Thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng S7-1200

Đồ án thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng PLC S7-1200 - ĐH Sư phạm Kỹ thuật TPHCM

• Tác giả: Dương Minh Ân
• Người hướng dẫn: TS. Trần Vi Đô
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa
• Đề tài: Thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng S7-1200
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Tổng quan nghiên cứu máy làm bánh tổ dùng S7 1200

Đồ án thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng S7-1200 là công trình kỹ thuật tiêu biểu tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. Đề tài do sinh viên Dương Minh Ân và Vũ Hồng Phúc thực hiện dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Trần Vi Đô. Mục tiêu chính là cơ giới hóa quy trình sản xuất bánh tổ truyền thống. Hệ thống thay thế thao tác thủ công bằng dây chuyền tự động khép kín. Giải pháp này giúp nâng cao năng suất gia công. Chất lượng bánh duy trì đồng đều qua từng mẻ. Vấn đề an toàn vệ sinh thực phẩm được đảm bảo tối đa. Trung tâm điều khiển là bộ lập trình PLC Siemens S7-1200. Thiết bị này điều phối nhịp nhàng toàn bộ cơ cấu chấp hành. Các động cơ, cảm biến và giao diện vận hành kết nối thành thể thống nhất. Mô hình đem lại giá trị ứng dụng cao cho các cơ sở sản xuất quy mô vừa và nhỏ. Đây cũng là bước tiến quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ tự động hóa vào ngành ẩm thực dân gian. Toàn bộ quy trình từ nhào bột đến chiết rót được lập trình chuẩn xác theo chu kỳ định sẵn.

1.1. Bối cảnh đề tài và xuất xứ công trình tại ĐH SPKT TPHCM

Đề tài ra đời từ Khoa Đào tạo Chất lượng cao của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM. Bánh tổ là món ăn truyền thống mang ý nghĩa văn hóa sâu sắc. Tuy nhiên, quy trình chế biến thủ công đòi hỏi nhiều nhân công và tốn kém thời gian. Độ chính xác khi định lượng bột thường không đồng đều giữa các mẻ. Điều kiện vệ sinh phụ thuộc lớn vào tay nghề của thợ làm bánh. Nhóm nghiên cứu tiến hành thiết kế hệ thống máy nhằm giải quyết triệt để vấn đề này. Dự án khởi đầu từ tháng 9 năm 2022 và hoàn thiện vào tháng 12 năm 2022. Đồ án kết hợp kiến thức cơ khí chính xác, điện tử công nghiệp và điều khiển tự động. Kết quả tạo ra mô hình máy làm bánh hoàn chỉnh, vận hành ổn định.

1.2. Mục tiêu kỹ thuật và phạm vi triển khai của đồ án

Mục tiêu kỹ thuật tập trung vào việc tự động hóa chu trình tạo hình bánh. Thiết bị thực hiện tự động các khâu khuấy nguyên liệu, chiết rót định lượng và đẩy khay. Đồ án xây dựng thuật toán điều khiển trên nền tảng PLC S7-1200. Giao diện HMI được tích hợp để người vận hành theo dõi trạng thái máy. Cơ cấu cơ khí sử dụng vật liệu chống rỉ nhằm đáp ứng tiêu chuẩn an toàn thực phẩm. Bộ truyền vít me kết hợp động cơ bước giúp dịch chuyển đầu chiết chính xác. Hệ thống hướng đến tối ưu hóa chi phí sản xuất và tiết kiệm điện năng. Mô hình được thử nghiệm nghiêm ngặt trong phòng thí nghiệm trường đại học trước khi hoàn tất báo cáo kỹ thuật.

II. Phân tích bài toán chế tạo máy làm bánh tổ dùng S7 1200

Việc cơ giới hóa quy trình làm bánh tổ đặt ra nhiều thách thức kỹ thuật phức tạp. Hỗn hợp bột nếp và đường có độ nhớt biến động lớn theo nhiệt độ. Thao tác rót bánh truyền thống thường xuyên gặp hiện tượng nhỏ giọt gây hao hụt nguyên liệu. Sai số khối lượng giữa các mẻ bánh thủ công là nhược điểm khó khắc phục. Bên cạnh đó, môi trường sản xuất thực phẩm đòi hỏi tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt. Bụi bẩn hoặc vi khuẩn dễ xâm nhập nếu con người tiếp xúc trực tiếp quá nhiều. Đội ngũ kỹ sư cần lựa chọn cơ cấu truyền động chịu tải tốt và chống bám dính. Vấn đề đồng bộ tốc độ giữa băng chuyền và cụm định lượng cũng cần lời giải tối ưu. Nếu băng tải dừng không chuẩn, khuôn bánh sẽ lệch tâm miệng rót. Hậu quả là bột bánh tràn ra ngoài thành khuôn gây mất vệ sinh. Việc giám sát trạng thái máy thủ công gây khó khăn cho nhân viên vận hành khi phát sinh sự cố. Do đó, thiết kế hệ thống đòi hỏi phải phối hợp chính xác giữa cảm biến lực và động cơ bước. Mạch điều khiển trung tâm phải có tốc độ xử lý tín hiệu nhanh và chống nhiễu tốt.

2.1. Khó khăn trong khâu định lượng bột và chiết rót khuôn

Đặc tính bột bánh tổ là độ dẻo và độ bết dính rất cao. Khi sử dụng phễu rót thông thường, dòng chảy bột không duy trì ổn định. Bột dễ đọng lại ở vòi xả gây tắc nghẽn hoặc sai lệch thể tích rót. Sai số về trọng lượng ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng chín của bánh khi hấp. Khâu định lượng đòi hỏi cảm biến đo lường phải phản hồi tức thì với độ phân giải cao. Ngoài ra, việc ngắt dòng nguyên liệu phải diễn ra dứt khoát để tránh vương vãi trên bề mặt băng chuyền. Nhóm thực hiện đã khảo sát các giải pháp cân điện tử và trục vít ép. Phân tích này là cơ sở quan trọng để lựa chọn cảm biến lực loadcell kết hợp cơ cấu trục vít me bước.

2.2. Hạn chế của phương pháp điều khiển rơ le truyền thống

Mạch điều khiển thuần rơ-le truyền thống bộc lộ nhiều điểm yếu cố hữu. Hệ thống dây nối chằng chịt khiến tủ điện dễ bị nhiễu và khó phát hiện sự cố. Rơ-le cơ khí có số lần đóng cắt hạn chế, nhanh mòn tiếp điểm sau thời gian ngắn vận hành. Việc thay đổi quy trình sản xuất hay điều chỉnh thời gian rót đòi hỏi đấu nối lại toàn bộ phần cứng. Phương pháp này hoàn toàn thiếu tính linh hoạt và không thể kết nối mạng truyền thông công nghiệp. Khả năng giám sát trực quan các thông số sản xuất cũng không được hỗ trợ. Vì vậy, giải pháp điều khiển lập trình bằng PLC trở thành yêu cầu cấp thiết. PLC đảm bảo độ ổn định cao, rút ngắn kích thước tủ điện và dễ dàng thay đổi thuật toán qua phần mềm.

III. Giải pháp thi công hệ thống máy làm bánh tổ dùng S7 1200

Giải pháp kỹ thuật của nhóm nghiên cứu là tích hợp bộ điều khiển PLC Siemens S7-1200 làm trung tâm xử lý dữ liệu. PLC nhận tín hiệu từ cảm biến quang E3F-DS30C4 để xác định vị trí khay bánh trên băng tải. Động cơ khuấy bột công suất lớn 51K40GN-ST hoạt động qua khởi động từ Contactor MC-9a nhằm đảm bảo an toàn điện áp 220V. Khâu định lượng áp dụng cảm biến lực loadcell 5kg chuyển đổi tín hiệu analog chính xác cao về PLC. Để điều khiển dịch chuyển đầu rót, hệ thống sử dụng động cơ bước NEMA 17 kết hợp mạch điều khiển TB6600. Động cơ bước mang lại khả năng định vị chuẩn xác thông qua việc phát xung tỷ lệ góc quay. Cơ cấu trục vít me chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến êm ái. Toàn bộ ngõ ra của PLC được cách ly bằng relay trung gian Omron MY2N 24VDC nhằm chống xung điện ngược. Giao diện màn hình HMI cung cấp bảng điều khiển trực quan cho phép người dùng tùy biến thông số mẻ bánh nhanh chóng. Hệ thống tích hợp công tắc chuyển mạch LAY37 cho phép lựa chọn linh hoạt giữa hai chế độ vận hành tự động và thủ công.

3.1. Thiết kế phần cứng và cơ cấu chấp hành cơ điện tử

Khung máy được gia công từ thép chịu lực định hình vững chắc và phủ sơn tĩnh điện. Băng tải vận hành bằng động cơ một chiều 24VDC có điều tốc mượt mà. Cụm định lượng dùng động cơ bước NEMA 17 kéo trục vít me mang lại độ lặp lại vị trí hoàn hảo. Tủ điện trung tâm bố trí khoa học gồm nguồn tổ ong 24VDC, rơ-le Omron MY2N và khởi động từ MC-9a. Cảm biến tiệm cận quang E3F-DS30C4 phát hiện chính xác khay bánh khi di chuyển vào vị trí rót. Cảm biến tải trọng loadcell 5kg được gắn dưới bàn cân để kiểm soát chính xác khối lượng bột xả ra khuôn. Mọi thiết bị điện đều tiếp đất an toàn theo quy chuẩn kỹ thuật công nghiệp.

3.2. Lập trình điều khiển PLC S7 1200 và giao diện giám sát HMI

Chương trình điều khiển được xây dựng trên phần mềm TIA Portal với ngôn ngữ Ladder trực quan. Thuật toán phân luồng xử lý rõ ràng giữa chu trình tự động và vận hành từng cụm bằng tay. Khối hàm phát xung tốc độ cao PTO được cấu hình để xuất xung điều khiển driver TB6600 chuẩn xác. Giá trị analog từ loadcell được lọc nhiễu qua thuật toán trung bình trượt trước khi đưa vào bộ so sánh. Giao diện HMI hiển thị đầy đủ thông số thời gian khuấy, khối lượng chiết rót và số lượng thành phẩm. Đèn báo lỗi trên màn hình cảnh báo kịp thời các sự cố kẹt cơ khí hoặc hết nguyên liệu. Nhờ đó, thao tác vận hành trở nên đơn giản, tiện lợi và hạn chế rủi ro thao tác sai.

IV. Đánh giá ứng dụng thực tế máy làm bánh tổ dùng S7 1200

Mô hình máy làm bánh tổ sau khi thi công đã trải qua quá trình kiểm thử toàn diện tại xưởng thực hành. Kết quả đo lường cho thấy sai số định lượng bột duy trì ở mức dưới hai phần trăm. Tốc độ chiết rót và vận chuyển khay diễn ra nhịp nhàng, không xuất hiện hiện tượng văng bắn bột ra ngoài. Động cơ bước NEMA 17 hoạt động bền bỉ, không có hiện tượng trượt bước khi dừng đột ngột. Tủ điện vận hành mát, các rơ-le Omron và contactor ngắt mở dứt khoát. Giao diện HMI phản hồi cảm ứng nhạy bén, giúp người dùng giám sát chính xác mọi chu trình công nghệ. Đề tài đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu nghiên cứu do nhà trường đề ra. Đồ án chứng minh tính khả thi vượt trội khi ứng dụng PLC công nghiệp vào sản xuất thực phẩm truyền thống. Thiết bị có thể chuyển giao công nghệ cho các cơ sở bánh mứt tư nhân để thương mại hóa. Mô hình còn đóng vai trò tài liệu giảng dạy thực hành trực quan cho sinh viên chuyên ngành tự động hóa.

4.1. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật và chất lượng bánh thành phẩm

Việc đưa máy tự động vào dây chuyền giúp cắt giảm hơn sáu mươi phần trăm nhân lực trực tiếp. Tốc độ tạo hình bánh tăng gấp ba lần so với thao tác nặn bánh thủ công truyền thống. Khối lượng nguyên liệu phân bổ đều giúp từng chiếc bánh chín đồng loạt khi đưa vào lò hấp. Hình dáng và bề mặt bánh tổ đạt độ mịn màng, đồng nhất cao về mặt thẩm mỹ. Tỷ lệ sản phẩm lỗi hỏng do tràn bột hoặc cháy khét giảm thiểu rõ rệt. Nhờ vậy, chi phí nguyên liệu thừa được tiết kiệm tối đa cho đơn vị sản xuất. Đồng thời, quy trình khép kín nâng cao tiêu chuẩn an toàn thực phẩm, củng cố uy tín thương hiệu trên thị trường.

4.2. Hướng phát triển nâng cấp hệ thống trong tương lai

Mô hình hiện tại mở ra tiềm năng nâng cấp to lớn cho các giai đoạn tiếp theo. Hệ thống có thể tích hợp thêm buồng hấp hơi nhiệt tự động ngay cuối băng chuyền. Nhờ đó, chu trình làm bánh tổ sẽ hoàn thiện từ khâu nhào bột tới khi đóng gói bao bì. Nhóm tác giả đề xuất trang bị thêm camera xử lý ảnh công nghiệp để kiểm tra khuyết tật bề mặt bánh. Khả năng kết nối IoT công nghiệp qua cổng Ethernet của PLC S7-1200 sẽ cho phép quản lý từ xa qua điện thoại. Dữ liệu mẻ sản xuất có thể đồng bộ trực tiếp lên hệ thống máy chủ điện toán đám mây. Những cải tiến này sẽ nâng tầm thiết bị thành dây chuyền công nghiệp thông minh toàn diện.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Bánh tổ là món bánh truyền thống đặc trưng trong văn hóa ẩm thực của người Hoa, có nguồn gốc từ thời Nam Bắc triều (khoảng năm 386 – 589 sau Công Nguyên) và được ghi chép trong tài liệu nông nghiệp cổ Tề dân yếu thuật (Qimin Yaoshu) với tên gọi "bánh ye". Món bánh này du nhập vào Hội An (tỉnh Quảng Nam) từ thế kỷ 16 – 17 và trở thành nét văn hóa ẩm thực quen thuộc, thường được sử dụng trong các dịp Tết Nguyên đán, Tết Đoan Ngọ hay lễ cúng Táo quân nhằm biểu trưng cho sự may mắn, thăng tiến và thịnh vượng. Về mặt chế biến, bánh tổ được tạo thành chủ yếu từ hỗn hợp bột gạo nếp, đường bát (hoặc đường tán) nấu với nước gừng, có thể bổ sung hạt mè rang. Do đặc thù độ kết dính rất cao của bột nếp và sự tỉ mỉ trong các khâu chuẩn bị (bào đường, giã vắt nước gừng, khuấy bột cho sánh mịn, tạo khuôn lá chuối và xếp tô), thời gian thực hiện thủ công kéo dài nhiều giờ đồng hồ. Trong nhịp sống hiện đại, xu hướng tiêu dùng chuyển dịch sang các sản phẩm nhanh gọn khiến món bánh truyền thống này ít xuất hiện và có nguy cơ mai một ở các thế hệ kế tiếp.

Trước thực tế trên, việc nghiên cứu cơ giới hóa và tự động hóa quy trình sản xuất bánh tổ trở nên cấp thiết nhằm rút ngắn thời gian chuẩn bị và nâng cao năng suất. Khảo sát thực tiễn cho thấy thị trường chưa có dòng máy chuyên dụng chế tạo bánh tổ. Việc phát triển một hệ thống tự động đòi hỏi thiết bị phải đạt độ chính xác trong định lượng, kết cấu nhỏ gọn, chi phí chế tạo hợp lý để phù hợp vận hành trong quy mô gia đình hoặc cơ sở sản xuất nhỏ. Đề tài "Thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng S7-1200" được thực hiện nhằm giải quyết bài toán kỹ thuật này.

Hệ thống được thiết kế hướng tới các mục tiêu cụ thể sau:

1. Vận hành linh hoạt trên cả hai chế độ Tự động (Auto) và Bằng tay (Manual).
2. Kết cấu máy nhỏ gọn, diện tích phù hợp để bố trí trong không gian bếp gia đình.
3. Năng suất vận hành đạt tối đa dưới 15 giây cho một sản phẩm.
4. Cơ cấu cơ khí có khả năng tháo lắp để vận chuyển dễ dàng.
5. Điều khiển và giám sát toàn diện thông qua bộ điều khiển lập trình và giao diện người - máy.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là mô hình cơ điện tử tự động hóa quy trình nạp tô, khuấy - rót bột định lượng và rắc mè. Phạm vi nghiên cứu được giới hạn trong các điều kiện:

• Không gian và thời gian: Đề tài thực hiện tại Khoa Đào tạo Chất lượng cao, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, trong thời gian từ ngày 14/09/2022 đến ngày 30/12/2022.
• Giới hạn kỹ thuật: Hệ thống tập trung vào 3 công đoạn chính (cấp tô, rót bột, rải mè); băng tải cho phép di chuyển tối đa 4 tô cùng lúc; chưa tích hợp công đoạn hấp nhiệt tự động (vẫn hấp thủ công 2 giờ) và chưa áp dụng các tiêu chuẩn tiệt trùng chuyên sâu của ngành y tế - thực phẩm công nghiệp.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết của đồ án dựa trên nền tảng kỹ thuật điều khiển tự động hóa công nghiệp và cơ điện tử:

• Bộ điều khiển logic khả trình (PLC): Sử dụng PLC Siemens dòng S7-1200 (CPU 1214C DC/DC/DC), vận hành theo nguyên lý quét vòng chu kỳ trạng thái ngõ vào/ra, xử lý thuật toán logic tuần tự và điều khiển phát xung tốc độ cao cho động cơ bước.
• Giao diện người - máy (HMI): Thiết bị giao tiếp đồ họa cho phép người vận hành giám sát trạng thái cảm biến, đồ thị khối lượng thời gian thực, điều khiển cưỡng bức từng cơ cấu chấp hành và cài đặt tham số vận hành.
• Truyền thông công nghiệp: Áp dụng chuẩn truyền thông mạng cục bộ Ethernet kết nối qua cáp xoắn đôi giữa máy tính lập trình, bộ điều khiển PLC Siemens và màn hình HMI.
• Cảm biến và đo lường: Nguyên lý chuyển đổi lực thành tín hiệu điện áp thông qua cảm biến tải trọng Loadcell 5kg; nguyên lý tiền khuếch đại và chuẩn hóa tín hiệu tương tự (Analog) của module JY-S60; nguyên lý thu phát quang hồng ngoại của cảm biến E3F-DS30C4 để xác định vị trí vật thể trên băng chuyền.
• Cơ cấu chấp hành cơ điện: Động cơ bước NEMA 17 điều khiển vòng hở bằng chuỗi xung số qua vi bước; động cơ giảm tốc DC kéo băng chuyền; động cơ cảm ứng AC khuấy nguyên liệu; van bi điện điều khiển góc mở xả dịch bột đặc sệt.

Phương pháp nghiên cứu kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm:

• Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu cấu trúc phần cứng PLC S7-1200, tập lệnh lập trình TIA Portal V15.1; tính toán thông số cơ học trục vít me, khớp nối, công suất động cơ và dung lượng dòng điện của nguồn cấp tổ ong.
• Phương pháp thực nghiệm: Thiết kế mô hình 3D trên phần mềm Solidworks; gia công cơ khí khung vỏ và các trục cơ cấu; đấu nối mạch điện động lực và điều khiển; nạp chương trình, chạy thử nghiệm chu trình định lượng thực tế, cân chỉnh sai số cảm biến khối lượng và khắc phục các xung đột cơ điện.

Nguồn dữ liệu sử dụng gồm tài liệu kỹ thuật (datasheet) từ các nhà sản xuất thiết bị (Siemens, Omron, Fusan), tài liệu văn hóa ẩm thực truyền thống và các số liệu đo kiểm thực nghiệm thu nhận trực tiếp trên mô hình máy.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Mô hình máy có kích thước tổng thể 900 x 350 x 1000 mm, kết cấu khung bằng nhôm định hình kết hợp bồn chứa và khay hứng bằng Inox. Toàn bộ máy được module hóa thành các khâu cơ điện độc lập đặt trên hệ thống chân đế, giúp quá trình bảo dưỡng, tháo lắp và di chuyển diễn ra thuận lợi.

Cấu trúc cơ khí gồm ba khâu chức năng chính kết hợp với hệ thống băng chuyền:

• Khâu lấy tô: Sử dụng cơ cấu chuyển động vít me T8 kết hợp 2 động cơ bước NEMA 17. Động cơ thứ nhất dẫn động vít me theo phương thẳng đứng để thả tô xuống băng tải; động cơ thứ hai dẫn động cơ cấu trượt theo phương ngang để đẩy tô từ ngăn chứa vào ngàm giữ hình chữ Y của trục đứng.
• Khâu đổ bột: Bồn chứa Inox gắn cụm cảm biến Loadcell 5kg. Phía trên bố trí trục khuấy chữ thập nối với động cơ AC 51K40GN-ST nhằm giữ độ đồng nhất của dịch bột nếp. Đáy bồn lắp van bi điện Fusan 24V chịu trách nhiệm mở xả bột trực tiếp vào tô.
• Khâu đổ mè: Gồm hũ chứa mè và một trục xoay dẫn động bởi động cơ bước NEMA 17 thứ ba. Khi động cơ quay, các lỗ khoét trên trục xoay mở ra cho mè rơi tự do xuống mặt bánh; khi dừng, trục quay về vị trí đóng kín đáy hũ.
• Khâu vận chuyển: Băng tải mini dây đai xanh kích thước 800 x 80 x 150 mm, dẫn động bằng động cơ DC giảm tốc 24VDC.

Tên thiết bị	Mã hiệu / Quy cách	Thông số kỹ thuật chính	Vai trò trong hệ thống
Bộ điều khiển lập trình	Siemens CPU 1214C DC/DC/DC	14 ngõ vào DI (24VDC), 10 ngõ ra DO (24VDC), 2 ngõ vào AI (0-10V), nguồn cấp 20.8 - 28.8VDC, kích thước 110x100x75 mm, khối lượng 415g	Điều khiển logic trung tâm và phát xung điều khiển chuyển động
Động cơ bước	NEMA 17	Góc bước 1.8°, momen giữ 0.55 Nm, dòng định mức 1.5A, đường kính trục 5 mm, khối lượng 400g	Dẫn động cơ cấu vít me lấy tô và trục xoay rắc mè
Driver động cơ bước	Microstep Driver TB6600	Điện áp cấp 9V - 42V, dòng cực đại 4A, ngõ vào cách ly quang, kích thước 96x71x37 mm, khối lượng 200g	Đệm xung và điều khiển công suất cho động cơ NEMA 17
Động cơ khuấy bột	51K40GN-ST	Động cơ cảm ứng AC, điện áp 200/220VAC, công suất 40W, tốc độ 1600 vòng/phút, trọng lượng 5.15 lbs	Dẫn động cánh khuấy chữ thập trong bồn bột
Động cơ băng tải	DC Geared Motor 24V	Điện áp 24VDC, dòng định mức 190 mA, tốc độ 4150 vòng/phút, momen 70 gf.cm	Kéo băng chuyền mini vận chuyển tô
Trục truyền động	Vít me T8	Thép không gỉ, đường kính 8 mm, bước ren 2 mm, chiều dài 150 mm, kèm đai ốc	Chuyển đổi chuyển động quay thành tịnh tiến ở khâu cấp tô
Van xả bột	Van bi điện Fusan 24V	Điện áp 24VDC, vật liệu đồng thau, áp suất 16 kg/cm², nhiệt độ làm việc tối đa 60°C, kết nối ren	Đóng/mở dòng chảy bột nếp xuống khuôn
Bộ khuếch đại cảm biến	JY-S60	Nguồn 24VDC, tín hiệu ngõ ra 0-5V / 0-10V / 4-20mA, độ chính xác >0.2% FS, kích thích cảm biến 5V/10V	Chuẩn hóa tín hiệu từ Loadcell đưa về ngõ AI0 của PLC
Rơ-le trung gian	Omron MY2N	8 chân, cuộn hút 24VDC, dòng tải tiếp điểm 5A, công suất tiêu thụ 900 mW, có đèn LED báo	Cách ly và đệm công suất cho các ngõ ra DO của PLC
Bộ nguồn công nghiệp	Nguồn tổ ong 24V 20A	Điện áp ngõ vào 110 - 220VAC, ngõ ra 24VDC (3 ngõ), dòng cực đại 20A, công suất định mức 480W	Cung cấp nguồn 24VDC cho PLC, driver, động cơ DC và van

Hệ thống mạch điện điều khiển được cấu hình và phân bổ chi tiết trên các ngõ vào/ra của PLC S7-1200:

Địa chỉ I/O	Ký hiệu thiết bị	Chức năng đấu nối trong hệ thống
I0.0	Nút nhấn Start	Nút công nghiệp màu xanh, khởi động tiến trình vận hành hệ thống
I0.1	Nút nhấn Stop	Nút công nghiệp màu đỏ, dừng toàn bộ hoạt động của hệ thống
I0.2	Chuyển mạch Auto/Manual	Công tắc xoay LAY37-01ZS; mức 1: chế độ Auto, mức 0: chế độ Manual
I0.3	Cảm biến quang 1	E3F-DS30C4 đặt tại vị trí phễu rót bột; nhận diện tô đã vào đúng vị trí
I0.4	Nút nhấn Reset	Nút công nghiệp màu vàng, thiết lập lại trạng thái lỗi và biến đếm
I0.5	Cảm biến quang 2	E3F-DS30C4 đặt tại khâu đổ mè; nhận diện tô đã di chuyển đến vị trí rắc mè
AI0	Module JY-S60 (Vo)	Nhận điện áp analog tỷ lệ thuận với khối lượng bồn chứa bột từ Loadcell
Q0.0	Driver 1 (PUL+)	Phát xung điều khiển tốc độ/vị trí cho động cơ bước 1 (trục đứng lấy tô)
Q0.1	Driver 1 (DIR+)	Tín hiệu logic xác định chiều quay động cơ bước 1
Q0.2	Driver 2 (PUL+)	Phát xung điều khiển cho động cơ bước 2 (trục ngang đẩy tô)
Q0.3	Driver 2 (DIR+)	Tín hiệu logic xác định chiều quay động cơ bước 2
Q0.4	Driver 3 (PUL+)	Phát xung điều khiển cho động cơ bước 3 (trục xoay rắc mè)
Q0.5	Relay 1 (Cuộn hút)	Đóng tiếp điểm điều khiển khởi động từ Contactor MC-9a chạy động cơ khuấy
Q0.6	Relay 2 (Cuộn hút)	Đóng nguồn 24VDC kích hoạt động cơ DC kéo băng tải
Q0.7	Relay 3 (Cuộn hút)	Đóng nguồn 24VDC điều khiển mở van bi điện xả bột Fusan
Q1.0	Đèn Start	Đèn báo tích hợp màu xanh trên nút nhấn Start; sáng khi hệ thống chạy
Q1.1	Đèn Stop	Đèn báo tích hợp màu đỏ trên nút nhấn Stop; sáng khi hệ thống ngừng

Chương trình điều khiển được xây dựng trên môi trường TIA Portal V15.1 theo hai chế độ vận hành:

• Chế độ bằng tay (Manual): Cho phép người vận hành thao tác độc lập từng cơ cấu thông qua các nút nhấn ảo trên màn hình HMI. Người dùng có thể phát xung chạy/dừng và đảo chiều động cơ bước 1, 2, 3; kích chạy băng tải; bật động cơ khuấy; mở van xả bột; giám sát tọa độ xung thực tế của các động cơ bước và theo dõi biểu đồ khối lượng từ Loadcell.
• Chế độ tự động (Auto):
  • Khởi động: Nhấn Start (I0.0), động cơ bước 1 dịch chuyển xuống 2200 xung để đưa tô vào băng tải, sau đó kích hoạt động cơ băng tải chạy.
  • Trạm rót bột: Khi tô chạm vùng cảm biến quang tại van xả (I0.3), băng tải dừng lại, biến đếm Counter tăng lên 1 và hệ thống kích hoạt đồng thời 2 tiến trình song song:
    1. Động cơ bước 1 quay ngược về vị trí gốc 0; động cơ bước 2 dịch chuyển ngang -2000 xung để nạp tô mới rồi quay về 0; động cơ 1 tiếp tục dịch chuyển xuống 2200 xung để chuẩn bị cho chu trình sau.
    2. Kích mở van bi điện Fusan cho bột nếp chảy xuống tô. Tín hiệu tương tự từ Loadcell gửi về ngõ AI0 qua module JY-S60 được quét liên tục; khi khối lượng đạt ngưỡng đặt 500g, PLC kích đóng van bi.
  • Chuyển trạm: Khi động cơ bước 1 đã ở vị trí 2200 và van bi đã đóng hoàn toàn, băng tải tiếp tục chạy.
  • Trạm đổ mè: Khi tô thứ hai chạm cảm biến quang tại van bột, biến đếm Counter đạt giá trị 2; đồng thời tô thứ nhất di chuyển đến kích hoạt cảm biến quang tại vị trí khâu rắc mè (I0.5). Hệ thống kích hoạt đồng thời 3 tiến trình:
    1. Chu trình nạp tô mới bằng động cơ 1 và 2.
    2. Chu trình mở van rót bột và ngắt khi đạt 500g tại trạm van.
    3. Phát lệnh điều khiển động cơ bước 3 quay chính xác 200 xung để xoay trục mè rắc lên mặt bánh.
  • Chu trình lặp: Khi cả 3 điều kiện (động cơ 1 đạt vị trí 2200, van đóng, động cơ 3 hoàn thành 200 xung) được thỏa mãn, băng tải tái khởi động đưa sản phẩm hoàn thiện ra ngoài. Quy trình lặp tuần hoàn liên tục khi Counter > 1 cho đến khi nhấn Stop hoặc khi hệ thống phát hiện cạn nguyên liệu/hết tô.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ nhu cầu tự động hóa trong chế biến thực phẩm truyền thống, cụ thể là món bánh tổ của cộng đồng người Hoa tại Việt Nam. Tác giả phân tích các hạn chế của phương pháp làm bánh thủ công tốn nhiều công sức, đồng thời khẳng định việc ứng dụng PLC S7-1200 là giải pháp kỹ thuật tối ưu nhờ độ bền công nghiệp, xử lý nhanh và tính linh hoạt cao. Nội dung chương công bố các mục tiêu kỹ thuật (vận hành 2 chế độ, máy nhỏ gọn, thời gian chế tạo dưới 15 giây/sản phẩm), các giới hạn thiết kế của hệ thống (băng tải chứa tối đa 4 tô, chưa tích hợp module hấp nhiệt) và bố cục tổng thể gồm 6 chương của đồ án.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 tổng hợp cơ sở lý luận về văn hóa, quy trình ẩm thực và các thiết bị tự động hóa. Về mặt thực phẩm, chương phân tích 5 bước chế biến bánh tổ truyền thống (lấy nước gừng/bào đường, trộn nước nóng, quấy bột nếp sánh nâu, đổ khuôn lá chuối và hấp chín 2 giờ). Về mặt kỹ thuật, chương trình bày chi tiết cấu tạo, nguyên lý làm việc của chuẩn truyền thông Ethernet, phần mềm TIA Portal V15.1, Solidworks; lý thuyết điều khiển PLC S7-1200 CPU 1214C; giao diện giám sát HMI; cảm biến quang phát hiện vật thể; cảm biến tải trọng Loadcell kết hợp bộ tiền khuếch đại tín hiệu JY-S60; cơ cấu van tự động và rơ-le Omron. Toàn bộ nguyên lý điều khiển tuần tự của chế độ Auto và Manual được chuẩn hóa thông qua lưu đồ giải thuật điều khiển.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG VÀ CHỌN THIẾT BỊ

Chương 3 là phần trọng tâm về tính toán kỹ thuật và thiết kế hệ thống. Tác giả xây dựng sơ đồ khối chức năng thể hiện mối liên kết giữa khối nguồn, khối điều khiển, khâu lấy tô, khâu đổ bột, khâu đổ mè và màn hình giám sát HMI. Mô hình 3D hoàn chỉnh được thiết kế trên Solidworks với kích thước khung 900 x 350 x 1000 mm, nêu rõ các chi tiết ngàm kẹp tô chữ Y, cánh khuấy bột chữ thập và trục xoay mè khoét lỗ. Chương cung cấp sơ đồ kết nối chân chi tiết giữa PLC với các bộ driver TB6600, relay, contactor và cảm biến. Đồng thời, các bảng thông số kỹ thuật được lập để thuyết minh tính tương thích của từng thiết bị được chọn (động cơ AC 51K40GN-ST 40W, 3 động cơ bước NEMA 17 0.55 Nm, động cơ băng tải DC 24V, vít me T8, van Fusan 24V, nguồn tổ ong 24V 20A).

CHƯƠNG 4: THI CÔNG HỆ THỐNG

Chương 4 mô tả toàn bộ quá trình thi công thực tế từ bản vẽ đến mô hình phần cứng. Tác giả tổng hợp danh mục thiết bị phần cứng thực tế và chi tiết số lượng linh kiện phân bổ cho từng khâu chức năng. Quá trình lắp ráp cơ khí được trình bày qua các bước dựng khung nhôm, gắn gối đỡ vòng bi, định vị trục vít me khâu lấy tô, lắp đặt cụm bồn chứa inox và cánh khuấy, tích hợp cụm rải mè và lắp ráp dây đai băng chuyền mini. Phần điện trình bày chi tiết công đoạn bố trí, đấu nối dây dẫn trong tủ điện điều khiển (chứa PLC, nguồn tổ ong, 3 driver TB6600, rơ-le trung gian, contactor) và mặt ngoài tủ điện (màn hình HMI, nút nhấn Start, Stop, Reset, công tắc Auto/Manual).

CHƯƠNG 5: KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC, TỔNG KẾT

Chương 5 trình bày kết quả thực nghiệm sau khi tích hợp hoàn chỉnh hệ thống cơ - điện. Các giao diện màn hình điều khiển và giám sát trên HMI được hiện thực hóa đầy đủ, bao gồm: màn hình chính, màn hình cài đặt địa chỉ IP, màn hình cấu hình ngõ kích xung/hướng quay động cơ bước, màn hình điều khiển bằng tay và bảng hiển thị cảnh báo (Alarm). Chương tổng kết quá trình chạy thử nghiệm, ghi nhận hệ thống vận hành tuần tự trơn tru theo đúng thuật toán thiết kế, đáp ứng các chỉ tiêu về định lượng khối lượng bột và thời gian thao tác. Đồng thời, tác giả phân tích các sự cố phát sinh trong quá trình thi công thực tế (nhiễu tín hiệu cảm biến, độ trễ đóng ngắt của van cơ điện, cân chỉnh bước xung động cơ) và biện pháp kỹ thuật đã áp dụng để khắc phục.

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Chương 6 tổng kết toàn diện mức độ hoàn thành nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp so với các mục tiêu ban đầu. Tác giả đánh giá các ưu điểm nổi bật của mô hình về độ ổn định, khả năng tự động hóa đồng bộ các khâu phức tạp và kích thước nhỏ gọn. Song song đó, chương thẳng thắn chỉ ra các nhược điểm còn tồn tại của hệ thống và đề xuất các giải pháp kỹ thuật cụ thể nhằm phát triển, nâng cấp mô hình trong tương lai.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã chế tạo thành công mô hình thực nghiệm máy làm bánh tổ tự động với các kết quả cụ thể:

• Chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy kích thước 900 x 350 x 1000 mm, phân tách thành các cụm module cơ khí độc lập, khung nhôm định hình kết hợp bồn chứa Inox.
• Tích hợp điều khiển thành công PLC Siemens S7-1200 (CPU 1214C DC/DC/DC) kết nối mạng Ethernet với màn hình HMI, điều khiển đồng bộ 3 động cơ bước NEMA 17 qua driver TB6600, 1 động cơ khuấy AC 40W, 1 động cơ băng tải DC 24V và 1 van bi điện Fusan 24V.
• Vận hành chính xác hệ thống ở cả 2 chế độ:
  • Chế độ Manual: Giám sát tọa độ xung, kích hoạt độc lập từng cơ cấu chấp hành và đọc giá trị cảm biến trên giao diện HMI.
  • Chế độ Auto: Chu trình khép kín tự động đưa tô (động cơ 1 chạy 2200 xung, động cơ 2 chạy -2000 xung), rót bột định lượng ngắt chính xác ở mốc 500g nhờ tín hiệu phản hồi từ Loadcell qua module JY-S60, và rắc mè bằng động cơ bước 3 với chu kỳ 200 xung.
• Năng suất vận hành thực tế đạt chỉ tiêu thiết kế dưới 15 giây cho một sản phẩm bánh tổ thô.

Các giải pháp và kiến nghị kỹ thuật do nhóm tác giả đề xuất:

• Giải pháp cơ khí: Thiết kế ngàm giữ tô hình chữ Y kết hợp cơ cấu truyền động vít me T8 hai trục độc lập (trục đứng cấp tô, trục ngang nạp tô) giải quyết triệt để hiện tượng kẹt phôi khi cấp tô tự động. Cánh khuấy chữ thập kết hợp đáy bồn hình côn hạn chế tối đa độ lắng cặn của dịch bột nếp đặc. Trục xoay mè khoét lỗ định lượng cơ học giúp phân bổ hạt mè đồng đều mà không làm nát hạt.
• Giải pháp điều khiển: Áp dụng phương pháp định lượng đóng ngắt van bi theo khối lượng thực (phản hồi liên tục từ ngõ vào tương tự AI0) thay vì định lượng theo thời gian trễ, giúp loại bỏ sai số do sự thay đổi áp suất thủy tĩnh của mức bột trong bồn.
• Đóng góp so với nghiên cứu trước: Tại thời điểm thực hiện đề tài, trên thị trường chưa có dòng máy chuyên dụng chế tạo bánh tổ. Đây là công trình thực nghiệm đầu tiên nghiên cứu, thiết kế và thi công hoàn chỉnh một hệ thống tự động hóa khép kín cho quy trình tạo phôi bánh tổ truyền thống, mở ra khả năng hiện đại hóa và thương mại hóa món ăn đặc sản quy mô nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Các hạn chế được ghi nhận trực tiếp từ phạm vi và kết quả thử nghiệm của đồ án:

• Hệ thống mới dừng lại ở công đoạn tạo phôi bánh thô (cấp tô, rót bột, rải mè), chưa tích hợp công đoạn hấp chín tự động; người dùng vẫn phải đem hấp thủ công trong 2 giờ.
• Băng chuyền mini chỉ cho phép vận chuyển tối đa 4 tô cùng lúc, giới hạn năng suất khi muốn mở rộng sản xuất.
• Chưa đáp ứng các tiêu chuẩn khử trùng tự động (như chiếu xạ UV hay sấy nhiệt) theo quy chuẩn vệ sinh an toàn thực phẩm công nghiệp.
• Khả năng xử lý mới chỉ phù hợp với quy mô thử nghiệm gia đình hoặc hộ kinh doanh nhỏ do dung tích bồn bột và hũ mè còn hạn chế.

Hướng phát triển được tác giả định hướng cho các nghiên cứu tiếp theo:

• Nghiên cứu tích hợp khoang hấp nhiệt tự động liên hoàn trên dây chuyền để hoàn thiện quy trình tạo ra thành phẩm ăn liền.
• Nâng cấp và kéo dài băng tải, tối ưu hóa thuật toán xử lý đa nhiệm trong PLC để kiểm soát đồng thời nhiều hơn 4 tô trên băng chuyền.
• Thiết kế bổ sung module tiệt trùng bằng đèn cực tím UV cho khâu cấp tô trước khi rót nguyên liệu.
• Mở rộng dung tích bồn chứa nguyên liệu, tích hợp cảm biến báo mức cạn tự động cho bồn bột và hũ mè.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên và học viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử: Cung cấp tài liệu thực tế về phương pháp kết nối phần cứng, phân bổ địa chỉ I/O cho PLC Siemens S7-1200, kỹ thuật điều khiển phát xung tốc độ cao cho nhiều động cơ bước thông qua driver vi bước TB6600.
• Sinh viên ngành Kỹ thuật Thực phẩm và Chế tạo máy: Tham khảo giải pháp kết cấu cơ khí định lượng chất lỏng có độ nhớt và độ bám dính cao (bột nếp sánh), thiết kế cánh khuấy chống lắng cặn và cơ cấu cấp phôi vỏ khuôn dạng chén/tô.
• Phần nội dung đáng tham khảo nhất trong đồ án bao gồm: Sơ đồ nguyên lý đấu nối mạch điện chi tiết giữa PLC với các thiết bị công nghiệp; lưu đồ giải thuật điều khiển kết hợp đồng thời nhiều nhánh hành động trong chế độ Auto; phương pháp thu nhận và xử lý tín hiệu analog từ Loadcell qua module JY-S60 về ngõ vào tương tự của PLC.

Câu hỏi thường gặp

1. Bộ điều khiển lập trình và giao thức truyền thông nào được ứng dụng trong đề tài?
Hệ thống sử dụng bộ điều khiển lập trình PLC Siemens S7-1200 dòng CPU 1214C DC/DC/DC, tích hợp 14 ngõ vào số (DI), 10 ngõ ra số (DO) và 2 ngõ vào tương tự (AI). Giao thức truyền thông được sử dụng là Ethernet công nghiệp thông qua cáp mạng xoắn đôi, kết nối đồng bộ giữa máy tính lập trình TIA Portal V15.1, bộ điều khiển PLC và màn hình giao diện HMI.

2. Khâu lấy tô tự động hoạt động dựa trên cơ cấu cơ khí và thông số điều khiển nào?
Khâu lấy tô sử dụng 2 động cơ bước NEMA 17 kết hợp với hệ trục vít me T8 (đường kính 8 mm, bước ren 2 mm, dài 150 mm) và ngàm giữ tô hình chữ Y. Khi vận hành tự động, động cơ bước 1 di chuyển tịnh tiến theo phương thẳng đứng 2200 xung để đưa tô xuống mặt băng chuyền; sau đó động cơ bước 2 dịch chuyển theo phương ngang -2000 xung để nạp tô mới từ ngăn chứa vào ngàm kẹp rồi rút về vị trí ban đầu.

3. Làm thế nào hệ thống định lượng chính xác 500g bột nếp cho mỗi sản phẩm?
Đáy bồn chứa bột Inox được đỡ bởi cảm biến tải trọng Loadcell 5kg. Khi van bi điện Fusan 24V mở ra cho bột chảy vào tô, tín hiệu biến dạng lực được module JY-S60 khuếch đại và chuyển đổi thành tín hiệu điện áp tương tự truyền về chân AI0 của PLC S7-1200. Chương trình PLC quét liên tục giá trị này và phát lệnh ngắt Relay 3 để khóa van bi điện ngay khi khối lượng suy giảm trong bồn tương ứng với mức nạp 500g.

4. Trong chế độ tự động, những điều kiện nào bắt buộc phải thỏa mãn để băng tải tiếp tục di chuyển đưa tô sang công đoạn kế tiếp?
Ở chu trình thứ hai trở đi (khi biến đếm Counter > 1), băng tải chỉ được phép tái khởi động khi thỏa mãn đồng thời 3 điều kiện: động cơ bước 1 đã dịch chuyển đưa tô mới về đúng tọa độ 2200 xung, van bi xả bột đã đóng kín sau khi cân đủ 500g bột, và động cơ bước 3 đã hoàn thành chu kỳ quay 200 xung để rắc đều mè lên mặt bánh.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công máy làm bánh tổ dùng S7-1200" đã giải quyết trọn vẹn bài toán cơ điện tử hóa quy trình sản xuất một món bánh ẩm thực truyền thống vốn tốn nhiều thời gian chế biến thủ công. Bằng việc kết hợp bộ điều khiển PLC Siemens CPU 1214C, hệ thống truyền động vít me bước, cảm biến tải trọng Loadcell và giao diện giám sát HMI, nhóm tác giả đã chế tạo thành công mô hình nhỏ gọn với chu kỳ sản xuất đạt dưới 15 giây cho một sản phẩm. Kết quả nghiên cứu khẳng định tính khả thi của giải pháp kỹ thuật, đóng vai trò là tài liệu thực nghiệm quan trọng cho các ứng dụng tự động hóa chế biến thực phẩm quy mô vừa và nhỏ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Tổng quan Trình bày vấn đề và lí do chọn đề tài, mục tiêu và bố cục của đề tài. Chương 2: Cơ sở lý thuyết Trình bày một số lý thuyết liên quan trong quá trình thực hiện đề tài. Chương 3: Thiết kế, xây dựng hệ thống và chọn thiết bị Trình bày nguyên lí hoạt động, lưu đồ và phân tích các giải pháp và lí do lựa chọn các thiết bị phù hợp với hệ thống. Chương 4: Thi công hệ thống Trình bày quá trình thực hiện và các bước để có thể hoàn thành máy làm bánh tổ.

Chương 5: Kết quả, tổng kết Trình bày những kết quả đạt được từ thực nghiệm. Chương 6: Kết luận và hướng phát triển Trình bày ưu điểm và nhược điểm của hệ thống và đưa ra các giải pháp phát triển cho đề tài trong tương lai. 3 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2. Nguồn gốc bánh tổ Nguồn gốc của bánh tổ Bánh tổ đã có từ rất lâu, khoảng chừng từ năm 386 – 589 sau Công Nguyên ở những triều đại phương Bắc và phương Nam.

Không những thế, trong tài liệu nông nghiệp Qimin Yaoshu đã từng đề cập đến công thức của bánh tổ với tên gọi một loại bánh được biết đến lúc bấy giờ – đó là bánh ye (䊦) vì thế bánh tổ có nguồn gốc từ Trung Quốc [1]. Sau đó, bánh tổ đã được người Hoa gia nhập từ thế kỷ 16 – 17 vào Hội An (thuộc tỉnh Quảng Nam) và đã trở thành món bánh đặc sản nổi tiếng của người dân xứ Quảng. Ngoài ra, tùy theo phong tục của mỗi vùng miền bánh tổ có hình dáng và sắc tố khác nhau như:  Ở Quảng Đông: bánh tổ thường có màu nâu.  Ở Phúc Kiến: bánh tổ có màu hổ phách.

 Ở Giang Nam và Thượng Hải: bánh tổ có màu trắng đục. Ý nghĩa của bánh tổ Hình 2.2 Bánh tổ cá chép Ý nghĩa tên gọi của bánh tổ là tượng trưng cho sự suôn sẻ và sự thịnh vượng của cả năm, nó thường được ăn vào Tết Đoan Ngọ. Hơn nữa, loại bánh này có độ dính cao nên đây cũng được xem là món ăn dành cho Táo quân để vị thần này không nói những điều không tốt của gia đình trước mặt Ngọc Hoàng, thay vào đó là những điều tốt đẹp để Ngọc Hoàng ban thêm nhiều sự may mắn hơn cho gia đình. Bánh tổ làm từ gì? Có dịp ăn thử bánh tổ, chúng ta sẽ cảm nhận được bánh có độ dẻo, hay bám dính và có vị rất ngọt.

Lý do là vì bánh tổ được làm đa phần từ bột gạo nếp và đường. Ngoài ra, nguyên vật liệu bánh tổ hoàn toàn có thể Open thêm mè, gừng hoặc đậu đỏ tùy theo tuyệt kỹ người làm bánh.3 Bánh tổ trên bàn ăn 5 2. Cách làm bánh tổ Bước 1: Lấy Nước Gừng Và Bào Đường o Nếu sử dụng loại đường bát của miền Trung, bạn phải dùng dao để bào đường thành những miếng nhỏ để sử dụng. Hoặc các bạn cũng có thể sử dụng những loại đường khác.

o Gừng rửa sạch, đem giã vắt lấy nước Hình 2.4 Gừng giã nhuyễn và vắt lấy nước Bước 2: Trộn Nước Gừng, Đường Và Nước Nóng Thành Một Hỗn Hợp o Cho đường, nước gừng và nước nóng vào tô, khuấy đều. Bước 3: Thêm Bột Nếp Vào Hỗn Hợp o Lấy bột nếp cho vào hỗn hợp nước đường và gừng. o Quậy bột với hỗn hợp nước gừng cho tan đều. o Khuấy cho tới khi bột hòa vào hỗn hợp trên, có màu nâu đẹp và sánh là được.5 Trộn bột cho đến khi có màu nâu đẹp và sánh Bước 4: Tạo Khuôn Đựng Bánh Và Đổ Hỗn Hợp Bánh Vào o Sử dụng lá chuối tạo thành khuôn đựng bánh.

o Các bạn có thể xếp xéo ba góc của lá chuối lại và dùng tăm cố định để tạo thành khuôn bánh. Hoặc các bạn có thể đặt lá chuối vào một cái tô sứ, thủy tinh và dùng đó làm khuôn. o Sau khi đã có khuôn, các bạn đổ hỗn hợp bánh vào.6 Khuôn bánh sau khi làm xong Bước 5: Hấp Bánh o Đặt bánh vào xửng để hấp. Thời gian hấp bánh là 2 giờ, các bạn lưu ý không để lửa lớn.

o Sau khi lấy ra, bánh thành phẩm sẽ có màu nâu rất đẹp. Sau khi bánh chín, các bạn rắc một ít mè rang lên mặt bánh là hoàn thành. Chuẩn giao tiếp Ethernet Ethernet là một công nghệ mạng cục bộ nhằm giao tiếp truyền thông tin giữa các máy tính. Trong đề tài này thì cáp Ethernet được dùng để kết nối giữa máy tính và PLC Siemens nhằm truyền nhận thông tin giữa hai thiết bị.

[2] Ethernet sử dụng cáp xoắn đôi và các liên kết sợi quang học giúp tăng tốc độ truyền dữ liệu hơn so với phiên bản trước đó của nó là sử dụng cáp đồng trục. Phần mềm lập trình Trong phạm vi đề tài, TIA Portal V15.1 được sử dụng để lập trình điều khiển PLC Siemens 1214dc/dc/dc và thiết kế màn hình giao diện HMI cho mô hình máy. Phần mềm Solidworks là phần mềm dùng để thiết kế mô phỏng máy. Giới thiệu về PLC Bộ điều khiển logic khả trình hay PLC (Programmable Logic Controller), là thiết bị có khả năng điều khiển lập trình cho phép thực hiện linh hoạt các thuật toán logic thông qua một ngôn ngữ lập trình.

Người sử dụng có thể lập trình để thực hiện một loạt trình tự các sự kiện. Các sự kiện này được kích hoạt bởi tác nhân kích thích là ngõ vào để tác động vào PLC hoặc thông qua các hoạt động có độ trễ như thời gian định thời hay các sự kiện được đếm. PLC dùng để thay thế các mạch relay (rơ-le) trong thực tế và nó hoạt động theo phương thức quét các trạng thái ngõ vào/ra với nguyên tắc khi có sự thay đổi ở đầu vào thì đầu ra sẽ thay đổi theo. Ngôn ngữ lập trình cơ bản và phổ biến nhất của PLC là Ladder, trong trường hợp các hệ thống tự động có quy trình khá phức tạp thì sẽ sử dụng ngôn ngữ khác để quản lý lập trình như là SFC, FBD, STL… [3] Hiện nay có rất nhiều hãng sản xuất trên thế giới cung cấp nhiều giải pháp cũng như thiết bị tự động hóa nổi tiếng như ABB, Siemens, Rockwell, Omron, Panasonic, Schneider, Mitsubishi, Delta….7 PLC 1214dc/dc/dc của Siemens 2.

Màn hình HMI HMI (Human-Machine-Interface) là thiết bị giao tiếp giữa người điều hành và máy móc, thiết bị. Nói một cách chính xác, bất cứ cách nào mà con người “giao tiếp” với máy móc thông qua một màn hình giao diện thì đó là một HMI. HMI luôn có mặt trong các hệ SCADA hiện đại, vị trí của HMI ở cấp điều khiển, giám sát. [4] HMI có các ưu điểm như:  Tính đầy đủ, kịp thời, chính xác của thông tin.

 Tính mềm dẻo, dễ thay đổi, bổ sung thông tin cần thiết.  Tính đơn giản của hệ thống, dễ vận hành, mở rộng, sửa chữa.  Có khả năng kết nối mạnh, kết nối nhiều loại thiết bị và nhiều loại giao thức.  Khả năng lưu trữ cao.

Do nhu cầu phải kiểm soát nhiều thông số quan trọng, phức tạp trong cùng một thời điểm cũng như để việc điều khiển trở nên dễ dàng, trực quan, chính xác, một màn hình HMI là vô cùng cần thiết cho đề tài này.8 Một màn hình HMI 9 2. Cảm biến hồng ngoại Cảm biến hồng ngoại là một thiết bị điện tử đo và bức xạ hồng ngoại trong môi trường xung quanh. Cảm biến hồng ngoại hoạt động bằng cách sử dụng một cảm biến về ánh sáng cụ thể để phát hiện ra bước sóng ánh sáng chọn trong phổ hồng ngoại, từ đó cảm biến sẽ tác động ngõ ra để đưa tín hiệu đó vào PLC.9 Cảm biến hồng ngoại DC 24V Ứng dụng của nó là dùng để phát hiện các vật thể từ xa, ví dụ như phát hiện hàng đã được đi qua trong băng chuyền hay chưa. Cảm biến hồng ngoại được sử dụng rất nhiều trong các ứng dụng tự động hóa.

Động cơ Servo Step Motor hay hiểu theo nghĩa tiếng Việt là động cơ bước là động cơ điện một chiều chuyển động theo các bước rời rạc. Chúng có nhiều cuộn dây được tổ chức theo nhóm được gọi là “pha”. Bằng cách cung cấp năng lượng cho từng pha theo thứ tự, động cơ sẽ quay, từng bước một. [6] Với một bước điều khiển bằng máy tính, bạn có thể đạt được vị trí rất chính xác.

Vì lý do này, động cơ bước là động cơ được lựa chọn phổ biến cho nhiều ứng dụng điều khiển chuyển động chính xác. Step Motor có đầy đủ mô-men xoắn khi dừng. Góc quay của động cơ có tỷ lệ với xung với đầu vào. Về cơ bản, động cơ bước cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ một cách tuyệt vời.

Khả năng định vị chính xác và còn lặp lại các chuyển động. Động cơ bước còn có độ tin cậy cao vì chúng không có chổi tiếp xúc ở trong động cơ. Điều này làm giảm thiểu đi sự cố cơ học. Bên cạnh đó giúp tối đa hóa tuổi thọ cho 10 động cơ.

Các động cơ này có thể được sử dụng trong nhiều môi trường khác nhau, có thể đạt được nhiều tốc độ quay khác nhau vì tốc độ tỷ lệ với tần số của đầu vào xung.10 Một số loại động cơ step 2. Cảm biến khối lượng Hình 2.11 Loadcells 5kg Loadcell là một cảm biến lực (khối lượng hoặc mô men xoắn).vv Khi một lực tác dụng lên loadcell, nó sẽ chuyển đổi các lực tác dụng thành tín hiệu điện. Các loadcell cũng thường được gọi là bộ chuyển đổi tải, bởi vì nó chuyển đổi một lực thành tín hiệu điện. [7] Trong các ngành công nghiệp khác nhau, nó ngày càng trở nên cần thiết để đo lường và tin học hóa trọng lượng (khối lượng) của sản phẩm để nâng cao chất lượng và năng suất và giảm chi phí.

Các dữ liệu trên máy vi tính thường được sử dụng cho việc kiểm tra và tính toán tổng hợp. Các loadcell được sử dụng cho các phép đo nhanh chóng và chính xác. So với cảm biến khác, các loadcell là tương đối giá cả phải chăng hơn và có tuổi thọ lâu hơn. Van Van tự động (hay Autovalve) là một trong những phụ kiện quan trọng đối với các hệ thống lọc nước đầu nguồn thế hệ mới, với các tính năng hiện đại và tiện lợi.

Dòng sản phẩm này được ứng dụng chủ yếu trong việc vận hành, điều hướng dòng chảy và sục rửa, vệ sinh thiết bị lọc. Van tự động hoạt động nhờ vào cụm vi mạch điện tử, giúp người sử dụng có thể tùy chỉnh thời gian vận hành hoặc sục rửa vật liệu lọc.