Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa ngày càng phát triển, các doanh nghiệp và nhà máy sản xuất liên tục tìm kiếm các giải pháp tối ưu hóa dây chuyền để nâng cao năng suất và chất lượng sản phẩm. Hệ thống kho bãi giữ vị trí trung tâm trong chuỗi cung ứng và quản lý hậu cần (logistics). Sự chậm trễ hoặc sai sót trong khâu vận hành kho có thể tác động trực tiếp đến toàn bộ dòng lưu chuyển hàng hóa, tiến độ thanh toán, dòng tiền và mức độ hài lòng của khách hàng.

Mô hình kho bãi truyền thống tồn tại nhiều hạn chế thực tiễn:

  • Phụ thuộc chủ yếu vào sức lao động thủ công và xe nâng có người lái, dẫn đến chi phí nhân công cao và rủi ro mất an toàn lao động.
  • Hiệu suất sử dụng diện tích và không gian lưu trữ chưa tối ưu.
  • Khó khăn trong việc phân loại các nhóm hàng hóa khác nhau (hàng thường bị xếp chung hoặc chất chồng lên nhau gây khó bảo quản).
  • Tỷ lệ sai sót trong quản lý, kiểm soát số lượng hàng hóa nhập - xuất - tồn còn ở mức cao. Theo thống kê trích dẫn trong văn bản, thao tác nhập dữ liệu thủ công của con người thường phát sinh ít nhất 1 lỗi trên 200 lần nhập, trong khi việc ứng dụng mã vạch có thể giảm tỷ lệ lỗi xuống còn 1 phần 6 triệu.

Để giải quyết các vấn đề trên, tác giả Trương Quốc Việt (sinh viên Khóa 13 ngành Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, Trường Đại học Phenikaa) đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài "Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng và phát triển hệ thống lưu kho tự động" dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Văn Thiêm.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan về cấu trúc, nguyên lý vận hành của kho hàng tự động và công nghệ nhận dạng mã vạch (Barcode).
  2. Tính toán, thiết kế kết cấu cơ khí cho kho hàng 2 tầng (6 vị trí chứa) và cơ cấu cánh tay robot vận chuyển 3 bậc tự do ($Oxyz$).
  3. Thiết kế bản vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện, tính toán lựa chọn thiết bị phần cứng (bộ điều khiển PLC, động cơ bước, driver, cảm biến, máy quét mã vạch, bộ nguồn).
  4. Xây dựng thuật toán điều khiển, lập trình điều khiển chuyển động (Motion Control) trên phần mềm TIA Portal V16 và thiết kế giao diện giám sát HMI trên nền tảng WinCC.
  5. Thi công, lắp ráp hoàn thiện mô hình phần cứng, đấu nối tủ điện và tiến hành chạy thử nghiệm hai chế độ vận hành: Tự động (Auto) và Bằng tay (Manual).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống lưu kho tự động mô hình tích hợp cánh tay robot 3 trục tịnh tiến và đầu đọc mã vạch.
  • Phạm vi không gian và thời gian: Đề tài được nghiên cứu, thiết kế và chế tạo thực nghiệm tại Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Phenikaa, Hà Nội trong giai đoạn từ tháng 10/2023 đến tháng 03/2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và công nghệ nền tảng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên các khối lý thuyết kỹ thuật điều khiển và tự động hóa:

  • Lý thuyết cấu trúc kho tự động: Phân tích ba phân hệ cốt lõi gồm hệ thống vận chuyển (băng tải, cơ cấu nâng hạ, robot), hệ thống xuất nhập (nhận dạng qua Barcode) và hệ thống lưu trữ (nguyên lý quản lý hàng hóa nhập trước xuất trước - FIFO, nhập sau xuất trước - LIFO, và kệ trôi Pallet Flow).
  • Công nghệ nhận dạng mã vạch: Sử dụng nguyên lý quét quang học chùm laser công suất thấp phản xạ lên giàn cảm biến để giải mã chuỗi ký tự định danh ô kho lưu trữ cho từng kiện hàng.
  • Lý thuyết điều khiển chuyển động (Motion Control): Ứng dụng tập lệnh điều khiển vị trí theo chuẩn PLCopen thông qua đối tượng công nghệ (Technology Object - TO) của Siemens, phát chuỗi xung tốc độ cao PTO (Pulse Train Output) và điều chế độ rộng xung PWM để định vị chính xác tọa độ các trục.
  • Nguyên lý truyền động cơ điện tử: Lý thuyết biến đổi điện - cơ của động cơ bước 2 pha, phương pháp vi bước qua driver TB6600; cơ cấu truyền động đai răng cho chuyển động ngang/dọc và cơ cấu vít me - đai ốc bi cho chuyển động nâng hạ phương thẳng đứng.

Phương pháp nghiên cứu

  • Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết: Thu thập, đối chiếu tài liệu kỹ thuật về các chuẩn truyền động cơ khí, phần cứng PLC Siemens S7-1200 và giao thức kết nối thiết bị ngoại vi.
  • Phương pháp thiết kế kỹ thuật trên máy tính:
    • Ứng dụng phần mềm AutoCAD để thiết kế mô phỏng hình học 2D/3D chi tiết khung kho và cánh tay robot.
    • Ứng dụng phần mềm Eplan Electric P8 để thiết kế bản vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện, sơ đồ đấu nối tín hiệu ngõ vào (Input) và ngõ ra (Output).
  • Phương pháp thực nghiệm và tích hợp hệ thống: Gia công khung nhôm định hình, lắp ráp cơ khí, đấu nối tủ điện thực tế, lập trình thuật toán điều khiển trên TIA Portal V16, thiết kế giao diện vận hành WinCC và chạy thử nghiệm hiệu chỉnh sai số vị trí.

Nguồn dữ liệu

  • Tài liệu thông số kỹ thuật (datasheet) của bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC, Driver điều khiển động cơ bước TB6600, Động cơ bước Size 42-1.8 step và Đầu đọc mã in Barcode YHD-1100C.
  • Các tiêu chuẩn cơ khí về profin nhôm định hình, thanh trượt dẫn hướng và bộ truyền đai răng, vít me bi công nghiệp.

Thiết kế và triển khai

Kiến trúc tổng thể và sơ đồ khối hệ thống

Hệ thống lưu kho tự động được cấu thành từ 5 khối chức năng chính:

Tên khối chức năng Thành phần phần cứng / Chức năng nhiệm vụ
Khối nguồn Cung cấp các mức điện áp: 220V AC (cấp cho PC, PLC); 24V DC qua nguồn tổ ong (cấp cảm biến, ngõ vào PLC, đèn báo); 5V DC (cấp tín hiệu xung cho driver TB6600).
Khối điều khiển trung tâm Bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC tiếp nhận tín hiệu, xử lý thuật toán và phát xung điều khiển.
Khối tín hiệu đầu vào Máy quét mã vạch Barcode YHD-1100C, công tắc hành trình giới hạn trục, hệ thống nút bấm điều khiển (Start, Stop LA38-11).
Khối cơ cấu chấp hành 03 cụm động cơ bước Size 42 kết hợp driver TB6600 điều khiển 3 trục $X, Y, Z$, hệ thống đèn báo trạng thái.
Khối giám sát (HMI) Máy tính cài đặt WinCC hiển thị trạng thái hoạt động, tọa độ vị trí các ô chứa và giao diện điều khiển thủ công/tự động.

Thiết kế cơ khí và thông số kết cấu

  • Vật liệu khung: Nhôm định hình kích thước $40 \times 40\text{ mm}$ (kết hợp phân tích thanh $20 \times 20\text{ mm}$) có độ cứng vững cao, hệ số an toàn lớn, chống rung lắc khi cơ cấu chuyển động.
  • Kích thước khung kho hàng: Chiều dài $640\text{ mm}$, Chiều rộng $460\text{ mm}$, Chiều cao $600\text{ mm}$.
  • Khoang hoạt động cánh tay robot: Chiều dài $355\text{ mm}$, Chiều rộng $200\text{ mm}$, Chiều cao $500\text{ mm}$. Khoảng cách từ mặt sàn đến vị trí ô chứa hàng tầng 1 là $315\text{ mm}$.
  • Cấu trúc lưu trữ: Gồm 6 ô chứa hàng bố trí thành 2 tầng (mỗi tầng 3 ô). Đế đỡ ô chứa làm bằng tấm nhựa mica kích thước $110 \times 100 \times 2\text{ mm}$ và $100 \times 70 \times 2\text{ mm}$.
  • Cơ cấu truyền động:
    • Trục X (chạy dọc theo kệ kho) và Trục Y (đưa hàng ra vào kệ): Sử dụng bộ truyền đai răng đồng bộ kết hợp thanh ty trượt tròn, khớp nối cứng và ray trượt dẫn hướng tịnh tiến.
    • Trục Z (nâng hạ hàng theo phương đứng): Sử dụng cơ cấu trục vít me - đai ốc bi cho hiệu suất truyền động đạt $90 - 95%$, khử khe hở hướng trục và đảm bảo độ chính xác vị trí cao.
  • Phôi hàng hóa thử nghiệm: Tấm nhựa mica kết hợp miếng xốp dán nhãn mã vạch barcode, kích thước $12 \times 10 \times 2\text{ cm}$ (đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế ban đầu $5 \times 5 \times 4\text{ cm}$, khối lượng $100\text{ g}$).

Lựa chọn thiết bị điện và điều khiển

Thiết bị Thông số kỹ thuật chính
PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC 8 ngõ vào số 24V DC, 6 ngõ ra số bán dẫn 24V DC, 2 ngõ vào tương tự 0-10V, 2 ngõ ra phát xung PTO/PWM tần số tối đa 100 kHz, 4 bộ đếm tốc độ cao HSC, cổng truyền thông Ethernet PROFINET.
Động cơ bước (Step Motor) Động cơ bước 2 pha Size 42 (42-1.8 step), 4 dây, góc bước $1.8^\circ$, dòng định mức 1.5A, chiều dài thân 48 mm, đường kính trục 5 mm, điện trở cuộn dây $2.4\ \Omega$, độ tự cảm 3.7 mH, khối lượng 255 g.
Driver TB6600 Điện áp hoạt động 9–42V DC, dòng tải cực đại 4A, tích hợp cách ly quang Opto tốc độ cao, hỗ trợ các chế độ vi bước: 1, 1/2, 1/8, 1/16, 1/32 bước. Chân điều khiển gồm xung (PUL) và hướng (DIR).
Máy quét Barcode Model YHD-1100C, đọc các định dạng mã vạch 1D dán trên sản phẩm để truyền dữ liệu về bộ xử lý.
Nút bấm / Phụ kiện Cặp nút bấm đề LA38-11 không đèn (Start, Stop), bộ nguồn tổ ong 24V DC công nghiệp.

Quy trình công nghệ và thuật toán điều khiển

Hệ thống vận hành theo 2 quy trình công nghệ độc lập:

  1. Quy trình nhập kho: Kiện hàng đặt tại vị trí Input $\rightarrow$ Máy quét Barcode quét mã vạch $\rightarrow$ PLC xác định ô kho còn trống/tương ứng $\rightarrow$ Cánh tay robot di chuyển trục Y lấy hàng $\rightarrow$ Nâng hàng trục Z $\rightarrow$ Di chuyển trục X dọc kệ và trục Z chọn tầng $\rightarrow$ Đưa hàng vào ô chứa trục Y $\rightarrow$ Hạ hàng đặt vào ô $\rightarrow$ Cánh tay lùi về vị trí chờ.
  2. Quy trình xuất kho: Nhận tín hiệu barcode xuất $\rightarrow$ Cánh tay di chuyển trục X và Z đến vị trí ô chứa cần lấy $\rightarrow$ Trục Y vươn vào dưới kiện hàng $\rightarrow$ Trục Z nâng hàng lên $\rightarrow$ Trục Y rút hàng ra ngoài ô chứa $\rightarrow$ Cánh tay di chuyển đến cổng Output $\rightarrow$ Đặt hàng xuống vị trí xuất $\rightarrow$ Rút tay về vị trí chờ lệnh tiếp theo.

Phần mềm điều khiển sử dụng các khối chức năng Motion Control chuẩn trong TIA Portal V16:

  • MC_Power: Kích hoạt/ngắt cấp nguồn điều khiển trục động cơ.
  • MC_Reset: Xóa các cảnh báo lỗi phát sinh trên Technology Object.
  • MC_Home: Đưa trục chuyển động về vị trí gốc tọa độ (Home position).
  • MC_MoveAbsolute: Điều khiển trục chạy đến vị trí tọa độ tuyệt đối xác định theo sơ đồ ô kho.
  • MC_MoveRelative: Điều khiển trục tịnh tiến một khoảng cách tương đối.
  • MC_MoveJog: Điều khiển chuyển động thủ công theo từng bước nhấp nhả phục vụ căn chỉnh vị trí.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về kho hàng tự động

Chương 1 trình bày cơ sở thực tiễn và vai trò của tự động hóa công nghiệp trong việc nâng cao năng suất (cho phép nhà máy vận hành liên tục 24/7/365, tăng sản lượng gấp 3 đến 5 lần so với thủ công), nâng cao chất lượng và giảm chi phí vận hành (thời gian hoàn vốn đầu tư từ 2–3 năm tương đương tỷ suất lợi nhuận 30%–50%). Tác giả nêu rõ các nhược điểm của nhà kho truyền thống và phân tích cấu trúc cơ bản của hệ thống lưu kho tự động gồm:

  • Phân hệ vận chuyển hàng hóa (băng tải dây đai, con lăn, robot di động).
  • Phân hệ nhập xuất hàng hóa bằng công nghệ mã vạch (Barcode), cơ chế quét laser quang học và ưu điểm quản lý tồn kho chính xác.
  • Phân hệ lưu trữ hàng hóa, so sánh hai nguyên lý quản lý kho hàng phổ biến: FIFO (First In - First Out) và LIFO (Last In - First Out) trên hệ thống giá kệ Pallet Flow.

Chương 2: Tính toán và thiết kế phần cứng

Chương 2 tập trung vào toàn bộ quy trình thiết kế cơ khí và thiết kế hệ thống điện của mô hình:

  • Xác định quy trình công nghệ nhập hàng và xuất hàng chi tiết qua các trục $X, Y, Z$.
  • Thiết lập sơ đồ khối hệ thống gồm 5 khối chức năng.
  • Lựa chọn vật liệu nhôm định hình kích cỡ $40 \times 40\text{ mm}$ cho khung chịu lực và tính toán không gian kho hàng 6 ô (dài 640 mm, rộng 460 mm, cao 600 mm).
  • Thiết kế phương án dẫn động điện cho cánh tay cơ khí 3 trục gắn liền khung để đảm bảo độ cứng vững và giảm thiểu sai lệch tọa độ; lựa chọn cơ cấu đai răng cho trục $X, Y$ và cơ cấu vít me - đai ốc bi cho trục $Z$.
  • Thiết kế phôi hàng hóa kích thước $12 \times 10 \times 2\text{ cm}$ và quy trình tạo mã Barcode trên phần mềm Microsoft Excel.
  • Tính toán và lựa chọn chi tiết các thiết bị phần cứng: Bộ điều khiển PLC S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC, Động cơ bước Size 42 (1.8 step/bước, 1.5A), Driver TB6600, Đầu đọc Barcode YHD-1100C, Nguồn tổ ong 24V.
  • Triển khai bản vẽ cơ khí trên phần mềm AutoCAD và bản vẽ đấu nối điện ngõ vào/ngõ ra (Input/Output) trên phần mềm Eplan Electric P8.

Chương 3: Lập trình phần mềm điều khiển và giám sát

Chương 3 trình bày việc xây dựng phần mềm điều khiển và giao diện vận hành:

  • Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển chi tiết cho toàn bộ chu trình hoạt động của hệ thống.
  • Cấu hình chương trình chính trong khối tổ chức Main [OB1] trên phần mềm TIA Portal V16.
  • Tạo lập và thiết lập các đối tượng công nghệ (Technology Object), cấu hình ngõ ra phát xung tốc độ cao PTO để điều khiển vị trí động cơ bước.
  • Lập trình điều khiển chuyển động bằng các khối hàm chuẩn: MC_Power, MC_Reset, MC_Home, MC_MoveAbsolute, MC_MoveRelative, MC_MoveJog kết hợp khối dữ liệu lưu trữ mã vạch Data_block.
  • Thiết kế giao diện điều khiển và giám sát trực quan trên nền tảng WinCC (HMI): gán tag PLC (Input tags, Output tags), tạo thuộc tính đồ họa chuyển động (Animations) và bố trí các nút chức năng cho hai chế độ vận hành Auto và Manual.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  1. Hoàn thiện mô hình cơ khí: Chế tạo thành công mô hình khung kho hàng 2 tầng, 6 ô lưu trữ bằng nhôm định hình $40 \times 40\text{ mm}$ vững chắc với kích thước tổng thể $640 \times 460 \times 600\text{ mm}$, tích hợp cánh tay robot tịnh tiến 3 trục $X, Y, Z$.
  2. Thi công hệ thống điện - điều khiển: Đấu nối hoàn chỉnh tủ điện điều khiển sử dụng PLC Siemens S7-1200 CPU 1212C DC/DC/DC, 3 bộ driver TB6600 điều khiển 3 động cơ bước Size 42, nguồn tổ ong 24V DC và nút nhấn công nghiệp LA38-11.
  3. Lập trình và vận hành 2 chế độ:
    • Chế độ Manual (Bằng tay): Cho phép người vận hành thao tác chọn từng vị trí ô kho cụ thể trên màn hình HMI WinCC để điều khiển cánh tay robot đưa hàng vào hoặc lấy hàng ra khỏi kho.
    • Chế độ Auto (Tự động): Khi đưa phôi có dán mã vạch vào cổng input, đầu đọc Barcode YHD-1100C tự động quét mã, truyền dữ liệu để PLC điều khiển cánh tay robot cất hàng vào đúng ô quy định. Khi quét mã yêu cầu xuất hàng, hệ thống tự động tìm và gắp đúng kiện hàng ra cổng output.

Đóng góp của đề tài

  • Xây dựng thành công một mô hình thực nghiệm hoàn chỉnh kết hợp liên ngành giữa cơ khí chính xác, điện tử công nghiệp, lập trình điều khiển chuyển động PLC và giao diện giám sát SCADA/HMI.
  • Đưa ra giải pháp ứng dụng công nghệ quét mã vạch chi phí thấp nhưng có độ chính xác cao vào bài toán quản lý nhập xuất kho hàng tự động, loại bỏ các sai sót do thao tác thủ công.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài

  • Quy mô mô hình mang tính chất thử nghiệm trong phòng thí nghiệm với 6 vị trí lưu trữ (2 tầng), tải trọng hàng hóa còn nhỏ (phôi mô hình $100\text{ g}$, kích thước $12 \times 10 \times 2\text{ cm}$).
  • Hệ thống sử dụng động cơ bước vòng hở kết hợp driver TB6600, chưa tích hợp bộ mã hóa phản hồi vị trí (Encoder) để tạo thành hệ điều khiển vòng kín hoàn chỉnh nhằm triệt tiêu hoàn toàn hiện tượng trượt bước khi mang tải nặng.
  • Tiến độ thực tế của đồ án có một số giai đoạn bị chậm so với dự kiến (vẽ mô phỏng cơ khí, thiết kế Eplan, mua thiết bị, gia công cơ khí, lập trình PLC) do thời gian làm quen phần mềm thiết kế và điều chỉnh lịch bảo vệ của Khoa.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng quy mô khung kệ kho chứa hàng (tăng số tầng, số dãy và số lượng ô chứa hàng).
  • Nâng cấp cơ cấu truyền động sử dụng động cơ Servo hoặc động cơ bước có phản hồi Encoder vòng kín để nâng cao tốc độ di chuyển và độ chính xác lặp lại.
  • Tích hợp thêm hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu kho hàng (Database) kết nối máy chủ qua mạng Industrial Ethernet/IoT để giám sát tồn kho theo thời gian thực và quản lý xuất nhập theo các thuật toán tối ưu vị trí nâng cao.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho:

  • Sinh viên và học viên chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển và tự động hóa, Cơ điện tử, Kỹ thuật điện - điện tử và Robot công nghiệp đang thực hiện đồ án môn học, đồ án tốt nghiệp hoặc các dự án nghiên cứu về hệ thống kho thông minh (Smart Warehouse/AS-RS).
  • Các nội dung có giá trị tham khảo nổi bật:
    • Quy trình tính toán kết cấu cơ khí 3 trục $Oxyz$ kết hợp giữa bộ truyền đai răng và cơ cấu vít me - đai ốc bi.
    • Sơ đồ nguyên lý mạch điện đấu nối tín hiệu Input/Output cho PLC Siemens S7-1200 và Driver TB6600.
    • Hướng dẫn chi tiết các bước cấu hình Technology Object và ứng dụng các khối hàm Motion Control (MC_Power, MC_Reset, MC_Home, MC_MoveAbsolute, MC_MoveRelative, MC_MoveJog) trong môi trường TIA Portal V16.
    • Kỹ thuật thiết kế giao diện vận hành và liên kết Tag trên WinCC.

Câu hỏi thường gặp

1. Mô hình kho hàng tự động trong đồ án có kết cấu cơ khí và kích thước như thế nào?
Khung kho được chế tạo từ nhôm định hình kích thước $40 \times 40\text{ mm}$ với kích thước tổng thể: Chiều dài $640\text{ mm}$, Chiều cao $600\text{ mm}$, Chiều rộng $460\text{ mm}$. Khoang hoạt động của cánh tay robot có kích thước $355 \times 200 \times 500\text{ mm}$, khoảng cách từ mặt sàn đến tầng 1 là $315\text{ mm}$. Kho gồm 6 ô chứa chia thành 2 tầng (mỗi tầng 3 ô), sử dụng các tấm đế mica kích thước $110 \times 100 \times 2\text{ mm}$ và $100 \times 70 \times 2\text{ mm}$.

2. Cánh tay robot sử dụng loại động cơ nào và truyền động trên các trục tọa độ ra sao?
Hệ thống sử dụng 3 động cơ bước 2 pha Size 42 (42-1.8 step, dòng 1.5A, góc bước $1.8^\circ$) điều khiển thông qua driver TB6600. Trục X (chạy dọc kệ) và trục Y (đưa hàng ra vào) sử dụng cơ cấu truyền động đai răng đồng bộ kết hợp thanh ty trượt tròn và ray dẫn hướng. Trục Z (nâng hạ hàng) sử dụng cơ cấu truyền động trục vít me - đai ốc bi để đảm bảo độ cứng vững và hiệu suất cao ($90 - 95%$).

3. Sự khác nhau giữa hai chế độ vận hành Auto và Manual của hệ thống là gì?
Ở chế độ Manual, người dùng tự chọn vị trí ô kho cần nhập hoặc xuất trực tiếp trên màn hình giám sát HMI WinCC để điều khiển cánh tay robot. Ở chế độ Auto, khi có hàng tại cổng input, máy quét Barcode YHD-1100C tự động quét mã định danh, PLC xử lý và điều khiển robot đưa hàng vào đúng vị trí; khi xuất hàng, người dùng chỉ cần quét mã barcode tương ứng thì robot sẽ tự động tìm đến ô chứa để lấy hàng ra vị trí output.

4. Những khối hàm Motion Control nào được sử dụng để lập trình điều khiển PLC Siemens S7-1200?
Phần mềm TIA Portal V16 cấu hình đối tượng công nghệ Technology Object và sử dụng các khối hàm điều khiển chuyển động theo chuẩn PLCopen gồm: MC_Power (cấp nguồn điều khiển trục), MC_Reset (xóa lỗi), MC_Home (thiết lập gốc tọa độ), MC_MoveAbsolute (chạy đến vị trí tuyệt đối của ô kho), MC_MoveRelative (chạy khoảng cách tương đối) và MC_MoveJog (điều khiển nhấp nhả thủ công).

5. Hàng hóa mô hình và mã vạch được thiết kế như thế nào trong nghiên cứu?
Phôi hàng hóa thử nghiệm được làm từ tấm nhựa mica gắn xốp có kích thước $12 \times 10 \times 2\text{ cm}$ (đáp ứng yêu cầu kỹ thuật $5 \times 5 \times 4\text{ cm}$, khối lượng $100\text{ g}$). Mã vạch 1D định danh cho từng ô hàng được tạo tự động trên phần mềm Microsoft Excel thông qua việc nhập mã lệnh rồi chuyển đổi định dạng phông chữ sang Barcode, sau đó in ra dán lên bề mặt phôi.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thiết kế, xây dựng và phát triển hệ thống lưu kho tự động" của sinh viên Trương Quốc Việt đã hoàn thành việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một mô hình kho tự động 2 tầng 6 ô chứa hàng tích hợp cánh tay robot 3 bậc tự do. Công trình ứng dụng hiệu quả bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200 kết hợp các tập lệnh điều khiển chuyển động Technology Object, động cơ bước vi bước và máy quét mã vạch Barcode để tự động hóa toàn diện chu trình nhập - xuất kho. Hệ thống vận hành ổn định trên cả hai chế độ tự động và bằng tay với giao diện giám sát WinCC trực quan, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật đặt ra và mang lại giá trị thực tiễn cao cho việc học tập, nghiên cứu trong lĩnh vực tự động hóa công nghiệp.