Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các ngành công nghiệp đóng tàu, chế tạo cơ khí và xây dựng nhà xưởng, tôn tấm kim loại là một trong những vật liệu kết cấu được sử dụng với khối lượng rất lớn. Tuy nhiên, nguyên liệu đầu vào từ nhà máy thường được cung cấp dưới dạng các cuộn tôn lớn, cồng kềnh, đòi hỏi phải trải qua công đoạn xả cuộn và cắt thành các tấm có chiều dài, kích thước tiêu chuẩn trước khi đưa vào dập sóng hoặc gia công chi tiết. Phần lớn các thiết bị cắt tôn truyền thống trong xưởng sản xuất nhỏ và vừa vận hành theo nguyên lý cắt tĩnh (tấm tôn dừng lại hoàn toàn trên bàn máy mới tiến hành hành trình cắt), gây gián đoạn chu kỳ cấp phôi, tiêu hao thời gian dừng động cơ và làm giảm đáng kể năng suất tổng thể. Bên cạnh đó, các phương pháp cắt thủ công hoặc bán tự động dùng khí Oxy-Gas phụ thuộc nặng nề vào tay nghề thợ, tiềm ẩn sai số cơ khí lớn và rủi ro cháy nổ cao. Các dây chuyền cắt tôn tự động ngoại nhập lại có chi phí đầu tư rất lớn.

Từ thực tiễn đó, đồ án tốt nghiệp "Mô hình điều khiển và giám sát hệ thống máy cắt tôn tự động" được thực hiện tại Bộ môn Điện tử Công nghiệp, Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh nhằm giải quyết bài toán ứng dụng kỹ thuật cắt tôn động (cắt liên tục trong quá trình xả băng tải dựa trên nguyên lý bù vận tốc góc chéo), nâng cao năng suất sản xuất và xây dựng hệ thống thu thập dữ liệu - giám sát SCADA.

Mục tiêu và các nhiệm vụ cụ thể được xác định trong văn bản gồm:

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và tài liệu kỹ thuật về hệ thống truyền động băng tải, các phương pháp cắt phôi kim loại và cơ cấu điều khiển máy cắt tôn.
  2. Nghiên cứu phần cứng điều khiển logic lập trình PLC Siemens S7-200, phần mềm điều khiển và giám sát WinCC cùng các khí cụ, thiết bị công nghiệp liên quan.
  3. Khảo sát các công trình, đề tài khoa học về máy cắt thép tấm, máy cắt bao bì nhằm định hình hướng tiếp cận và thuật toán điều khiển phù hợp.
  4. Thiết kế, thi công phần cứng mô hình máy cắt tôn tự động và lập trình hoàn chỉnh giao diện SCADA phục vụ giám sát, điều khiển trực quan từ máy tính.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Bộ điều khiển PLC Siemens S7-200 (CPU 224 DC/DC/DC), mạch điều khiển công suất TB6560, động cơ bước 2 pha lai Nidec Servo, động cơ DC, cảm biến quang rãnh Omron EE-SX673A, bộ mã hóa xung vòng Encoder Omron E6A2-CW3C, phần mềm STEP 7-Micro/WIN, phần mềm S7-200 PC Access và hệ thống giám sát WinCC.
  • Phạm vi không gian và thời gian: Đồ án được triển khai thực nghiệm tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Điện tử Công nghiệp kết hợp Trung tâm Thực hành Cơ điện - Tự động hóa Tech Garden; thời gian thực hiện kéo dài từ ngày 18/10/2015 đến ngày 15/01/2016.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng các cơ sở lý thuyết về điều khiển tự động hóa quá trình sản xuất, lý thuyết động cơ bước, xử lý tín hiệu cảm biến số và nguyên lý truyền thông công nghiệp.

Về mặt động học, hệ thống áp dụng nguyên lý cắt động (bài toán cắt chéo hình học): để đường cắt trên tấm tôn chuyển động liên tục vuông góc với mép tôn, dao cắt được điều khiển tịnh tiến theo một góc chéo xác định. Vận tốc tịnh tiến của cơ cấu dao cắt ($V_{dao}$) phải được đồng bộ hóa chính xác với vận tốc dài của băng tải kéo tôn ($V_{bangtai}$) thông qua tính toán lượng xung phản hồi.

Về mặt điều khiển số, chu trình quét (Scan Cycle) của PLC Siemens S7-200 được phân tích làm cơ sở lập trình: đọc tín hiệu đầu vào từ thanh ghi đệm ảo IR, thực thi khối logic người dùng (LAD/STL/FBD), xử lý truyền thông, tự chẩn đoán lỗi và cập nhật trạng thái ra thanh ghi đệm ảo OR để xuất tín hiệu vật lý. Vùng nhớ đặc biệt (SM), bộ định thời (T) và bộ đếm tốc độ cao (HSC) được ứng dụng để bắt xung tín hiệu với độ trễ thấp nhất.

Hạng mục thiết bị / Công nghệ Thông số kỹ thuật & Đặc tính trích xuất từ văn bản
Bộ điều khiển khả trình (PLC) Siemens S7-200 CPU 224 DC/DC/DC (Nguồn 24VDC, 14 ngõ vào / 10 ngõ ra Digital 24VDC, bộ nhớ chương trình 4096 Words, bộ nhớ dữ liệu 2560 Words, tốc độ xử lý 0,37 µs/lệnh logic, chu kỳ quét 3–10 ms).
Động cơ bước kéo dao & băng tải Động cơ bước 2-phase lai Nidec Servo KH42JM2B182 (Xuất xứ Nhật Bản, loại đơn cực 6 dây ra, góc bước 1,8°/bước, 200 bước/vòng, điện áp danh định 2,52V, dòng định mức 0,9A/phase, trở kháng 5 $\Omega$/phase, kích thước 42x42x43,3 mm).
Mạch điều khiển động cơ bước Module Driver TB6560 (Dùng IC công suất TB6560, nguồn 12–24VDC, tích hợp cách ly quang, hỗ trợ full-step, half-step, micro-step, các chân nhận xung CLK+/-, chiều CW+/-, cho phép EN+/-).
Bộ mã hóa vị trí (Encoder) Omron E6A2-CW3C (Loại phát xung tương đối, độ phân giải 360 xung/vòng, lệch pha 90° giữa pha A và B, ngõ ra NPN Collector hở, tần số đáp ứng tối đa 30 kHz, nguồn cấp 5–12VDC).
Cảm biến quang phát hiện phôi Omron EE-SX673A (Cảm biến quang rãnh chữ U khe hở 0–5 mm, LED hồng ngoại, ngõ ra NPN, hỗ trợ Dark-ON / Light-ON, nguồn cấp 5–24VDC, tần số đáp ứng 1–3 kHz).
Môi trường phần mềm & Giao thức STEP 7-Micro/WIN V4.0 (Lập trình Ladder PLC); S7-200 PC Access (OPC Server kết nối dữ liệu PLC); Siemens WinCC (Thiết kế giao diện SCADA); Cáp PC/PPI qua cổng COM/USB, tốc độ truyền 9600 bps, trạm PLC mặc định địa chỉ 2.

Phương pháp nghiên cứu thực tế bao gồm:

  • Phương pháp thiết kế và tích hợp phần cứng: Phân tích mạch lực, mạch điều khiển, tính toán sụt áp, thiết kế mạch nguồn ổn áp 5VDC (dùng IC LM7805), thiết kế mạch cách ly quang Optocoupler bảo vệ ngõ vào/ra của PLC.
  • Phương pháp tính toán thực nghiệm và lập trình: Xây dựng thuật toán quy đổi số xung từ Encoder thành chiều dài tấm tôn thực tế; thuật toán điều khiển vị trí động cơ bước bằng phát xung tốc độ cao; thuật toán giám sát cảnh báo lỗi qua màn hình máy tính.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống điều khiển máy cắt tôn tự động được tổ chức thành các khối chức năng liên kết chặt chẽ từ tầng chấp hành cơ - điện đến tầng quản lý, giám sát SCADA.

1. Cấu trúc phần cứng và sơ đồ kết nối nguyên lý

Mô hình phần cứng được cấp nguồn thông qua biến áp cách ly và bộ chuyển đổi tạo ra 2 đường nguồn độc lập: 220VAC cho cơ cấu truyền động chính và 24VDC cấp nguồn nuôi cho CPU PLC S7-200 cùng module mở rộng. Mạch nguồn phụ sử dụng IC ổn áp LM7805 tạo mức điện áp 5VDC cung cấp cho các vi mạch logic và mạch điều khiển Driver TB6560.

Tín hiệu đầu vào vật lý của PLC bao gồm:

  • Các nút nhấn bảng điều khiển tại chỗ (Start, Stop, nút chọn các mức kích thước 40 cm, 60 cm, 80 cm).
  • Tín hiệu quang điện từ cảm biến rãnh Omron EE-SX673A báo trạng thái còn tôn hay hết tôn trên băng tải.
  • Tín hiệu xung tốc độ cao từ 2 pha A/B của Encoder Omron E6A2-CW3C đưa trực tiếp vào ngõ vào đếm tốc độ cao (HSC) của PLC.

Tín hiệu đầu ra điều khiển từ PLC bao gồm:

  • Xung nhịp (CLK) và mức logic định hướng quay (CW) cấp đến Driver TB6560 để điều khiển 2 động cơ bước Nidec Servo KH42 (Động cơ bước 1 kéo băng tải xả tôn, Động cơ bước 2 dịch chuyển cụm giá dao cắt).
  • Tín hiệu kích đóng/cắt rơ le điều khiển nam châm điện để thực hiện thao tác dập/hạ lưỡi dao cắt tôn.
  • Tín hiệu kích đóng ngắt động cơ phụ trợ DC thông qua mạch ghép transistor/Opto.

2. Thiết lập truyền thông và giao diện SCADA WinCC

Để xây dựng hệ thống giám sát SCADA trên máy tính, dữ liệu từ PLC S7-200 được truyền thông lên phần mềm WinCC thông qua máy chủ trung gian OPC S7-200 PC Access:

  • Cấu hình kênh truyền: Sử dụng cáp PC/PPI (giao tiếp chuẩn RS-232/USB), cài đặt tốc độ baud mặc định 9600 bps, thiết lập trạm PLC địa chỉ 2 (PLC1).
  • Tạo bảng biến (Items Mapping): Thực hiện Import Symbols từ tệp dự án của Step 7-Micro/WIN vào PC Access. Các biến trạng thái bộ đếm (Counter), biến cài đặt chiều dài (Setpoint Length), biến đếm số tấm đã cắt (Product Count), biến báo trạng thái cảm biến (Sensor Status) được chuyển thành các OPC Tag với thuộc tính kiểm tra trạng thái kết nối chuyển từ Bad sang Good.
  • Thiết kế màn hình giám sát WinCC: Tạo giao diện đồ họa mô phỏng trực quan gồm mô hình băng tải cuộn tôn, vị trí dao cắt, các nút điều khiển ảo (Run, Stop, Reset), bảng nhập kích thước cắt tự do, bảng cài đặt số lượng thành phẩm đặt trước (ví dụ 100 tấm, 200 tấm) và trường số liệu hiển thị kết quả cắt trực tiếp.

3. Quy trình vận hành và thuật toán điều khiển

Khi người vận hành nhấn Start và tiến hành xác lập thông số (bằng cách ấn chọn 1 trong 3 nút kích thước cố định 40 cm, 60 cm, 80 cm tại bảng điều khiển hoặc nhập kích thước và số lượng tùy ý trên WinCC), quy trình cắt tôn tự động diễn ra tuần tự:

  1. Động cơ bước kéo băng tải và động cơ DC khởi động, kéo phôi tôn từ cuộn xả đưa vào bàn cắt.
  2. Cảm biến quang EE-SX673A xác định có mép tôn đi vào vùng kiểm tra, kích hoạt bộ đếm tốc độ cao HSC nhận xung từ Encoder E6A2-CW3C (360 xung/vòng).
  3. PLC liên tục so sánh số xung đọc về với giá trị đặt trước tương ứng với chiều dài đã cài đặt.
  4. Khi số xung đạt giá trị tính toán, PLC giữ cho băng tải tiếp tục trượt động, đồng thời lập tức kích hoạt Driver TB6560 điều khiển Động cơ bước 2 di chuyển cụm dao theo đường chéo và cấp điện cho nam châm điện hạ dao dập đứt tôn.
  5. Sau khi kết thúc hành trình cắt, nam châm điện ngắt kích từ để rút dao lên, động cơ bước kéo cụm dao quay ngược trở về vị trí gốc (Home position).
  6. Bộ đếm sản phẩm tăng lên 1 đơn vị, thanh ghi đếm xung Encoder được reset về 0 để lặp lại chu kỳ cắt tấm tiếp theo.
  7. Quá trình tự động dừng khi: số sản phẩm đếm được bằng số lượng cài đặt trên WinCC; cảm biến quang phát hiện hết tôn; xảy ra sự cố kẹt băng tải (mất đồng bộ xung phản hồi từ Encoder); hoặc khi người vận hành nhấn nút Stop.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Dẫn nhập

Chương này tập trung xác lập tính cấp thiết của đề tài, nêu bật sự khác biệt giữa công nghệ cắt tôn tĩnh truyền thống và công nghệ cắt tôn động nhằm tối ưu hóa chu kỳ sản xuất. Tác giả trình bày chi tiết mục tiêu xây dựng một mô hình thực nghiệm có sự kết hợp giữa PLC S7-200 và giao diện WinCC, phân định rõ giới hạn đề tài ở quy mô mô hình phòng thí nghiệm và vạch ra cấu trúc các nội dung nghiên cứu tiếp theo.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 cung cấp toàn bộ nền tảng lý thuyết và thông số kỹ thuật của các trang thiết bị cấu thành:

  • Tổng quan các phương pháp cắt tôn công nghiệp (cắt thủ công, hàn khí Oxy-Gas, cắt Plasma, Laser và cắt dao cơ khí).
  • Kiến trúc phần cứng, sơ đồ khối chân cắm, cơ chế vòng quét (Scan Cycle) và các vùng đệm bộ nhớ (IR, OR, T, C, SM) của PLC Siemens S7-200 CPU 224 DC/DC/DC.
  • Cấu tạo, nguyên lý phân bước, các phương pháp kích từ (đầy bước, nửa bước) của động cơ bước nam châm vĩnh cửu, động cơ biến từ trở và động cơ bước 2 pha lai Nidec Servo KH42JM2B182 (góc bước 1,8°, 6 đầu dây).
  • Sơ đồ mạch bên trong và nguyên lý hoạt động của module công suất TB6560.
  • Nguyên lý động cơ điện một chiều DC (phương trình điện áp phần ứng $U = E_u + R_u I_u$, mômen điện từ và các giải pháp điều chỉnh tốc độ).
  • Đặc tính điện tử của cảm biến quang rãnh NPN Omron EE-SX673A và Encoder Omron E6A2-CW3C (độ phân giải 360 xung/vòng, phân biệt chiều quay qua 2 pha lệch 90°).
  • Quy trình thiết lập giao tiếp máy tính - PLC qua cáp PC/PPI, cấu hình máy chủ OPC S7-200 PC Access và kiến trúc gói phần mềm WinCC Explorer.

Chương 3: Xây dựng mô hình

Trình bày chi tiết quá trình thiết kế, thi công phần cứng và phần mềm của hệ thống:

  • Bản vẽ sơ đồ khối toàn hệ thống và sơ đồ kết nối liên kết giữa PLC S7-200 với các module điều khiển.
  • Thiết kế các mạch phụ trợ: mạch ổn áp nguồn 5VDC dùng LM7805, mạch cách ly quang chống nhiễu Optocoupler giữa PLC và module TB6560.
  • Thiết kế cơ khí bàn máy, hệ thống băng tải kéo phôi tôn và cơ cấu dẫn hướng dao cắt gắn nam châm điện.
  • Xây dựng lưu đồ giải thuật tổng quát điều khiển hệ thống và thuật toán điều khiển vị trí - tốc độ.
  • Hướng dẫn các bước vận hành hệ thống, thao tác cấu hình tham số trên WinCC và các quy tắc bảo trì phần cứng định kỳ.

Chương 4: Kết quả thi công

Chương này công bố sản phẩm hoàn thiện của đồ án gồm mô hình máy cắt tôn vật lý hoàn chỉnh và giao diện phần mềm SCADA trên máy tính. Tác giả trình bày kết quả thực nghiệm cắt tôn tấm thực tế ở 3 chế độ kích thước khác nhau (đại diện cho 3 mức chiều dài tôn), ghi nhận quá trình cắt lặp lại nhiều lần để kiểm tra độ ổn định cơ khí và độ chính xác của thuật toán đếm xung.

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

Đánh giá toàn diện các kết quả đã đạt được so với mục tiêu ban đầu; phân tích ưu điểm về khả năng tự động hóa, giám sát trực quan; chỉ ra những nhược điểm còn tồn tại trên mô hình phần cứng và phác thảo các hướng nghiên cứu nâng cấp hệ thống trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả thực nghiệm

Đồ án đã chế tạo thành công mô hình máy cắt tôn tự động tích hợp hệ thống thu thập dữ liệu và giám sát SCADA hoàn chỉnh với các kết quả cụ thể:

  • Thi công phần cứng: Lắp ráp hoàn chỉnh hệ thống cơ khí băng tải cấp phôi, cụm dao cắt chuyển động chéo điều khiển bằng động cơ bước kết hợp nam châm điện, mạch nguồn và tủ điều khiển trung tâm sử dụng PLC Siemens S7-200 CPU 224 DC/DC/DC.
  • Thiết lập truyền thông: Xây dựng thành công kết nối thời gian thực giữa PLC và máy tính thông qua OPC Server S7-200 PC Access và phần mềm WinCC với tốc độ truyền ổn định 9600 bps.
  • Kiểm tra thực nghiệm cắt tôn: Hệ thống đã thực hiện các chuỗi cắt thử nghiệm phôi tôn ở 3 dải kích thước (Loại 1, Loại 2 và Loại 3 tương ứng các mức đặt 40 cm, 60 cm, 80 cm) với số lượng 10 tấm cho mỗi loại. Các kích thước cắt ra có độ đồng đều cao, lưỡi dao dập dứt khoát, hệ thống đếm sản phẩm trên WinCC cập nhật chính xác và cơ cấu dừng an toàn khi hết tôn hoặc kẹt phôi hoạt động tức thời.

2. Đóng góp kỹ thuật của đồ án

  • Ứng dụng thành công nguyên lý cắt tôn động trên mô hình thực nghiệm, chứng minh khả năng rút ngắn thời gian chu kỳ cắt so với máy cắt tôn tĩnh truyền thống nhờ loại bỏ thời gian dừng phôi.
  • Làm chủ phương pháp ghép nối truyền thông công nghiệp giữa dòng PLC S7-200 và phần mềm SCADA WinCC thông qua OPC Server trung gian, cung cấp tài liệu cấu hình chi tiết từng bước (Set PG/PC Interface, Import Symbol, Test Client).
  • Xây dựng giải pháp điều khiển phát xung tốc độ cao từ PLC kết hợp mạch Driver TB6560 để điều khiển chính xác góc quay và vị trí động cơ bước 2-phase lai Nidec Servo trong bài toán đồng bộ cơ cấu dao cắt.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các nội dung được tác giả tự đánh giá trong báo cáo, đồ án còn một số mặt hạn chế và mở ra các hướng phát triển như sau:

Hạn chế

  • Mô hình mới chỉ dừng lại ở mức độ thử nghiệm quy mô phòng thí nghiệm, chưa truyền tải và đáp ứng đầy đủ mọi điều kiện khắc nghiệt của một dây chuyền cắt tôn tự động công nghiệp thực tế (như tải trọng phôi lớn, độ rung lắc cơ khí cao, bụi bẩn công nghiệp).
  • Hệ thống phát hiện sự cố và tự động xử lý cảnh báo còn ở mức cơ bản (chỉ mới có ngắt dừng khi hết tôn hoặc kẹt băng tải qua phản hồi encoder), chưa có hệ thống cảm biến chuyên sâu để cảnh báo nhiệt độ driver, quá dòng động cơ hay chẩn đoán hư hỏng chi tiết trên giao diện WinCC.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Nâng cấp phần cứng cơ khí với khung bàn máy và cơ cấu truyền động chịu lực cao hơn, phù hợp với việc cắt các cuộn tôn kim loại có độ dày lớn trong sản xuất công nghiệp.
  • Mở rộng thuật toán điều khiển trên WinCC và PLC để tích hợp thêm các module cảnh báo lỗi chuyên sâu, lưu trữ dữ liệu lịch sử sản xuất (Data Logging) vào cơ sở dữ liệu và xuất báo cáo ca làm việc tự động.
  • Nghiên cứu ứng dụng các thuật toán điều khiển thích nghi hoặc biến tần kết hợp PLC để tối ưu hóa mượt mà hơn nữa vận tốc đồng bộ giữa băng tải xả cuộn và cụm dao cắt.

Giá trị tham khảo

Đồ án là nguồn tài liệu thực hành có giá trị tham khảo cao đối với:

  • Sinh viên các ngành: Kỹ thuật Điện - Điện tử, Công nghệ Kỹ thuật Điện tử - Truyền thông, Cơ điện tử và Tự động hóa quá trình sản xuất đang làm đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp về hệ thống điều khiển SCADA hoặc máy gia công tự động.
  • Người làm đề tài tương tự: Cung cấp hướng dẫn trực quan, chi tiết từng bước về quy trình kết nối cấu hình cáp PC/PPI, thiết lập phần mềm S7-200 PC Access và tạo Tag giao tiếp với Siemens WinCC.
  • Phần đáng tham khảo nhất: Sơ đồ ghép nối phần cứng giữa PLC S7-200 với Driver TB6560 điều khiển động cơ bước Nidec Servo (Chương 2 và Chương 3), cùng giải thuật xử lý ngắt đếm xung Encoder tốc độ cao để đo chiều dài vật thể chuyển động.

Câu hỏi thường gặp

1. Động cơ bước được sử dụng trong mô hình là loại nào và có thông số kỹ thuật ra sao?
Hệ thống sử dụng động cơ bước 2 pha lai (2-phase hybrid) Nidec Servo mã KH42JM2B182 do Nhật Bản sản xuất. Động cơ có cấu tạo đơn cực với 6 dây ra, góc bước 1,8°/bước (tương ứng 200 bước/vòng), điện áp danh định 2,52V (nguồn cấp hoạt động 12–36VDC), dòng định mức 0,9A/pha, trở kháng cuộn dây 5 $\Omega$/pha và kích thước thân 42 x 42 x 43,3 mm.

2. Độ phân giải của Encoder E6A2-CW3C trong đồ án là bao nhiêu và tín hiệu ngõ ra thuộc dạng gì?
Encoder Omron E6A2-CW3C sử dụng trong đồ án có độ phân giải 360 xung/vòng, gồm các pha ngõ ra A, B và Z với góc lệch pha giữa pha A và B là 90° ± 45°. Dạng mạch ngõ ra là Transistor NPN Collector hở (NPN Open Collector), tần số đáp ứng tối đa 30 kHz và thời gian đáp ứng cực đại 1 µs.

3. Tại sao hệ thống cần sử dụng phần mềm trung gian S7-200 PC Access khi kết nối với WinCC?
S7-200 PC Access đóng vai trò là một OPC Server (OLE for Process Control) chuyên dụng của Siemens dành cho dòng PLC S7-200. Vì WinCC không hỗ trợ driver giao tiếp trực tiếp chuẩn PPI của S7-200 một cách trực tiếp như các dòng S7-300/S7-400, S7-200 PC Access sẽ đọc các vùng nhớ từ PLC thông qua cáp PC/PPI và ánh xạ thành các biến chuẩn OPC (Items/Tags) để WinCC truy xuất dữ liệu theo thời gian thực.

4. Cơ chế nhận biết hết tôn và xử lý an toàn của hệ thống hoạt động như thế nào?
Hệ thống sử dụng cảm biến quang rãnh chữ U Omron EE-SX673A (khe cảm ứng 0–5 mm, ngõ ra NPN) đặt tại đầu vào băng tải. Khi tôn còn trên băng chuyền, chùm tia hồng ngoại bị ngắt (hoặc phản xạ tùy chế độ Dark-ON/Light-ON), tín hiệu mức logic cho phép hệ thống tiếp tục chạy. Khi cuộn tôn xả hết, cảm biến đổi trạng thái logic gửi về ngõ vào số của PLC S7-200, PLC sẽ ngay lập tức dừng băng tải và ngắt chu trình cắt để tránh dao cắt dập không tải.

5. Người vận hành có thể cài đặt chiều dài và số lượng tôn cắt bằng những phương thức nào?
Chiều dài tôn có thể được lựa chọn trực tiếp tại tủ điều khiển thông qua 3 nút bấm cơ ứng với 3 dải kích thước định sẵn (40 cm, 60 cm, 80 cm) hoặc nhập giá trị linh hoạt trên giao diện giám sát WinCC. Việc cài đặt số lượng tấm tôn cần cắt (ví dụ: 100 tấm, 200 tấm) được thực hiện trực tiếp trên giao diện đồ họa WinCC trước khi bấm nút khởi động hệ thống.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Trần Công Thiện đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu, thiết kế và chế tạo mô hình máy cắt tôn tự động vận hành theo nguyên lý cắt động. Công trình đã kết hợp thành công bộ điều khiển khả trình PLC Siemens S7-200 CPU 224, mạch công suất TB6560 điều khiển động cơ bước Nidec Servo, bộ mã hóa xung Encoder Omron với phần mềm giám sát SCADA WinCC qua OPC trung gian. Kết quả thử nghiệm trên 3 dải kích thước tôn thực tế khẳng định tính chính xác của giải thuật điều khiển và mang lại giá trị tham khảo thực tiễn cao cho sinh viên ngành Điện tử - Tự động hóa.