Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện đại như đóng gói thực phẩm, dược phẩm, chế biến nông sản và sản xuất đồ uống, khâu cân định lượng đóng vai trò then chốt nhằm đảm bảo tỷ lệ pha trộn nguyên liệu và kiểm soát khối lượng thành phẩm xuất xưởng. Việc kiểm tra khối lượng sản phẩm theo phương pháp thủ công truyền thống (đưa từng sản phẩm lên bàn cân tĩnh) bộc lộ nhiều hạn chế: tiêu tốn thời gian và nhân lực, không lưu trữ được dữ liệu trực tuyến, phụ thuộc vào thao tác chủ quan của người vận hành và làm gián đoạn chu trình sản xuất liên tục. Ngược lại, các hệ thống cân kiểm tra tự động nhập khẩu nguyên chiếc thường có chi phí rất cao, quy trình bảo trì phức tạp và đòi hỏi chuyên môn kỹ thuật chuyên biệt.

Trước yêu cầu tối ưu hóa sản xuất, đề tài "Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát Check Weigher" do nhóm sinh viên Đặng Hoàng Anh Khoa và Trần Minh Kiệt thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Nguyễn Trần Minh Nguyệt (Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, 2020) tập trung nghiên cứu giải pháp tự động hóa quá trình cân động và phân loại sản phẩm trên băng tải.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài bao gồm:

  1. Thi công hệ thống điều khiển và giám sát hệ thống cân định lượng tự động sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC thay thế cho phương pháp thủ công.
  2. Tính toán và thực nghiệm phương pháp cân động liên tục trên băng chuyền nhằm thu thập giá trị khối lượng chính xác khi sản phẩm đang di chuyển.
  3. Tự động kiểm tra và phân loại sản phẩm đạt chuẩn hoặc không đạt chuẩn theo ngưỡng khối lượng cài đặt.
  4. Thu thập, điều khiển, giám sát và lưu trữ toàn bộ trạng thái vận hành, dữ liệu cân trên máy tính.
  5. Xây dựng hệ thống điều khiển và giám sát đa nền tảng thông qua màn hình HMI, giao diện Web Server tích hợp trên PLC và liên kết điều khiển giữa PLC Master với các trạm phụ.

Phạm vi và giới hạn đề tài:

  • Mô hình phần cứng có quy mô phòng thí nghiệm với diện tích khoảng $1\text{ m}^2$, bao gồm 3 băng tải nối tiếp nhau (băng tải cấp liệu, băng tải cân động và băng tải phân loại).
  • Phạm vi cân đo áp dụng cho các sản phẩm có khối lượng dưới $3\text{ kg}$.
  • Ứng dụng giải thuật điều khiển PID để ổn định tốc độ chuyển động của động cơ băng tải.
  • Hệ thống giám sát và điều khiển từ xa được thiết lập trong phạm vi mạng cục bộ (LAN) thông qua hạ tầng mạng không dây.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài kết hợp cơ sở lý thuyết về kỹ thuật đo lường cảm biến, truyền động điện, điều khiển tự động và mạng truyền thông công nghiệp.

1. Lý thuyết đo lường khối lượng và xử lý tín hiệu

  • Cảm biến khối lượng (Loadcell) và Strain Gauge: Hoạt động dựa trên nguyên lý biến dạng của dải kim loại gắn trên thân đàn hồi. Điện trở của dây kim loại thay đổi theo kích thước hình học: $$\varepsilon = \frac{\Delta L}{L}$$ $$GF = \frac{\Delta R / R}{\varepsilon}$$ $$R = \rho \frac{L}{S}$$ Trong đó $\varepsilon$ là độ biến dạng dài, $GF$ là hệ số biến dạng của vật liệu, $R$ là điện trở dải kim loại, $\rho$ là điện trở suất, $L$ là chiều dài và $S$ là tiết diện.
  • Bốn phần tử Strain Gauge được ghép nối theo cấu trúc mạch cầu Wheatstone cân bằng nhằm chuyển hóa sự thay đổi điện trở cực nhỏ thành tín hiệu điện áp vi sai ($U_B$) tỷ lệ với tải trọng tác động.
  • Khuếch đại tín hiệu Loadcell: Do tín hiệu ngõ ra từ cầu Wheatstone rất nhỏ (mức $\text{mV/V}$), mạch khuếch đại (sử dụng các tầng khuếch đại vi sai và khuếch đại đảo bằng Op-Amp) được sử dụng để chuyển đổi tín hiệu thành dải điện áp công nghiệp chuẩn ($0\text{--}10\text{ V}$ hoặc $4\text{--}20\text{ mA}$) trước khi đưa vào cổng Analog của PLC.

2. Lý thuyết truyền động và điều khiển tốc độ động cơ

  • Động cơ không đồng bộ ba pha: Tốc độ từ trường quay của Stator và tốc độ trượt Rotor tuân theo các biểu thức: $$n_1 = \frac{60f}{p}$$ $$n_2 = n_1 - n$$ $$s = \frac{n_1 - n}{n_1}$$ Trong đó $n_1$ là tốc độ từ trường quay ($\text{vòng/phút}$), $f$ là tần số nguồn cấp, $p$ là số đôi cực, $n$ là tốc độ quay của Rotor, $n_2$ là tốc độ trượt và $s$ là hệ số trượt.
  • Biến tần: Điều chỉnh tốc độ động cơ vô cấp bằng cách biến đổi tần số $f$ thông qua ba khối chức năng: khối chỉnh lưu cầu Diode biến đổi AC thành DC, khối lọc trung gian, và khối nghịch lưu IGBT sử dụng phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) kết hợp điện trở hãm để triệt tiêu năng lượng trả về khi giảm tốc.
  • Bộ điều khiển PID: Vận hành theo nguyên lý điều khiển hồi tiếp vòng kín dựa trên sai số giữa tốc độ thực tế (thu thập qua Encoder) và tốc độ đặt, xuất tín hiệu điều khiển tần số tới biến tần nhằm duy trì tốc độ băng tải ổn định.

3. Phương pháp nghiên cứu và nguồn dữ liệu

  • Phương pháp tính toán và thiết kế kỹ thuật: Tính chọn công suất động cơ, tỷ số truyền puly, lựa chọn cảm biến quang, bộ khuếch đại, biến tần và CPU PLC dựa trên bảng thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của nhà sản xuất.
  • Phương pháp thực nghiệm: Lắp ráp mô hình thực tế, hiệu chuẩn tín hiệu Analog của Loadcell, lập trình giải thuật điều khiển trên phần mềm của Mitsubishi, hiệu chỉnh các tham số PID ($K_P, T_I, K_D$) trên hệ thống thực nghiệm và đánh giá độ ổn định của dữ liệu cân.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế hoàn chỉnh từ cơ cấu cơ khí, tủ điện điều khiển, mạch kết nối truyền thông đến giao diện giám sát vận hành.

Bảng tổng hợp thiết bị phần cứng được lựa chọn

Khối chức năng Tên thiết bị / Mã hiệu Thông số kỹ thuật chính Vai trò trong hệ thống
Bộ điều khiển trung tâm PLC Mitsubishi FX5U-32MT/ES Ngõ vào/ra số, tích hợp sẵn Analog I/O, cổng Ethernet Điều khiển trung tâm, tính toán PID, xử lý tín hiệu cân, chạy Web Server
Cảm biến khối lượng Loadcell Zemic Tải trọng tối đa $10\text{ kg}$ Đo lực tác động của sản phẩm trên băng tải cân
Khuếch đại Loadcell Module KM02A Ngõ vào $\text{mV/V}$, ngõ ra $0\text{--}10\text{ V}$ / $4\text{--}20\text{ mA}$ Khuếch đại tín hiệu cầu điện trở đưa vào cổng Analog PLC
Biến tần Mitsubishi FR-A820-00046 Điều khiển vector, tích hợp truyền thông RS-485 Điều khiển tốc độ và đảo chiều động cơ ba pha
Động cơ truyền động Mitsubishi SF-JR Công suất $1/4\text{ HP}$ ($0,2\text{ kW}$), 3 pha xoay chiều Kéo các trục băng tải vận chuyển sản phẩm
Cảm biến vị trí Cảm biến quang E3F-DS30C4 Loại thu phát chung, ngõ ra NPN Phát hiện sản phẩm đi vào và rời khỏi các vùng cân/phân loại
Cảm biến tốc độ Optical Rotary Encoder Xung vuông ngõ ra A/B Hồi tiếp tốc độ quay của trục động cơ về PLC
Giao diện vận hành tại chỗ Màn hình HMI Mitsubishi GOT1000 Màn hình cảm ứng màu, kết nối RS-422/Ethernet Cài đặt thông số, chọn chế độ vận hành, hiển thị đồ thị và cảnh báo
Truyền thông không dây Router Wi-Fi AC1200 Chuẩn mạng không dây, cổng LAN/WAN Phát mạng cục bộ kết nối PLC, HMI, PC và điện thoại thông minh
Cơ cấu truyền động cơ khí Puly GT2 (40 răng & 80 răng), dây đai, băng tải PVC Dây đai PVC xanh chống trượt Dẫn động cơ khí và tạo bề mặt di chuyển sản phẩm 
                                  +---------------------------------------+
                                  |         MẠNG CỤC BỘ (ROUTER AC1200)   |
                                  +---+-------------------------------+---+
                                      | (Ethernet)                    | (Wi-Fi/Web)
                                      v                               v
                             +------------------+           +-------------------+
                             | HMI GOT1000      |           | PC / Mobile       |
                             | (Giao diện trạm) |           | (Web Server FX5U) |
                             +--------+---------+           +-------------------+
                                      |
                                      | (Ethernet / LAN)
                                      v
+------------------------+   +------------------+   (RS-485)   +--------------------+
| Cảm biến quang         |-->|                  |------------->| Biến tần 1, 2, 3   |
| (E3F-DS30C4)           |   | PLC MITSUBISHI   |              | (FR-A820)          |
+------------------------+   | FX5U-32MT/ES     |              +---------+----------+
| Loadcell 10kg          |   | (Khối điều khiển |                        |
| -> KM02A (Analog 0-10V)|-->|  và xử lý PID)   |                        v
+------------------------+   |                  |              +--------------------+
| Rotary Encoder         |-->|                  |              | Động cơ SF-JR      |
| (Phản hồi tốc độ)      |   +------------------+              | (Băng tải PVC)     |
+------------------------+                                     +--------------------+

Cấu trúc kết nối truyền thông và phần mềm điều khiển

  • Mạng truyền thông RS-485: Kết nối giữa cổng truyền thông của PLC FX5U với các biến tần Mitsubishi FR-A820, thực hiện việc cài đặt tham số, phát lệnh chạy/dừng và điều chỉnh tần số vận hành trực tiếp qua các thanh ghi truyền thông.
  • Truyền thông Ethernet nội bộ: Kết nối trao đổi dữ liệu giữa PLC Master và PLC trạm con, truyền nhận dữ liệu vận hành lên màn hình HMI GOT1000 và cấp phát trang giao diện Web Server.
  • Phân quyền truy cập hệ thống (Bảng 3.2): Hệ thống thiết lập 3 cấp độ vận hành:
    1. Cấp độ Monitor: Cho phép giám sát trạng thái hoạt động tổng quan, quan sát giá trị khối lượng và cảnh báo lỗi; không được phép can thiệp cài đặt.
    2. Cấp độ Operator: Vận hành chế độ Auto/Manual, khởi động/dừng băng chuyền, theo dõi đồ thị PID và lịch sử lỗi.
    3. Cấp độ Admin: Toàn quyền quản trị, hiệu chỉnh ngưỡng khối lượng chuẩn, cài đặt tham số bộ điều khiển PID, cấu hình kết nối mạng và quản trị tài khoản Web Server.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan

Trình bày tính cấp thiết của việc tự động hóa khâu cân định lượng trong dây chuyền sản xuất công nghiệp, phân tích sự khác biệt giữa phương pháp cân thủ công truyền thống và hệ thống cân kiểm tra tốc độ cao (Check Weigher). Xác định rõ mục tiêu đề tài, giới hạn kỹ thuật (mô hình 3 băng tải, tải trọng dưới $3\text{ kg}$, diện tích $1\text{ m}^2$) và kế hoạch triển khai các nội dung nghiên cứu chính.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Tổng hợp lý thuyết kỹ thuật về hệ thống cân công nghiệp (cân tĩnh và cân động); nguyên lý cấu tạo của băng tải (phân loại theo phương chuyển động, kết cấu và công dụng); cấu tạo và nguyên lý hoạt động của động cơ điện xoay chiều không đồng bộ 3 pha (đấu nối hình sao Y, tam giác $\Delta$, từ trường quay Stator); cấu tạo biến tần (khối chỉnh lưu, khối nghịch lưu IGBT, mạch kích cách ly Opto, điện trở xả).

Chương này cũng phân tích chi tiết cấu tạo cảm biến Loadcell và mạch cầu Wheatstone; nguyên lý khuếch đại tín hiệu vi sai qua IC Op-Amp trong mạch KM02A; cảm biến quang điện (ngõ ra NPN và PNP, cấu hình thu phát độc lập, phản xạ gương, thu phát chung); màn hình HMI (truyền thống và hiện đại); Router Wi-Fi; cấu tạo và nguyên lý quét vòng lặp của PLC; chuẩn truyền thông công nghiệp RS-485; truyền nhận dữ liệu Ethernet giữa các PLC; nguyên lý hoạt động của Web Server tích hợp trên PLC và cấu trúc tổng quát của bộ điều khiển PID.

Chương 3: Thiết kế hệ thống

Chi tiết hóa quy trình thiết kế mô hình hệ thống Check Weigher:

  • Tính toán lựa chọn các thiết bị phần cứng: biến tần Mitsubishi FR-A820, cảm biến quang E3F-DS30C4, dây băng tải PVC xanh, bộ điều khiển PLC FX5U-32MT/ES, Loadcell Zemic $10\text{ kg}$, bộ khuếch đại KM02A, HMI GOT1000, Router Wi-Fi AC1200, hệ puly đồng tốc GT2 (40 răng và 80 răng).
  • Thiết lập sơ đồ nối dây điều khiển, mạch động lực và sơ đồ kết nối tín hiệu ngõ vào/ra của PLC với cảm biến khối lượng và mạng RS-485 điều khiển biến tần.
  • Xây dựng lưu đồ thuật toán điều khiển tổng thể cho toàn hệ thống ở hai chế độ Auto và Manual.
  • Thiết kế giải thuật điều khiển ổn định tốc độ động cơ sử dụng khối chức năng PID trên PLC.
  • Thiết kế giao diện HMI gồm các trang: Đăng nhập, Giám sát Monitor, Vận hành Operator, Quản trị Admin, Cài đặt khối lượng, Cài đặt tốc độ, Đồ thị PID và 4 trang báo lỗi chuyên biệt (Data Logging, Operator Alarm, Warning Alarm, Error Alarm).
  • Cài đặt tham số CPU, cấu hình tài khoản người dùng và thiết kế giao diện Web Server trên PLC FX5U để theo dõi trên máy tính và thiết bị di động.

Chương 4: Kết quả

Ghi nhận toàn bộ kết quả thi công phần cứng và thử nghiệm thực tế:

  • Hoàn thiện mô hình cơ khí 3 băng tải và tủ điện điều khiển công nghiệp.
  • Vận hành quy trình: Sản phẩm được đưa vào băng chuyền cấp liệu, chuyển qua băng tải kiểm tra khối lượng (Loadcell thu thập và xử lý tín hiệu động), sau đó chuyển đến khâu phân loại để giữ lại sản phẩm đạt chuẩn hoặc đẩy loại bỏ sản phẩm không đạt khối lượng.
  • Kết quả giao diện giám sát ở hai chế độ Auto và Manual trên màn hình HMI và máy tính trạm Master.
  • Kết quả thực nghiệm đáp ứng tốc độ của hệ thống khi khảo sát các bộ thông số PID khác nhau:
    • Trường hợp 1: $K_P = 50, K_D = 0, T_I = 5$
    • Trường hợp 2: $K_P = 120, K_D = 0, T_I = 5$
    • Trường hợp 3: $K_P = 220, K_D = 50, T_I = 5$
    • Trường hợp 4: $K_P = 330, K_D = 5, T_I = 5$
    • Trường hợp 5: $K_P = 400, K_D = 5, T_I = 5$
  • Phân tích đồ thị đáp ứng tốc độ để chọn ra bộ tham số PID tối ưu giúp hệ thống đạt độ ổn định cao nhất, kèm theo đồ thị đánh giá độ chính xác của phép đo khối lượng động.

Chương 5: Kết quả đạt được và hướng phát triển

Đánh giá mức độ hoàn thành so với mục tiêu đề ra ban đầu, tổng kết các kết quả đạt được về phần cứng, phần mềm điều khiển, truyền thông và giám sát Web Server. Đồng thời nêu rõ các hạn chế còn tồn tại và đề xuất các hướng phát triển tiếp theo của đề tài.

Kết quả và đóng góp

1. Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Thi công hoàn chỉnh mô hình thực nghiệm: Hệ thống cơ khí 3 cụm băng tải vận hành đồng bộ cùng tủ điện điều khiển công nghiệp đạt tiêu chuẩn an toàn, tích hợp đầy đủ PLC FX5U, biến tần FR-A820, bộ nguồn và các rơ-le trung gian.
  • Xử lý tín hiệu cân động chính xác: PLC đọc và chuyển đổi thành công tín hiệu điện áp từ bộ khuếch đại KM02A thành giá trị khối lượng thực tế của sản phẩm khi đang chuyển động liên tục trên băng tải với dải cân dưới $3\text{ kg}$.
  • Tối ưu hóa điều khiển tốc độ: Thông qua khảo sát thực nghiệm 5 bộ thông số ($K_P$ từ $50$ đến $400$, $K_D$ từ $0$ đến $50$, $T_I = 5$), nhóm tác giả đã xác định được bộ tham số PID phù hợp giúp động cơ đáp ứng tốc độ nhanh, giảm độ vọt lố và giữ vận tốc băng tải ổn định trong suốt quá trình cân.
  • Hệ thống giám sát đa kênh: Vận hành đồng thời giao diện giám sát cục bộ trên HMI GOT1000, giám sát điều khiển từ PLC Master và giám sát không dây thông qua giao diện Web Server tích hợp sẵn trên CPU FX5U qua Router Wi-Fi AC1200.

2. Đóng góp của đề tài

  • Đề xuất giải pháp tích hợp hoàn chỉnh hệ thống cân kiểm tra trọng lượng động Check Weigher sử dụng thiết bị điều khiển khả trình PLC thế hệ mới (Mitsubishi FX5U) với chi phí thấp hơn đáng kể so với việc nhập khẩu hệ thống chuyên dụng từ nước ngoài.
  • Ứng dụng thành công tính năng Web Server nhúng trực tiếp trong phần cứng PLC để giám sát thiết bị từ xa qua trình duyệt web trên máy tính và điện thoại thông minh trong mạng nội bộ mà không cần cài đặt các phần mềm SCADA thương mại đắt tiền.
  • Xây dựng tài liệu kỹ thuật chi tiết về cấu hình truyền thông RS-485 đa trạm giữa PLC và nhiều biến tần Mitsubishi cũng như kỹ thuật xử lý tín hiệu Loadcell trong môi trường công nghiệp có rung động động học.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên giới hạn nghiên cứu được nêu trong tài liệu, đề tài còn một số điểm hạn chế và định hướng phát triển:

  • Hạn chế:
    • Mô hình chỉ mới dừng lại ở quy mô nhỏ ($1\text{ m}^2$), tải trọng làm việc hạn chế dưới $3\text{ kg}$.
    • Phạm vi điều khiển và giám sát qua Web Server mới chỉ hoạt động trong mạng cục bộ (LAN), chưa kết nối ra mạng diện rộng (WAN/Internet) với các giao thức bảo mật nâng cao.
    • Tốc độ di chuyển của sản phẩm trên băng tải cân còn phụ thuộc vào thời gian trích xuất mẫu Analog và độ ổn định cơ khí của khung cân nhỏ.
  • Hướng phát triển:
    • Nâng cấp phần cứng cơ khí và cảm biến để mở rộng dải cân phục vụ các sản phẩm công nghiệp có khối lượng lớn hơn.
    • Mở rộng hệ thống truyền thông kết nối Internet qua hạ tầng Cloud/IoT để phục vụ giám sát và thu thập dữ liệu sản xuất từ xa ở mọi nơi.
    • Cải tiến các thuật toán lọc số tín hiệu cân (Digital Filtering) nhằm triệt tiêu nhiễu rung cơ học khi băng chuyền chạy ở tốc độ cao.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên và giảng viên ngành Kỹ thuật Điều khiển & Tự động hóa, Cơ điện tử, Điện tử công nghiệp: Làm tài liệu tham khảo trong các môn học về PLC nâng cao, truyền động điện, thiết kế giao diện HMI/SCADA và đồ án tốt nghiệp.
  • Kỹ sư vận hành và tích hợp hệ thống: Cung cấp tài liệu thực hành về quy trình cấu hình truyền thông RS-485 giữa PLC FX5U và biến tần Mitsubishi FR-A820, cách kết nối xử lý tín hiệu cảm biến Loadcell qua module KM02A, cùng phương pháp thiết lập Web Server giám sát trên dòng PLC Mitsubishi iQ-F.

Câu hỏi thường gặp

1. Mục tiêu và giới hạn kỹ thuật chính của đồ án là gì?

Đề tài nhằm thi công hệ thống điều khiển và giám sát cân định lượng động (Check Weigher) sử dụng PLC thay thế phương pháp cân thủ công. Giới hạn kỹ thuật gồm: mô hình diện tích khoảng $1\text{ m}^2$ với 3 băng chuyền, cân sản phẩm khối lượng dưới $3\text{ kg}$, ổn định tốc độ bằng bộ điều khiển PID và giám sát từ xa qua mạng cục bộ (LAN).

2. Các thiết bị phần cứng cốt lõi trong hệ thống gồm những gì?

Hệ thống sử dụng PLC Mitsubishi FX5U-32MT/ES, 3 biến tần Mitsubishi FR-A820-00046, 3 động cơ 3 pha Mitsubishi SF-JR $1/4\text{ HP}$, cảm biến trọng lượng Loadcell Zemic $10\text{ kg}$, bộ khuếch đại tín hiệu Loadcell KM02A, cảm biến quang E3F-DS30C4, màn hình HMI GOT1000 và Router Wi-Fi AC1200.

3. Tín hiệu cân từ Loadcell được xử lý và đưa về PLC như thế nào?

Khi sản phẩm đi qua bàn cân, 4 dải Strain Gauge trên thân Loadcell biến dạng làm thay đổi điện trở trong mạch cầu Wheatstone, xuất ra tín hiệu điện áp cấp $\text{mV/V}$. Tín hiệu này đi qua mạch khuếch đại vi sai và khuếch đại đảo của module KM02A để chuyển thành tín hiệu điện áp chuẩn ($0\text{--}10\text{ V}$), sau đó đưa vào ngõ vào Analog của PLC FX5U để giải thuật xử lý và tính toán ra khối lượng thực tế.

4. Hệ thống phân quyền người dùng và màn hình vận hành được thiết kế ra sao?

Hệ thống chia làm 3 cấp bậc phân quyền (Bảng 3.2): Cấp độ Monitor (chỉ theo dõi trạng thái và cảnh báo lỗi), Cấp độ Operator (vận hành chế độ Auto/Manual, xem đồ thị), và Cấp độ Admin (toàn quyền cài đặt ngưỡng khối lượng, hiệu chỉnh thông số PID và quản trị tài khoản). Màn hình HMI tích hợp các trang chuyên biệt gồm cài đặt thông số, đồ thị PID và 4 trang báo lỗi: Data Logging, Operator Alarm, Warning Alarm, Error Alarm.

5. Việc điều khiển ổn định tốc độ động cơ băng tải được thực hiện bằng giải thuật nào?

Hệ thống sử dụng bộ điều khiển PID lập trình trên PLC FX5U kết hợp phản hồi tín hiệu từ Encoder gắn trên trục động cơ. Trong quá trình thử nghiệm, nhóm tác giả đã khảo sát 5 bộ thông số thực nghiệm ($K_P = 50, 120, 220, 330, 400$ phối hợp cùng các giá trị $K_D$ và $T_I$) để lựa chọn bộ thông số tối ưu giúp tốc độ băng chuyền đạt trạng thái xác lập nhanh và triệt tiêu sai số.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế hệ thống điều khiển và giám sát Check Weigher" của sinh viên Đặng Hoàng Anh Khoa và Trần Minh Kiệt đã giải quyết thành công bài toán cân định lượng động và phân loại sản phẩm tự động trên băng tải. Công trình kết hợp chặt chẽ giữa thiết kế cơ khí, mạch điện động lực, truyền thông công nghiệp RS-485/Ethernet và giải thuật điều khiển tốc độ PID trên nền tảng phần cứng PLC Mitsubishi FX5U. Hệ thống mang lại khả năng giám sát linh hoạt qua cả màn hình HMI cục bộ lẫn giao diện Web Server không dây, cung cấp giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao và giá trị tham khảo rõ ràng cho sinh viên, kỹ sư chuyên ngành Tự động hóa.