận hành giống thực tế, bố trí dây nối gọn gàng, sử dụng linh kiện phổ biến và đảm bảo độ cứng vững cơ học.
  • Xây dựng lưu đồ thuật toán chi tiết và lưu đồ tuần tự cho hai chu trình:
    • Chu trình nhập kho: Bắt đầu (START) -> Robot về vị trí gốc (Home) -> Băng tải cấp hàng hoạt động -> Pallet đi qua vùng quét mã vạch và dừng lại -> Camera ghi nhận mã, LabVIEW giải mã và gửi dữ liệu về PLC -> PLC xác định khoang kệ còn trống -> Cảm biến quang E3F2-DS30C4 xác nhận hàng đến vị trí cuối băng tải -> Băng tải dừng -> Robot di chuyển 3 trục nâng pallet -> Vận chuyển hàng đến ngăn kệ chỉ định -> Đưa hàng vào vị trí, cập nhật trạng thái có hàng và tăng biến đếm sản phẩm -> Robot quay về vị trí chờ hoặc vị trí Home.
    • Chu trình xuất kho: Người quản lý chọn loại hàng cần xuất trên giao diện WinCC hoặc Web server -> Hệ thống kiểm tra dữ liệu khoang chứa -> Nếu hết hàng thì phát cảnh báo và dừng chu trình; nếu còn hàng thì xác định tọa độ ngăn chứa -> Robot di chuyển đến vị trí pallet -> Gắp pallet ra khỏi kệ và cập nhật trạng thái khoang trống -> Đưa pallet đặt lên băng tải xuất -> Cảm biến phát hiện pallet tại đầu ra -> Băng tải xuất hoạt động đưa hàng ra ngoài -> Băng tải dừng và robot quay về vị trí Home.
  • Lựa chọn thiết bị điện và lập bảng thông số: Trình bày chi tiết lý do chọn PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC thay vì vi điều khiển nhờ khả năng chống nhiễu công nghiệp và tập lệnh phát xung tốc độ cao; thuyết minh cấu tạo và thông số của nguồn xung 24V-10A, cảm biến quang khuếch tán DAWEI E3F2-DS30C4, động cơ bước 57x57x54mm, driver TB6600, Aptomat ChiNT NXB-63 C16 và rơ le trung gian.
  • Sơ đồ nguyên lý và đấu nối: Bản vẽ bố trí thiết bị trong tủ điện công nghiệp, sơ đồ kết nối chân I/O của PLC S7-1200 (sử dụng mức kích hoạt dương, chân 1M nối GND), và sơ đồ ghép nối driver TB6600 với động cơ bước 2 pha.

Chương 3: Thiết kế bản vẽ phác thảo xây dựng mô hình

Chương 3 tập trung vào công tác thiết kế kết cấu phần cứng của mô hình:

  • Ứng dụng phần mềm SolidWorks để thiết kế 3D toàn bộ khung cơ khí, hệ thống ray trượt, cơ cấu truyền động vít me 3 trục của robot, các cụm con lăn băng tải và mô hình giá kệ chứa pallet.
  • Sử dụng phần mềm AutoCAD để bóc tách bản vẽ kỹ thuật 2D, phục vụ quá trình gia công cắt, tiện, khoan và lắp ráp khung bệ cơ khí.
  • Ứng dụng phần mềm EPLAN để lập sơ đồ bố trí tủ điện, sơ đồ đi dây nguồn động lực và dây tín hiệu điều khiển, đánh số nhãn dây theo chuẩn công nghiệp.

Chương 4: Thiết kế giao diện giám sát SCADA

Chương 4 mô tả quá trình xây dựng hệ thống điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA):

  • Thiết kế giao diện vận hành trực quan trên nền tảng WinCC (tích hợp trong TIA Portal V17).
  • Xây dựng các màn hình giám sát trạng thái thời gian thực: Hiển thị sơ đồ lưới các vị trí khoang kệ (trạng thái ô trống hoặc ô đã có hàng), nút bấm khởi động/dừng chu trình (START/STOP), các nút điều khiển chế độ bằng tay (Manual) và tự động (Auto).
  • Cấu hình Web server trên CPU S7-1200, cho phép nhân viên vận hành theo dõi số lượng tồn kho và kích hoạt lệnh xuất/nhập hàng từ xa thông qua trình duyệt web trên máy tính mà không cần cài đặt phần mềm chuyên dụng.

Chương 5: Thiết kế phân loại sản phẩm

Chương 5 giải quyết bài toán nhận dạng và phân loại tự động:

  • Lựa chọn tiêu chuẩn mã vạch công nghiệp phù hợp để in nhãn dán lên từng pallet hàng hóa.
  • Ứng dụng phần mềm LabVIEW để thu nhận luồng tín hiệu hình ảnh từ camera điện thoại, xử lý lọc nhiễu, quét mã vạch và phân tích dữ liệu chuỗi ký tự mã hóa.
  • Thiết lập giao thức truyền thông chuyển tiếp kết quả nhận diện từ LabVIEW sang PLC S7-1200 để chỉ định chính xác địa chỉ ngăn kệ lưu trữ.
  • Đánh giá kết quả vận hành thực tế sau khi tích hợp toàn bộ phần cứng, cơ khí và phần mềm của mô hình.

Chương 6: Kết luận

Chương 6 tổng kết toàn bộ quá trình thực hiện đồ án, đánh giá mức độ hoàn thành so với 7 mục tiêu ban đầu đã đề ra, nêu rõ các mặt hạn chế của mô hình thực nghiệm và đề xuất các định hướng nghiên cứu tiếp theo nhằm nâng cấp hệ thống.

Kết quả và đóng góp

Về kết quả kỹ thuật, đề tài đã hoàn thành các nội dung:

  • Chế tạo và lắp ráp hoàn chỉnh mô hình hệ thống phân loại và lưu kho tự động ASRS thu nhỏ, bao gồm đầy đủ các phân hệ: robot lấy cất hàng 3 trục X-Y-Z sử dụng cơ cấu truyền động vít me, 2 hệ thống băng tải cấp/xuất, khung giá kệ chia ngăn lưu trữ, và hệ thống tủ điện điều khiển công nghiệp.
  • Lập trình thành công chương trình điều khiển trên PLC Siemens S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC, phối hợp đồng bộ giữa thuật toán điều khiển tuần tự và các hàm phát xung tốc độ cao PTO để điều khiển chính xác vị trí của 3 động cơ bước thông qua driver TB6600.
  • Kết nối và xử lý tín hiệu tin cậy từ cảm biến quang khuếch tán DAWEI E3F2-DS30C4 để xác định vị trí dừng của pallet trên băng tải và tại các điểm lấy hàng.
  • Xây dựng hệ thống nhận diện mã vạch sản phẩm bằng camera kết nối phần mềm LabVIEW, tự động truyền lệnh phân loại về PLC để định tuyến khoang chứa.
  • Thiết kế giao diện SCADA trên WinCC và triển khai giao diện giám sát Web server, cho phép giám sát trực quan trạng thái khoang chứa và điều khiển quy trình xuất/nhập hàng từ xa.

Về đóng góp học thuật và thực tiễn, đề tài cung cấp tài liệu kỹ thuật hoàn chỉnh về việc tích hợp liên ngành cơ khí, điện tử và công nghệ thông tin; hiện thực hóa lý thuyết kho tự động ASRS thành một mô hình cơ điện tử cụ thể phục vụ đào tạo và nghiên cứu chuyên ngành.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài:

  • Do điều kiện và kinh phí của đồ án tốt nghiệp, mô hình chỉ dừng lại ở quy mô thu nhỏ dùng cho học tập, chưa thể đáp ứng đầy đủ các điều kiện tải trọng lớn và môi trường làm việc khắc nghiệt của kho công nghiệp thực tế.
  • Hệ thống truyền động sử dụng động cơ bước kết hợp driver TB6600 theo vòng hở (open-loop), không có cảm biến phản hồi vị trí góc quay (encoder) như các hệ thống động cơ Servo công nghiệp, do đó tốc độ vận hành và độ chính xác ở tần số cao còn hạn chế.
  • Cơ chế quét mã vạch tận dụng camera điện thoại qua LabVIEW, chưa sử dụng đầu đọc mã vạch công nghiệp chuyên dụng nên tốc độ bắt hình và độ ổn định khi sản phẩm di chuyển liên tục trên băng tải chưa đạt mức tối ưu.

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

  • Nâng cấp động cơ chấp hành của robot 3 trục từ động cơ bước sang động cơ Servo để nâng cao tốc độ di chuyển, độ chính xác định vị và bổ sung vòng hồi tiếp vị trí kín.
  • Thay thế camera điện thoại bằng các đầu đọc mã vạch công nghiệp tốc độ cao (cảm biến barcode quang học chuyên dụng) gắn trực tiếp trên khung băng tải.
  • Mở rộng quy mô giá kệ chứa hàng lên nhiều tầng và nhiều dãy song song, tối ưu hóa thuật toán đường đi ngắn nhất cho robot lấy cất hàng.
  • Tích hợp hệ thống SCADA/Web server hiện tại với hệ thống phần mềm quản lý kho chuyên nghiệp WMS (Warehouse Management Software) và hệ thống hoạch định nguồn lực doanh nghiệp (ERP).

Giá trị tham khảo

Báo cáo khóa luận là tài liệu tham khảo phù hợp cho sinh viên, giảng viên và kỹ sư thuộc các ngành:

  • Công nghệ kỹ thuật Cơ điện tử: Tham khảo phương pháp tích hợp hệ thống đa thành phần gồm cơ khí chính xác, mạch điều khiển, động cơ bước và cảm biến.
  • Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa: Tham khảo phương pháp xây dựng giải thuật điều khiển tuần tự cho bài toán kho ASRS, phương pháp lập trình phát xung PTO trên PLC S7-1200 và cấu hình driver TB6600.
  • Kỹ thuật Cơ khí: Tham khảo quy trình thiết kế khung bệ, cơ cấu truyền động vít me và ray dẫn hướng trên phần mềm SolidWorks và AutoCAD.

Các phần có giá trị thực tiễn cao bao gồm: Sơ đồ thuật toán tuần tự điều khiển nhập/xuất kho; bảng thông số cấu hình vi bước của driver TB6600; sơ đồ đấu nối chân ngõ vào/ra của PLC S7-1200 CPU 1214C DC/DC/DC; và phương thức liên kết giám sát qua WinCC và Web server.

Câu hỏi thường gặp

  1. Bộ điều khiển trung tâm nào được lựa chọn trong đề tài và các thông số phần cứng chính của thiết bị này là gì? Hệ thống sử dụng PLC Siemens S7-1200 phiên bản CPU 1214C DC/DC/DC. Thiết bị này được tích hợp 14 ngõ vào số (DI), 10 ngõ ra số (DO), 2 ngõ vào tương tự (AI), 4 kênh phát xung tốc độ cao PTO, bộ nhớ làm việc 50 KB, bộ nhớ nạp 2 MB, 1 cổng mạng Profinet RJ45, thời gian thực lưu trữ 10 ngày khi mất nguồn nuôi và tốc độ thực thi lệnh nhị phân đạt 0.1 µs/lệnh.

  2. Cơ cấu chấp hành của robot 3 trục di chuyển hàng được cấu tạo và điều khiển như thế nào? Robot 3 trục X-Y-Z sử dụng động cơ bước 2 pha (kích thước 57x57x54mm, góc bước 1.8°, dòng định mức 2A) dẫn động qua các trục vít me để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Động cơ được điều khiển bởi driver TB6600; PLC S7-1200 phát chuỗi xung qua ngõ PTO kết nối vào chân PUL+ của driver để xác định cự ly di chuyển, và cấp tín hiệu logic vào chân DIR+ để đảo chiều chuyển động.

  3. Cảm biến quang được sử dụng trong hệ thống là loại nào và có đặc tính kỹ thuật ra sao? Hệ thống sử dụng cảm biến quang khuếch tán DAWEI E3F2-DS30C4. Cảm biến hoạt động với điện áp 5V DC, ngõ ra dạng transistor NPN tiếp điểm thường mở (NO), khoảng cách phát hiện vật từ 3 đến 80 cm có thể điều chỉnh qua biến trở ở đuôi cảm biến, đường kính thân 17 mm, chiều dài 45 mm, dùng để nhận diện pallet hàng tại vị trí cuối của băng tải cấp.

  4. Quy trình phân loại hàng hóa bằng mã vạch được thực hiện qua các công cụ nào? Hàng hóa được đặt trên pallet có dán mã vạch. Nhóm tác giả sử dụng camera điện thoại để thu hình ảnh mã vạch khi pallet đi qua vị trí quét, truyền luồng dữ liệu về máy tính có cài đặt phần mềm LabVIEW. LabVIEW giải mã hình ảnh thành chuỗi ký tự, xác định phân loại sản phẩm và gửi tín hiệu định vị khoang chứa về PLC S7-1200 qua mạng truyền thông.

  5. Thiết bị đóng cắt bảo vệ điện đầu vào của tủ điều khiển có thông số như thế nào? Tủ điện sử dụng Aptomat (MCB) ChiNT NXB-63 C16 với dòng điện định mức 16A, cấp điện áp định mức 230V/400V tần số 50Hz, đặc tính ngắt điện từ loại C, khả năng cắt dòng ngắn mạch định mức Icn = Ics = 6000A, điện áp chịu xung Uimp = 4kV, tuổi thọ cơ học 20.000 chu kỳ và tuổi thọ điện 10.000 chu kỳ.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của nhóm tác giả thuộc Trường Đại học Công nghiệp Thực phẩm TP. Hồ Chí Minh đã giải quyết trọn vẹn bài toán xây dựng mô hình hệ thống phân loại và lưu kho tự động ASRS điều khiển qua PLC Siemens S7-1200. Báo cáo trình bày chi tiết từ bối cảnh thực tiễn, tính toán cơ khí trên SolidWorks/AutoCAD, thiết kế điện trên EPLAN đến thuật toán điều khiển tuần tự, cấu hình phát xung PTO cho động cơ bước và giao diện giám sát SCADA trên WinCC/Web server. Mặc dù còn giới hạn về quy mô mô hình vật lý và cơ chế phản hồi vòng hở, công trình đã cung cấp đầy đủ dữ liệu thực nghiệm kỹ thuật, có giá trị ứng dụng và tham khảo rõ ràng cho sinh viên chuyên ngành Cơ điện tử và Tự động hóa.