Giới thiệu dự án

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa sản xuất theo định hướng Cách mạng Công nghiệp 4.0, các dây chuyền vận tải liên tục đóng vai trò huyết mạch trong việc tối ưu hóa chuỗi cung ứng nội bộ của nhà máy. Theo thống kê từ Hiệp hội Tự động hóa Công nghiệp, các khâu xử lý thủ công (phân loại, đóng gói, kiểm tra kích thước) chiếm tới 40–55% tổng thời gian chu kỳ sản xuất tại các doanh nghiệp vừa và nhỏ (SMEs), đồng thời tạo ra tỷ lệ sai sót trung bình từ 4% đến 7% do yếu tố mệt mỏi của con người.

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu tổng quan về hệ thống băng tải, thiết kế mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC" (Chuyên ngành Điện Tự động Công nghiệp) giải quyết trực tiếp bài toán tự động hóa khâu phân loại kích thước bao bì, chai lọ và sản phẩm đóng gói dạng khối.

+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                              VẤN ĐỀ VẬN HÀNH THỰC TẾ                              |
|  - Năng suất phân loại thủ công thấp: 500 - 700 sản phẩm/giờ                      |
|  - Tỷ lệ lỗi phân loại kích thước do nhân công: 4.5% - 6.8%                       |
|  - Chi phí nhân công và rủi ro an toàn lao động trong môi trường liên tục cao    |
+-----------------------------------------+-----------------------------------------+
                                          |
                                          v
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                                GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT                                  |
|  - Hệ thống băng tải cơ khí định hình tích hợp động cơ bước / KĐB                 |
|  - Module phân tầng cảm biến quang Omron (Dual-tier Optical Sensing)              |
|  - Khối điều khiển trung tâm PLC Siemens S7-200 xử lý logic thời gian thực        |
|  - Cơ cấu chấp hành xilanh khí nén phản hồi nhanh (< 50ms)                        |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Mục tiêu của dự án

  1. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết truyền động: Tính toán động lực học băng tải, xác định công suất cản tĩnh và lựa chọn động cơ kéo phù hợp với chế độ làm việc dài hạn.
  2. Thiết kế phần cứng mô hình cơ - điện: Chế tạo kết cấu khung băng tải truyền động con lăn, tích hợp hệ thống tay đẩy khí nén và trạm cảm biến phân tầng.
  3. Phát triển chương trình điều khiển thời gian thực: Lập trình logic điều khiển trên bộ điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-200 (CPU 224/226) bằng ngôn ngữ LAD/STL, xử lý phân loại đa cấp kích thước.
  4. Kiểm thử và đánh giá hiệu năng: Đạt độ chính xác phân loại tối thiểu 98% với năng suất vận hành mô hình từ 1.200 đến 1.500 sản phẩm/giờ.

Phạm vi và giới hạn nghiên cứu

  • Phạm vi: Phân loại vật phẩm dạng khối hình hộp/trụ theo 2–3 ngưỡng chiều cao định lượng bằng phương pháp ngắt chùm tia quang học; điều khiển phân luồng bằng cơ cấu chấp hành xilanh khí nén đơn/kép.
  • Giới hạn: Mô hình tập trung vào kiểm soát kích thước hình học chiều cao, chưa tích hợp nhận diện biến dạng phức tạp bằng xử lý ảnh (Machine Vision) và xử lý bề mặt vật thể có độ phản xạ gương cao.

Phân tích và thiết kế giải pháp

Phân tích hiện trạng

Tại các dây chuyền đóng gói đồ uống, dược phẩm và vật liệu xây dựng, việc phân loại sản phẩm theo kích thước hiện diện dưới nhiều hình thức công nghệ:

Tiêu chí so sánh Phân loại thủ công Mạch Relay/Contactor truyền thống Vi điều khiển (MCU - AVR/STM32) Hệ thống PLC Công nghiệp (Đồ án)
Độ chính xác 93.2% (giảm theo ca) 95.0% 97.5% 99.2%
Năng suất xử lý 500 – 700 SP/h 1.000 SP/h 1.400 SP/h 1.500 – 1.800 SP/h
Độ bền công nghiệp (MTBF) Thấp (phụ thuộc người) Trung bình (mòn tiếp điểm) Thấp (dễ nhiễu điện từ) Rất cao (> 25.000 giờ)
Khả năng mở rộng/Lập trình lại Không khả thi Cực kỳ phức tạp (phải đi lại dây) Trung bình (nạp lại firmware) Dễ dàng (sửa code logic PLC)
Khả năng chống nhiễu EMC Không áp dụng Khá Kém trong môi trường động cơ lớn Đạt chuẩn công nghiệp IEC 61131-2

Phân tích yêu cầu kỹ thuật theo mô hình MoSCoW

  • Must have (Bắt buộc): Khối điều khiển PLC S7-200; hệ thống băng chuyền vận hành ổn định; 02 cảm biến quang thu nhận tín hiệu chiều cao; 02 xilanh khí nén gạt sản phẩm; nút dừng khẩn cấp (Emergency Stop).
  • Should have (Nên có): Bộ đếm sản phẩm theo từng phân loại hiển thị trên đèn báo hoặc màn hình; bảo vệ quá tải động cơ qua rơle nhiệt.
  • Could have (Có thể mở rộng): Biến tần điều khiển tốc độ vô cấp cho động cơ; giao tiếp màn hình HMI giám sát trạng thái I/O.
  • Won't have (Chưa thực hiện ở giai đoạn này): Cánh tay Robot gắp 6 bậc tự do; module kết nối đám mây IoT SCADA từ xa.

Thiết kế hệ thống

Kiến trúc hệ thống phân loại sản phẩm tự động gồm 4 khối chính:

Bảng thông số kỹ thuật phần cứng (Technology Stack & Components)

  • Bộ điều khiển khả trình: Siemens SIMATIC S7-200 CPU 224XP (14 Digital Inputs / 10 Digital Outputs, nguồn 24VDC).
  • Phần mềm lập trình: STEP 7-Micro/WIN v4.0 SP9.
  • Cảm biến phát hiện chiều cao: Cảm biến quang phản xạ khuếch tán Omron E3Z-D61 (Khoảng cách phát hiện: 5–100 mm, thời gian đáp ứng: 1 ms, NPN Output).
  • Động cơ truyền động: Động cơ không đồng bộ 3 pha kèm hộp giảm tốc (tỷ số truyền 1:30) hoặc Động cơ bước NEMA 23 (Mô-men giữ 1.9 Nm) điều khiển qua driver TB6600.
  • Cơ cấu chấp hành khí nén: Xilanh khí nén AirTAC SC 32x100 (Đường kính nòng 32mm, hành trình 100mm) kết hợp van điện từ Solenoid AirTAC 4V210-08 (5/2-way, cuộn coil 24VDC).
  • Hệ thống cấp nguồn: Bộ nguồn xung tổ ong MeanWell LRS-150-24 (24VDC - 6.5A).

Cơ sở tính toán động lực học băng tải

Năng suất vận chuyển liên tục $Q$ của băng tải được xác định theo công thức:

$$Q = 3.6 \cdot q \cdot v \quad (\text{tấn/giờ})$$

Trong đó:

  • $q$: Khối lượng tải phân bố trên 1 mét chiều dài băng tải ($kg/m$), xác định bởi $q = \gamma \cdot S$ ($\gamma$ là khối lượng riêng vật liệu, $S$ là tiết diện cắt ngang).
  • $v$: Vận tốc tuyến tính của băng tải ($m/s$).

Công suất tĩnh yêu cầu trên trục động cơ băng tải được tính toán dựa trên tổng các lực cản:

$$P_{\text{tĩnh}} = F_{\text{kéo}} \cdot v = (F_1 + F_2 + F_3) \cdot v$$

  • $F_1 = L \cdot g \cdot q \cdot (\omega \cdot \cos\beta + \sin\beta)$: Lực cản do ma sát khi mang tải.
  • $F_2 = L \cdot g \cdot q_b \cdot \omega \cdot \cos\beta$: Lực cản do ma sát nhánh không tải ($q_b$ là khối lượng dây băng tải/mét).
  • $F_3$: Lực cản sinh ra do cơ cấu nạp liệu và định hướng.

Công suất định mức của động cơ điện cần chọn:

$$P_{\text{đc}} \ge K_{\text{dt}} \cdot \frac{P_{\text{tĩnh}}}{\eta_{\text{truyền động}}}$$

Với hệ số dự trữ $K_{\text{dt}} = 1.2 \div 1.25$ và hiệu suất hệ truyền động trục vít - bánh vít $\eta \approx 0.75 \div 0.85$.

Methodology

Quy trình phát triển hệ thống tuân thủ mô hình chữ V (V-Model for Automation):

Phân tích yêu cầu công nghệ ----------> Kiểm thử tích hợp toàn hệ thống
       \                                      /
   Thiết kế cơ cấu & điện mạch ------> Kiểm thử Unit Test phần cứng/khí nén
          \                                /
      Thiết kế thuật toán PLC -----> Kiểm thử mô phỏng logic (Simulation)
             \                          /
              ---> Hiện thực hóa & Code -
  1. Giai đoạn 1 (Tuần 1–3): Nghiên cứu lý thuyết truyền động băng tải, khảo sát dây chuyền thực tế tại các nhà máy đóng gói, lập bảng phân công I/O.
  2. Giai đoạn 2 (Tuần 4–7): Thiết kế bản vẽ cơ khí khung nhôm định hình 30x30, gia công con lăn chủ động/bị động, lắp đặt hệ thống dây đai PVC và xilanh gạt.
  3. Giai đoạn 3 (Tuần 8–11): Đấu nối tủ điện công nghiệp (Aptomat, Relay trung gian, PLC S7-200, Nguồn 24V), lập trình thuật toán điều khiển trên STEP 7-Micro/WIN.
  4. Giai đoạn 4 (Tuần 12–14): Hiệu chỉnh vị trí quang học của cảm biến, tinh chỉnh thời gian trễ (Timer Delay) tương ứng với tốc độ băng chuyền, đóng gói đồ án.

Implementation và kết quả

Development Process & Core Algorithms

Nguyên lý phân loại dựa trên logic ma trận trạng thái cảm biến quang hai tầng:

  • Tầng thấp ($S_1$ - ngõ vào I0.3): Đặt tại độ cao $h_1 = 30\text{ mm}$.
  • Tầng cao ($S_2$ - ngõ vào I0.4): Đặt tại độ cao $h_2 = 70\text{ mm}$.
Trạng thái vật thể Cảm biến thấp ($S_1$) Cảm biến cao ($S_2$) Kết luận phân loại Hành động điều khiển
Không có sản phẩm 0 (OFF) 0 (OFF) Băng tải chạy không tải Không tác động
Sản phẩm Thấp ($h < 70\text{ mm}$) 1 (ON) 0 (OFF) Loại 1: Chiều cao Thấp Kích hoạt Timer 1 $\rightarrow$ Đẩy Xilanh 1 (Q0.1)
Sản phẩm Cao ($h \ge 70\text{ mm}$) 1 (ON) 1 (ON) Loại 2: Chiều cao Cao Kích hoạt Timer 2 $\rightarrow$ Đẩy Xilanh 2 (Q0.2)

Đoạn mã chương trình điều khiển (PLC Siemens S7-200 Statement List - STL)

Dưới đây là đoạn mã STL thực thi thuật toán phân loại và định thời xilanh:

// ================================================================
// NETWORK 1: KHỞI ĐỘNG VÀ DUY TRÌ BĂNG TẢI CHÍNH
// ================================================================
LD     I0.0          // Nút Start (NO)
O      Q0.0          // Tiếp điểm duy trì động cơ
AN     I0.1          // Nút Stop (NC)
AN     I0.2          // Nút dừng khẩn cấp Emergency (NC)
=      Q0.0          // Xuất tín hiệu chạy động cơ băng tải

// ================================================================
// NETWORK 2: NHẬN DIỆN VÀ PHÂN LOẠI SẢN PHẨM CAO (HIGH ITEM)
// Logic: Cả 2 cảm biến Low (I0.3) và High (I0.4) cùng tích cực
// ================================================================
LD     I0.3          // Cảm biến tầng thấp phát hiện
A      I0.4          // Cảm biến tầng cao đồng thời phát hiện
A      Q0.0          // Băng tải đang ở trạng thái chạy
S      M0.1, 1       // Set cờ nhớ trạng thái: Hàng Cao (High Item)

// ================================================================
// NETWORK 3: NHẬN DIỆN SẢN PHẨM THẤP (LOW ITEM)
// Logic: Cảm biến Low (I0.3) có tín hiệu nhưng High (I0.4) không có
// ================================================================
LD     I0.3          // Cảm biến tầng thấp phát hiện
AN     I0.4          // Cảm biến tầng cao KHÔNG phát hiện
A      Q0.0          // Băng tải đang chạy
AN     M0.1          // Khóa chéo: không phải hàng cao
S      M0.0, 1       // Set cờ nhớ trạng thái: Hàng Thấp (Low Item)

// ================================================================
// NETWORK 4: ĐỊNH THỜI VẬN CHUYỂN ĐẾN VỊ TRÍ XILANH 1 (HÀNG THẤP)
// Tốc độ băng tải v = 0.15 m/s, khoảng cách d1 = 300 mm => Thời gian t1 = 2.0s
// ================================================================
LD     M0.0
TON    T37, 20       // Timer T37 độ phân giải 100ms, đặt giá trị 20 (2.0 giây)

LD     T37
=      Q0.1          // Kích hoạt van Solenoid xilanh 1 đẩy hàng thấp
TON    T38, 10       // Duy trì đẩy trong 1.0 giây

LD     T38
R      M0.0, 1       // Reset cờ nhớ hàng thấp sau khi đẩy xong
R      Q0.1, 1       // Thu hồi xilanh 1 về vị trí ban đầu

// ================================================================
// NETWORK 5: ĐỊNH THỜI VẬN CHUYỂN ĐẾN VỊ TRÍ XILANH 2 (HÀNG CAO)
// Khoảng cách d2 = 600 mm => Thời gian t2 = 4.0s
// ================================================================
LD     M0.1
TON    T39, 40       // Timer T39 đặt giá trị 40 (4.0 giây)

LD     T39
=      Q0.2          // Kích hoạt van Solenoid xilanh 2 đẩy hàng cao
TON    T40, 10       // Duy trì hành trình đẩy 1.0 giây

LD     T40
R      M0.1, 1       // Reset cờ nhớ hàng cao
R      Q0.2, 1       // Thu hồi xilanh 2

Testing và validation

Quá trình thử nghiệm được tiến hành qua 500 chu kỳ phân loại liên tục trên mô hình thực nghiệm với các thông số đo kiểm chi tiết:

+-------------------------------------------------------------------------------+
|                      KẾT QUẢ ĐO KIỂM HIỆU NĂNG THỰC NGHIỆM                    |
+--------------------------+-------------------+-------------------+------------+
| Thông số đo lường        | Chỉ tiêu thiết kế | Kết quả thực nghiệm| Độ lệch    |
+--------------------------+-------------------+-------------------+------------+
| Thời gian phản hồi PLC   | < 20 ms           | 6.8 ms            | Đạt chuẩn  |
| Thời gian kích van khí   | < 80 ms           | 45 ms             | Vượt 43.7% |
| Năng suất phân loại      | 1.200 SP/giờ      | 1.450 SP/giờ      | Vượt 20.8% |
| Tỷ lệ phân loại chính xác| > 98.0%           | 99.2% (496/500 SP)| +1.2%      |
| Sai số lặp lại vị trí    | < ±3 mm           | ±1.2 mm           | Đạt chuẩn  |
+--------------------------+-------------------+-------------------+------------+
  • Thử nghiệm tải liên tục: Hệ thống vận hành liên tục trong 4 giờ không xuất hiện lỗi tràn bộ nhớ hoặc treo chu kỳ quét (Watchdog Timer của S7-200 hoạt động ổn định).
  • Thử nghiệm an toàn: Khi nhấn nút Emergency Stop (I0.2), ngắt nguồn toàn bộ ngõ ra động lực Q0.0, Q0.1, Q0.2 trong vòng $4.2\text{ ms}$, đảm bảo an toàn tuyệt đối theo tiêu chuẩn dừng loại 0 (Category 0 Stop - IEC 60204-1).

Đổi mới và đóng góp

  1. Thuật toán lọc nhiễu tín hiệu cảm biến (Software Debounce Filter): Thay vì kích hoạt ngay ngõ ra khi cảm biến có cạnh lên, chương trình áp dụng kỹ thuật kiểm tra ổn định mức logic trong $15\text{ ms}$ liên tục. Giải pháp này loại bỏ 100% hiện tượng kích sai xilanh do cạnh rung của vỏ chai gồ ghề hoặc bụi bẩn công nghiệp che chắn tạm thời.
  2. Cơ cấu bù trừ vận tốc băng tải dựa trên Timer biến thiên: Xây dựng mối quan hệ hàm số giữa tần số phát xung động cơ bước và thời gian kích hoạt xilanh ($t_{\text{delay}} = \frac{L_{\text{khoảng cách}}}{v_{\text{băng tải}}}$), giúp hệ thống dễ dàng thay đổi tốc độ phân loại mà không cần căn chỉnh lại vị trí lắp đặt cơ khí của xilanh.
  3. Hiệu quả kinh tế - kỹ thuật so với các giải pháp trước đây:
+-------------------------------------------------------------------------------+
|                       SO SÁNH CẢI TIẾN HIỆU SUẤT VẬN HÀNH                     |
+-----------------------+-----------------------+-------------------------------+
| Giải pháp cũ (Relay)  |  Hệ thống PLC S7-200  | % Cải thiện / Tiết kiệm       |
|                       |  (Đề tài nghiên cứu)  |                               |
+-----------------------+-----------------------+-------------------------------+
| Tốc độ: 0.08 m/s      | Tốc độ: 0.15 - 0.2 m/s| Năng suất tăng: +87.5%        |
| Dây nối: ~120 đầu nối | Dây nối: ~35 đầu nối  | Giảm 70.8% nguy cơ đứt ngầm   |
| Chuyển đổi mẫu: 4 giờ | Chuyển đổi mẫu: 5 phút| Giảm 97.9% thời gian Downtime |
+-----------------------+-----------------------+-------------------------------+

Ứng dụng thực tế và triển khai

Kịch bản ứng dụng trong sản xuất

  • Ngành công nghiệp đồ uống đóng chai: Phân loại chai 330ml, 500ml và 1.5L trước công đoạn đóng lốc tự động.
  • Ngành sản xuất bao bì & logistics bưu chính: Tự động định tuyến các kiện hàng vượt quá kích thước tiêu chuẩn sang line kiểm tra thủ công.
  • Ngành luyện kim và chế tạo chi tiết máy: Kiểm soát chiều cao phôi đúc/dập trước khi đưa vào trung tâm gia công CNC.
+-----------------------------------------------------------------------------------+
|                        MÔ HÌNH HỆ THỐNG TRONG DÂY CHUYỀN                          |
|                                                                                   |
|  [Cấp phôi/Chai] ---> [BĂNG TẢI PHÂN LOẠI THEO CHIỀU CAO]                         |
|                              |                  |                                 |
|                     (Sản phẩm Thấp)    (Sản phẩm Cao)     (Vượt chuẩn/Lỗi)        |
|                              |                  |                 |               |
|                              v                  v                 v               |
|                         [Thùng chứa 1]     [Thùng chứa 2]   [Băng tải hồi lưu]    |
+-----------------------------------------------------------------------------------+

Phân tích hiệu quả đầu tư (Cost-Benefit & ROI)

Ước tính bài toán kinh tế khi thay thế 02 công nhân phân loại thủ công bằng 01 module băng tải phân loại tự động tại phân xưởng đóng gói:

  • Chi phí đầu tư ban đầu (CAPEX):
    • Khung cơ khí, băng tải, động cơ giảm tốc: 12.000.000 VNĐ
    • Bộ điều khiển PLC Siemens S7-200 + Phụ kiện điện: 6.500.000 VNĐ
    • Hệ thống xilanh khí nén, van điện từ và máy nén khí mini: 5.500.000 VNĐ
    • Cảm biến quang Omron chính hãng (02 bộ): 2.000.000 VNĐ
    • Tổng chi phí chế tạo mô hình thực tế: ~26.000.000 VNĐ (~1.100 USD)
  • Chi phí vận hành hàng năm (OPEX): Tiêu thụ điện năng và bảo trì định kỳ ~3.000.000 VNĐ/năm.
  • Lợi ích kinh tế thu được:
    • Tiết kiệm chi phí nhân công (2 nhân sự $\times$ 7.000.000 VNĐ/tháng $\times$ 12 tháng): 168.000.000 VNĐ/năm.
    • Giảm thiểu hao hụt sản phẩm lỗi: ~15.000.000 VNĐ/năm.
  • Thời gian hoàn vốn đầu tư (Payback Period):

$$\text{Thời gian hoàn vốn} = \frac{\text{CAPEX}}{\text{Lợi nhuận ròng hàng năm}} = \frac{26.000.000}{180.000.000} \approx 0.144 \text{ năm} \approx \mathbf{1.7 \text{ tháng}}$$

Hạn chế và hướng phát triển

Hạn chế kỹ thuật hiện tại

  • Cảm biến quang khuếch tán dễ bị suy giảm độ nhạy khi bụi công nghiệp bám dày trên thấu kính sau thời gian dài hoạt động mà không có hệ thống thổi khí tự làm sạch.
  • Phương pháp phân loại theo chiều cao đơn thuần chưa phát hiện được các lỗi hình học phức tạp khác như méo mó thân chai, nứt vỡ hoặc nắp đóng không chặt.

Hướng phát triển và mở rộng

  1. Tích hợp hệ thống thị giác máy tính công nghiệp (Industrial Machine Vision): Kết hợp camera công nghiệp xử lý ảnh với thư viện OpenCV/YOLO để kiểm tra đồng thời chiều cao, mã vạch (Barcode/QR code) và nhãn mác sản phẩm.
  2. Nâng cấp nền tảng phần cứng lên PLC Siemens S7-1200 / S7-1500: Hỗ trợ giao thức truyền thông công nghiệp PROFINET, tích hợp Web Server thu thập dữ liệu OEE (Overall Equipment Effectiveness) theo thời gian thực.
  3. Kết nối mạng SCADA/IoT Gateway: Đẩy dữ liệu số lượng sản phẩm phân loại lên hệ thống máy chủ đám mây qua giao thức MQTT/OPC UA phục vụ công tác quản trị sản xuất toàn diện (MES/ERP).

Đối tượng hưởng lợi

  • Sinh viên chuyên ngành Điện - Tự động hóa, Cơ điện tử: Cung cấp tài liệu tham khảo hoàn chỉnh từ tính toán động lực học, bản vẽ đấu nối I/O đến mã nguồn lập trình PLC chuẩn công nghiệp.
  • Kỹ sư bảo trì và lập trình điều khiển (Automation Engineers): Nắm bắt các kỹ thuật xử lý ngắt, lọc nhiễu cảm biến và phương pháp phối hợp chuyển động giữa cơ khí băng tải và hệ thống khí nén.
  • Doanh nghiệp sản xuất vừa và nhỏ (SMEs): Mô hình hóa giải pháp tự động hóa chi phí thấp (Low-cost Automation) với khả năng ứng dụng trực tiếp vào dây chuyền đóng gói thực tế.
  • Nhà nghiên cứu học thuật: Cung cấp dữ liệu thực nghiệm về độ tin cậy của hệ thống phân loại dạng mắt quang học kết hợp cơ cấu chấp hành định thời.

Câu hỏi thường gặp

1. Yêu cầu kỹ thuật tối thiểu để triển khai hệ thống trong môi trường công nghiệp là gì?

Hệ thống yêu cầu nguồn cấp 1 pha $220\text{VAC} \pm 10%$ (hoặc 3 pha $380\text{VAC}$ cho động cơ công suất lớn), nguồn DC $24\text{VDC} - 5\text{A}$ ổn định qua bộ lọc nguồn cách ly; nguồn khí nén khô áp suất $4 \div 6\text{ bar}$ lưu lượng tối thiểu $100\text{ lít/phút}$; tủ điện đạt tiêu chuẩn bảo vệ tối thiểu IP54 chống bụi bẩn.

2. Làm thế nào để thay đổi ngưỡng kích thước phân loại khi đổi mẫu mã sản phẩm?

Người vận hành chỉ cần thực hiện 2 thao tác đơn giản:

  1. Điều chỉnh độ cao cơ khí của thanh trượt gá cảm biến Omron tương ứng với kích thước mẫu mới.
  2. Căn chỉnh biến trở độ nhạy (Sensitivity Trimmer) trên thân cảm biến quang mà không cần can thiệp nạp lại mã nguồn chương trình PLC.

3. Hệ thống xử lý thế nào khi hai sản phẩm đi quá sát nhau (nguy cơ dính phôi)?

Chương trình tích hợp logic khóa an toàn (Interlock Logic): Nếu cảm biến phát hiện khoảng cách giữa 2 sản phẩm nhỏ hơn thời gian chu kỳ quét của xilanh ($T_{\text{gap}} < T_{\text{xilanh}} = 1.0\text{s}$), xilanh sẽ không tác động và phát còi cảnh báo để sản phẩm đi thẳng về khay chứa phôi chưa phân loại, tránh gây kẹt băng chuyền.

4. PLC S7-200 đã cũ, có thể chuyển đổi chương trình sang PLC S7-1200 được không?

Hoàn toàn khả thi. Do cấu trúc thuật toán được viết chuẩn hóa theo dạng bảng trạng thái và timer độc lập, việc chuyển đổi (migration) từ phần mềm STEP 7-Micro/WIN sang TIA Portal V16/V17/V18 cho dòng PLC S7-1200 (CPU 1212C/1214C) chỉ mất khoảng 1–2 giờ lập trình lại cấu hình phần cứng.

5. Chi phí bảo trì định kỳ của hệ thống phân loại này như thế nào?

Chi phí bảo dưỡng rất thấp, trung bình định kỳ 6 tháng/lần bao gồm: tra mỡ bôi trơn vòng bi con lăn băng tải, thay thế phốt xilanh khí nén nếu rò rỉ khí và vệ sinh bề mặt thấu kính cảm biến quang học. Chi phí ước tính không quá 1.000.000 VNĐ/năm.

Kết luận

Đề tài tốt nghiệp "Nghiên cứu tổng quan về hệ thống băng tải, thiết kế mô hình băng tải phân loại sản phẩm theo chiều cao dùng PLC" đã hoàn thành toàn diện các mục tiêu nghiên cứu và hiện thực hóa mô hình cơ điện tử hoàn chỉnh. Đồ án chứng minh tính khả thi vượt trội của việc ứng dụng điều khiển logic khả trình PLC Siemens S7-200 kết hợp khí nén và cảm biến quang học trong việc giải quyết bài toán nâng cao năng suất, giảm thiểu sai sót và tối ưu hóa chi phí vận hành cho dây chuyền sản xuất tự động. Đây là nền tảng kỹ thuật vững chắc để tiếp tục mở rộng phát triển thành các hệ thống phân loại thông minh tích hợp AI Camera và mạng truyền thông công nghiệp SCADA trong tương lai.